Skip to main content
SUPERVISOR
Maryam Zekri,Said Sadri
مریم ذکری (استاد راهنما) سعید صدری (استاد مشاور)
 
STUDENT
Rooben Minasian
روبن میناسیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Effects of Blood Glucose Levels on the Optical Response of Human Finger
Diabetes is a result of metabolic disorders of no or too little insulin production by the pancreas. Blood glucose level can exit the normal range as a result of this condition. According to the World Health Organization, 180 million people are suffering the Diabetes worldwide. This number is expected to rise to more than 350 million by 2030. Nowadays, there is no ultimate cure for the Diabetes and the patients have to control and manage this disease in order to avoid its consequences. Such a control can be achieved through a control system. The goal of this control system is to keep the blood glucose level in the desired level. The most important feature of the glucose control system is the measurement of its output which is the blood glucose level. Controlling the Diabetes without the knowledge of blood glucose level is like driving a car with closed eyes. Many devices are available for measuring the blood glucose level. All current devices are invasive. They require a drop of blood which is collected through a painful and tedious action. The body tissue needs to be penetrated, considering the hygienic consideration of this process it can be very costly in the long run. So far, several efforts have been done to develop non-invasive optical methods in the RNIR region to measure blood glucose level. The low absorption coefficient of glucose molecules and the weak signals produced by them have turned this effort into a total failure. Another approach has used the light scattering feature of glucose molecules. However, for effective execution of this method other auxiliary parameters must be employed to intensify the minor effect of glucose molecules on the light. This thesis analyzes and simulates the influence of glucose on scattering coefficient of transmitted light and its other coefficients in the biological tissue using the Mie theory and WKB estimation. Since parameters suggested previously have low sensitivity to glucose, here by introducing new parameters MGSP and S, and reiterating the simulation an increased sensitivity of that parameters are observed. A Calibration diagram for determining the glucose level is the outcome of these experiments. Further explanation for the development of the prototype is included in this thesis report. Key words : Light scattering, Glucose level, WKB approximation, Mie
بیماری دیابت ناشی از اختلال در سوخت و ساز بدن است و به دلیل قطع تولید انسولین و یا عدم ترشح کافی آن توسط لوزالمعده در بدن بوجود می آید و باعث می شود تا سطح گلوکز خون خارج از حد نرمال قرار گیرد. با توجه به گزارش سازمان سلامت جهانی هم اکنون حدود 180 میلیون نفر از افراد در سراسر جهان از بیماری دیابت رنج می برند و این تعداد به سرعت در حال افزایش است و پیش بینی می شود در سال 2030 این تعداد به بیشتر از 350 میلیون نفر برسد. در حال حاضردرمان قطعی برای بیماری دیابت وجود ندارد وافراد مبتلا به دیابت برای جلوگیری از عوارض ناشی از این بیماری باید به مدیریت و کنترل آن بپردازند تا از این طریق بتوانند سطح گلوکز خود را در سطح مطلوب نگه دارند. در واقع می توان سیستم کنترلی را در نظر گرفت که هدف آن نگه داشتن سطح گلوکز خون در حد مطلوب است. همانند سایر سیستم های کنترل، در کنترل و مدیریت بیماری دیابت نیز، یکی ازمهم ترین قسمت ها، اندازه گیری سطح گلوکز خون به عنوان خروجی سیستم می باشد. به بیان دیگر، کنترل این بیماری بدون آگاهی از سطح گلوکز خون مانند رانندگی در جاده با چشمان بسته می باشد. در حال حاضر دستگاه های بسیاری برای اندازه گیری سطح گلوکز خون وجود دارند اما تمامی آنها تهاجمی هستند، یعنی برای اندازه گیری سطح گلوکز خون نیاز به قطره ای از خون دارند که این امر مستلزم سوراخ نمودن بافت است و معمولا توام با درد و رعایت سایر موارد بهداشتی است و در طولانی مدت هزینه بالایی را به بیمار تحمیل می کند. با توجه به مشکلات ذکر شده، در دو دهه اخیر تلاش های بسیاری برای ساخت دستگاه غیر تهاجمی برای اندازه گیری سطح گلوکز خون به صورت اپتیکی در ناحیه مادون قرمز شده است، اما به دلیل ضریب جذب بسیار کوچک توسط مولکول های گلوکز در این ناحیه وسیگنال بسیار ضعیف تولید شده توسط گلوکز، این تلاش با شکست روبرو شده است. دیدگاه دیگری که وجود دارد استفاده از اثرات گلوکز در پراکندگی نور است. با توجه به اینکه اثر گلوکز به صورت مستقیم روی پراکندگی نور همچنان کوچک است، از پارامتر های مختلفی برای بزرگ نمایی این اثر استفاده می شود. هدف این پایان نامه بررسی اثر گلوکز روی نور عبوری از بافت با در نظر گرفت اثر پراکندگی جهت تخمین سطح گلوکز خون در بدن می باشد. به این منظور، ابتدا به بررسی دو نظریه مهم توصیف پراکندگی نور در بافت می پردازیم و با استفاده از نظریه Mie و تقریب WKB ، پراکندگی نور توسط بافت به کمک این دو نظریه تحلیل و شبیه سازی می شود. سپس از این دو نظریه برای مدل سازی و مشاهده اثر تغییرات سطح گلوکز خون در ضرایب پراکندگی، نور عبوری از بافت و سایر پارامترهای مربوط به پراکندگی نور در بافت بیولوژیک استفاده می شود. همچنین پارامتر های به کار گرفته شده برای مشاهده اثر گلوکز دارای حساسیت کافی نسبت به گلوکز نمی باشد، به همین دلیل در این پایان نامه با پیشنهاد پارامترهای جدید و MGSP به منظور افزایش حساسیت پارامترهای پیشنهادی نسبت به گلوکز، شبیه سازی ها تکرار شده و با نتایج قبلی مقایسه می شود، و شاهد افزایش حساسیت این پارامتر ها نسبت به گلوکز خواهیم بود. همچنین یک نمودار کالیبراسیون برای اندازه گیری غیر تهاجمی گلوکز به صورت اپتیکی به کمک این پارامترها بدست می آید. در پایان کلیاتی در مورد ساخت نمونه اولیه دستگاه غیر تهاجمی اندازه گیری قند خون به صورت اپتیکی ارائه خواهد شد. کلمات کلیدی: 1- دیابت 2- کنترل سطح گلوکز خون 3- پراکندگی نور 4- نظریه Mie 5-تقریب WKB

ارتقاء امنیت وب با وف بومی