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专利号: 2023104122153
申请人: 江西科技师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于多光谱血糖光声检测的能量修正方法,其特征在于,所述方法包括:

获取基准波长,并根据所述基准波长控制脉冲激光发生器开启,并使脉冲激光发生器发出的脉冲激光光束分出两路,根据其中一路的脉冲激光光束测得能量基线,并根据另一路的脉冲激光光束测得光声值基线;

获取预设激发波长数据组,以根据所述预设激发波长数据组重复控制脉冲激光发生器开启,以分别入射多种已知血糖浓度的血液样本,并测得多种血糖浓度分别在不同激发波长下对应的输出能量和光声值,并根据其中一种血糖浓度在不同激发波长下分别对应的输出能量和光声值以及光声值基线和能量基线构建能量偏差修正函数;

根据以下公式拟合出所述能量偏差修正函数:

其中, 表示光声值偏差, 表示能量偏差, 表示对不同激发波长下的能量偏差进行拟合的函数;

根据以下公式对光声值进行能量修正:

其中,pnk表示能量修正后的第n个激发波长第k个血糖浓度对应下的新光声值, 表示第n个激发波长下对应的光声值偏差;

根据所述能量偏差修正函数对每个激发波长下的其他血液样本分别对应的光声值进行能量修正,得到每个激发波长下的其他血液样本分别对应的新光声值,并根据每个激发波长下不同血糖浓度分别对应的所述新光声值获取每个激发波长分别对应的能量修正后的最终单波长预测模型,并根据所有激发波长下的最终单波长预测模型生成血糖浓度梯度多波长预测模型;

根据以下公式构建初始单波长预测模型:

其中, 表示第n个激发波长下的第k个血糖浓度,an表示第n个激发波长下的回归系数,pnk表示第n个激发波长第k个血糖浓度对应下的光声值,bn表示第n个激发波长下的偏差值;

根据以下公式构建所述最终单波长预测模型:

其中, 表示第n个激发波长下能量修正后的回归系数, 表示第n个激发波长下能量修正后的偏差值;

根据以下公式生成血糖浓度梯度多波长预测模型:

其中, 表示待测血液的血糖浓度, 均表示经过能量修正后的

待测血液的光声值, 均表示能量修正后浓度预测模型的回归系数, 表

示第1个激发波长下能量修正后的偏差值, 表示第2个激发波长下能量修正后的偏差值。

2.根据权利要求1所述的用于多光谱血糖光声检测的能量修正方法,其特征在于,所述方法通过一多光谱血液光声检测装置实现,所述多光谱血液光声检测装置包括光源单元、比色皿、光束能量计以及探测处理单元,所述光源单元包括脉冲激光发生器、准直透镜、分束镜、聚焦透镜,所述探测处理单元包括依次相互电连接的超声探测器、信号放大器、信号滤波器、数据采集卡以及计算机,所述获取基准波长,并根据所述基准波长控制脉冲激光发生器开启,并使脉冲激光发生器发出的脉冲激光光束分出两路,根据其中一路的脉冲激光光束测得能量基线,并根据另一路的脉冲激光光束测得光声值基线的步骤包括:根据所述基准波长设定脉冲激光发生器的激发波长,开启激光发生器,以使脉冲激光发生器在所述激发波长下发出对应的脉冲激光光束;

将所述脉冲激光光束依次经过所述准直透镜准直和所述分束镜分束,以使所述脉冲激光光束分成能量均等的两束脉冲激光子光束,并将其中一路脉冲激光子光束经过所述聚焦透镜入射到放置于所述比色皿中的血液样本中;

通过所述光束能量计获得经过分束镜分出的另一路脉冲激光子光束的输出能量,以将该输出能量作为能量基线,并且将超声探测器捕获的血糖光声信号再经过信号放大器放大和信号滤波器进行滤波后,通过所述数据采集卡采集得到所述激发波长下血液样本的光声值,以将该光声值作为光声值基线。

3.根据权利要求2所述的用于多光谱血糖光声检测的能量修正方法,其特征在于,所述获取预设激发波长数据组,以根据所述预设激发波长数据组重复控制脉冲激光发生器开启,以分别入射多种已知血糖浓度的血液样本,并测得多种血糖浓度分别在不同激发波长下对应的输出能量和光声值,并根据其中一种血糖浓度在不同激发波长下分别对应的输出能量和光声值以及光声值基线和能量基线构建能量偏差修正函数的步骤包括:根据所述预设激发波长数据组包含的多个激光波长数据依次设定脉冲激光发生器的激发波长,重复开启激光发生器,以使脉冲激光发生器在设定的激光波长下发出对应的脉冲激光光束,通过光束能量计获取不同激发波长下每种血液样本分别对应的输出能量以及光声值;

随机选择其中一种目标血液样本,并计算所述目标血液样本在不同激发波长下的输出能量与所述能量基线之间的能量偏差,并计算所述目标血液样本在不同激发波长下对应的被测血糖的光声值与光声值基线之间的光声值偏差,以根据所述能量偏差和对应的光声值偏差拟合出能量偏差修正函数;

根据除目标血液样本外的所有血液样本的血糖浓度以及每个血糖浓度在每个激发波长下的光声值构建每个激发波长分别对应的初始单波长预测模型。

4.根据权利要求1所述的用于多光谱血糖光声检测的能量修正方法,其特征在于,光声值为光声幅值、光声峰峰值、光声强度值和光声功率谱密度中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的用于多光谱血糖光声检测的能量修正方法,其特征在于,若光声值为光声功率谱密度,则根据以下公式对计算得到光声功率谱密度:其中, 表示光声功率谱密度,T表示时间周期, 表示光声信号的傅里叶变换。