近红外光谱无创血糖测量的极限检测浓度研究

检测极限浓度综合了光子传输的微观过程信息、漫反射光的统计性质和仪器设备的系统性能,降低检测极限浓度是无创伤血糖浓度测量的目标所在。通过分析血糖浓度变化对光学参数的两种作用及其对光传播的影响,针对皮肤中葡萄糖主要分布真皮层的特点,引入有效信噪比的概念,推导了血糖检测极限浓度与光源检测器之间距离、有效仪器信噪比之间的关系。针对不同个体在表皮和真皮厚度的差异,用蒙特卡洛方法研究了其对检测极限浓度的影响,讨论了光学测头设计的方案和适应性。结果表明,通过选择合适的光源检测器之间距离,来自真皮层的有效信号能超过50%;假定仪器信噪比为10000,可获得满足FDA要求的血糖检测极限浓度。     

人体无创血糖检测技术

无创血糖检测技术具有无疼痛、无感染、测量简单、测量速度快等优点,能有效地满足糖尿病人实时、频繁监测血糖浓度的需要,是血糖检测技术发展的方向.本文介绍了人体无创血糖检测各种技术的原理、特点及研究进展.指出近红外无创血糖检测是最有前景的无创血糖检测方法之一,是无创检测技术研究的热点.     

光反射法微摩擦测试仪

为研究MEMS的微摩擦需设计一种能够测量微米尺度样品摩擦特性的专用仪器,尤其是能进行微机构摩擦力和正压力测试的大范围、高灵敏度的微摩擦检测装置。给出了一种基于光反射法的微摩擦测试仪的设计方法,介绍了该仪器的设计原理、测力传感器的结构设计、仪器的标定方法。硅测力传感器采用MEMS工艺制作,具有变形量大、线性度好、灵敏度高等优点。实验结果表明,该测试仪能满足微机电系统微摩擦测试的需要。     

GGBP蛋白修饰的表面等离子共振微创血糖检测仪

根据基于微流控芯片的组织液透皮抽取系统设计了一种小型化微创人体血糖检测仪器.该仪器基于微创的方法,利用真空负压抽取人体组织液,并采用表面等离子共振(SPR)技术,通过检测皮肤真皮层组织液中的葡萄糖浓度来预测血液中的葡萄糖浓度.通过绑定对葡萄糖具有特异性吸附的D-半乳糖/D-葡萄糖结合蛋白(D-GGBP),对SPR传感器表面进行预处理,实现对葡萄糖分子的特异性吸附.实验配制了不同浓度的葡萄糖溶液,检测并得出葡萄糖溶液浓度与折射率的关系曲线.应用课题组设计的微创血糖检测仪,实验测量了葡萄糖溶液浓度与组织液浓度,并与血糖仪测量得到的葡萄糖溶液浓度进行了比较.结果表明,使用GGBP修饰过的表面等离子共振传感器测量葡萄糖水溶液浓度的下限为0.625 mg/dL,当葡萄糖水溶液浓度在0.625～5 mg/dL时有较好的线性.通过测试实验验证了该仪器的可行性,显示了结合GGBP蛋白的SPR测量技术在微创血糖检测领域有良好应用前景.     

代谢热整合法无创血糖检测技术研究

介绍了一种新的基于代谢热整合法的无创血糖检测技术。采用温度传感器、红外传感器、湿度传感器和光学测量装置,通过测量人体代谢产生的热量、血液流速、血氧饱和度,利用人体代谢产生的热量是血糖浓度、供氧量的函数,可以推算出血糖浓度。介绍了系统的组成、数据处理方法及可能造成误差的因素。用所研制的检测系统进行了临床实验,得到的血糖值与用大型生化分析仪测得的血糖值的相关系数达到0.856。实验证明,代谢热整合法无创血糖检测技术是可行的。     

人体无创血糖检测的发展与现状

随着糖尿病的发病率逐年增高,为避免传统有创血糖监测血糖的痛苦,无创血糖监测已经越来越引起人们的重视。无创血糖检测技术就是在不对人体造成伤害的条件下检测人体血糖的方法。该方法可以避免传统试纸测试带来的痛苦,降低检测成本,提高病人测量的依从性,既能增加血糖检测的频率又能获得血糖的动态变化趋势,从而降低了患者糖尿病并发症的发生,同时可以避免针刺可能带来的感染,对于糖尿病人的自我监测具有非常重要的意义。详细介绍了当前各种无创血糖检测技术的原理,分析了各种技术的优缺点,并提供了国内外无创血糖仪的最新成果,还介绍了本人所在课题组所研发的基于代谢守恒原理的无创血糖监测产品。     

JW型激光测微仪在动态测量应用中的研究

本文介绍了JW系列新型激光测微仪的结构、原理、特点,还介绍了利用该仪器在音箱质量检测、记忆合金伸缩特性等科研中对微振动及动态位移进行非接触测量的研究情况,并对测量结果进行了分析.     

JW型激光测微仪的动态测量应用中的研究

本文介绍ＪＷ系列新型激光激光测微仪的结构，原理，特点，还介绍了利用该仪器在音箱质量检测，记忆合金伸缩特性等科研中对微振动及动态位移进行非接触测量的研究情况并对测量结果进行了分析。     

压痛阈测量仪的研制

介绍一种能定量检测人体不同部位压痛力度的新仪器。作为新的工具,它可方便地用于病人压痛阈值的检查和评价：用于人体经张的研究。该仪器采用受环境温度影响小的硅油做为传感器的太力传导介质,并设计出５种不同表面积的测压头,以满足不同测量部位的需要。该仪器还采用了数字锁定功能,方便了使用。     

光电式脉搏传感器及由其组成的血压仪的研制

人体脉搏和血压信号中包含着丰富的生理信息,是临床诊断的重要判据。本文介绍了光电式脉搏传感器的检测原理及其组成脉搏、血压检测仪的设计方案。采用集成式光敏元件和放大器芯片替代传统光敏器件进而实现对脉搏测量。而血压的测量采取较为普遍的KorotKoff原理测量法,利用压力传感器检测人体血压信号,并经过差分放大后,送至TC14433构成的数字血压表显示输出。该设计是光、机、电、计算机一体化测控技术的集中体现,是机电一体化产品改善人们生活和健康水平的代表。它的无创伤检测技术也是未来生物医学工程的重要发展方向。     

无创血糖检测仪温度标定系统的研制

血糖浓度是人体生理参数的一项重要生理指标,无创血糖检测仪能够实时检测血糖浓度。设计了一款针对于无创血糖检测仪的温度标定系统,以对称热传递法为基本方法,完成系统的软硬件设计。实验表明,系统能够完成对无创血糖检测仪的标定,标定后无创血糖检测仪温度参数测量误差为0.1摄氏度,满足仪器对相对精度的要求。     

光学相干层析术无损检测血糖的测量效果评价

为改进现有光学相干层析术(OCT)无损检测血糖评价方法的不足,提出将OCT信号斜率相对变化量和相对标准误差相结合来评价测量结果,并同时得到血糖的理论测量精度。首先,分析了OCT系统共焦函数对测量结果的影响及OCT信号斜率相对误差的计算方法,然后,通过对3只新西兰白兔进行活体实验来评价OCT无损检测血糖的测量结果。在测量血糖引起的OCT信号斜率相对变化量的同时,对OCT信号斜率相对误差也进行了计算,从而获得血糖的理论测量精度。新西兰白兔活体实验表明,线性度较好的拟合区间下OCT信号斜率相对变化量和相对误差分别为(3.7%)/mmol和0.068,(3.4%)/mmol和0.026,(0.93%)/mmol和0.019,血糖理论测量精度分别为±3.7 mmol,±1.5 mmol和±4.1 mmol。OCT信号斜率的相对变化量和相对标准误差相结合的评价方法能更有效地提高血糖理论测量精度,而且拟合区间越大,血糖的测量精度越高。     

基于微流控和酶比色的微创血糖连续检测仪

连续血糖检测对糖尿病的诊断与治疗具有十分重要的意义。本文设计了一种集成化、自动化的微创血糖连续检测仪器,该仪器通过微流控芯片透皮抽取组织液,利用单片机精确测量透皮抽取组织液的体积,并采用酶比色法检测组织液的葡萄糖浓度,利用组织液与血液的葡萄糖浓度相关性实现连续血糖检测。由于透皮抽取的组织液体积很小且分散在皮肤表面,为了便于收集,利用生理盐水对抽取出的组织液进行稀释,稀释后的组织液中葡萄糖浓度在3～50mg/dL。为了测量低浓度葡萄糖,实验选取了1～50mg/dL中的10个浓度的葡萄糖溶液进行吸光度测量,根据光谱数据与葡萄糖浓度建立吸光度模型,结果表明该酶比色检测方法在1～50mg/dL葡萄糖浓度内具有良好的线性度,测量相对标准偏差小于0.65%。该仪器能够实现自动化控制,为糖尿病的诊断提供依据,在微创血糖连续检测领域具有良好的应用前景。     

基于太赫兹衰减全反射光谱法的无创血糖检测研究

结合太赫兹时域光谱系统,利用棱镜衰减全反射技术,设计了一种太赫兹衰减全反射光谱法的无创血糖检测系统。借助德拜模型分析了皮肤中含水量变化会影响皮肤在太赫兹波段的弛豫作用,得到皮肤复折射率与皮肤含水量的关系,利用菲涅耳公式给出了计算皮肤复折射率实部和虚部的方法。将太赫兹光谱法测得的人体大拇指皮肤复折射率的实部与虚部,与口服葡萄糖耐量试验实际测得的人体血糖浓度进行对比,得到了人体手指皮肤的太赫兹反射谱以及复折射率与人体血糖浓度成正相关的关系,为太赫兹应用于无创血糖浓度检测提供了参考。     

基于脉搏波的无创血压检测系统

针对现阶段无创血压检测仪体积较大、不易携带,且需要专业人员操作的问题,提出了一种无创血压检测系统。系统基于脉搏波传导和光与物质相互作用的原理,提取并分析了光与手腕处的皮肤作用后的光电信号模量,推算出动脉血液流速,即脉搏波传导速度,从而进一步推算出血压值。试验结果表明,本系统与传统血压检测仪的平均相对误差在5%以内,具有一定的可行性。该系统具有体积小、成本低、测量方式简单、易携带、可做大数据管理等特点,可用于人体血压的实时监测及健康管理。     

光电容积脉搏波无创测量人体血液成分的评估

为了评估光电容积脉搏波法在人体血液主要成分检测方面的精度水平,基于朗伯比尔定律及简化的光电容积脉搏波法测量模型,给出了物质成分测量的极限分辨浓度公式。对公式中的三个要素,即人体测量时的光强信噪比、光程、被测物质的摩尔消光系数进行了评估,获得了理论上光电脉搏波法对血红蛋白、白蛋白、血糖的极限分辨浓度。评估结果表明,光电容积脉搏波法可以测量的血红蛋白、白蛋白和血糖的极限分辨浓度水平分别约为100mg/dL,5000mg/dL以及10 000mg/dL。将该评价结果与现阶段临床需要的检测精度进行对比,可知光电容积脉搏波法能够满足需求,有望实现对血红蛋白的无创检测。     

改进的自适应噪声总体集合经验模态分解在光谱信号去噪中的应用

针对近红外无创血糖检测过程中噪声对血糖浓度模型精度和稳定性的影响,提出用自适应噪声总体集合经验模态分解方法实现近红外光谱信号的去噪;同时,根据原始信号曲率和分解后本征模态函数(IMFs)曲率间的离散弗雷歇距离选择相关模态。首先,将自适应噪声的总体集合经验模态分解方法引入近红外光谱去噪过程,介绍了经验模态分解、集合经验模态分解、互补集合经验模态分解及自适应噪声总体集合经验模态分解的基本原理及具体实现过程。然后,应用基于曲率和离散弗雷歇距离的自适应噪声总体集合经验模态分解改进算法对仿真信号和光谱信号进行去噪,并将其标准差和信噪比作为评价指标。实验结果表明:应用提出的方法得到的血糖浓度近红外光谱数据其标准差为0.179 4,信噪比为19.117 5dB,实现了信号与噪声的分离,改善了重构信号质量,具有良好的自适应性,可以有效识别并提取有用信息。     

乳制品中可溶性糖检验方法研究进展

本文综述了乳制品中乳糖、蔗糖、葡萄糖等常见可溶性糖的检测方法,包括高效液相色谱法、离子色谱法、红外光谱法、毛细管电泳法、比色法、直接滴定法等,并对各方法的原理及其应用情况进行了阐述。     

饥饿小鼠和饱食小鼠肝糖原含量及血糖的比较

目的：通过对饥饿小鼠和饱食小鼠血糖及肝糖原测定,了解饥饿及饱食对血糖和肝糖原有影响。方法：取体重在25g以上的健康小鼠60只,随机分成两组：饥饿组30只,实验前严格禁食不禁水30h;饱食组30只：自由摄食,饮水。然后采用蒽酮显色法测定小鼠肝糖原,用Folin-吴法测定小鼠血糖。结果：饥饿与饱食进行比较小鼠血糖及肝糖原都表现为明显的降低或升高趋势（即饥饿小鼠血糖及肝糖原降低,饱食小鼠血糖及肝糖原升高）,且P〈0．05具有统计学意义。结论：饱食后肝糖原增加,饥饿肝糖原逐渐降低;饱食后血糖明显升高,饥饿则血糖明显降低。     

近红外无创血糖测量的研究

本文分析了光在手掌组织中的传播特性 ,以及经皮近红外无创血糖浓度测量原理。基于AOTF (声光可调谐滤波器 )分光系统 ,构建了近红外经皮无创血糖检测系统 ,并利用该系统对 3名健康青年志愿者进行OGTT (口服葡萄糖耐量试验 )实验 ,得到较好的测量结果。三次实验中PLS (偏最小二乘 )校正集模型的RMSEP (预测均方根误差 )分别为 0 6 9mmol/L、 0 4 9mmol. /L、 0 5 4mmol/L。