動(dòng)態(tài)光譜信號(hào)的提取與精度分析.pdf

1、人體血液內(nèi)各種化學(xué)成分含量的變化可以真實(shí)的反映人體內(nèi)新陳代謝的情況,是評(píng)價(jià)人體健康狀況的重要信息.目前臨床上廣泛應(yīng)用的血液成分的測(cè)量方法多屬于有創(chuàng)檢測(cè),其分析效率低,測(cè)量費(fèi)用高,并且為患者帶來(lái)感染的危險(xiǎn).因此,具有更高的應(yīng)用價(jià)值的人體血液成分無(wú)創(chuàng)檢測(cè)成為現(xiàn)今人們熱衷的研究課題.但是,這項(xiàng)測(cè)量分析技術(shù)要真正應(yīng)用于臨床人體檢測(cè),還具有相當(dāng)?shù)木嚯x,主要是由于近紅外光譜測(cè)量技術(shù)受許多因素的干擾,導(dǎo)致最終檢測(cè)結(jié)果的測(cè)量精度受到很大限制.

2、本文首先從人體血液無(wú)創(chuàng)檢測(cè)的研究現(xiàn)狀出發(fā),對(duì)近紅外血液無(wú)創(chuàng)檢測(cè)研究已經(jīng)取得的成果進(jìn)行了全面的介紹.并針對(duì)近紅外血液成分無(wú)創(chuàng)檢測(cè)的技術(shù)難題,介紹了可以消除個(gè)體差異,測(cè)量條件對(duì)測(cè)量的影響的全新檢測(cè)方法--動(dòng)態(tài)光譜法. 當(dāng)然,作為一種全新的近紅外血液成分無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法,動(dòng)態(tài)光譜法還有許多基礎(chǔ)問(wèn)題需要分析和證明,為其能夠達(dá)到臨床應(yīng)用的最終目的,提供理論指導(dǎo)和參考依據(jù). 本論文以動(dòng)態(tài)光譜法信號(hào)的提取和精度分析為重點(diǎn),進(jìn)行了下列的研究

3、: (1) 從理論上分析了動(dòng)態(tài)光譜法對(duì)近紅外血液成分濃度無(wú)創(chuàng)檢測(cè)精度的提高本文從近紅外光譜測(cè)量法的精度理論分析體系出發(fā),將動(dòng)態(tài)光譜法和傳統(tǒng)測(cè)量方法相比較,證明了動(dòng)態(tài)光譜法在理論上對(duì)測(cè)量精度的提高. (2) 研究了動(dòng)態(tài)光譜的實(shí)驗(yàn)條件分別從積分時(shí)間,測(cè)量位置,測(cè)量壓力,測(cè)量物體表面狀況等方面探討了提取動(dòng)態(tài)光譜的最佳實(shí)驗(yàn)條件的問(wèn)題. (3) 動(dòng)態(tài)光譜法的頻域提取法動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)的時(shí)域提取還存在信號(hào)的信噪比較低,光譜測(cè)量系

4、統(tǒng)的速度和精度達(dá)不到要求等問(wèn)題.本文先從動(dòng)態(tài)光譜法基本原理出發(fā),分析了動(dòng)態(tài)光譜的時(shí)域提取方法及這種方法中動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)提取的缺陷和不利因素.然后,提出了動(dòng)態(tài)光譜的頻域提取方法,并分析了它對(duì)以上因素的抑制或克服.最終證明了,動(dòng)態(tài)光譜頻域提取法可以大大改善光譜數(shù)據(jù)的提取. (4) 動(dòng)態(tài)光譜頻域提取的FFT變換精度分析傅立葉變換作為一種數(shù)學(xué)處理方式,其運(yùn)算本身就具有一定的精度.它能否滿足動(dòng)態(tài)光譜精度的要求,以及該變換的最佳算法等問(wèn)題還需

5、要進(jìn)一步的研究.本文對(duì)FFT變換中的誤差因素進(jìn)行了具體研究,并著重研究了采樣率,采樣周期個(gè)數(shù),非同步采樣對(duì)FFT變換精度的影響,在此基礎(chǔ)上提出了FFT變換的最佳算法.然后,根據(jù)光譜測(cè)量精度的要求,分析現(xiàn)有的加窗和插值算法是否能夠滿足動(dòng)態(tài)光譜數(shù)據(jù)的精度. (5)基于誤差理論的動(dòng)態(tài)光譜信號(hào)提取和精度分析測(cè)量得到的脈搏波數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù),從這些原始數(shù)據(jù)中,提取出高精度的動(dòng)態(tài)光譜值,還需要兩個(gè)層面上的提取.首先是要將每一個(gè)波長(zhǎng)下的脈搏波