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文檔簡介
1、近紅外光譜法血液成分無創(chuàng)檢測是生物醫(yī)學(xué)檢測領(lǐng)域尚未攻克的前沿課題之一。當(dāng)前國內(nèi)外研究重點在于血液成分含量低導(dǎo)致的信號相當(dāng)微弱和活體測量受到干擾因素眾多。本課題利用人動脈血液固有的脈動特性,在光電脈搏波描記法(PPG)的基礎(chǔ)上,研究了能夠去除大部分個體差異和部分測量條件影響的動態(tài)光譜法,并搭建了試驗平臺。 論文的主要研究內(nèi)容包括: 首次系統(tǒng)地研究了用于血液成分無創(chuàng)檢測的動態(tài)光譜法,闡明了動態(tài)光譜法消除個體差異和部分測量條件
2、影響的原理及兩種獲取途徑-時域分光法和空域分光法。通過實驗獲得了純凈的動脈血液吸收光譜。 完成基于聲光可調(diào)諧濾波器(Acousto-optic Tunable Filter AOTF)的動態(tài)光譜測試平臺設(shè)計。完成了AOTF的性能驗證試驗。提出了耳垂組織光學(xué)傳輸模型并完成了組織中能量的傳輸與分布規(guī)律研究及檢測傳感器設(shè)計。利用相關(guān)雙采樣技術(shù)(Correlated Double Sampling CDS)去除微弱光檢測的背景噪聲。采用
3、精密的IVC102U互阻抗放大器,實現(xiàn)微弱電流信號轉(zhuǎn)變成為電壓信號。利用MSC1212單片機自帶的24位∑-△ADC實現(xiàn)高精度的微弱信號采集。利用基于狀態(tài)圖工具箱(Stateflow)的軟件代碼自動生成技術(shù)完成了單片機系統(tǒng)軟件設(shè)計。 把小波模極大值法和小波變換方法相結(jié)合對光電脈搏波奇異性進行處理。采用基于相干平均的脈搏波特征參數(shù)重構(gòu)法對光電脈搏波信號濾波,抑制光電脈搏波中的呼吸干擾,獲取較高的幅值檢測精度。最后把傳統(tǒng)的統(tǒng)計估值方
4、法和統(tǒng)計平均方法相結(jié)合,剔除含有粗大誤差的動態(tài)光譜斜率奇異點,提高了動態(tài)光譜檢測精度。 對離體血液近紅外光譜相對光程長變化的非線性特征進行定性定量分析。研究多光程長光譜同時建模方法,并分別用模擬溶液樣品和人血液樣品進行多光程長建模實驗研究,解決多組分成分預(yù)測時不同組分對應(yīng)最佳光程長難以取舍的問題,提高了校正模型的預(yù)測精度。 動態(tài)光譜法為近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用提供了一個全新的思路,使患者有希望徹底拋棄成本高、易感染的有創(chuàng)檢測方
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