光声检测技术：可调谐脉冲激光血糖浓度无损测量研究

本文主要探讨了基于可调谐脉冲激发的血糖浓度无损检测方法。研究人员在光声技术领域迈出了一步，通过构建了一套独特的血糖检测系统，该系统的核心是采用可调谐脉冲激光器作为光源，其波长范围覆盖1300至2300纳米的近红外区，以便针对不同浓度的葡萄糖溶液进行精确激发。系统采用前向探测模式，这种模式允许光声信号直接传输，减少了干扰，提高了信号的信噪比。 在实验设计上，系统配备了前置预放大器，有效地增强了微弱的光声信号，使其能够在实际操作中被准确捕捉。数据传输方面，采用了GPIB-USB总线技术，这是一种高效的数据传输接口，使得实验室设备间的通信更加便捷，同时配合LabVIEW软件开发平台，实现了光声信号的实时采集和分析。 研究人员对质量浓度在0到300毫克/分升（mg/dL）的葡萄糖水溶液进行了实验，通过连续扫描不同波长，获得了每种浓度下的光声峰峰值数据。利用光谱分析技术，如差分和一阶导数谱，他们成功识别出了葡萄糖的特征吸收波长，这是血糖浓度识别的关键参数。 接下来，作者运用最小二乘拟合算法，将这些特征波长与血糖浓度建立起校正模型。通过对比分析多个特征波长下的模型，他们寻找并选择了能够提供最小预测均方根误差（Root Mean Square Error, RMSE）的两个波长。这个指标衡量的是模型预测值与真实值之间的偏差，RMSE越小，模型的精度越高。 这项研究不仅展示了利用可调谐脉冲激光器进行血糖浓度非侵入式检测的可能性，还提供了优化的实验设计和数据分析方法，这对于医疗领域的血糖监测具有重要意义，有望提高诊断的准确性并减少传统采血的不适。未来的研究可能进一步优化模型性能，提升血糖浓度测量的实时性和准确性。