刘冰洁
- 作品数：3 被引量：9H指数：2
- 供职机构：天津大学精密仪器与光电子工程学院精密测试技术及仪器国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学机械工程医药卫生更多>>
- 基于外部参数正交的葡萄糖近红外漫射光谱温度校正被引量：2
- 2017年
- 不同温度下葡萄糖的近红外光谱存在较大差异,故温度干扰将影响葡萄糖浓度的预测精度.本文提出采用基于外部参数正交化的光谱预处理方法,对不同温度下葡萄糖在浑浊介质中的漫射光谱进行温度校正.该方法仅需预先对代表性样品进行不同温度下的漫射光谱采集,即可获得消除温度变量的滤波矩阵,利用该矩阵可以将所有温度下的光谱校正至基准温度水平.该校正方法预先对外部干扰变量单独建立模型,此模型与葡萄糖浓度预测模型的建立是分离的.该方法与温度、葡萄糖浓度混合建模的传统方法相比,复杂度大大降低.针对葡萄糖在浑浊介质中的测量场合,本文提出两种对于温度校正中代表性样品的选取方法,并实验验证了两种方案对葡萄糖在脂肪乳溶液中漫射光谱温度校正的效果.该方法为人体无创血糖测量中的温度校正提供了借鉴.
- 盛伟楠孙翠迎韩同帅刘冰洁刘瑾
- 关键词：近红外光谱温度校正
- 浑浊介质中近红外漫反射光谱测量灵敏度解析被引量：5
- 2017年
- 在采用近红外漫反射光谱对浑浊介质中的物质浓度做定量分析时,物质浓度测量的灵敏度与所选的光源-检测器位置有较大的关联。解析了物质浓度测量的灵敏度随光源-检测器距离变化的曲线特点,给出了三个特殊位置:灵敏度全局极大位置、灵敏度为零的位置和灵敏度局部极大的位置。以葡萄糖在某浑浊介质溶液(含血红蛋白、白蛋白的Intralipid溶液)中的测量为例,从扩散方程、蒙特卡罗模拟、漫反射光谱测量实验三方面,均验证了灵敏度曲线中存在的这三个特殊位置。另一方面,考虑到近红外光源的稳定性、铟镓砷检测器的量子效率与系统噪声等因素的限制,采用仪器的信噪比作为另一个客观指标,对实际测量可得到的灵敏度进行了评价。综合灵敏度曲线的特点和仪器的实际测量水平,给出了测量葡萄糖的最佳位置,可实现最优的测量灵敏度与测量精度。采用优化后的测量位置,葡萄糖的测量灵敏度可提高10倍以上。测量葡萄糖灵敏度的研究对人体组织中的无创血糖检测有较好的参考价值,同时,对漫射光谱灵敏度的解析方法可被借鉴于其他物质的近红外漫反射光谱测量位置的优选。
- 刘冰洁韩同帅郭超孙迪刘瑾
- 关键词：光谱学红外光谱葡萄糖
- 1000～2500 nm宽波段的葡萄糖吸收光谱的测量波长优选被引量：4
- 2017年
- 采用近红外光谱法无创测量人体血糖时,葡萄糖浓度变化引起的光强信号微弱,为了实现目标测量精度,需要选择适宜的测量波长使葡萄糖引起的吸收信号水平强于噪声信号水平.本文提出了基于最佳光程长的测量波长选择原则,可在测量灵敏度最大的条件下,评价葡萄糖吸收光谱的测量是否可行.以葡萄糖在水溶液中的测量为例,基于最佳光程长理论,对1 000~2 500 nm的每个波长均进行光程优化,以1 mmol/L的检测浓度为目标,筛选了可行的测量波段.结果表明,即使在最佳光程长下检测,该检测目标对测量光谱的重复性信噪比要求也非常高,当SNR达到10 000∶1时,仅有4个波段满足要求,分别是:1 000~1 160 nm,1 375~1 420 nm,1 590~1 640 nm和1 870~1 910 nm.其中短波长波段1 000~1 160 nm对光谱信噪比的要求最低,且最佳光程长最长,皮肤穿透深度最大,显示了较好的应用前景.这一结果对皮肤中的葡萄糖测量的波长选择有较好的参考价值.此外,本文所提出的波长选择方法也同样适用于采用吸收光谱法对其他物质成分的测量.
- 张紫杨孙迪刘冰洁孙翠迎刘瑾
- 关键词：近红外光谱血糖
