[发明专利]一种基于偏振光成像的近红外检测血糖的装置和设备

权利要求书

1.一种基于偏振光成像的近红外检测血糖的装置，其特征在于，包括处理器，所述处理器运行在计算机可读存储介质上存储的计算机程序时，实现如下步骤：

S1：依据人体皮肤情况，建立人体双层的皮肤光学模型，所述双层的皮肤光学模型中第一层为表皮层和真皮层，第二层为皮下组织，以所述第一层的散射系数的变化表示浅表层的不稳定性，以所述第二层的吸收系数表示待检测的葡萄糖浓度；

S2：设定光子在皮肤中传播的相关光学参数，建立蒙特卡洛模拟过程；

S3：蒙特卡洛模拟计算得到人体皮肤背向的穆勒矩阵；

S4：通过穆勒矩阵各阵元计算得到各个偏振参量；

S5：通过比较各个偏振参量随散射系数和吸收系数的变化率，得到比只用光强信息提取血糖的吸收信息更好的特异性偏振参量。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述步骤S2中双层的皮肤光学模型的光学参数具体包括：所述第一层的厚度设置为0.3mm，所述第二层的厚度设置为10mm；光子数为10⁷，入射光的波长为1200nm，介质的折射率为1.33；所述第一层为纯球散射体系，其中球散射体的相关参数包括：半径为0.3μm，散射系数变化范围为50～300/cm，间隔为10/cm，折射率为1.43；所述第二层为球散射吸收体系，介质吸收系数变化范围为3/cm，介质折射率为1.43，球散射体半径为0.3μm，球散射体折射率为1.38，散射系数为60/cm。

3.如权利要求1至2任一项所述的装置，其特征在于，所述步骤S3中，经过所述蒙特卡洛模拟之后生成表征所述皮肤光学模型的样本信息4*4的穆勒矩阵，穆勒矩阵的m11阵元携带有光强信息，其余的15个穆勒矩阵阵元均携带着不同的偏振信息，所述偏振信息能够提供除光强信息以外的样本的微观结构信息。

4.如权利要求1至2任一项所述的装置，其特征在于，所述步骤S4中的所述各个偏振参量包括将各个穆勒矩阵阵元组合而成的参数，包括：m11、m22、m44、m11+m22+m33、m11+m22+m33+m44、m11×(m22+m33+m44)、m11×(m22+m33)、m11×m44、m11/m22+m33+m44、m11/m22、m11/m44、m11×m22、m11×(m22+m44)、m11×(m22+m33+m44)、(m22+m33+m44)²、m11×(m22+m33+m44)²。

5.如权利要求1至2任一项所述的装置，其特征在于，所述步骤S5中的所述变化率，包括各参量随第一层散射系数变化的变化率，以及各参量随第二层代表血糖浓度的吸收系数变化率。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，

其中随第一层散射系数的变化率为：

其中随第二层吸收系数的变化率为：

其中，y(mus1)代表各参数在散射系数为mus1时的值，y(mus2)代表各参数在散射系数为mus2时的值，y(mua1)代表各参数在吸收系数为mua1时的值，y(mua2)代表各参数在吸收系数为mua2时的值，其中mua1、mua2、mus1、mus2为参数变化范围内的任意值；选择参量的标准为：k_mus较光强的变化率小，k_mua较光强的变化率大。

7.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序由处理器运行时，执行如权利要求1至6任一项所述的装置实现的所述步骤S1至所述步骤S5。

8.一种基于偏振光成像的近红外检测血糖的设备，其特征在于，包括处理器、偏振光探测和成像装置以及如权利要求7所述的计算机可读存储介质。