CN114305406B - 浓度感测系统与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种浓度感测系统与方法。光源用以发出光线，这些光线通过第一偏振状态改变模块以后射向生物组织以产生响应光线，响应光线通过第二偏振状态改变模块以后由感测器所接收。计算模块用以根据响应光线计算出对应生物组织的穆勒矩阵，根据穆勒矩阵计算出对应生物组织的非偏振指数，根据非偏振指数计算出光学路径长度，并根据光学路径长度计算对应生物组织中一物质的浓度。借此可以准确的量测到物质的浓度。

Description

浓度感测系统与方法

技术领域

本揭露是关于非侵入式的浓度感测方法。

背景技术

糖尿病是当今的主要医疗保健问题，在全世界发病率迅速上升并带来巨大的经济影响。目前产业界已经提出了许多技术，可通过测量人血中的葡萄糖浓度来检测糖尿病，市场上大多数可用的葡萄糖监测传感器都是基于侵入式针头的葡萄糖传感器，侵入性的刺针方法产生了对尖锐物体的恐惧，过度的疼痛，皮肤刺激，患者感染的危险，并且大量的针刺可能损坏手指组织。近年来，研究重点转向无痛光学非侵入式技术的发展，目前已经开发了多种非侵入性技术来利用身体组织(指尖，皮肤，眼泪和唾液)直接检测葡萄糖浓度。

自1980年以来，临床已批准对糖尿病患者的糖化血色素(HbA1c)浓度进行测量。血液中的糖称为葡萄糖，当葡萄糖与红细胞的血红蛋白结合时，称为糖化血红蛋白或糖化血色素。糖化血色素测试显示患者最近3个月的平均血糖水平，3个月是红细胞的寿命。如何提出一种非侵入式的糖化血色素的量测方法，为此领域技术人员所关心的议题。

发明内容

本发明的实施例提出一种浓度感测系统，包括至少一光源、第一偏振状态改变模块、感测器、第二偏振状态改变模块与计算模块。光源用以发出至少一光线。第一偏振状态改变模块设置于光源与生物组织之间，其中上述的光线通过第一偏振状态改变模块以后射向生物组织以产生响应光线。第二偏振状态改变模块设置于感测器与生物组织之间，其中响应光线通过第二偏振状态改变模块以后由感测器所接收。计算模块通讯连接至感测器，用以根据响应光线计算出对应生物组织的穆勒矩阵，根据穆勒矩阵计算出对应生物组织的非偏振指数，根据非偏振指数计算出光学路径长度，并根据响应光线的强度与光学路径长度计算对应生物组织中一物质的浓度，此物质会吸收至少部分的光线。

在一些实施例中，计算模块根据以下数学式1计算光学路径长度。

[数学式1]

Δ＝e^-L/l

其中Δ为非偏振指数，L为生物样本的长度，l为光学路径长度。

在一些实施例中，上述的光线包括第一波长的第一光线与第二波长的第二光线。上述的响应光线包括第一响应光线与一第二响应光线。计算模块根据以下数学式2计算物质的浓度。

[数学式2]

其中为第一响应光线的强度，为第二响应光线的强度，为物质对于第一波长的莫尔吸收系数，为物质对于第二波长的莫尔吸收系数，x为物质的浓度。

在一些实施例中，上述的光源为可调式光源，用以根据控制信号在不同的时间分别发出第一光线与第二光线。

在一些实施例中，上述的光线具有第一波长，计算模块根据以下数学式3计算物质的浓度。

[数学式3]

其中I_o1为光线的强度，为响应光线的强度，为物质对于第一波长的莫尔吸收系数，x为物质的浓度。

在一些实施例中，计算模块将穆勒矩阵中的每个元素除以穆勒矩阵中第一行第一列的元素以取得一正规化矩阵，并根据穆勒矩阵与正规化矩阵计算出一平均吸收度。计算模块根据以下数学式4计算物质的浓度。

[数学式4]

其中为对应第一波长的比例常数，为平均吸收度。

在一些实施例中，上述的穆勒矩阵包括第一穆勒矩阵与第二穆勒矩阵。计算模矩根据第一穆勒矩阵与第二穆勒矩阵分别计算出两个正规化矩阵，借此计算出对应第一波长的平均吸收度与对应第二波长的平均吸收度。计算模块根据以下数学式5计算物质的浓度。

[数学式5]

其中为物质对于第一波长的莫尔吸收系数，为物质对于第二波长的莫尔吸收系数，为对应第一波长的比例常数，为对应第二波长的比例常数，为对应第一波长的平均吸收度，为对应第二波长的平均吸收度。

在一些实施例中，上述的感测器为感光耦合元件感测器或互补性氧化金属半导体感测器。浓度感测系统为穿戴装置。

在一些实施例中，上述的物质为糖化血色素或血糖。

以另一个角度来说，本发明的实施例提出一种糖化血色素的浓度感测方法，包括：透过至少一个光源发出这少一光线，这些光线通过第一偏振状态改变模块射向一生物组织以分别产生响应光线，响应光线通过第二偏振状态改变模块以后由一感测器所接收；根据响应光线计算出对应生物组织的穆勒矩阵；根据穆勒矩阵计算出对应生物组织的非偏振指数；根据非偏振指数计算出一光学路径长度；以及根据响应光线的强度与光学路径长度计算对应生物组织中一物质的浓度。

在上述的系统与方法中，可以用非侵入式的方式计算生物组织中一物质的浓度，并且可以缩小系统的体积以实作成穿戴式装置。

附图说明

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。

图1是浓度感测系统的示意图；

图2A是根据一实施例绘示浓度量测方法的流程图；

图2B是根据一实施例绘示浓度量测方法的流程图；

图3是根据一实施例绘示实验结果的表格；

图4与图5是根据实施例绘示实验结果的曲线图。

【符号说明】

100:浓度感测系统

110:光源

120:第一偏振状态改变模块

121:线性偏振片

122,123:双折射板

130:生物组织

140:第二偏振状态改变模块

141,142:双折射板

143:线性偏振片

150:感测器

160:计算模块

201～205,211,212:步骤

具体实施方式

关于本文中所使用的“第一”、“第二”等，并非特别指次序或顺位的意思，其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。

图1是浓度感测系统的示意图。请参照图1，浓度感测系统100包括了光源110、第一偏振状态改变模块120、第二偏振状态改变模块140、感测器150与计算模块160。第一偏振状态改变模块120设置于光源110与生物组织130之间，第二偏振状态改变模块140设置于生物组织130与感测器150之间。

光源110是用以提供特定波长的光线。在一些实施例中光源110可以发射出宽频(broad-spectrum)光线。在一些实施例中光源110可以是可调式光源，用以根据一控制信号在不同的时间分别发出不同波长的光线。在一些实施例中光源110的数目大于一，每个光源用以发出单一波长的光线，这些光源可以同时或是不同时地发射出光线。光源110可以是任意合适的激光或是发光二极管。

第一偏振状态改变模块120是用以改变光线的偏振状态。在此实施例中，第一偏振状态改变模块120包括了线性偏振片121、双折射板(birefringent plats)122、123。线性偏振片121的角度为0度，双折射板122的光学轴是45度，而双折射板123的光学轴是0度。第一偏振状态改变模块120也可以称为偏振状态产生器(polarization state generator，PSG)。

生物组织130可以是手指指尖、任意部位的皮肤、眼泪和唾液等等，本揭露并不在此限。光线经过第一偏振状态改变模块120以后射向生物组织130以产生响应光线131，此响应光线131可以是穿透光线或是反射光线。在此实施例中是要量测生物组织130中一物质的浓度，此物质会吸收至少一部分的光线。在以下的实施例中此物质为糖化血色素，但在其他实施例中也可以替换为血糖或其他具有吸收特性的物质。

第二偏振状态改变模块140包括了双折射板141、142与线性偏振片143。双折射板141的光学轴为0度，双折射板142的光学轴为45度，线性偏振片143的角度为90度。双折射板141、142的材料相同于双折射板122、123的材料。在一些实施例中，双折射板141、142的厚度大于双折射板122、123的厚度，例如双折射板141、142的厚度是双折射板122、123厚度的5倍。第二偏振状态改变模块140也可以称为偏振分析产生器(polarization stateanalyzer，PSA)。在一些实施例中，第一偏振状态改变模块120与第二偏振状态改变模块140中也可以包括用以改变光偏振状态的任意装置，例如为液晶、光电调变器、压力式调变器、磁力式调变器等。

感测器150可为感光耦合元件感测器或互补性氧化金属半导体感测器。上述的响应光线131通过第二偏振状态改变模块140以后由感测器150所接收，感测器150可以量测到响应光线的强度。

计算模块160可以是任意的控制器、处理器、电路、计算机或服务器。计算模块160透过有线或无线的方式通讯连接至光源110与感测器150，并接受感测器150所量测的数值。计算模块160会根据所接受到的响应光线的强度来计算出对应于生物组织130的穆勒矩阵，详细计算方式可参照DUBREUIL,Matthieu,et al.Snapshot Mueller matrix polarimeterby wavelength polarization coding.Optics express,2007,15.21:13660-13668。然而，在其他实施例中也可以采用其他快照(snapshot)式的计算方法来计算出穆勒矩阵，而第一偏振状态改变模块120与第二偏振状态改变模块140都可以作相对应的调整。以下说明如何根据穆勒矩阵与响应光线的强度来计算出糖化血色素浓度。

首先须说明的是史托克斯向量(stokes vector)与穆勒矩阵(Mueller matrix)。一个史托克斯向量具有4个参数，一般表示为S₀、S₁、S₂、S₃，参数S₀指的是光线(电磁波)中电场在两个相互垂直的方向上的能量的相加，而参数S₁指的是电场在这两个方向上能量的相减，而参数S₂、S₃是用以补足偏振的角度与旋转方向等信息。然而，本领域具有通常知识者当可理解史托克斯向量的定义，在此不再详细赘述。

一般的光学取样可表示为S_out＝M×S_in，其中S_in为射向生物组织的光线的史托克斯向量，S_out为从生物组织反射或穿透的响应光线的史托克斯向量，而生物组织的光学特性可以表示为穆勒矩阵M(以下亦称宏观穆勒矩阵)，如以下数学式1所示。

[数学式1]

穆勒矩阵M可以进一步透过多个微分穆勒矩阵来描述不同的光学性质。在此假设光线是沿着右手笛卡尔(right-handed Cartesian)坐标系统的Z轴传递。微分穆勒矩阵可由以下数学式2所计算。

[数学式2]

其中m表示微分穆勒矩阵。另外，穆勒矩阵M与微分穆勒矩阵m的特性向量(eigenvectors)分别表示为V_M和V_m；穆勒矩阵M与微分穆勒矩阵m的特性值(eigenvalues)分别表示为λ_M和λ_m。假设初始状态的穆勒矩阵M_Z＝0具有单位矩阵的形式，则特性值λ_M和λ_m会有以下数学式3的关系，借此可以算出特性值λ_m。

[数学式3]

λ_m＝ln(λ_m)/Z

若把多个特性值λ_m组成对角矩阵m_λ，则可以根据以下数学式4对于穆勒矩阵M进行特性分析以计算出微分穆勒矩阵m。

[数学式4]

根据上述的微分穆勒矩阵分析，一般的非等向性(anistropic)样本可以被分为16种不同的元素(elements)，而每个元素是用不同的角度来描述基本的光学行为。在此，M_LB、M_CB、M_LD、M_CD是分别用来描述线性双折射(linear birefringence，LB)、旋性双折射(circular birefringence，CB)、线性双衰减(linear dichroism，LD)与旋性双衰减(circular dichroism，CD)等光学特性的宏观穆勒矩阵。微分矩阵m_BD所表示的是结合LB、CB、LD、CD光学特性的复合样本，可表示如以下数学式5。

[数学式5]

其中d表示样本的厚度，α与β分别是LB特性的旋转角度(orientation angle)与相位延迟(phase retardation)。γ是CB特性的光学旋转角(optical rotation angle)。θ_d与D分别是LD特性的旋转角度与线性双衰减。R是CD特性的旋性振幅异向(circularamplitude anisotropy)，R是大于等于-1且小于等于1。更具体来说，R＝(r_R-r_L)/(r_R+r_L)，其中r_R与r_L分别是右旋圆偏振光与左旋圆偏振光的吸收率(absorption)。

此外，在非偏振非等向性(depolarizing anisotropic)的介质中，描述非偏振效应的微分穆勒矩阵可表示为以下数学式6。

[数学式6]

其中对角化的非偏振可表示为不同的参数K′_iq、K′_iu、K′_iv。而异常双衰减(anomalous dichroism)与异常非偏振(anomalous depolarization)则分别表示为参数K′_q,u,v与η′_q,u,v。

将上述数学式5、6相加，则用来描述非等向性光学样本的LB、CB、LD、CD与非偏振等光学特性的微分穆勒矩阵可表示为以下数学式7。

[数学式7]

在系统操作中，穆勒矩阵M是根据上述快照式方法所计算出，而微分穆勒矩阵可根据数学式4来计算出。数学式4所计算出的微分穆勒矩阵会相等于数学式7的微分矩阵，借此可以计算出多个光学参数来描述样本的非等向性行为。透过这样的作法，旋转角度α、相位延迟β、光学旋转角γ、旋转角度θ_d、线性双衰减D与旋性振幅异向R可分别表示为以下数学式8～13。

[数学式8]

[数学式9]

[数学式10]

[数学式11]

[数学式12]

[数学式13]

类似地，描述非偏振效应的微分穆勒矩阵可表示为以下数学式14。

[数学式14]

根据上述数学式4，对微分矩阵m_Δ执行反向的微分计算以后，宏观的穆勒矩阵M_Δ可表示为以下数学式15。

[数学式15]

其中K₂₂与K₃₃分别是线性非偏振的程度(degree of linear depolarization)，而K₄₄是旋性非偏振的程度。一般来说，非偏振的程度是量化为非偏振指数(depolarizationindex，Δ)，当此非偏振指数为0时表示非偏振样本，当此非偏振指数为1时表示理想的非偏振器(depolarizer)。此非偏振指数可表示为以下数学式16。

[数学式16]

接下来，可以根据非偏振指数计算出光学路径长度。以下将光学路径长度表示为l，生物组织130的长度为L，有些光线会穿透光线而不经过体散射(bulk scattering)，没有被散射的比率即是非偏振指数。在此假设光线在生物组织130中前进了距离x，因此被散射的机率可以表示为以下数学式17。

[数学式17]

p(x)＝1-e^-x/l

换言之，光线前进距离x而没有被散射的机率可以表示为以下数学式18。

[数学式18]

1-p(x)＝e^-x/l

当设定x＝L，光线经过整个生物组织130而没有被散射的机率可以表示为以下数学式19。因此，把非偏振指数带入数学式19便可以得到光学路径长度l。

[数学式19]

Δ＝e^-L/l

接下来，根据响应光线以及上述的光学路径长度可以计算出糖化血色素浓度。具体来说，糖化血色素浓度跟光线的吸收率有关，特别是对波长535纳米与595纳米的光线反应较为灵敏，以下是根据吸收率的定义堆导出计算公式。在一些实施例中，光源110可发出第一波长的第一光线与第二波长的第二光线，在此实施例中第一波长为535纳米，而第二波长为595纳米，但本揭露并不在此限。第一光线的强度表示为I_o1，第二光线的强度表示为I_o2。另外，对应于第一波长的第一响应光线的强度表示为对应于第二波长的第二响应光线的强度表示为对应于第一波长的吸收率为而对应于第二波长的吸收率为吸收率的定义如以下数学式20，同样的吸收率的定义如以下数学式21。

[数学式20]

[数学式21]

其中为糖化血色素对于第一波长的莫尔吸收系数，糖化血色素对于第二波长的莫尔吸收系数，x为糖化血色素浓度。在此设定第一光线的强度I_o1相同于第二光线的强度I_o2，因此第一响应光线的强度相对于第二响应光线的强度的比值如以下数学式22所示。

[数学式22]

换言之，将响应光线的强度光学路径长度l以及莫尔吸收系数代入数学式22便可以得到糖化血色素浓度x。

在上述的实施例中因为采用响应光线强度的比值，因此不需要取得第一光线与第二光线的强度I_o1、I_o2。在其他实施例中，光源110会发出单波长的光线，其强度为I_o1，计算模块160可以根据发送给光源110的控制信号取得强度I_o1。接下来，将强度I_o1、响应光线的强度光学路径长度l以及莫尔吸收系数代入数学式20便可以得到浓度x。

在上述利用吸收度定义来计算浓度的做法中并没有考虑散射与反射，因此在以下的实施例中透过穆勒矩阵来计算所需要的参数。首先，参照以下的数学式23～24，其中H为含有多个光学参数的矩阵，LD、CD、CB、与LB分别表示线性双衰减、旋性双衰减、旋性双折射与线性双折射，Ae为平均吸收度。换言之，穆勒矩阵M中含有吸收度的参数。

[数学式23]

M＝e^-H

[数学式24]

数学式23可以经由泰勒展开式写成以下数学式25，其中矩阵F为穆勒矩阵M正规化后的矩阵，也就是说将穆勒矩阵M中所有的元素都除以第一行第一列的元素M₁₁，这使得正规化矩阵F中M₁₁＝1。从数学式25可以推导出数学式26，其中det()是用以计算矩阵的行列式(determinant)，也就是说根据穆勒矩阵M与正规化矩阵F可以计算出平均吸收度Ae，在此可以依照精准度的需求决定矩阵F的级数，当采用越高的级数时误差越小。

[数学式25]

[数学式26]

图3是根据一实施例绘示实验结果的表格。图4与图5是根据一实施例绘示实验结果的曲线图。在此是取得已知浓度的样本，透过上述的方法来计算出平均吸收度Ae，借此说明此方法的可行性。在图3中，I为输入光线的强度，I₀为响应光线的强度。根据图3中的第一栏与第二栏可以绘制图4，其中横轴为浓度，纵轴为平均吸收度，可以看出两者之间基本上为线性关系。另一方面，根据图3中的第一栏与最后一栏可以绘制图5，其中横轴为浓度，纵轴为-ln(I/I₀)，两者之间基本上也是线性关系。当光线波长为λ_n时，透过穆勒矩阵所算出的平均吸收度表示为而透过光强度所算出的吸收度表示为两者之间不相等但存在一比例关系，可以表示为以下数学式27，其中n为正整数。

[数学式27]

为比例常数，此比例常数可以经由实验取得。如此一来，上述的数学式22可以改写为以下数学式28。

[数学式28]

换言之，根据上述的第一光线与第二光线可以计算出各自的穆勒矩阵M，根据这两个穆勒矩阵可以分别算出两个正规化矩阵，借此计算出两个平均吸收度将这两个平均吸收度与对应的比例常数光学路径长度l、莫尔吸收系数代入数学式28便可以得到糖化血色素的浓度x，如以下数学式29所示。

[数学式29]

在一些实施例中，也可利用单一波长计算浓度，如数学式30所示。

[数学式30]

在一些实施例中，第一偏振状态改变模块120与第二偏振状态改变模块140只包含被动式的元件，也就是说这些元件不需要其他控制信号来驱动，如此一来可以缩小浓度感测系统100的体积。在一些实施例中，浓度感测系统100可以实作为穿戴装置，例如智能手环、智能手表、在一些实施例中也可以实做为任意形式的电子装置，本揭露并不在此限。

图2A是根据一实施例绘示浓度量测方法的流程图。请参照图2A，在步骤201，透过至少一个光源发出至少一光线，其中光线通过第一偏振状态改变模块射向一生物组织以产生响应光线，响应光线通过第二偏振状态改变模块以后由一感测器所接收。在步骤202，根据响应光线计算出对应生物组织的穆勒矩阵。在步骤203，根据穆勒矩阵计算出对应生物组织的非偏振指数。在步骤204，根据非偏振指数计算出一光学路径长度。在步骤205，根据响应光线的强度与光学路径长度计算对应生物组织中一物质的浓度。

图2B是根据一实施例绘示浓度量测方法的流程图。请参照图2B，其中步骤201～204已经描述如上。在步骤211中，根据穆勒矩阵计算出平均吸收度，另外在步骤212中，根据平均吸收度与光学路径长度计算对应生物组织中一物质的浓度。图2A与图2B的共通点在于根据光学路径长度计算物质的浓度。

然而，图2A与图2B中各步骤已详细说明如上，在此便不再赘述。值得注意的是，图2A与图2B中各步骤可以实作为多个程序码或是电路，本发明并不在此限。此外，图2A与图2B的方法可以搭配以上实施例使用，也可以单独使用。换言之，图2A与图2B的各步骤之间也可以加入其他的步骤。

在上述的系统与方法中，可以用非侵入式的方式计算出生物组织中物质的浓度，此外基于非偏振指数计算出的浓度更为精准。在一些实施例中也可以缩小系统的体积以实作成穿戴式装置。

虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (7)

1.一种浓度感测系统，其特征在于，包括：

至少一光源，用以发出至少一光线；

一第一偏振状态改变模块，设置于该至少一光源与一生物组织之间，其中该至少一光线通过该第一偏振状态改变模块以后射向该生物组织以产生至少一响应光线；

一感测器；

一第二偏振状态改变模块，设置于该感测器与该生物组织之间，其中该至少一响应光线通过该第二偏振状态改变模块以后由该感测器所接收；以及

一计算模块，通讯连接至该感测器，用以根据该至少一响应光线计算出对应该生物组织的至少一穆勒矩阵，根据该至少一穆勒矩阵计算出对应该生物组织的非偏振指数，根据该非偏振指数计算出一光学路径长度，并根据该光学路径长度计算对应该生物组织中一物质的浓度，其中该物质吸收至少部分的该至少一光线，

其中该计算模块根据以下数学式1计算该光学路径长度，

[数学式1]

Δ＝e^-L/l

其中Δ为该非偏振指数，L为该生物组织的长度，l为该光学路径长度，

其中该至少一光线包括第一波长的第一光线与第二波长的第二光线，该至少一响应光线包括一第一响应光线与一第二响应光线，该计算模块根据以下数学式2计算该物质的浓度，

[数学式2]

其中为该第一响应光线的强度，为该第二响应光线的强度，为该物质对于该第一波长的莫尔吸收系数，为该物质对于该第二波长的莫尔吸收系数，x为该物质的浓度。

2.根据权利要求1所述的浓度感测系统，其特征在于，其中该至少一光源为一可调式光源，用以根据一控制信号在不同的时间分别发出该第一光线与该第二光线。

3.一种浓度感测系统，其特征在于，包括：

至少一光源，用以发出至少一光线；

一第一偏振状态改变模块，设置于该至少一光源与一生物组织之间，其中该至少一光线通过该第一偏振状态改变模块以后射向该生物组织以产生至少一响应光线；

一感测器；

一第二偏振状态改变模块，设置于该感测器与该生物组织之间，其中该至少一响应光线通过该第二偏振状态改变模块以后由该感测器所接收；以及

一计算模块，通讯连接至该感测器，用以根据该至少一响应光线计算出对应该生物组织的至少一穆勒矩阵，根据该至少一穆勒矩阵计算出对应该生物组织的非偏振指数，根据该非偏振指数计算出一光学路径长度，并根据该光学路径长度计算对应该生物组织中一物质的浓度，其中该物质吸收至少部分的该至少一光线，

其中该计算模块根据以下数学式1计算该光学路径长度，

[数学式1]

Δ＝e^-L/l

其中Δ为该非偏振指数，L为该生物组织的长度，l为该光学路径长度，

其中该至少一光线具有第一波长，该计算模块将该至少一穆勒矩阵中的每个元素除以该穆勒矩阵中第一行第一列的元素以取得一正规化矩阵，并根据该穆勒矩阵与该正规化矩阵计算出一平均吸收度，

该计算模块根据以下数学式2计算该物质的浓度，

[数学式2]

其中为该物质对于该第一波长的莫尔吸收系数，为对应该第一波长的比例常数，为该平均吸收度，x为该物质的浓度。

4.一种浓度感测系统，其特征在于，包括：

至少一光源，用以发出至少一光线；

一第一偏振状态改变模块，设置于该至少一光源与一生物组织之间，其中该至少一光线通过该第一偏振状态改变模块以后射向该生物组织以产生至少一响应光线；

一感测器；

一第二偏振状态改变模块，设置于该感测器与该生物组织之间，其中该至少一响应光线通过该第二偏振状态改变模块以后由该感测器所接收；以及

一计算模块，通讯连接至该感测器，用以根据该至少一响应光线计算出对应该生物组织的至少一穆勒矩阵，根据该至少一穆勒矩阵计算出对应该生物组织的非偏振指数，根据该非偏振指数计算出一光学路径长度，并根据该光学路径长度计算对应该生物组织中一物质的浓度，其中该物质吸收至少部分的该至少一光线，

其中该计算模块根据以下数学式1计算该光学路径长度，

[数学式1]

Δ＝e^-L/l

其中Δ为该非偏振指数，L为该生物组织的长度，l为该光学路径长度，

其中该至少一光线包括第一波长的第一光线与第二波长的第二光线，该至少一穆勒矩阵包括第一穆勒矩阵与第二穆勒矩阵，

其中该计算模块根据该第一穆勒矩阵与该第二穆勒矩阵分别计算出两个正规化矩阵，借此计算出对应该第一波长的平均吸收度与对应该第二波长的平均吸收度，

该计算模块根据以下数学式2计算该物质的浓度，

[数学式2]

其中为该物质对于该第一波长的莫尔吸收系数，为该物质对于该第二波长的莫尔吸收系数，为对应该第一波长的比例常数，为对应该第二波长的比例常数，为对应该第一波长的该平均吸收度，为对应该第二波长的平均吸收度，x为该物质的浓度。

5.根据权利要求4所述的浓度感测系统，其特征在于，其中该感测器为感光耦合元件感测器或互补性氧化金属半导体感测器，该浓度感测系统为一穿戴装置。

6.根据权利要求4所述的浓度感测系统，其特征在于，其中该物质为糖化血色素或血糖。

7.一种浓度感测方法，其特征在于，包括：

透过至少一光源发出至少一光线，其中该至少一光线通过一第一偏振状态改变模块射向一生物组织以产生至少一响应光线，该至少一响应光线通过一第二偏振状态改变模块以后由一感测器所接收；

根据该至少一响应光线计算出对应该生物组织的至少一穆勒矩阵；

根据该至少一穆勒矩阵计算出对应该生物组织的非偏振指数；

根据以下数学式1计算光学路径长度，

[数学式1]

Δ＝e^-L/l

其中Δ为该非偏振指数，L为该生物组织的长度，l为该光学路径长度，该至少一光线包括第一波长的第一光线与第二波长的第二光线，该至少一响应光线包括一第一响应光线与一第二响应光线；以及

根据以下数学式2计算对应该生物组织的物质的浓度，其中该物质吸收至少部分的该至少一光线，

[数学式2]

其中为该第一响应光线的强度，为该第二响应光线的强度，为该物质对于该第一波长的莫尔吸收系数，为该物质对于该第二波长的莫尔吸收系数，x为该物质的浓度。