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基于可调谐脉冲激发的血糖浓度光声无损检测研究
  • ISSN号:0258-7025
  • 期刊名称:《中国激光》
  • 时间:0
  • 分类:O436.1[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]江西科技师范大学光电子与通信重点实验室,江西南昌330038, [2]南昌大学机电工程学院,江西南昌330031
  • 相关基金:国家自然科学基金(61068002)、江西省自然科学基金(2015lBAB202011)、江西省科技支撑计划(20132BBG70103)、青年拔尖人才自然科学基金(2014QNBJRC004)、江西省2011协同创新中心项目
中文摘要:

利用光声技术对血糖浓度无损检测进行了初探,搭建了一套可调谐脉冲激光器激发、聚焦超声探测的光声无损血糖检测系统,采用前向探测模式、前置预放大、GPIB—USB总线传输和LabVIEW软件开发平台,实现了葡萄糖水溶液的光声信号实时采集。实验得到了质量浓度为0~300mg/dL的葡萄糖水溶液的实时光声信号,并在1300~2300nm近红外波段内对不同浓度的葡萄糖溶液进行波长间隔10nm的连续扫描激发,得到不同浓度在不同激发波长下的光声峰峰值。利用差分和一阶导数谱方式得到葡萄糖特征吸收波长,对优选的多个特征波长利用最小二乘拟合算法建立了浓度和光声峰峰值数学校正模型,并对多个特征波长下建立的校正模型进行浓度反演对比,以预测均方根误差最小为标准,筛选出两个浓度预测结果相对较好的特征波长。

英文摘要:

A preliminary research of noninvasive monitoring of blood glucose concentration is performed using the photoacoustic detection technique, and a noninvasive photoacoustic detection system is established. A tunable pulsed laser is used as the excitation source and a confocal ultrasonic transducer is used to capture the photoacoustic signal of glucose concentrations. The pre-amplifier, data transmission based on GPIB-USB bus and virtual instruments developing software LabVIEW are used in this system. The time-resolved photoacoustic signals for the glucose solutions with concentration from 0 mg/dL to 300 mg/dL are acquired based on the established photoacoustic detection system. The glucose solutions with different concentrations are scanned by the tunable pulsed laser with output wavelength from 1300 nm to 2300 nm and with interval of 10 nm, and the photoacoustic peak-to-peak values are obtained. In order to obtain the characteristic wavelengths of the glucose solution, the difference spectrum algorithm and the first order differential derivative are used. The mathematical correction model between glucose concentrations and photoacoustic peak-to-peak values is established by means of linear least square fitting algorithm for the optimized characteristic wavelengths, and the glucose concentrations are inverted. Two better characteristic wavelengths are chosen based on the minimum root mean square error.

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期刊论文 6 会议论文 7 获奖 2 专利 5
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期刊信息
  • 《中国激光》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国光学学会 中国科学院上海光学精密机械研究所
  • 主编:周炳琨
  • 地址:上海市嘉定区清河路390号
  • 邮编:201800
  • 邮箱:cjl@siom.ac.cn
  • 电话:021-69917051
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7025
  • 国内统一刊号:ISSN:31-1339/TN
  • 邮发代号:4-201
  • 获奖情况:
  • 中国自然科学核心期刊,物理学类核心期刊,无线电子学·电信技术类核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:26849