穆勒矩阵极度测量方法用于指尖上的吸收率和异型参数的非侵入性葡萄糖检测
Po-Ling Huang1, Yu-Lung Lo1,2, Yu-Ren Chen1
1Department of Mechanical Engineering, National Cheng Kung University, Tainan, Taiwan.
Journal of biophotonics
|July 2, 2024
概括
这项研究引入了一种非侵入性的穆勒矩阵极度测量系统,用于测量血糖水平. 该系统准确地将光学特性与指尖中的葡萄糖度相关联,为传统方法提供了一个有希望的替代方案.
科学领域:
- 生物医学光学 生物医学光学
- 医学诊断 医学诊断 医学诊断
- 光学传感传感器是什么?
背景情况:
- 精确的血糖监测对于糖尿病管理至关重要.
- 目前用于测量葡萄糖的方法是侵入性的,并且可能是痛苦的.
- 开发非侵入性技术是生物医学诊断的一个重要目标.
研究的目的:
- 开发和验证用于非侵入性葡萄糖检测的穆勒矩阵极度测量系统.
- 为了研究光学特性与杂介质中的葡萄糖度之间的关系.
- 用幻影样本和真实指尖测量来评估系统的性能.
主要方法:
- 使用了在532纳米波长运行的穆勒矩阵极度测量系统.
- 使用幻象葡萄糖样本和数值模拟 (LightTools) 进行系统验证.
- 提取了平均吸收率,脱极化指数 (Δ) 和线性二极化 (LD) 作为关键参数.
- 应用神经网络 (NN) 模型来根据光学特性预测血糖水平.
主要成果:
- 证明了平均吸收率,Δ,LD和葡萄糖度 (100-500 mg/dL) 之间的线性相关性.
- LightTools的模拟证实了散射效应与测量的光学参数的比例缩放.
- 现实世界指尖测试显示,与血糖水平有很强的相关性 (R2 = 0.875).
- 在NN模型预测中达到12.56%的平均绝对相对偏差 (MARD).
结论:
- 穆勒矩阵极度测量显示了非侵入性葡萄糖监测的巨大潜力.
- 提取的光学特性 (平均吸收率, Δ, LD) 是血糖水平的可靠指标.
- 开发的系统为糖尿病管理提供了准确而非侵入性的方法.
