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Development of non-invasive measurement of blood constituents using ultra-high speed differential near-infrared spectrophotometry

开发利用超高速差示近红外分光光度法对血液成分进行无创测量的技术

基本信息

批准号：
21240047
负责人：
YAMAKOSHI Ken-ichi
金额：
$ 27.96万
依托单位：
Kanazawa University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

The final goal of this research project is to establish non-invasive blood constituents measurement towards practical use based on the ultra-high speed differential near-infrared spectrophotometry using arterial volume signals detected photoelectrically (photoplethysmogram; PPG).To achieve this goal, absorption spectra of sampled blood have been accurately examined in vitro with a wavelength range of 900 - 2500 nm, determining the sensitivity ratio which represents the absorption change with respect to the change in concentration of solutions of such substances as glucose, human serum albumin and ethyl alcohol in specified wavelength bands. Based on these in vitro tests and a background of practical needs to obtain blood glucose (BGL) and alcohol (BAL) concentrations, we have tried to make in vivo experiments under theoretical investigations with the modified Beer-Lambert la w, showing relatively good results to predict BGL and BAL concentrations (named as pulse glucometry and pulse alcometry). In order to obtain more accurate predictions, we have also proposed a new PPG measurement technique using an integrating sphere with high optical sensitivity as well as high S/N of PPG signals, serving as a principal foundation for practical use.

本研究项目的最终目标是建立基于光电检测的动脉容量信号的超高速差分近红外光谱分析技术，实现对血液成分的非侵入性测量。为实现这一目标，在900-2500 nm的波长范围内，对采集的血液样品进行了准确的吸收光谱检测，确定了在特定波长段内葡萄糖、人血清白蛋白和乙醇等物质的吸收相对于溶液浓度变化的灵敏度比。在这些体外实验的基础上，结合实际需要获取血糖(BGL)和酒精(BAL)浓度的背景，我们尝试用改进的Beer-Lambert la w进行体内实验，在理论研究的基础上，对BGL和BAL浓度进行了较好的预测(称为脉冲血糖仪和脉冲式血糖仪)。为了获得更准确的预测，我们还提出了一种利用高光学灵敏度和高S/N的PPG信号的积分球测量PPG的新技术，为实际应用奠定了基础。

项目成果

期刊论文数量（32）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Determination of concentrations of glucose and human serum albumin in mixtures in phosphate-buffered solution by nearinfrared spectroscopy

近红外光谱法测定磷酸盐缓冲溶液混合物中葡萄糖和人血清白蛋白的浓度

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
Sensors and Materials, Peer-reviewed
影响因子：
0
作者：
Ogawa M.;Yamakoshi T.;Motoi K.;Yamakoshi K.
通讯作者：
Yamakoshi K.

Determination of concentrations of glucose and human serum albumin mixtures in phosphate-buffered solution by near-infrared spectroscopy

近红外光谱法测定磷酸盐缓冲溶液中葡萄糖和人血清白蛋白混合物的浓度

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
Sensors and Materials
影响因子：
1.2
作者：
西山哲史;Mitsuhiro Ogawa
通讯作者：
Mitsuhiro Ogawa

非侵襲生体計測技術の新展開-超高齢社会とユビキタス・ヘルスケア-

无创生物测量技术新进展-超级老龄化社会与无处不在的医疗保健-

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
影响因子：
0
作者：
Jung J.;Iijima M.;Yoshimoto N.;Sasaki M.;Niimi T.;Tatematsu K.;Jeong S.Y.;Choi E.K.;Tanizawa K.;and Kuroda S.;山越憲一
通讯作者：
山越憲一

ヒト血清アルブミンリン酸緩衝溶液の近赤外領域における分光学的特性およびその定量化の試み

人血清白蛋白磷酸盐缓冲溶液在近红外区域的光谱特性并尝试对其进行定量