论文部分内容阅读
光学相干层析(optical coherence tomography,OCT)是一种非接触、无创伤的高分辨率光学成像技术,可以达到微米量级的分辨率和毫米量级的探测深度。目前OCT血糖检测技术还未能实现临床应用。其原因主要在于被测组织光学参数易受到人体生理条件及测试环境等因素的影响。基于此,本文对提高OCT无创血糖测量精确度及其影响因素分析等方面内容作了研究。本文首先研究了OCT探头与皮肤接触压力、物距焦点位置和运动伪像等干扰因素对无创血糖检测的影响。此外还研究了皮肤内部不同深度区域的组织物质光衰减系数与血糖变化的相关性,提出一种相关性标定分析算法。利用此算法可以得到皮肤光衰减系数与血糖变化最相关的组织区域来进行标定,消减了背景噪声以及皮肤内部与血糖无关组织层信号的干扰,提高了OCT无创检测血糖值的预测精度。在人体血糖快速变化情况下,研究了皮肤组织液糖浓度与血液(指血、静脉血)中血糖变化的延迟关系。通过人体口服葡萄糖耐量测试和血糖钳夹实验,对人体血糖平衡延迟时间问题做了研究。结果表明,在不同的皮肤深度区域,血糖平衡延迟时间存在一定的差异性。延迟时间一般随着皮肤深度的增加而缩短。对人体血糖平衡延迟时间的研究有助于提高无创血糖测量的准确性和可靠性。研究了皮肤组织温度变化对于其光衰减系数的影响。设计了一种集成在OCT光学探头上的温度控制装置,可以对被测皮肤组织温度进行精确控制。实验结果表明,组织光衰减系数与温度变化具有很强的相关性且二者之间没有延迟。皮肤表皮层光衰减系数与温度呈负相关性。而对于真皮层,由于其内部包含的组织物质构成不同,因此在不同深度分布的组织物质光衰减系数与温度相关性也并不一致,需要结合相关性算法进行具体分析。本文最后利用多元线性回归理论模型研究了皮肤温度变化对于OCT无创血糖检测的影响。平均1°C温度变化所引起的光衰减系数变化会造成0.26 mmol/L的血糖预测误差。并基于相关区域理论提出了一种能够提高血糖预测精度的温度补偿方法。此外,提出一种快速血糖标定方法。利用温度调制,通过计算得到皮肤内部光衰减系数与温度、血糖都敏感的高相关性区域用于无创血糖的标定、预测等。此方法极大地简化OCT无创血糖标定流程,在一定程度上缓解了糖尿病患者的痛苦。