“M N”理论在动态光谱法血液成分无创测量中的应用

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1、天津大学硕士学位论文“M+N”理论在动态光谱法血液成分无创测量中的应用TheapplicationofM+Ntheoryinthenoninvasivebloodcomponentsanalysisbasedondynamicspectrum工程领域：生物医学工程作者姓名：冯夕萌指导教师：于海霞企业导师：尹学志天津大学精密仪器与光电子工程学院二零一七年十二月中文摘要基于光谱法的血液成分无创测量技术是近年来生物医学工程领域的研究热点。课题组将动态光谱法引入血液成分无创测量的应用中。本文通过研究动态光谱数据的波长

2、筛选方法、基于血流灌注指数的分组优化建模方法和基于“M+N”理论的多成分数据分析方法，进一步增加了血液成分无创测量的精度。本文首先针对动态光谱数据的波长筛选过程，提出了基于多波段谱线差异系数的波长筛选方法。该方法针对被测对象进行特征波长筛选，在测量过程中抑制了其他因素的影响，提高了测量精度。同时该方法有效的减少了血液成分检测所需的波长数，有利于血液成分无创测量系统的便携化设计。接下来，本文讨论了血流灌注指数对动态光谱法血液成分无创测量精度的影响，提出了依据血流灌注指数进行分组优化建模的方法。该方法可以有效的抑

3、制血流灌注指数所带来的影响，提高校正模型的预测精度。但是，该方法受到分组的平均血流灌注指数和离散程度的影响，因此本文讨论了这种影响并给出了相关的公式，进行了模型预测效果的评估。最后本文针对动态光谱建模分析的过程，提出了基于“M+N”理论的多成分数据分析方法。该方法将“M+N”理论应用于动态光谱法血液成分无创测量中，通过综合考虑血液中的“M”因素和测量过程中所遇到的“N”因素，可以有效的提高血液成分的测量精度，提高校正模型的预测能力和鲁棒性。此外，本文将“M+N”理论的多成分数据分析方法进一步扩展到更多的测量环

4、境中，提出了使用“M+N”理论指导测量的具体步骤。依照步骤并结合“M+N”理论所提出的4种解决策略可以有效的提高校正模型的预测能力和鲁棒性。关键词：血液成分无创检测，化学计量学，血流灌注指数，动态光谱，波长筛选IABSTRACTThenoninvasivebloodcomponentsmeasurementbasedonspectralmethodshasbeenahottopicinthefieldofbiomedicalengineeringinrecentyears.Ourgroupintroduced

5、thedynamicspectrummethodtotheapplicationofnoninvasivebloodcomponentsmeasurement.Inthispaper,wefurtherimprovetheprecisionofthenoninvasivebloodcomponentsmeasurementbystudyinginwavelengthselectionmethodaswellasputtingforwardthemodelingmethodbasedonoptimizedgro

6、upingaccordingtoperfusionindexandmulti-componentanalysismethodbasedonthe"M+N"theory.Forthewavelengthselectionprocessofdynamicspectraldata,thewavelengthselectionmethodbasedonmulti-bandspectraldifferencecoefficientisproposed.Themethodisusedtoselectbestwavelen

7、gthsofthemeasuredobject,restrainotherfactorsduringthemeasurementandimprovethemearurementprecision.Inaddition,thismethodeffectivelyreducesthenumberofwavelengthsrequiredforbloodcomponentsdetectionandisbeneficialtotheportabledesignofnoninvasivebloodcomponentsm

8、easurementsystem.Then,thispaperdiscussestheinfluenceofperfusionindexontheprecisionofnoninvasivebloodcomponentsmeasurement,andproposesthemodelingmethodbasedonoptimizedgroupingaccordingtoperfusionindex.T