葡萄糖传感器的实时自调整校准算法研究.pdf

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1、第３７卷第９期仪器仪表学报Ｖｏｌ３７Ｎｏ９２０１６年９月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＳｅｐ．２０１６葡萄糖传感器的实时自调整校准算法研究１１，２１１，３黄永红，刘洪英，田森富，皮喜田（１．重庆大学生物工程学院生物流变科学与技术教育部重点实验室重庆４０００３０；２．重庆市医疗电子工程技术研究中心重庆４０００３０；３．重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室重庆４０００３０）摘要：针对皮下植入式葡萄糖传感器在实际动态监测过程中易受生理环境影响限制测量精度的问题，提出了一种基于单点校准技

2、术优化的实时自调整校准算法实现传感器的信号漂移补偿和灵敏度衰减校正。该方法能够对单点校准过程中的关键参数（灵敏度和电流信号）进行调整从而建立最优模型。用最小二乘方法拟合出模型的初始参数，根据建立的最优模型对在体监测３ｄ的电流数据进行校准，结果表明，经该方法校准的血糖浓度相对误差在０．０１％～６．６７％范围内，优于传统单点校准模型的６．３６％～１６．９２％，具有更高的校准精度和实用价值，有效提高了动态血糖监测的准确性。关键词：植入式葡萄糖传感器；校准；算法；最小二乘；实时动态血糖监测中图分类号：ＴＰ２１２．３ＴＨ８３２文献标识码：Ａ国家标准

3、学科分类代码：５１０．４０Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎｒｅａｌｔｉｍｅｓｅｌｆａｄｊｕｓｔｉｎｇｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｆｏｒｇｌｕｃｏｓｅｓｅｎｓｏｒ１１，２１１，３ＨｕａｎｇＹｏｎｇｈｏｎｇ，ＬｉｕＨｏｎｇｙｉｎｇ，ＴｉａｎＳｅｎｆｕ，ＰｉＸｉｔｉａｎ（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＢｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３０，Ｃｈｉｎ

4、ａ；２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＭｅｄｉｃａｌＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３０，Ｃｈｉｎａ；３．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＮａｔｉｏｎａｌＤｅｆｅｎｓｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＩｎｎｏｖａｔｉｖｅＭｉｃｒｏｎａｎｏＤｅｖｉｃｅｓａｎｄＳｙｓｔｅｍＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｔｈａｔｓｕｂｃｕｔａｎｅｏｕｓｌｙｉｍ

5、ｐｌａｎｔｅｄｇｌｕｃｏｓｅｓｅｎｓｏｒｉｓｓｕｓｃｅｐｔｉｂｌｅｔｏｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｉｎａｃｔｕａｌｄｙｎａｍｉｃｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｗｈｉｃｈｒｅｓｔｒｉｃｔｓｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒ，ａｒｅａｌｔｉｍｅｓｅｌｆａｄｊｕｓｔｉｎｇｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｂａｓｅｄｏｎｏｎｅｐｏｉｎｔｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｓｉｇｎａｌｄｒｉｆｔｃｏｍｐｅｎｓ

6、ａｔｉｏｎａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｅｎｓｏｒａｒｅａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎａｄｊｕｓｔｔｈｅｋｅｙｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎｄｃｕｒｒｅｎｔｄａｔａ）ｉｎｏｎｅｐｏｉｎｔｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ａｎｄｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｌｙｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｍｅｔｈｏｄｉｓｕｓｅｄｔｏｆｉｔｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ．Ｔｈ

7、ｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｆｏｒａｌｌｃｕｒｒｅｎｔｄａｔａｍｏｎｉｔｏｒｅｄｉｎｖｉｖｏｆｏｒｔｈｒｅｅｄａｙｓｗａｓｅｘａｃｔｌｙｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｍｏｄｅｌ．Ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｇｌｕｃｏｓｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｅｓｔｉｍａｔｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｗｉｔｈｉｎｔｈｅｒａｎｇｅｏｆ０．０１％ｔｏ６．６７％，ｗｈｉｃｈｉｓｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈｅｓｃｏｐｅｏｆ６．３６％ｔｏ１６．９２％ｕｓｉｎｇｔｈｅｔｒａｄ

8、ｉｔｉｏｎａｌｏｎｅｐｏｉｎｔｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｖａｌｕｅａｒ