動(dòng)態(tài)光譜法血液成分無創(chuàng)檢測(cè)初步研究.pdf

1、近紅外光譜法血液成分無創(chuàng)檢測(cè)是生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域尚未攻克的前沿課題之一。當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究重點(diǎn)在于血液成分含量低導(dǎo)致的信號(hào)相當(dāng)微弱和活體測(cè)量受到干擾因素眾多。本課題利用人動(dòng)脈血液固有的脈動(dòng)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(gè)體差異和部分測(cè)量條件影響的動(dòng)態(tài)光譜法，并搭建了試驗(yàn)平臺(tái)。 論文的主要研究?jī)?nèi)容包括： 首次系統(tǒng)地研究了用于血液成分無創(chuàng)檢測(cè)的動(dòng)態(tài)光譜法，闡明了動(dòng)態(tài)光譜法消除個(gè)體差異和部分測(cè)量條件

2、影響的原理及兩種獲取途徑-時(shí)域分光法和空域分光法。通過實(shí)驗(yàn)獲得了純凈的動(dòng)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(dòng)態(tài)光譜測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)。完成了AOTF的性能驗(yàn)證試驗(yàn)。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(cè)傳感器設(shè)計(jì)。利用相關(guān)雙采樣技術(shù)(Correlated Double Sampling CDS)去除微弱光檢測(cè)的背景噪聲。采用

3、精密的IVC102U互阻抗放大器，實(shí)現(xiàn)微弱電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成為電壓信號(hào)。利用MSC1212單片機(jī)自帶的24位∑-△ADC實(shí)現(xiàn)高精度的微弱信號(hào)采集。利用基于狀態(tài)圖工具箱(Stateflow)的軟件代碼自動(dòng)生成技術(shù)完成了單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。 把小波模極大值法和小波變換方法相結(jié)合對(duì)光電脈搏波奇異性進(jìn)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(duì)光電脈搏波信號(hào)濾波，抑制光電脈搏波中的呼吸干擾，獲取較高的幅值檢測(cè)精度。最后把傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)估值方

4、法和統(tǒng)計(jì)平均方法相結(jié)合，剔除含有粗大誤差的動(dòng)態(tài)光譜斜率奇異點(diǎn)，提高了動(dòng)態(tài)光譜檢測(cè)精度。 對(duì)離體血液近紅外光譜相對(duì)光程長(zhǎng)變化的非線性特征進(jìn)行定性定量分析。研究多光程長(zhǎng)光譜同時(shí)建模方法，并分別用模擬溶液樣品和人血液樣品進(jìn)行多光程長(zhǎng)建模實(shí)驗(yàn)研究，解決多組分成分預(yù)測(cè)時(shí)不同組分對(duì)應(yīng)最佳光程長(zhǎng)難以取舍的問題，提高了校正模型的預(yù)測(cè)精度。 動(dòng)態(tài)光譜法為近紅外光譜技術(shù)應(yīng)用提供了一個(gè)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(cè)方