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人体血糖光学无损检测实用技术研究

人体血糖光学无损检测实用技术研究
作者：王群益
来源：《健康周刊》2018年第14期
        【摘 要】血糖浓度是衡量人体生理健康发展的重要指标，一旦人体出现血糖浓度失衡的情况，则会对人体的生命健康造成直接危害。从我国目前的发展情况来看，其所采用的血糖检测方法为微创检查，而市场发展中还缺乏一项较为精准的无损血糖检测设备。其已经成为国内外的研究热点。
        【关键词】人体血糖；光学无损检测；实用技术研究
        前言：
        糖尿病是一种相对常见的内分泌疾病，其所对应的发病率相对较高，对人体的危害性相对较强。对其进行有效诊断和治疗是很有必要的。从临床目前的发展情况来看，其常用的血糖检测方法主要为体内抽取而进行的生化分析方法，其主要为一种创伤检测方法，会为病人带来一定的痛苦性，甚至会导致各种体液传染性疾病的发生，同时，其难以实现在体时检验。而无创血糖检测则是一种不需要对血液样本进行收集的检测方法，其能够有效避免对人体造成创伤问题的出现，同时不会造成液体传染病传播。本研究将以此为主要内容，进行了相关分析研究工作如下。
        1 血糖光声光谱无损检测检测的基本步骤
        在进行实验之前，首先需要对葡萄糖粉末的光声谱进行分析，将其中的葡萄糖光声谱位置进行有效确定，同时，将其葡萄糖的特征峰位置进行血清和红细胞等全血溶液光声谱的采集，并对各谱线展开比较工作，将其不同谱线的特征峰位置进行有效确定，并通过血液中所添加的葡萄糖等方法实现不同血糖浓度全血液溶液采集谱线的过程。通过对其谱线中特征峰的的强度差异，将其血液中的血糖光声特征峰位置进行明确，并探究不同血糖浓度之间的关系[1]。
        2 光声无损检测技术的应用优势
        从实现血糖临床无损检测难点中，我们能够对其进行有效分析，将其中所存在的测量精度问题和稳定性问题进行有效解决。在具体的工作过程中，首先需要将测量方式进行有效的选择。在对不同检测方法进行综合的情况下，我们得出，荧光光谱分析方法其对离体血液的影响相对较大，能够建立较好的血糖浓度同血糖荧光特征峰强度的数学模型，但是在具体的实现过程中，其会受到荧光穿透深度等问题的影响，同时也会受到环境等因素的限制，导致其方法在进行应用的过程中，限制其血糖在位无损检测方法的具体应用。而近红外光谱法，其吸收主要是将光电传感器检测进行应用，通过光通量，使得其在没有样品参与的情况下，通过光通量比较进行实现，因此，其所对应的两个光通量差太大或是太小等都会对其灵敏度造成影响，使其灵敏度降低。在实际发展中，受到葡萄糖分子在近红外区域中的吸收程度太小，使得其透过的入射光和没有样品对比时，其对应的入射光就几乎是同数量级，而信号的正比和其淹没在强的激发光之中的变化相对微小，导致其中的杂散光和外界干扰的影响因素都相对较大，会产生较为严重的噪声。同时，检测池及其对应的样品散射、漫反射和不透明等特性都会对其检测的精确度造成严重影响[2]。而光声光谱中的光，其进行吸收多是将声传感器进行应用，实现检测过程，而其对应的信号则来自于其周围的气体压力变化，直接的正比关系和样品所吸收的光。因此，其能够对相对较弱的组分进行检测。并将其可调节的激光器进行应用，将其作为光声光源，其所对应的激光辐射光谱功率也是相对较高的，能够促进光声光谱的检测灵敏度。
        3 结论
        针对不同的激发波长光来说，对其展开血糖荧光无损检测，需要对其展开多次实验进行研究和比较，从而确定较为合理的激发波长。同时，针对不同波长的光激发葡萄糖水溶液来说，其主要是集中在200-800nm波段范围内展开讨论，所讨论的内容主要为D葡萄糖水溶液的荧光光谱，其需要在光谱的特征位置进行荧光强度的检测，其会表现出随着D葡萄糖浓度的变化而出现变化的趋势，同时需要建立D葡萄糖浓度的同荧光特征峰强度，其不同强度之间所形成的数学模型[3]。针对光声光谱的灵敏度问题展开讨论，其具有一定的特点。还需要在未来的研究工作对各项工作进行有效加强，促进理论模型和研究体系的进一步完善。
        4 未来展望
        就光学糖无损检测技术来说，其在存在较多的不足，需要在未来的工作开展过程中将其进行不断的完善和改进。其主要需要从几方面进行入手。首先，血液很容易出现变质问题，及时是将血液样品放在血库中进行保存，在将其拿出时，其与新鲜血液的指标也存在一定的差异性，需要在进行开展实验研究的工作过程中，尽量采用新鲜的动物血液展开离体实验。其次，在具体实现无损检测的工作过程中，还需要将人体及其其他组成等影响因素进行考虑，立足于实验本身，对其存在的问题进行解决和预防，从而保证实验结果的准确性。再次，就血糖在血液中的含量来说，其相对较低，使得其所对应的光谱信号行对微弱，在此基础上， 展开实验工作，其对应仪器对实验结果准确性影响也是相对较大的，这就需要将实验结果的可靠性进行增强，促进当前发展中仪器的改进工作[4]。此外，就离体实验来说，其进行离体操作后，其血液状况和血液在体内的状况存在的一定的差别，主要表现在人体的红细胞形态及其对应的聚集性等方面，但是其所对应的光谱是否存在差异性，还需要进一步研究。如果在动物的基础上进行人体血液荧光光谱的检测工作，再在此基础上，将其对应的离体结果与之进行对比，其所对应的研究结果将更有价值。
        参考文献：
        [1]刘庆珍，徐可欣，蒋诚志. 近红外光谱技术无创测量人体血糖[J]. 激光生物学报，2004（02）：129-135.
        [2]汤飞飞，钱志余. 基于散射系数的血糖浓度双波长无损检测技术研究[J]. 中国医学物理学杂志，2009，26（01）：1003-1005.
        [3]李亚萍，张广军，李庆波. 基于O2-PLS方法的血糖无损检测实验研究[J]. 光学学报，2010，30（03）：854-860.
        [4]杨星，季忠，杨力，彭承琳. 基于近红外光谱法的无创血糖检测原理与研究现状[J]. 生物医学工程学杂志，2013，30（01）：204-207.