动态光谱数据分析与脉搏血氧测量系统

《动态光谱数据分析与脉搏血氧测量系统》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、'ji?。∥缸动态光谱数据分析与脉搏血氧测量系统DataAnalysisandPulseOximetrysystembasedonDynamicSpectrummethod学科专业：生物医学工程研究生：孙兆敏指导教师：李刚教授天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一零年六月一苓一专，半／、月独仓IJ性声明IIYIIillllllllll炒哕唑型料本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得吞鲞盘堂或其他教育机构的学位或证

2、书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。Ⅵ。n‘I’学位论文作者签名：醐7腺签字日期：劬幻年矿6月／,o．B气U’呵学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解苤鲞盘堂．有关保留、使用学位论文的规定。特授权吞洼盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：列)心．导师签名：．．签字日期：劬p年D舌月／多日签

3、字日期：0f、l客日I

4、I!气q’、；．o中文摘要动态光谱(DS)法的提出，从理论上消除了被测者个体差异和测量条件对近红外光谱血液成分无创检测的影响。课题组已就该理论的数据处理方法和检测精度等问题做了较为系统的研究，但目前对于该理论尚缺乏的临床数据支持。针对这一问题，对110名志愿者同时进行了血常规体检和指端透射光谱采集，并以血液成分含量生化分析值为参考，建立了血糖、血红蛋白等血液成分含量与DS数据的预测模型，验证了动态光谱法无创血液成分检测的有效性；分析临床数据特征，对该理论的数据预处理方法做了进一步补充和完善。搭建了基于DS理论的脉搏血

5、氧测量系统，分析该系统的结构及其对血氧饱和度数值的预测效果，为进一步的多项血液成分无创检测样机设计提供了硬件和实验支持。本文的主要工作和创新点有：．·．一结合临床试验数据从DS的基本原理出发，根据各波长下对数脉搏波频域基波的位置，提出了一种“稳定波长数’’的概念用以评价DS数据质量，对数据进行初步筛选；采用小波变换法。在脉搏频率范围内(1HZ)对指端透射光谱的时域吸光度波形聚焦，以去除DS数据中抖动等时变噪声的影响；并采用BP神经网络建立了总胆固醇、血糖、血红蛋白的预测模型，用以对比各数据处理方法实施前后的模型预测效果。建立血糖浓度与DS数

6、据的PLS预测模型，并用后向回归方式，选取DS数据中血糖浓度的特征波长，尝试建立优秀的血糖浓度低维线性模型。·搭建了一种三波长LED为光源的DS法无创血氧测量系统，采用频分调制方式用不同频率的正弦信号对光源光强进行调制，分析调制信号相移对光电脉搏信号的影响，设计合理的下位机解调程序。并以MEC．509B监护仪采集血氧饱和度数值作为定标依据，建立了血氧饱和度值与DS数据间的预测模型，得到预测集相关系数Rp=0．7915。结果表明，该测量系统的测量数据在一定程度上可以反映人体血氧饱和度信息，并且从理论上消除了由近似估算引入的误差。关键词：血液成

7、分无创检测动态光谱血氧饱和度近红外光谱神经网络偏最tJ、-"乘法ABSTRACTThedynamicspectrum(DS)methodCalleliminatedtheindividualdiscrepancyandothercomplicatedmeasurememconditionsinnear-infrared-basedtechniquesforthenoninvasivedeterminationofbloodcomponentconcentrations．Acomprehensivestudyhasbeendoneonthed

8、ataprocessingmethodanddetectionaccuracyforDS．However,atpresentthereisnosupportonthetheoryofactualclinicaldata．Tosolvethisproblem，Measurementswerecarriedoutinl10healthyvolunteers，andthecorrespondingfingertiptransmissionspectrumandbloodcomponentconcentrationsvalueswereobtain

9、edforthe，．．analysisofDSmethodAbloodoxygensaturationdetectingsystembasedonDStheoryWasdesig