基于光電容積脈搏波的無創血糖測量研究

劉光達，蔡 靖，孫茂林，宋千里，劉夢婉，王慶吉

(吉林大學儀器科學與電氣工程學院，長春130061)

0 引言

糖尿病是危害人類健康的四大疾病之一。據世界衛生組織估計，到2025年全世界將有3億糖尿病患者。糖尿病不僅給患者及其家庭帶來了痛苦，而且逐年增長的糖尿病人群也給國家和社會帶來了沉重的負擔。因此，準確地測量血糖以預防糖尿病具有十分積極的意義［1］。目前臨床使用的血糖檢測方法需要在手指刺血或靜脈取血，然后通過電化學法、比色法或光學的色度帶法測量血糖濃度［2－13］。這種有創檢測方法不僅浪費時間，難以實現連續測量，而且使用過的試紙容易引起環境污染，頻繁的檢測增加了感染的風險。針對以上問題，筆者提出一種基于光電容積脈搏波的無創血糖測量方法，能實現快速連續地檢測人的血糖值。

1 光電容積脈搏波測血糖原理

圖1 近紅外光透射手指示意圖Fig.1 Near－infrared light transmission fingers schematic diagram

光電容積脈搏波是借助光電手段，在活體內檢測血液容積變化的一種無創檢測方法。測量時用固定波長的近紅外光透射手指，經手指中皮膚、動脈、靜脈和肌肉組織以及骨骼等的吸收后得到透射光(見圖1)。

其中皮膚、肌肉、組織等對光的吸收在整個血液循環中是保持恒定不變的，而皮膚內的血液容積在心臟作用下呈搏動性變化，當心臟收縮時外周血容量最多，光吸收量也最大，而檢測到的光強度最小;在心臟舒張時，正好相反，檢測到的光強度最大，使光接收器接收到的光強度隨之呈脈動性變化。……