Abstract

A problem in terms of the accuracy of noninvasive measurement of blood glucose with near-infrared (NIR) spectroscopy is mainly caused by the weak glucose signal and strong background variations. We report the existence of the radial reference point in a floating-reference method, which is supposed to solve this problem. Based on the analysis of the infinite diffusion theory, the local condition of the reference point is deduced theoretically. Then the experiments using the intralipid solutions are constructed to testify the existence of the reference point. In order to further validate our results, Monte Carlo simulations are performed to calculate the diffused light distribution according to the variation of the glucose concentration in the intralipid solutions. All the reference points existing in three-layer skin model are also listed at the wavelength of 1200-1700 nm.

© 2010 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. O. S. Khalil, Diabetes Technol. Ther. 6, 660 (2004).
  2. W. Chen, R. Liu, H. Cui, K. Xu, and L. Lu, Chin. Opt. Lett. 2, 411 (2004).
  3. J. T. Olesberg, L. Liu, V. V. Zee, and M. A. Arnold, Anal. Chem. 78, 215 (2006).
  4. S. Xie, H. Yang, Z. Guo, H. Li, and S. Liu, Chin. Opt Lett. 6, 928 (2008).
  5. Y. Liu, X. Chen, and A. Ouyang, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 478 (2008).
  6. H. Ao, D. Xing, H. Wei, G. Wu, and J. Lu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 792 (2008).
  7. K. Maruo, T. Oota, M. Tsurugi, T. Nakagawa, H. Arimoto, M. Tamura, Y. Ozaki, and Y. Yamada, Appl. Spectrosc. 60, 441 (2006).
  8. J. Lee, D. J. Saltzman, A. E. Cerussi, D. V. Gelfand, J. Milliken, T. Waddington, B. J. Tromberg, and M. Brenner, Physiol. Meas. 27, 757 (2006).
  9. K. Maruo, T. Oota, M. Tsurugi, T. Nakagawa, H. Arimoto, M. Hayakawa, M. Tamura, Y. Ozaki, and Y. Yamada, Appl. Spectrosc. 60, 1423 (2006).
  10. K. E. Kramer and G. W. Small, Appl. Spectrosc. 61, 497 (2007).
  11. X. Gu, R. Liu, W. Chen, and K. Xu, Proc. SPIE 5696, 222 (2005).
  12. Y. Luo, L. An, Z. Ma, R. Liu, and K. Xu, Proc. SPIE 6094, 60940K (2006).
  13. T. J. Farrell, M. S. Patterson, and B. Wilson, Med. Phys. 19, 879 (1992).
  14. T. L. Troy and S. N. Thennadil, J. Biomed. Opt. 6, 167 (2001).
  15. M. Kohl, M. Essenpreis, and M. Cope, Phys. Med. Biol. 40, 1267 (1995).
  16. L. Wang, S. L. Jacques, and L. Zheng, Comput. Methods Programs Biomed. 47, 131 (1995).
  17. K. Maruo, M. Tsurugi, J. Chin, T. Ota, H. Arimoto, Y. Yamada, M. Tamura, M. Ishii, and Y. Ozaki, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 322 (2003).
  18. Y. Yang, K. Xu, L. Ding, Z. Shi, and W. Chen, Proc. SPIE 7186, 71860N (2009).

2009 (1)

Y. Yang, K. Xu, L. Ding, Z. Shi, and W. Chen, Proc. SPIE 7186, 71860N (2009).

2008 (3)

S. Xie, H. Yang, Z. Guo, H. Li, and S. Liu, Chin. Opt Lett. 6, 928 (2008).

Y. Liu, X. Chen, and A. Ouyang, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 478 (2008).

H. Ao, D. Xing, H. Wei, G. Wu, and J. Lu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 792 (2008).

2007 (1)

2006 (5)

K. Maruo, T. Oota, M. Tsurugi, T. Nakagawa, H. Arimoto, M. Tamura, Y. Ozaki, and Y. Yamada, Appl. Spectrosc. 60, 441 (2006).

J. Lee, D. J. Saltzman, A. E. Cerussi, D. V. Gelfand, J. Milliken, T. Waddington, B. J. Tromberg, and M. Brenner, Physiol. Meas. 27, 757 (2006).

K. Maruo, T. Oota, M. Tsurugi, T. Nakagawa, H. Arimoto, M. Hayakawa, M. Tamura, Y. Ozaki, and Y. Yamada, Appl. Spectrosc. 60, 1423 (2006).

J. T. Olesberg, L. Liu, V. V. Zee, and M. A. Arnold, Anal. Chem. 78, 215 (2006).

Y. Luo, L. An, Z. Ma, R. Liu, and K. Xu, Proc. SPIE 6094, 60940K (2006).

2005 (1)

X. Gu, R. Liu, W. Chen, and K. Xu, Proc. SPIE 5696, 222 (2005).

2004 (2)

O. S. Khalil, Diabetes Technol. Ther. 6, 660 (2004).

W. Chen, R. Liu, H. Cui, K. Xu, and L. Lu, Chin. Opt. Lett. 2, 411 (2004).

2003 (1)

K. Maruo, M. Tsurugi, J. Chin, T. Ota, H. Arimoto, Y. Yamada, M. Tamura, M. Ishii, and Y. Ozaki, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 322 (2003).

2001 (1)

T. L. Troy and S. N. Thennadil, J. Biomed. Opt. 6, 167 (2001).

1995 (2)

M. Kohl, M. Essenpreis, and M. Cope, Phys. Med. Biol. 40, 1267 (1995).

L. Wang, S. L. Jacques, and L. Zheng, Comput. Methods Programs Biomed. 47, 131 (1995).

1992 (1)

T. J. Farrell, M. S. Patterson, and B. Wilson, Med. Phys. 19, 879 (1992).

An, L.

Y. Luo, L. An, Z. Ma, R. Liu, and K. Xu, Proc. SPIE 6094, 60940K (2006).

Ao, H.

H. Ao, D. Xing, H. Wei, G. Wu, and J. Lu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 792 (2008).

Arimoto, H.

Arnold, M. A.

J. T. Olesberg, L. Liu, V. V. Zee, and M. A. Arnold, Anal. Chem. 78, 215 (2006).

Brenner, M.

J. Lee, D. J. Saltzman, A. E. Cerussi, D. V. Gelfand, J. Milliken, T. Waddington, B. J. Tromberg, and M. Brenner, Physiol. Meas. 27, 757 (2006).

Cerussi, A. E.

J. Lee, D. J. Saltzman, A. E. Cerussi, D. V. Gelfand, J. Milliken, T. Waddington, B. J. Tromberg, and M. Brenner, Physiol. Meas. 27, 757 (2006).

Chen, W.

Y. Yang, K. Xu, L. Ding, Z. Shi, and W. Chen, Proc. SPIE 7186, 71860N (2009).

X. Gu, R. Liu, W. Chen, and K. Xu, Proc. SPIE 5696, 222 (2005).

W. Chen, R. Liu, H. Cui, K. Xu, and L. Lu, Chin. Opt. Lett. 2, 411 (2004).

Chen, X.

Y. Liu, X. Chen, and A. Ouyang, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 478 (2008).

Chin, J.

K. Maruo, M. Tsurugi, J. Chin, T. Ota, H. Arimoto, Y. Yamada, M. Tamura, M. Ishii, and Y. Ozaki, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 322 (2003).

Cope, M.

M. Kohl, M. Essenpreis, and M. Cope, Phys. Med. Biol. 40, 1267 (1995).

Cui, H.

Ding, L.

Y. Yang, K. Xu, L. Ding, Z. Shi, and W. Chen, Proc. SPIE 7186, 71860N (2009).

Essenpreis, M.

M. Kohl, M. Essenpreis, and M. Cope, Phys. Med. Biol. 40, 1267 (1995).

Farrell, T. J.

T. J. Farrell, M. S. Patterson, and B. Wilson, Med. Phys. 19, 879 (1992).

Gelfand, D. V.

J. Lee, D. J. Saltzman, A. E. Cerussi, D. V. Gelfand, J. Milliken, T. Waddington, B. J. Tromberg, and M. Brenner, Physiol. Meas. 27, 757 (2006).

Gu, X.

X. Gu, R. Liu, W. Chen, and K. Xu, Proc. SPIE 5696, 222 (2005).

Guo, Z.

S. Xie, H. Yang, Z. Guo, H. Li, and S. Liu, Chin. Opt Lett. 6, 928 (2008).

Hayakawa, M.

Ishii, M.

K. Maruo, M. Tsurugi, J. Chin, T. Ota, H. Arimoto, Y. Yamada, M. Tamura, M. Ishii, and Y. Ozaki, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 322 (2003).

Jacques, S. L.

L. Wang, S. L. Jacques, and L. Zheng, Comput. Methods Programs Biomed. 47, 131 (1995).

Khalil, O. S.

O. S. Khalil, Diabetes Technol. Ther. 6, 660 (2004).

Kohl, M.

M. Kohl, M. Essenpreis, and M. Cope, Phys. Med. Biol. 40, 1267 (1995).

Kramer, K. E.

Lee, J.

J. Lee, D. J. Saltzman, A. E. Cerussi, D. V. Gelfand, J. Milliken, T. Waddington, B. J. Tromberg, and M. Brenner, Physiol. Meas. 27, 757 (2006).

Li, H.

S. Xie, H. Yang, Z. Guo, H. Li, and S. Liu, Chin. Opt Lett. 6, 928 (2008).

Liu, L.

J. T. Olesberg, L. Liu, V. V. Zee, and M. A. Arnold, Anal. Chem. 78, 215 (2006).

Liu, R.

Y. Luo, L. An, Z. Ma, R. Liu, and K. Xu, Proc. SPIE 6094, 60940K (2006).

X. Gu, R. Liu, W. Chen, and K. Xu, Proc. SPIE 5696, 222 (2005).

W. Chen, R. Liu, H. Cui, K. Xu, and L. Lu, Chin. Opt. Lett. 2, 411 (2004).

Liu, S.

S. Xie, H. Yang, Z. Guo, H. Li, and S. Liu, Chin. Opt Lett. 6, 928 (2008).

Liu, Y.

Y. Liu, X. Chen, and A. Ouyang, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 478 (2008).

Lu, J.

H. Ao, D. Xing, H. Wei, G. Wu, and J. Lu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 792 (2008).

Lu, L.

Luo, Y.

Y. Luo, L. An, Z. Ma, R. Liu, and K. Xu, Proc. SPIE 6094, 60940K (2006).

Ma, Z.

Y. Luo, L. An, Z. Ma, R. Liu, and K. Xu, Proc. SPIE 6094, 60940K (2006).

Maruo, K.

Milliken, J.

J. Lee, D. J. Saltzman, A. E. Cerussi, D. V. Gelfand, J. Milliken, T. Waddington, B. J. Tromberg, and M. Brenner, Physiol. Meas. 27, 757 (2006).

Nakagawa, T.

Olesberg, J. T.

J. T. Olesberg, L. Liu, V. V. Zee, and M. A. Arnold, Anal. Chem. 78, 215 (2006).

Oota, T.

Ota, T.

K. Maruo, M. Tsurugi, J. Chin, T. Ota, H. Arimoto, Y. Yamada, M. Tamura, M. Ishii, and Y. Ozaki, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 322 (2003).

Ouyang, A.

Y. Liu, X. Chen, and A. Ouyang, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 478 (2008).

Ozaki, Y.

Patterson, M. S.

T. J. Farrell, M. S. Patterson, and B. Wilson, Med. Phys. 19, 879 (1992).

Saltzman, D. J.

J. Lee, D. J. Saltzman, A. E. Cerussi, D. V. Gelfand, J. Milliken, T. Waddington, B. J. Tromberg, and M. Brenner, Physiol. Meas. 27, 757 (2006).

Shi, Z.

Y. Yang, K. Xu, L. Ding, Z. Shi, and W. Chen, Proc. SPIE 7186, 71860N (2009).

Small, G. W.

Tamura, M.

Thennadil, S. N.

T. L. Troy and S. N. Thennadil, J. Biomed. Opt. 6, 167 (2001).

Tromberg, B. J.

J. Lee, D. J. Saltzman, A. E. Cerussi, D. V. Gelfand, J. Milliken, T. Waddington, B. J. Tromberg, and M. Brenner, Physiol. Meas. 27, 757 (2006).

Troy, T. L.

T. L. Troy and S. N. Thennadil, J. Biomed. Opt. 6, 167 (2001).

Tsurugi, M.

Waddington, T.

J. Lee, D. J. Saltzman, A. E. Cerussi, D. V. Gelfand, J. Milliken, T. Waddington, B. J. Tromberg, and M. Brenner, Physiol. Meas. 27, 757 (2006).

Wang, L.

L. Wang, S. L. Jacques, and L. Zheng, Comput. Methods Programs Biomed. 47, 131 (1995).

Wei, H.

H. Ao, D. Xing, H. Wei, G. Wu, and J. Lu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 792 (2008).

Wilson, B.

T. J. Farrell, M. S. Patterson, and B. Wilson, Med. Phys. 19, 879 (1992).

Wu, G.

H. Ao, D. Xing, H. Wei, G. Wu, and J. Lu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 792 (2008).

Xie, S.

S. Xie, H. Yang, Z. Guo, H. Li, and S. Liu, Chin. Opt Lett. 6, 928 (2008).

Xing, D.

H. Ao, D. Xing, H. Wei, G. Wu, and J. Lu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 792 (2008).

Xu, K.

Y. Yang, K. Xu, L. Ding, Z. Shi, and W. Chen, Proc. SPIE 7186, 71860N (2009).

Y. Luo, L. An, Z. Ma, R. Liu, and K. Xu, Proc. SPIE 6094, 60940K (2006).

X. Gu, R. Liu, W. Chen, and K. Xu, Proc. SPIE 5696, 222 (2005).

W. Chen, R. Liu, H. Cui, K. Xu, and L. Lu, Chin. Opt. Lett. 2, 411 (2004).

Yamada, Y.

Yang, H.

S. Xie, H. Yang, Z. Guo, H. Li, and S. Liu, Chin. Opt Lett. 6, 928 (2008).

Yang, Y.

Y. Yang, K. Xu, L. Ding, Z. Shi, and W. Chen, Proc. SPIE 7186, 71860N (2009).

Zee, V. V.

J. T. Olesberg, L. Liu, V. V. Zee, and M. A. Arnold, Anal. Chem. 78, 215 (2006).

Zheng, L.

L. Wang, S. L. Jacques, and L. Zheng, Comput. Methods Programs Biomed. 47, 131 (1995).

Acta Opt. Sin. (in Chinese) (1)

Y. Liu, X. Chen, and A. Ouyang, Acta Opt. Sin. (in Chinese) 28, 478 (2008).

Anal. Chem. (1)

J. T. Olesberg, L. Liu, V. V. Zee, and M. A. Arnold, Anal. Chem. 78, 215 (2006).

Appl. Spectrosc. (3)

Chin. Opt Lett. (1)

S. Xie, H. Yang, Z. Guo, H. Li, and S. Liu, Chin. Opt Lett. 6, 928 (2008).

Chin. Opt. Lett. (1)

Chinese J. Lasers (in Chinese) (1)

H. Ao, D. Xing, H. Wei, G. Wu, and J. Lu, Chinese J. Lasers (in Chinese) 35, 792 (2008).

Comput. Methods Programs Biomed. (1)

L. Wang, S. L. Jacques, and L. Zheng, Comput. Methods Programs Biomed. 47, 131 (1995).

Diabetes Technol. Ther. (1)

O. S. Khalil, Diabetes Technol. Ther. 6, 660 (2004).

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

K. Maruo, M. Tsurugi, J. Chin, T. Ota, H. Arimoto, Y. Yamada, M. Tamura, M. Ishii, and Y. Ozaki, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 9, 322 (2003).

J. Biomed. Opt. (1)

T. L. Troy and S. N. Thennadil, J. Biomed. Opt. 6, 167 (2001).

Med. Phys. (1)

T. J. Farrell, M. S. Patterson, and B. Wilson, Med. Phys. 19, 879 (1992).

Phys. Med. Biol. (1)

M. Kohl, M. Essenpreis, and M. Cope, Phys. Med. Biol. 40, 1267 (1995).

Physiol. Meas. (1)

J. Lee, D. J. Saltzman, A. E. Cerussi, D. V. Gelfand, J. Milliken, T. Waddington, B. J. Tromberg, and M. Brenner, Physiol. Meas. 27, 757 (2006).

Proc. SPIE (3)

Y. Yang, K. Xu, L. Ding, Z. Shi, and W. Chen, Proc. SPIE 7186, 71860N (2009).

X. Gu, R. Liu, W. Chen, and K. Xu, Proc. SPIE 5696, 222 (2005).

Y. Luo, L. An, Z. Ma, R. Liu, and K. Xu, Proc. SPIE 6094, 60940K (2006).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.