[发明专利]血糖检测标定方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及血糖检测领域，特别是涉及血糖检测标定方法及系统。

背景技术

糖尿病是中老年人群的多发病，随着人们生活水平的提高，糖尿病的发病 率也日益上升，世界卫生组织将糖尿病、肿瘤和心脑血管病一起列为世界范围 内的三大难症。寻找一种血糖浓度检测的方法对于糖尿病的预防和治疗有非常 重大的意义。目前血糖浓度检测方法应用最广泛的是有创测量。有创检测主要 应用的方法是依靠电化学方法对病人指血进行检测得到病人的血糖浓度值。该 方法能够实现对某一时刻的血糖浓度值检测，但是同样也存在一些缺点。比如 抽取指血比较痛苦、测量血糖浓度需要耗材等。另外还有微创检测方法，微创 检测方法主要是通过检测从皮肤抽取的组织液检测血糖浓度，该方法可以减轻 病人的痛苦，但同样对病人造成了一定的创伤。综上所述，无创检测血糖浓度 的装置和相应方法是很有意义的。

研究表明，利用光学方法可以检测出从皮肤反射回来的光的强度与皮肤组 织的散射系数的对应关系，而皮肤组织的散射系数与生物组织内部血糖浓度值 密切相关。以下单次散射光强度公式能够近似描述从皮肤反射回来的光的强度 与皮肤组织的散射系数的对应关系：

I_R＝I_oexp[-(μ_a+μ_s)L]

其中I_R为从皮肤反射回的光强，I_o为投射到皮肤的光强，μ_a为皮肤组织的吸 收系数，μ_s为皮肤组织的散射系数，L为光穿透皮肤的总光程。从上式可以看出， 从皮肤反射回来的光的强度是以散射系数和吸收系数的指数衰减。

在皮肤组织中，体液的折射率与细胞器的折射率存在差异。这个差异会造 成皮肤组织对光的散射现象。葡萄糖是体液的一个主要的组成部分，当血糖浓 度发生变化时，体液的折射率也会随之变化，这会导致组织散射系数发生变化。 在近红外波段，葡萄糖引起的散射系数变化要比吸收系数的变化大得多，因此 血糖浓度的变化主要是引起皮肤组织散射系数的变化而不是吸收系数的变化。 由此可见，光学检测皮肤组织散射系数可以作为无创血糖检测的一个重要的手 段。

皮肤组织从组织结构上看，包含很多的汗腺、油脂腺和血管，这些组织结 构对于红外光的吸收非常强，因此在使用OCT(Optical Coherence Tomography， 光学相干层析技术)采集与皮肤组织相关的数据时，在这些组织结构区域信号 会非常弱或者消失。在使用光学方法进行血糖浓度值检测时，需要考虑这些强 吸收组织部分对整个信号的对血糖检测精度的影响。因此，有必要找到皮肤组 织中不同组织结构区域受血糖浓度值变化的规律，从而在无创检测血糖的时候 避开强吸收组织结构，获得随血糖变化灵敏度高的组织的测量数据，实现通过 光照射皮肤检测血糖浓度变化的方法。

OCT是继超声成像、X射线CT(Computed Tomography，计算机断层扫描)、 MRI(Magnetic Resonance Imaging，磁共振成像)之后的新一代生物医学成像技 术，是低相干干涉技术、共焦显微镜原理和超外差探测技术相结合的产物，可 实现非侵入、高灵敏度、高分辨率对组织进行成像。它利用低相干光干涉的基 本原理，通过检测生物组织不同深度层面对入射的低相干光的背向散射信号可 精确测出反射光的幅值和相对相位，获得组织内部深度方向上的微结构特征， 再经过横向的扫描，可以得到生物组织二维或三维结构的数据及图像。通过扫 描得到的OCT二维或三维数据可以使用单次散射光强度公式计算出随深度变化 的散射系数。