عنوان

ارزیابی و امکان سنجی اندازه¬گیری غیرتهاجمی سطح گلوکز خون به روش طیف سنجی مادون قرمز

Number

پ۲۷۲۳۵

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

ارزیابی و امکان سنجی اندازه¬گیری غیرتهاجمی سطح گلوکز خون به روش طیف سنجی مادون قرمز

First Statement of Responsibility

سینا میرزائی

Name of Publisher, Distributor, etc.

برق وکامپیوتر

Date of Publication, Distribution, etc.

۱۴۰۱

Specific Material Designation and Extent of Item

۱۲۰ص.

Accompanying Material

سی دی

Dissertation or thesis details and type of degree

کارشناسی ارشد

Discipline of degree

مهندسی برق گرايش افزاره¬های میکرو و نانو الکترونیک

Date of degree

۱۴۰۱/۰۶/۲۲

Text of Note

دیابت بیماری¬ای ناشی از تغییرات ناگهانی در میزان گلوکز خون است که در سرتاسر جهان جمعیت زیادی به آن مبتلا هستند و سالانه تعداد زیادی نیز بر اثر این بیماری جان خود را از دست می¬دهند. برای یک بیمار دیابتی، اندازه¬گیری منظم میزان گلوکز خون عامل بسیار مهمی در روند درمان وی می¬باشد. در حال حاضر این کار با استفاده از روش مرسوم موجود یعنی سوراخ کردن نوک انگشت جهت دریافت حجم کمی از خون بیمار به عنوان نمونه و استفاده از گلوکزسنج¬های مجهز به نوارهای آنزیمی انجام می¬گیرد که به علت ماهیت این روش و سایر روش¬های مشابه که با آسیب رساندن به بافت بدن همراه هستند، به آن¬های روش¬های تهاجمی اندازه¬گیری گلوکز خون گفته می-شود. به طور کلی روش¬های تهاجمی معایب متعددی نظیر آسیب رساندن به بافت، احتمال بروز عفونت خونی، فشار روحی حین انجام فرایند اندازه¬گیری و... را دارند که منجر شده است تا تقاضا برای ابدا روشی غیرتهاجمی که هم از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بوده و هم دقت کافی را در اندازه¬گیری داشته باشد، افزایش یابد. در این پایان¬نامه تلاش شده است تا با استفاده از امکانات موجود در آزمایشگاه ریزساخت دانشکده مهندسی برق دانشگاه تبریز، دستگاهی برای اندازه¬گیری غیرتهاجمی گلوکز خون مبتنی بر روش طیف¬سنجی مادون قرمز نزدیک طراحی و ساخته شود. با توجه به کارهای نوری پیشین صورت گرفته در این زمینه، طول موج¬های 1300 و 940 نانومتر مناسب¬ترین طول موج¬ها برای دریافت اطلاعات مفید در مورد گلوکز خون هستند که در این کار نیز از همین طول موج¬ها استفاده شده است. به طور کلی دستگاه طراحی شده شامل یک منبع نوری جهت تابش نور به سمت بافت بدن (انگشت دست یا لاله گوش)، آرایه¬ای از موجبرها جهت دریافت نور بازتابی از سطح بافت، توری پراش جهت تفکیک نور خروجی از آرایه موجبر¬ها و آشکارساز نوری جهت آشکارسازی طول¬موج¬های مورد نظر است. اطلاعات دريافتي از فرايند آشكارسازي نيز نياز است تا به صورت رایانه¬ای پردازش شود تا میزان گلوکز خون به صورت دقیق مشخص گردد. از مزيت¬هاي اساسي اين طرح اين است كه در فرايند ساخت از مواد ارزان قيمت استفاده شده است که محصول نهايي را از نظر اقتصادي به محصولي مقرون به صرفه تبديل می¬کند. استفاده از دوربين تلفن¬همراه جهت آشكارسازي طول موج¬هاي كاري در فرايند طيف¬سنجي به جاي استفاده از آشكارسازهاي مرسوم نیز منجر می¬شود تا هزينه نهايي دستگاه ساخته شده كاهش یابد. از نوآوری¬های مهم دستگاه طراحی شده استفاده از یک منبع نوری پهن باند می¬باشد که این قابلیت را به دستگاه می¬دهد تا با بررسي طول موج¬هاي ديگر موجود در طيف منبع نوري بتوان از آن به عنوان دستگاه مشخصه¬سنجي سایر عوامل تشكيل¬دهنده خون انسان استفاده كرد. برای افزایش میزان جذب نور بازتابی از بافت بدن توسط موجبرها نیز در ورودی موجبرها از لنزهای استوانه¬ای استفاده شده است. به نظر مي¬رسد تكميل اين پروژه و بهینه¬سازی طراحی آن و استفاده از تجهیزات پیشرفته¬تر با دقت ساخت بهتر برای دستیابی به نمونه کامل تجاری، می¬تواند تحول عظیمی در صنعت ساخت گلوکزسنج¬ها به وجود آورد.

Text of Note

Diabetes is the name of a disease that many people in the world suffer from. For a diabetic patient, regular blood glucose measurement is a very important factor in the correct treatment process. Currently, this work is done using the existing conventional method, i.e. piercing the fingertip to receive a small volume of the patient's blood as a sample and using glucometers equipped with enzyme strips. This method and other similar methods that are associated with tissue damage due to their nature are called invasive blood sugar measurement methods. In general, invasive methods have many disadvantages such as tissue damage, the possibility of blood infection, mental and emotional pressure on the patient during the measurement, etc., which has led to the demand for using a non-invasive method that also It is economically affordable and has sufficient accuracy in measurement. In this research, an attempt has been made to design and build a device for non-invasive measurement of blood glucose based on the near-infrared spectroscopy method using the facilities available in the microfabrication laboratory of the Electrical Engineering Faculty of Tabriz University. According to previous optical works in this field, the wavelengths of 1300 and 940 nm contain the most useful information about the level of glucose in the blood, which is also considered in this work. The designed device includes a light source for radiating light towards the body tissue (finger or earlobe), an array of waveguides to receive reflected light from the surface of the tissue, a diffraction grating to separate the light output from the array of waveguides, and an optical detector to detect the length desired waves. The information obtained from the detection process also needs to be processed in a computerized manner to accurately determine the amount of glucose in the blood. One of the main advantages of this design is that cheap materials are used in the manufacturing process, which turns the final product into a cost-effective product. Using a mobile phone camera to detect desigred wavelengths in the spectroscopic process instead of using conventional detectors is also an innovation in the design of this device, which can reduce the final cost of the manufactured device and make it economically viable. One of the important innovations of the designed device is the use of a broadband light source, which enables the device to be used as a blood analysis system by examining and analyzing other wavelengths of the light source spectrum. Cylindrical lenses are used at the entrance of the waveguides to increase the absorption of reflected light from the tissue by the waveguides. It seems that the completion of this project and the optimization of its design and the use of more advanced equipment with better manufacturing accuracy to achieve a complete commercial sample can bring about a huge transformation in the glucometer manufacturing industry.

Variant Title

Assessment and feasibility of non-invasive measurement of blood glucose levels using NIR spectroscopy

Entry Element

میرزائی،

Part of Name Other than Entry Element

سینا

Relator Code

تهيه کننده

Entry Element

ولادی،

Entry Element

استادرحیمی،

Part of Name Other than Entry Element

هادی

Part of Name Other than Entry Element

علی

Dates

استاد راهنما

Dates

استاد مشاور

Entry Element

‏تبریز