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近红外光谱技术在人体血糖无创检测中的应用研究

张洪艳  
【摘要】:目前医学上通常通过静脉抽血或微创的指尖采血,用酶催化法来检测血糖浓度,这给病人增加了痛苦和经济负担,且不能实现连续性家庭监测,因而更为完善的无创伤检测方法和技术成为近年来国内外正在积极研究的热点之一。无创血糖检测方法有近红外光谱、中红外光谱、生物传感器、激光拉曼光谱等。但都处于基础研究阶段,没有形成成型的仪器。近红外光谱能穿透皮肤和人体组织,且血糖浓度与其近红外吸收有很好的线性相关性,近红外无创血糖检测成为诸多无创血糖检测方法中最有优势的一种。 本文在对此项技术进行理论分析的基础上,建立了以Nicolet 公司的Nexus 870 高精度傅立叶红外光谱仪为核心的近红外光谱分析测试系统,在国内首次对人体血糖检测进行了系统的研究。分析了葡萄糖粉末近红外光谱特性和光程长对排除水的吸收影响的效果,并以葡萄溶液为例详细研究并分析了近红外血糖检测的波段范围、数据的预处理方法和建模所采用的化学计量学方法,选择了含有葡萄糖吸收的7500~8500cm-1和5500~6500cm-1作为全谱分析区域,初步确定了基线校正、平滑和求导的光谱数据的预处理方法及最小二乘的建模方法。在此基础上通过对葡萄糖溶液、离体的血浆和全血及正常人实际的血清和全血进行了建模分析,把建模波段扩展到7500~9500cm-1,进一步确定了血糖无创检测的建模波段和数据的预处理方法。本论文将血糖的离体检测和在体检测结合起来,采用全


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