论文摘要：血糖近红外无创检测系统的研制

 

糖尿病及其并发症严重威胁着人类健康，目前临床上还没有对其根治的方法，对其最有效治疗的方法是要求患者经常对自身的血糖浓度进行检测，因此本文研制了一种基于近红外分析技术的人体血糖近红外无创检测系统，用该系统实现血糖浓度的快速、安全、无创和连续检测。

首先，本文针对近红外光谱数据的预处理方法和定量分析模型的建模方法进行了研究。由于人体血糖浓度测量过程中各种干扰因素的变化都可能与血糖浓度变化产生偶然相关，以及人体血糖浓度与吸光度光谱之间存在非线性关系，本文采用净信号预处理方法结合径向基偏最小二乘回归方法建立一种减弱偶然相关并适合于人体复杂系统的非线性建模方法—NAP-RBFPLS，用于人体血糖浓度近红外无创检测。

其次，人体血糖近红外无创检测系统的硬件和软件设计都采用模块化设计，硬件系统模块主要有光源模块、光纤夹持装置、光谱仪模块、控制和数据处理模块。其中光纤夹持装置主要由步进电机、压力传感器和三维限位装置组成，通过它们组成的闭环系统实现测量过程中手指压力的自动调整，实现手指与光纤之间的测量压力和测量位置的可重复性。控制和数据处理模块包括DSP系统、按键显示和上位机，而DSP系统的核心是TI公司生产的高性能的浮点处理器芯片TMS320C6747，该模块完成光谱数据的采集、数据处理、显示和上传等功能，软件系统模块主要包括系统初始化、压力调整、步进电机驱动、按键中断控制、串口通信、数据处理和液晶显示等，同时对不同程序模块建立相应的.c和.h文件，这样即增加了程序的可读性，也便于以后程序的修改和升级。

最后，本文对人体血糖近红外无创血糖检测系统进行了标定试验，建立了人体血糖近红外无创检测系统的定量分析模型，并对该系统的各项性能进行了评价。实验结果表明，本系统测量精度为0.99mmol/L，重复性较好，并且响应时间小于5s，能满足标定实验对象血糖浓度的无创、快速、连续检测。

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