近红外光谱无创血糖检测技术研究

液样本，然后在（1.5-2.3）um范围内收集每个样本的近红外光谱，再利用参照葡萄糖浓度，用这些光谱往创建PLS定标模型。对所得光谱进行研究之后表明，2.0um-2.3um含有很有多的葡萄糖信息。利用这段区域，所得交叉校验的SEP值为30.5mg/dL。这个误差很大，但它可以通过增加定标样本的数目和控制扫描过程中样本的温度而有所减少。

　　Amord等人把数字滤波技术用于牛血浆葡萄糖浓度的测定。将牛血离心以得到血浆，加进不等量的葡萄糖共配制69个样本，并在2.01um-2.5um范围内收集这些样本的光谱。通过对这些光谱的观察，发现有些区域含有很高的噪声，他们引人傅立叶滤波以减少噪声和基线偏移。经过PLS定标和猜测得出SEP值。结果表明，近红外光谱可用于测定血浆基质中的葡萄糖浓度，正确度和精度在答应的误差范围内。

　　我们用磷酸氢二钠和磷酸二氢钠配制不同浓度葡萄糖缓冲水溶液，葡萄糖浓度是18mg/dL-1800mg／dL。共配制20个溶液样本。另外还配制加有牛血清白蛋白（BSA）成分的葡萄糖溶液，配制时在900mg／dL的葡萄糖缓冲溶液中加进了70mg的BSA，制成样本，并在临床采集已知葡萄糖浓度的血样，使用MAGVA-AR560型近红外傅立叶变换光谱仪，在1.61xm-2.51xm段的近红外光谱范围进行研究。使用PLS分析也取得了较好的结果。

　　3.3在体近红外光谱血糖丈量在体近红外光谱血糖丈量的关键是建立在体环境下的校正光谱，由于有很多误差来源影响丈量，需要通过定标来消除或予以补偿。有些影响丈量的误差却不轻易合并到定标中，这样的误差来源主要有探测器定位误差、温度和脉搏的影响、检测设备的机械压力、水合作用、出汗、血容量以及血流比容积的变化等。现在主要有两种研究方法，一种是实验方法，在进行口服耐糖检测（OGTT）时从非糖尿病人群和糖尿病患者中无创地收集光谱信号，同时用有创伤的方法丈量血糖浓度，最后在所得血糖值和无创性收集的光信号的关系基础上建立模型。这种方法不能丈量出其它的代谢物、干扰物、生物噪声或者仪器与身体接触面的变化等信息，但它可计算出这些噪声所带来的影响。另一种方法是物理模型方法，在这种方法中，首先在一组标准葡萄糖溶液中丈量葡萄糖的信号。然后逐渐增加标准液的复杂性来模拟人体组织，并描述每一步的精度和正确度，再用数学模型把数据关联起来，用于组织中的光线传播，最后把研究的丈量方法和系统应用到人体中。所得的体内信号又与通过化学丈量技术的有创伤数据关联起来。这种方法可以鉴别噪声成分，因此利用这种方法在使用化学丈量技术之前消除噪声对信号的影响。

　　手背皮肤的近红外漫反射光谱特性，可知类似水溶液。人体组织在近红外区域也有一个传输窗，所以在2.0um-2.5um处有可能丈量葡萄糖的浓度。一个含有脂肪和葡萄糖等的理论模型已经在2.0?m-2.5?m范围内用于模拟组织葡萄糖的光吸收。在这些研究中所用的葡萄糖浓度通常要比生理浓度的范围高。但由于目前的几种技术还不能很好地确定所测的信号，对一个血糖浓度正在变化的个体来说，用口服耐糖试验的数据可以建立一个关于血糖浓度的无创性丈量响应。在检测过程中产生的数据还可在后来的无创性丈量中猜测血糖浓度。由于无创性丈量响应可能会带有非糖方面的生理影响，所以由口服耐糖试验和无创性丈量回应关系所决定的临床定标就会产生一个定标曲线，这个曲线对被测个体来说是唯一的。但这种定标曲线可能需要通过有创伤的检测进行周期性的更新。用于定标的口服耐糖试验和饮食耐量试验会产生时间上连续的一系列丈量值，但假如不能进行随机采样，这些由时间决定的数据就会影响多变量定标的结果。这样，光谱信号和噪声的临时分布可能会导致与血糖的不正确关联。在体经皮研究结果显示，到目前为止还不能鉴别直接测得的葡萄糖浓度和数据组内存在的偶然关系。所以现在的研究水平用于家庭血糖监测仪还是不可接受的。

　　4检测存在的题目近红外在体检测葡萄糖浓度的缺点：（1）丈量精度较低；（2）需要反复定标；（3）受到服用药物的影响，其它干扰因素较多；（4）水的近红外波段的吸收强度对溶解物的浓度和温度很敏感；（5）尚未得到美国FDA的批准；（6）使用的仪器设备较昂贵且很难小型化。

5结论在近红外光谱范围内具有检测葡萄糖的分析信息，最佳的光谱范围在2.0um-2.5um。葡萄糖的光谱是独立的，但和人体其它物质的光谱具有重迭，近红外光穿透皮下很少，葡萄糖的吸光率很小，所以近红外光谱丈量葡萄糖是困难的。在体血糖值和所测的光学信号上确实存在着相关性，但还没有无创性的实验可以提供证据证实所测的