近红外无创血糖检测——基于蒙特卡罗模拟的浮动基准点测量误差的分析研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lanrong
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着糖尿病患者的日益增多,人们对近红外无创血糖检测技术的需求越来越急迫。该技术面临的主要难题是,测量条件的稳定性难以保证,加之测量系统及被测对象自身的背景变化大,导致难以提取出葡萄糖浓度变化的信息。针对上述难题,本课题组经过多年研究,提出了浮动基准测量法以消除干扰因素的影响。本文基于Monte Carlo(MC)模拟,研究了课题组设计研发的多路光纤测量系统在测量过程中存在的测量误差,以期能够进一步完善浮动基准测量方法,并尽快将之应用于在体血糖测量。  首先,对测量系统的最佳测量条件进行了研究,主要研究了最佳测量时长和适于实验测量的最佳浓度等。根据实验数据可知,为使光源稳定性带来的粗大误差降到最低,系统在进行测量前需要预热4小时。考虑到离体实验中受仪器测量精度的限制,同时也为了保证模拟与溶液实验结果的一致性,在实际的离体测量实验中应选用浓度为1000~2500mg/dL的葡萄糖溶液进行测量。  其次,基于MC模拟,针对定位偏差产生的测量误差进行了定量分析,并提出了细化计算法(TCM)。该方法的优势:其一,能够保证误差源的单一性;其二,能够利用一次模拟数据进行多组误差分析,提高了效率。基于TCM的研究结果表明,7μm的定位误差将会对浮动基准点位置的测定带来10.63%的相对误差。因此,为使得定位偏差引起的测量相对误差控制在10%以内,定位偏差须小于7μm。  再次,基于MC模拟对浮动基准点测量过程中的光源漂移误差进行了定量分析。利用改变MC模拟中入射光子数来表示光源强度发生变化。研究结果表明1%的光源波动将会对测量结果产生12.21%的误差。为减小光源漂移带来的测量误差,提出了归一化模型。应用该模型,能够将1%光源漂移产生的相对误差由12.21%降到0.14%。  最后,通过MC模拟和实际测量,对定位偏差和光源漂移对测量结果的综合误差进行了定量分析。结果表明,二者的综合影响相较于单独影响更为复杂,并非简单的叠加,而应用归一化模型之后能够有效的减小光源漂移误差。
其他文献
为保证既要使空气预热器的结构紧凑、又尽可能使流动阻力小并且生产现场实际空间能预以布置,该文还对单侧进风、双侧进风等各种布置方案进行了优化设计.为便比较还设计了螺纹
弱激光生物效应,是受到广泛关注、有重要的应用前景、又现存诸多疑团的多学科交叉研究领域。本文通过实验研究了低强度660nm半导体激光照射兔离体红细胞所产生的溶血效应,观
期刊
该课题针对过去自增强高压容器分析与设计大多采用半理论半经验公式,难于将影响自增强效果的各种因素定量地和综合地加以考虑的缺点,采用ANSYS有限元程序研究了材料的非线性
本文通过对荣华二采区10
期刊
In late April, the workshop of Huaibei Laibote Photo Frame Manufacturing Co. Ltd. hummed with the sound of ma-chines from time to time as dozens of staff worked
期刊
磁性液体热疗技术在肿瘤混合治疗中效果显著。本文介绍了肿瘤磁场热疗方法的基本原理,总结磁场热疗设备的研究进展。通过对高频磁场理论的分析和计算,参考感应加热电源的设计范例,提出了应用于肿瘤磁性液体热疗的特殊中高频磁场装置设计方案,设计工作分为磁路设计和电路设计两部分。详细叙述了中高频磁场装置的各个设计要点,针对研制过程中出现的主要问题进行了分析并给出了解决方法。结合设计实例,对应用该方法研制的加热实验
论文工作对16MnR、Al-Li和合金Cu-Zn合金三种金属材料进行了低周疲劳拉伸试验.实时地观察和记录了疲劳微裂纹的萌生与扩展的连续过程.对试验结果作了分析和计算.在综述近十年
氦、氢及其同位素在高能密度状态下的物理性质是天体物理、激光聚变和核物理等学科研究的基础问题。目前通用的技术方案是利用低温靶将样品液化至高密度的初始状态,然后利用冲
The novel coronavirus disease (COVID-19) outbreak is a major pub-lic health crisis unseen in about 100 years. There is also a possibility that the dis-ease may
期刊