2 红外线热像图预测血糖原理及数据采集实验过程

2.1 红外线热像图预测血糖原理

人体在代谢过程中，会消耗葡萄糖和氧气并产生相应的热量，热量主要用来和外界发生热交换以维持人体正常的代谢活动。根据普朗克黑体辐射定律和维恩近似原理，任何物体都会对外界产生不同的电磁波辐射。红外线热像仪可以采集这些辐射并成像，红外线热像仪的工作方式是被动成像，不会受可见光干扰。热像图反映的是目标的温度分布和热辐射量，但是日常生活中，最容易测量人体热辐射量的部分是脸部，脸部作为人体裸露且易测量的部分，可以作为主要测量对象。目前热像图检查病灶和代谢情况在医学上已经有成熟的应用^[11]，血糖与病灶及代谢异常直接相关。

2.2 数据采集实验过程

鉴于采集血样可能带来创伤，需要将实验过程中可能带来的风险提前告知志愿者，取得志愿者同意后再进行实验数据的采集。血样采集装置是罗氏卓越型血糖仪和罗氏卓越型血糖试纸，采集流程为：志愿者用温水和香皂清洗双手，手干后用酒精棉擦拭左手食指并晾干；选用分辨率为320像素×240像素的Seek Compact Pro红外线热像仪采集人脸红外线热像图，并使用血糖仪和试纸检测血糖，记录对应的血糖浓度值。在采集过程中要注意的是，由于志愿者的脸型结构差异较大，所以实验中红外线热像图的采集要以脸部正好处于图像中间为标准。红外线热像图易受外界热源干扰，因此实验组应处于静息状态，且周围环境应没有明显热源。测试过程中需要保持被测量者与拍摄位置相对固定，采集血样时要避免用力挤压手指，防止因此导致的组织间血液渗出，从而影响血糖浓度实测值的准确性，图 1 为无创血糖预测系统硬件。

图1 无创血糖预测系统硬件
Fig.1 Equipment for non-invasive blood sugar Prediction system