Аналізатор інфрачервоного поглинання в засобах неінвазивного контролю глюкози крові
Ескіз недоступний
Дата
2010
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Анотація
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.17 – Біологічні та медичні прилади і системи – Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”, Київ, 2010р.
В дисертаційній роботі проведено дослідження методів і засобів неінвазивного аналізу глюкози в крові людини, нових способів вимірювання глюкози на основі аналізатора спектрів поглинання поверхневих шарів біотканини і розробці принципів побудови точних і безпечних засобів вимірювання глюкози для індивідуального використання хворими діабет. Розроблено метод аналізу спектрів поглинання біотканини в інфрачервоному діапазоні, в якому достатнім чином виявляються резонансні властивості молекули глюкози, а інші складові крові, і вода у тому числі, мають відмітні ознаки. В порівнянні з іншими методами вимірювання глюкози по спектру поглинання відношення вмісту глюкози до вмісту води визначається в одному і тому ж спектральному діапазоні, що знижує похибку і розширює діапазон вимірювань.
Виконано теоретичне обґрунтування оптимальної фільтрації спектрів поглинання. Для глюкози і води розроблені фільтри, які пригнічують вплив інших складових крові. Розроблені алгоритми програми обчислення концентрації глюкози. Запропоновано використання квазіколірного простору для відображення і вимірювання глюкози.
Зроблено аналіз вимірювального каналу аналізатора інфрачервоного поглинання глюкози, визначено функціональний набір перетворень і розглянуті питання практичної реалізації оптичних, електронних і обчислювальних засобів неінвазивних вимірників глюкози.
Виконані модельні експерименти, в яких розраховані оптимальні фільтри для визначення концентрації глюкози неінвазивним способом. Визначені допустимі похибки вимірювальних каналів для досягнення необхідної точності оцінки концентрації глюкози.
За допомогою експериментальної системи неінвазивного вимірювання глюкози були проведені дослідження аналізатора інфрачервоного поглинання, які показали високі показники запропонованих методів і алгоритмів вимірювання глюкози неінвазивним способом.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 – Биологические и медицинские приборы и системы – Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2010г. Диссертация посвящена развитию теоретических основ неинвазивного анализа глюкозы в крови человека, созданию новых способов измерения глюкозы на основе спектров поглощения поверхностных слоев биоткани и разработке принципов построения точных и безопасных средств измерения глюкозы для индивидуального использования больными диабета. В диссертационной работе выполнены сравнительный анализ существующих неинвазивных методов измерения глюкозы и показано, что большинство из них не дает полных оснований для создания надежной и точной аппаратуры измерения глюкозы. В то же время проблема эта актуальна в связи с широким распространением заболеваний диабетом, а новые современные технические возможности оптики, аналоговой и цифровой схемотехники позволяют обеспечить необходимую точность измерений и математическое обеспечение для решения этой проблемы. Для достижения поставленных целей разработан метод анализа спектров поглощения биоткани в инфракрасном диапазоне, в котором достаточным образом проявляются резонансные свойства молекулы глюкозы, а другие составляющие крови, и вода в том числе, имеют отличительные признаки. По сравнению с другими известными методами измерения глюкозы по спектру поглощения отношение содержания глюкозы к содержанию воды определяется в одном и том же спектральном диапазоне, что дает дополнительные положительные возможности при технической реализации, в частности снижает погрешности и расширяет диапазон измерений. На основе анализа и спектров поглощения глюкозы и других сопутствующих составляющих крови в ближнем инфракрасном диапазоне был выбран оптимальный спектральный участок для идентификации и измерения глюкозы. Разработаны теоретические основы оптимальной фильтрации спектров поглощения, для глюкозы и воды рассчитаны частотные фильтры, которые подавляют влияние других составляющих крови. Разработаны алгоритмы вычисления концентрации глюкозы. Предложено использование квазицветового пространства для отображения и измерения глюкозы. Сделан анализ измерительного канала для инфракрасной спектрометрии глюкозы, определен функциональный набор преобразований и рассмотрены вопросы практической реализации оптических, электронных и вычислительных средств неинвазивных измерителей глюкозы. Выполнены модельные эксперименты, в которых рассчитаны оптимальные фильтры для определения концентрации глюкозы неинвазивным способом. Определены допустимые погрешности преобразований измерительных каналов для достижения требуемой точности оценки концентрации глюкозы. С помощью экспериментальной системы неинвазивного измерения глюкозы были проведены исследования анализатора инфракрасного поглощения, которые показали высокие показатели чувствительности и точности предложенных методов и алгоритмов измерения глюкозы неинвазивным способом. Предложены рекомендации по применению разработанных методов анализа глюкозы в практике инсулинотерапии при заболевании диабетом.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.11.17 – Биологические и медицинские приборы и системы – Национальный технический университет Украины “Киевский политехнический институт”, Киев, 2010г. Диссертация посвящена развитию теоретических основ неинвазивного анализа глюкозы в крови человека, созданию новых способов измерения глюкозы на основе спектров поглощения поверхностных слоев биоткани и разработке принципов построения точных и безопасных средств измерения глюкозы для индивидуального использования больными диабета. В диссертационной работе выполнены сравнительный анализ существующих неинвазивных методов измерения глюкозы и показано, что большинство из них не дает полных оснований для создания надежной и точной аппаратуры измерения глюкозы. В то же время проблема эта актуальна в связи с широким распространением заболеваний диабетом, а новые современные технические возможности оптики, аналоговой и цифровой схемотехники позволяют обеспечить необходимую точность измерений и математическое обеспечение для решения этой проблемы. Для достижения поставленных целей разработан метод анализа спектров поглощения биоткани в инфракрасном диапазоне, в котором достаточным образом проявляются резонансные свойства молекулы глюкозы, а другие составляющие крови, и вода в том числе, имеют отличительные признаки. По сравнению с другими известными методами измерения глюкозы по спектру поглощения отношение содержания глюкозы к содержанию воды определяется в одном и том же спектральном диапазоне, что дает дополнительные положительные возможности при технической реализации, в частности снижает погрешности и расширяет диапазон измерений. На основе анализа и спектров поглощения глюкозы и других сопутствующих составляющих крови в ближнем инфракрасном диапазоне был выбран оптимальный спектральный участок для идентификации и измерения глюкозы. Разработаны теоретические основы оптимальной фильтрации спектров поглощения, для глюкозы и воды рассчитаны частотные фильтры, которые подавляют влияние других составляющих крови. Разработаны алгоритмы вычисления концентрации глюкозы. Предложено использование квазицветового пространства для отображения и измерения глюкозы. Сделан анализ измерительного канала для инфракрасной спектрометрии глюкозы, определен функциональный набор преобразований и рассмотрены вопросы практической реализации оптических, электронных и вычислительных средств неинвазивных измерителей глюкозы. Выполнены модельные эксперименты, в которых рассчитаны оптимальные фильтры для определения концентрации глюкозы неинвазивным способом. Определены допустимые погрешности преобразований измерительных каналов для достижения требуемой точности оценки концентрации глюкозы. С помощью экспериментальной системы неинвазивного измерения глюкозы были проведены исследования анализатора инфракрасного поглощения, которые показали высокие показатели чувствительности и точности предложенных методов и алгоритмов измерения глюкозы неинвазивным способом. Предложены рекомендации по применению разработанных методов анализа глюкозы в практике инсулинотерапии при заболевании диабетом.