[發明專利]一種基于OCT技術監測葡萄糖溶液濃度的方法

在審

• 申請號: 201811293204.3
• 申請日: 2018-11-01
• 公開（公告）號: CN109444075A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 陳占坤;張建;傅洪波
• 申請（專利權）人: 廣州醫科大學
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于OCT技術監測葡萄糖溶液濃度的方法，主要利用OCT測出葡萄糖折射率，而葡萄糖濃度和液體折射率在恒溫、恒壓下呈線性關系，利用該線性關系，可由折射率變化測試濃度的變化。具體過程是：首先測量多組不同濃度的葡萄糖溶液的折射率，擬合出葡萄糖與折射率的關系曲線；固定管腔先充滿空氣和再充滿未知濃度葡萄糖溶液，用OCT分別測定獲得光程d1和d2，根據公式n=d2/d1計算出未知葡萄糖液體折射率；將折射率代入先前獲得的濃度與折射率關系表達式即求得未知葡萄糖溶液濃度。本方法操作簡便、測量精準，能快速對葡萄糖等液體的濃度進行測量，在液體濃度測量領域充分發揮其作用。

技術領域

本發明涉及光學測量和溶液濃度測量領域，涉及用一種基于OCT技術實現葡萄糖溶液濃度的測量。

背景技術

溶液濃度測量是工業生產一項基本工序，在食品、化工、制藥等工業領域有廣泛應用，但相應裝置結構復雜，價格昂貴，且無替代方案，其測量原理主要是測定相應溶液折射率變化。

溶液濃度的測量方法包括，測量儀，蒸發法，酸或者堿可以用中和滴定的方法，沉淀法，密度法等；但都不能對溶液濃度快速、實時、非接觸式測量，自動化、智能化程度較差，本發明基于光學相干斷層成像 (OCT) 技術并適當改造，將提供一種具有競爭力的測量新方法。

光學相干斷層成像 (OCT) 技術，其測量折射率，只要把待測樣品直接放置掃描范圍，本身具有是一種快速、非接觸式檢測折射率特性的新技術，但中間還需人工干預，折射率測量無相應配套軟件，遠不能全實時化、自動化、智能化，本發明利用OCT已有技術，并設計特有管腔結構（見附圖3）和與之匹配的測量原理，由此提升該技術至實時化、自動化、智能化層次。

發明內容

本發明提供一種測定葡萄糖溶液濃度的方法，該方法既能實現對葡萄糖溶液濃度快速、實時、非接觸式測量，又能實現全自動化、智能化的測量。

為實現上述技術特點，本方法基于OCT技術，包括以下步驟：

a、利用阿貝儀測量不同濃度葡萄糖溶液的折射率，并擬合成曲線，待用；

b、利用OCT對空置管腔進行掃描獲得空載的斷層數字圖像，獲取管腔空載厚度d1；

c、將管腔內充滿待測葡萄糖溶液，并對樣品進行掃描獲得樣品的斷層數字圖像；

d、處理圖像獲得管腔充滿待測葡萄糖溶液時，圖像上的厚度d2，根據原理公式n=d2/d1得到待測葡萄糖溶液的折射率；

e、根據擬合出的濃度與折射率的關系曲線,將折射率代入，進一步得到待測葡萄糖溶液濃度。

特別地，所述管腔由兩片透明玻璃片搭建成，為方形柱狀管，但該方法可用的管腔結構，不僅限于此處描述的這種。

管腔空置時，OCT實現對該管內壁某斷層掃描成像；進一步，將管內充滿待測葡萄糖溶液樣品，OCT對該管內壁同一斷層掃描成像。

特別地，結合霍夫曼變換（Hough Transformation）算法，由MATLAB軟件自動實現OCT圖形對象識別和圖形對象的特征提取，但該方法可用的提取邊界的方法和軟件，不僅限于此處描述的這種。

進一步地，識別獲取直線間的距離特征，根據原理計算待測葡萄糖溶液的折射率。

進一步地，利用阿貝儀測定的葡萄糖溶液濃度與折射率的擬合曲線，涉及線性回歸分析和其他擬合方法，由濃度和折射率對應關系，給出濃度值。

本發明的有益效果是：提供一種測試葡萄糖溶液濃度值的方法，該方法有望實現對葡萄糖溶液濃度快速、實時、非接觸式測量，同時又能實現全自動化、智能化的測量，其可用于工業多種溶液的生產檢測。

附圖說明