OCT无创血糖检测穿戴式探头研究

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近年来糖尿病的发病率及发病人群不断上升,而传统电化学血糖检测有着有创、易感染的风险。光学无创检测血糖技术有着很好的应用前景,光学相干层析成像(optical coherence tomography,OCT)是一种实时、非接触性、无损的高分辨率光学三维成像技术。其在无创血糖领域得到了广泛关注,但其检测结果易受到检测对象自身以及外界环境因素的影响,例如采集部位温度、采集部位位置、受到的压力,提高OCT检测血糖的精确性、稳定性是OCT血糖检测的主要研究方向。本文在消除温度、位移、压力对检测结果的影响进行重点研究,主要工作内容为:1.我们以硬件改进为出发点,设计了一款穿戴式探头,探头集成了温控装置、位移控制装置、压力检测装置。通过对采集部位进行高温调控,保证了将检测过程中皮肤温度波动控制在±0.3℃以内,可以将温度对检测结果影响控制到±0.1mmol/l;探头与定位标签纸相互配合,将探头与采集部位相对位移控制在了0.5mm以内,经算法可以消除位移带来的影响;对固定探头时采集部位受到的压力进行监测,保证每次固定时采集部位受到的压力一致,消除或减弱了压力对结果的影响,同时对检测过程的压力进行实时监测,可以有效避免因检测对象活动幅度过大导致压力变化过大进而对检测结果产生影响。使用穿戴式探头进行血糖实验,在志愿者血糖上升期间,系统预测血糖值与指尖血糖值都呈上升趋势而且误差较小,但在指尖血糖下降期间,系统预测的血糖值下降趋势不明显,并且与指尖血糖值误差较大,在整个预测过程中预测值与指尖血糖值的误差最大为0.698mmol/l,最小值为0.02mmol/l。2.在实验过程中发现单独使用定位标签纸选取参与血糖计算的区域时有较大的误差,因此我们引入NCC算法与定位标签纸结合使用。NCC算法有着算法简单、匹配精度高、能获取与模板最匹配区域的精确位置,但计算量大,而使用定位标签纸有着定位快、操作简单的优势,因此将两者相结合,由定位标签纸实现粗定位,NCC算法实现细定位,提供了误差小于5%的定位精度。在保证高精度定位情况下又不会耗费太多时间,满足实时血糖监测的要求。
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