Desarrollo e implementación de un prototipo de glucómetro no invasivo mediante espectrometría de infrarrojo cercano

Vega Pinto, Jorge Luis

2020-09-11

Vega Pinto, J. L. (2020). Desarrollo e implementación de un prototipo de glucómetro no invasivo mediante espectrometría de infrarrojo cercano. 106 hojas. Quito : EPN.
T-IE/5107/CD 10730

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En el trabajo de titulación se desarrolló e implementó un prototipo de medición no invasivo mediante la técnica de espectroscopía de infrarrojo cercano. En base al estudio teórico de la espectroscopía de infrarrojo cercano, se determinaron las longitudes de onda, elementos y arreglos ópticos para el desarrollo del hardware y software que permitió realizar mediciones no invasivas de glucosa en el dedo índice derecho. Para relacionar las mediciones del sistema implementado con los valores de glucosa en sangre se utilizó un glucómetro invasivo, de esta manera se elaboró una base de datos que contenía información de la concentración de glucosa en función de la absorbancia de las señales medidas. La base de datos fue utilizada en el entrenamiento de un conjunto de redes neuronales, mismas que fueron implementadas en la programación del sistema para realizar pruebas de validación. En las pruebas de validación se realizaron 54 mediciones con el sistema implementado y se las compararon con las mediciones realizadas por un glucómetro invasivo, estos resultados fueron evaluados mediante índices de evaluación utilizados en sistemas de medición de glucosa. Adicionalmente se presentaron los resultados de calibración del sistema y los efectos en las mediciones que producen los factores relacionados con la técnica de espectroscopía de infrarrojo cercano.

In the final degree work, a non-invasive measurement prototype was developed and implemented using the near infrared spectroscopy technique. Based on the theoretical study of near infrared spectroscopy, wavelengths, elements, and optical arrangements were determined for the development of hardware and software that allowed non-invasive glucose measurements on the right index finger. An invasive glucometer was used to relate the measurements of the implemented system with the blood glucose values. In this way, a database that contained information on the glucose concentration based on the absorbance of the measured signals was prepared. The database was used in the training of a set of neural networks, which were implemented in system programming to perform validation tests. In the validation tests, 54 measurements were made with the implemented system and they were compared with the measurements made by an invasive glucometer. These results were evaluated using evaluation indices used in glucose measurement systems. Additionally, the calibration results of the system and the effects on the measurements produced by the factors related to the near infrared spectroscopy technique were presented.

Ávalos Cascante, Eduardo Fausto, director

INSTRUMENTACIÓN ELECTRÓNICA; SISTEMA MICROPROCESADO; REDES NEURONALES;