人体血糖日变化规律近红外光谱无创伤监测方法

基本信息
批准号:61475155
项目类别:面上项目
资助金额:82.00
负责人:陈星旦
学科分类:
依托单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
批准年份:2014
结题年份:2018
起止时间:2015-01-01 - 2018-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:卢启鹏,刘煜,丁海泉,高洪智,蔡寒青,李沫,于新洋,吴春阳,袁境泽
关键词:
血糖日变化规律近红外光谱无损检测
结项摘要

Non-invasive blood glucose monitoring is significant to life science research and clinical medicine. It's an effective means to guide the treatment of diabetes and ICU patient monitoring, as well as to reflect the ability of glucose metabolism in the human body. The near-infrared spectroscopy dominates among a variety of non-invasive monitoring methods. However, influenced by human tissue backgrounds and spectral overlap of different biochemical compositions in blood, the near-infrared noninvasive blood glucose monitoring technology is still far from the required detection accuracy. Based on clinical needs of dynamic glucose monitoring, we put forward the concept of diurnal variation of blood glucose and the monitoring method, which break the normal procedure previously. This method is aimed at individual detection that eliminate the influence of individual difference; In a single day, the status of human skin and other components in blood change a little that avail to reduce the interference of background; because the measurement position is fixed, the temperature , pressure and other factors are also easier to control relatively. This project is going to research the methods and technical matters which are the diurnal variation of non-invasive blood glucose monitoring faced with. Meanwhile, based on wavelength wedge filter and multiple array detectors, we plan to develop a non-invasive blood glucose monitoring device which is small, fixed easily and able to wear. On this foundation, we will establish the diurnal variation of blood glucose baseline model and sub-model, research the feasibility and analysis accuracy of diurnal variation of non-invasive blood glucose monitoring by near-infrared spectrum.

无创血糖监测是指导糖尿病治疗、重症病人监护以及反映人体糖代谢能力的有效手段,对生命科学研究及临床医学有重要意义。多种无创监测方法中,近红外光谱法占据主导地位。然而受人体组织背景、血液中不同生化成分光谱重叠等干扰的影响,近红外无创血糖监测技术还远没有达到应有的检测精度。我们根据临床动态血糖监测的需求,打破以往常规,提出血糖日变化规律概念及监测方法。该方法针对单体检测,消除了个体差异影响。而且在单日内,人体表皮状态和血液中其它成分变化较小,有利于降低背景干扰。同时由于测量位置固定,温度、压力等因素相对而言也更容易控制。本项目将深入研究无创伤血糖日变化规律监测面临的方法及技术问题,研制一种基于波长渐变滤光片和多元阵列探测器的便于固定的、小型的、能随身佩戴的无创伤血糖监测装置。在此基础上,建立血糖日变化基准模型和子模型,结合临床实验研究近红外光谱无创伤血糖日变化规律监测的可行性及分析精度。

项目摘要

无创血糖监测是指导糖尿病治疗、重症病人监护以及反映人体糖代谢能力的有效手段,对生命科学研究及临床医学有重要意义。多种无创监测方法中,近红外光谱法占据主导地位。然而受人体组织背景、血液中不同生化成分光谱重叠等干扰的影响,近红外无创血糖监测技术还远没有达到应有的检测精度。我们根据临床动态血糖监测的需求,打破以往常规,提出血糖日变化规律概念及监测方法。该方法针对单体检测,消除了个体差异影响。且在单日内,人体表皮状态和血液中其它成分变化较小,有利于降低背景干扰。本项目在深入研究人体皮肤组织光学特性的基础上,优选出无创伤单体血糖日变化规律检测部位。研究了特殊的镀膜工艺将全介质膜窄带滤光片的中间层制作成楔形,研制出性能优异的波长线性渐变滤光片,并基于该分光装置,搭建了高信噪比光谱检测系统,信噪比达到5000:1。利用搭建的近红外无创伤单体血糖日变化规律检测系统,开展了临床验证研究实验,建立了血糖日变化基准模型和子模型,可以实现单体血糖的有效检测,RMSEP基本小于1mmol/L,相对误差小于20%。结果表明采用近红外光谱技术无创伤检测人体血糖日变化规律是可行的,研究成果可以为设计一种全新概念的无创伤人体血糖日变化规律检测仪提供必要的实验依据和技术储备,有利于实现糖尿病的早期诊断与治疗方案的精准定制。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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