糖尿病是威胁人类健康的重大疾病之一，其诊断与预防已成为社会关注的重要课题。常规糖尿病诊断均需要采集血样，给受试者带来疼痛的同时，也增加了受感染的风险。皮肤晚期糖基化终末产物(AGEs)与糖尿病及其并发症密切相关，且具有受激发射荧光特性。通过测量受试者皮肤荧光，反映AGEs积累水平，进而实现糖尿病筛查，具备实时、无创等显著优点，拥有广阔的应用前景。　　本文围绕皮肤荧光光谱测量的特点，重点研究了皮肤AGEs荧光测量及皮肤吸收散射校正技术，研制了集成化的皮肤AGEs荧光光谱仪，并开展了其在糖尿病筛查中的实验研究。本文在理论研究、仪器研制、临床试验等方面均做了一定工作，主要内容有:　　1、光在皮肤中传输的理论研究。　　从皮肤的基本组织结构出发，阐述了光在皮肤中传播时受到的反射、折射、散射和吸收等多种作用形式;讨论了黑色素、血红蛋白、胶原纤维等成分对皮肤表皮层和真皮层光学性质的影响，并采用吸收系数、散射系数、各向异性因子、平均折射率等光学特性参数来描述皮肤的光学特性。同时，探讨了荧光物质的发射荧光过程，并归纳了皮肤中包括AGEs在内的主要内源荧光团的光谱特性。　　2、皮肤AGEs荧光测量技术研究。　　测量皮肤荧光时，传输激发光和收集荧光所采用的几何结构，如本论文中涉及到的光纤探头的结构参数，对测得皮肤AGEs荧光的强度和光谱形状有重要影响。论文采用蒙特卡罗方法模拟光在光纤探头及皮肤组织中的传播过程，进而评估光纤探头各结构参数，包括入射光纤及收集光纤根数、收集光纤纤芯直径、数值孔径、入射光纤与收集光纤近边缘距离，以及光纤探头与皮肤之间的距离等，对皮肤荧光光谱测量的影响。在上述工作的基础上，设计、制作了用于皮肤AGEs荧光测量的光纤探头，提高了收集到的荧光强度，并抑制了皮肤反射光的干扰。　　3、皮肤荧光光谱校正技术研究。　　从均匀光学薄介质的荧光发射过程出发，定性讨论了皮肤荧光所受到的吸收、散射作用，并通过分析均匀光学组织的发射荧光和漫反射光，从理论上将两者关联起来。此外，就如何采用皮肤漫反射谱来校正皮肤荧光，引入了基于漫射理论的校正算法和基于统计的经验校正算法。　　4、皮肤AGEs荧光光谱仪的研制。　　研制了用于皮肤AGEs测量的荧光光谱仪，主要包括光源模块、光传输模块、光探测模块和控制分析模块等四个部分:采用功率型近紫外LED作为皮肤AGEs激发光源，采用白光LED和紫光LED组合成涵盖420-600 nm波段的宽带光源，宽带光源将用于测量同一位置的皮肤反射率;以3×1光纤探头为主体构建了光学传输模块，而且，为抑制皮肤反射回的较强激发光造成探测器饱和溢出，在传输光路中增加了具有较缓截止曲线的滤光片，既能衰减而又不至于完全截止皮肤反射回的激发光;选用了一款结构小巧、价格合理的微型光纤光谱仪用于光谱测量;基于LabVIEW程序开发环境，采用图形化编辑语言编写了用于皮肤AGEs荧光测量的控制分析软件。研制的AGEs荧光光谱仪，克服了皮肤反射回的较强激发光造成的光谱仪饱和溢出，提高了荧光信噪比，并且实时测量同一位置的反射光谱，用于校正皮肤的吸收散射作用。此外，仪器具有成本低，集成化高，便携性好等优点，为其在AGEs相关疾病临床诊治中的应用推广打下了基础。　　5、人体皮肤AGEs荧光无创测量的实验研究。　　测试了皮肤AGEs荧光光谱仪中光源、传输光路及探测模块的性能，并对仪器进行校准，以提高仪器的重复性及再现性。实验表明，研制的皮肤AGEs荧光光谱仪基于校准套筒的多次测量结果的相对标准偏差不大于1％。此外，论证了应用漫射理论进行皮肤荧光光谱校正的可行性，并基于统计分析，确定了经验校正算法中涉及到的待定参数。分别采用上述两种校正算法，进行皮肤荧光光谱校正，并引入特异性、敏感性、ROC曲线面积等指标，评价皮肤AGEs荧光光谱在糖尿病筛查中的应用价值。结果表明，采用基于统计的经验校正算法，所得结果作为糖尿病筛查指标时，ROC曲线面积为82.7％，优于未校正(63.5％)和基于漫射理论的校正算法(64.4％)。而且，经系列研究，皮肤AGEs荧光光谱法的诊断效果已优于常规的空腹血糖法(72.1％)，为皮肤AGEs荧光法在糖尿病等相关疾病筛查中的推广应用打下了基础。