[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

说明书

一种基于偏振光成像的近红外检测血糖的装置和设备，该装置包括处理器，所述处理器运行在计算机可读存储介质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；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。该装置基于偏振参量降低浅表层散射影响，从而得到深层的吸收等其他微观结构信息，能够提高血糖检测的信噪比，提高深层吸收测量精度。

技术领域

本发明涉及利用近红外光谱等光学方法的血糖检测，特别是涉及一种基于偏振光成像的近红外检测血糖的装置和设备。

背景技术

利用近红外光谱等光学方法的血糖检测因其无创性极具应用前景，但由于人体背景变化复杂，极易受到自身新陈代谢以及周围环境的影响，且葡萄糖在人体血液内含量较低，在近红外区域的特征吸收较弱，导致该方法的信噪比较低。

双光路和正交信号校正等方法常用于去除近红外光谱背景干扰，但并不适用于人体这种复杂的体系中。因此寻求一种可以降低皮肤浅表层散射影响的方法对于提高血糖检测等的信噪比十分重要。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于偏振光成像的近红外检测血糖的装置和设备，解决现有的近红外检测血糖方法所存在的血糖吸收检测精度较低的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于偏振光成像的近红外检测血糖的装置，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；

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。

进一步地：

所述步骤S1中双层的皮肤光学模型，其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。

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。

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。