[發(fā)明專利]一種基于高光譜成像技術(shù)的血糖濃度檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110026709.9
• 申請(qǐng)日: 2021-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112881303A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李文軍;高澤天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/25
• 分類號(hào): G01N21/25;G06K9/00;G06K9/32;G06K9/36;G06K9/40;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 長(zhǎng)春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于高光譜成像技術(shù)的血糖濃度檢測(cè)方法，該方法是將將光源置于待檢測(cè)人員耳垂正后方，高光譜成像設(shè)備置于待檢測(cè)人員耳垂正前方，打開(kāi)光源后，高光譜成像設(shè)備采集耳垂透射高光譜圖像。對(duì)圖像進(jìn)行一系列預(yù)處理操作后，建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)模型，將高光譜圖像分析處理后的數(shù)據(jù)作為模型的輸入，通過(guò)模型基于大數(shù)據(jù)的自學(xué)習(xí)能力，得到較為準(zhǔn)確的血糖檢測(cè)結(jié)果，并通過(guò)顯示模塊將檢測(cè)結(jié)果以數(shù)字量的形式顯示出來(lái)。本發(fā)明是一種無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法，實(shí)時(shí)得到檢測(cè)結(jié)果，醫(yī)生可根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)患者的健康情況進(jìn)行評(píng)估，極大地提高了工作效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及血糖檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種基于高光譜成像技術(shù)的血糖濃度檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

糖尿病是一組由多病因引起的以慢性高血糖為特征的代謝性疾病，長(zhǎng)期會(huì)使人的眼部、腎臟、神經(jīng)、心臟、血管等組織器官出現(xiàn)慢性病變、功能減退及衰竭。糖尿病初期患者在臨床上沒(méi)有任何明顯的癥狀，僅表現(xiàn)在血糖濃度比正常水平稍高，人體的血糖濃度是診斷糖尿病的重要標(biāo)準(zhǔn)之一，由于受到目前科技醫(yī)療水平的限制，還沒(méi)有從根本上治療糖尿病的方法，因此對(duì)于血糖的檢測(cè)在糖尿病形成的初期的治療及預(yù)防具有十分重要作用。

目前對(duì)于血糖的檢測(cè)方法主要分為三種，分別是有創(chuàng)血糖檢測(cè)法、微創(chuàng)血糖檢測(cè)法、無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)法。

有創(chuàng)血糖檢測(cè)方法常規(guī)的通常基于比色法，通過(guò)針刺法從人體的指尖或者皮下采集少量的血液，通過(guò)血糖試紙吸收并比對(duì)，從而測(cè)得血糖濃度。但這種檢測(cè)方法在每次檢測(cè)時(shí)都需要進(jìn)行血液采集和試紙化驗(yàn)，反復(fù)的血液采集對(duì)患者的心理和身體都造成一定的影響，長(zhǎng)期購(gòu)買(mǎi)一次性檢測(cè)試紙也會(huì)對(duì)患者造成一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

微創(chuàng)血糖檢測(cè)最常用的方法主要有生物傳感器法和電離子滲透法。生物傳感器法利用植入皮下組織的生物傳感器與外界控制電路通過(guò)無(wú)線電頻率或光學(xué)方法連接來(lái)測(cè)量血糖濃度，且生物傳感器的僅能維持幾天，過(guò)期后就必須進(jìn)行更換。電離子滲透法是在電場(chǎng)的作用下，皮膚表層組織液中的NA離子與CI離子分別向陰極和陽(yáng)極移動(dòng)形成一個(gè)電流通道，離子流將皮下組織液中的葡萄糖分子攜帶到皮膚表面后進(jìn)行葡萄糖濃度檢測(cè)。但電離子滲透發(fā)會(huì)對(duì)皮膚造成刺激，還會(huì)受到其它因素的影響。

無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法包括代謝熱構(gòu)造法、電磁感應(yīng)法、生物阻抗光譜檢測(cè)法、電阻抗譜法和光學(xué)無(wú)創(chuàng)血糖濃度檢測(cè)法等。光學(xué)無(wú)創(chuàng)血糖濃度檢測(cè)方法通過(guò)分析光信號(hào)作用在檢測(cè)部位后，強(qiáng)度以及頻率等信息上的改變量來(lái)獲得血糖濃度信息。

采用光學(xué)方法對(duì)人體血糖濃度進(jìn)行無(wú)創(chuàng)檢測(cè)主要是基于人體血糖濃度發(fā)生變化會(huì)引起組織的光學(xué)參數(shù)改變，因此可以通過(guò)檢測(cè)光學(xué)參數(shù)信息變化的方法來(lái)達(dá)到檢測(cè)血糖濃度變化的目的。目前的光學(xué)血糖濃度檢測(cè)方法雖然有一定的成果，但是測(cè)量精度并沒(méi)有傳統(tǒng)的檢測(cè)方法高，因此還需要進(jìn)一步提高其檢測(cè)的精度及準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于高光譜成像技術(shù)的血糖濃度檢測(cè)方法。本發(fā)明是將光源置于人體耳垂后進(jìn)行照射，采用高光譜相機(jī)在耳垂正前方捕捉耳垂透射高光譜圖像，對(duì)圖像進(jìn)行一系列預(yù)處理，通過(guò)PCA方法提取圖像主成分。建立血糖檢測(cè)模型，將經(jīng)PCA處理后得到的主成分信息作為模型的輸入，最終得到血糖的濃度檢測(cè)值。

一種基于高光譜成像技術(shù)的血糖濃度檢測(cè)方法，包括以下步驟：

S1、將光源置于待測(cè)耳垂正后方，將高光譜成像設(shè)備置于耳垂的正前方，打開(kāi)光源，通過(guò)高光譜成像設(shè)備采集耳垂透射高光譜圖像；

S2、將高光譜成像設(shè)備采集到的耳垂高光譜圖像進(jìn)行校正和去噪處理，以便進(jìn)行下一步的處理分析；

S3、將經(jīng)過(guò)步驟S2處理過(guò)的耳垂高光譜圖像通過(guò)PCA方法進(jìn)行降維處理，得到圖像的主成分，根據(jù)方差貢獻(xiàn)率選取前五個(gè)主成分?jǐn)?shù)據(jù)作為下一步血糖濃度檢測(cè)模型的輸入；