近紅外無創(chuàng)血糖檢測(cè)中異常光譜判斷方法的研究.pdf

1、基于近紅外光譜的人體血糖無創(chuàng)測(cè)量易受到來自于血液中其他組分、人體生理?xiàng)l件、環(huán)境以及儀器等諸多因素的干擾。大量存在的干擾信息會(huì)使光譜數(shù)據(jù)無法體現(xiàn)葡萄糖信息的特異性而成為異常光譜，從而影響預(yù)測(cè)模型的精度和穩(wěn)健性。本文從葡萄糖變異在光譜中的特異性表征以及光譜數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律出發(fā)，結(jié)合糖濃度在一定范圍內(nèi)變化的特點(diǎn)，提出了基于等吸收點(diǎn)、正交距離和簡(jiǎn)化正交距離等三種異常光譜判斷方法，并進(jìn)行了相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　分析了單波長(zhǎng)和全波段兩種情況下吸

2、光度變化量的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，以葡萄糖與水置換效應(yīng)所產(chǎn)生的等吸收點(diǎn)為光譜特異性表征，提出了基于等吸收點(diǎn)處吸光度變化量的等吸收點(diǎn)異常光譜判斷法；利用穩(wěn)健主成分分析獲得的葡萄糖濃度變化的第一主成分作為特異性表征，提出了基于正交距離的異常光譜判斷法；同時(shí)，為了縮短測(cè)量時(shí)間，降低實(shí)驗(yàn)環(huán)境與儀器系統(tǒng)誤差對(duì)主成分確定的影響，提出了以直接測(cè)量的高濃度樣品代替穩(wěn)健分析的簡(jiǎn)化正交距離異常光譜判斷法。
　　以葡萄糖水溶液和2％Intralipid仿體溶液為研

3、究對(duì)象，測(cè)量其在正常條件、受溫度影響以及受漂移影響等條件下的近紅外透射光譜，通過二維相關(guān)光譜分析了異常光譜的特征，并采用所提出的三種方法進(jìn)行了異常光譜的判斷。
　　結(jié)果表明，糖水溶液中的異常數(shù)據(jù)在二維相關(guān)異步譜上出現(xiàn)了較強(qiáng)且具有一定特征的自相關(guān)峰，而仿體溶液實(shí)驗(yàn)的異常光譜在二維相關(guān)譜圖中特征不明顯。基于等吸收點(diǎn)的方法可以判斷出糖水溶液中的異常光譜，但該方法依賴于所選測(cè)量波段上等吸收點(diǎn)的存在性，導(dǎo)致無法應(yīng)用在1100-1700nm波