新型雙波長動態史托克穆勒偏光法應用於非侵入式葡萄糖量測之研究

  • 陳 威廷

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本研究提出一個使用雙波長史托克穆勒偏光儀系統,搭配複線性回歸(MLR),來量測具散射效應之葡萄糖濃度之技術。本研究利用兩種不同波長的光源分別輸入六道不同偏振態的入射光來取得具散射效應溶液的圓性雙折射(CB)和去偏極化指數(Dep),並且使用電光調變器(Electro-optic modulators)以及波片(Wave plate)來製造所需的偏振態,以及使用複線性回歸的統計方法來降低系統所產生的誤差。本研究另外提出一個動態史托克穆勒量測系統,利用兩個電光調變器(Electro-optic modulators)來產生所需的偏振態,除了避免手動所造成的誤差,還可以縮短量測的時間,此外,接收端改為商用的史托克儀,並將量測到的史托克向量計算成微分穆勒矩陣,利用微分穆勒矩陣解出圓性雙折射(CB)和去偏極化指數(Dep),實驗結果顯示圓性雙折射(CB)和葡萄糖濃度成正比,去偏極化指數(Dep)和葡萄糖濃度成反比。此系統提供更快速的量測、更高的穩定性、並且擁有目前現行系統中最好的解析度30 mg/dl。本系統具體的應用是用實驗鼠以及人類指尖來進行量測,由量測老鼠所得到的圓性雙折射(CB)跟血糖濃度成正比,去偏極化指數(Dep)和血糖濃度成反比,這個結果和具散射效應的葡萄糖溶液是吻合的,且由老鼠作為量測對象的非侵入式量測血糖值與侵入式血糖值的誤差約為 60 mg/dl,而量測人類指尖的結果方面,此系統的最大標準差為19 mg/dl,與侵入式血糖機所量測的最大值以及最小值誤差分別為47 mg/dl和0 mg/dl,而量測結果在Clarke error grid analysis中, A和 B區域內的資料點分別83 3 %和16 7 %,在A+B的區域內的資料點是100 %,而在區域C、D、E中的資料點為0 %,表示沒有任何一個資料點會使病患接受不適當的治療; 整體來說,本論文所提出的系統具有高穩定性、高解析度、量測快速等優點,展示了此光學系統對非侵入式血糖量測的潛力。
Date of Award2018 Aug 30
Original languageChinese
SupervisorYu-Lung Lo (Supervisor)

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新型雙波長動態史托克穆勒偏光法應用於非侵入式葡萄糖量測之研究
威廷, 陳. (Author). 2018 Aug 30

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