動態(tài)光譜信號的提取與精度分析.pdf

1、人體血液內各種化學成分含量的變化可以真實的反映人體內新陳代謝的情況,是評價人體健康狀況的重要信息.目前臨床上廣泛應用的血液成分的測量方法多屬于有創(chuàng)檢測,其分析效率低,測量費用高,并且為患者帶來感染的危險.因此,具有更高的應用價值的人體血液成分無創(chuàng)檢測成為現今人們熱衷的研究課題.但是,這項測量分析技術要真正應用于臨床人體檢測,還具有相當的距離,主要是由于近紅外光譜測量技術受許多因素的干擾,導致最終檢測結果的測量精度受到很大限制.

2、本文首先從人體血液無創(chuàng)檢測的研究現狀出發(fā),對近紅外血液無創(chuàng)檢測研究已經取得的成果進行了全面的介紹.并針對近紅外血液成分無創(chuàng)檢測的技術難題,介紹了可以消除個體差異,測量條件對測量的影響的全新檢測方法--動態(tài)光譜法. 當然,作為一種全新的近紅外血液成分無創(chuàng)檢測方法,動態(tài)光譜法還有許多基礎問題需要分析和證明,為其能夠達到臨床應用的最終目的,提供理論指導和參考依據. 本論文以動態(tài)光譜法信號的提取和精度分析為重點,進行了下列的研究

3、: (1) 從理論上分析了動態(tài)光譜法對近紅外血液成分濃度無創(chuàng)檢測精度的提高本文從近紅外光譜測量法的精度理論分析體系出發(fā),將動態(tài)光譜法和傳統(tǒng)測量方法相比較,證明了動態(tài)光譜法在理論上對測量精度的提高. (2) 研究了動態(tài)光譜的實驗條件分別從積分時間,測量位置,測量壓力,測量物體表面狀況等方面探討了提取動態(tài)光譜的最佳實驗條件的問題. (3) 動態(tài)光譜法的頻域提取法動態(tài)光譜數據的時域提取還存在信號的信噪比較低,光譜測量系

4、統(tǒng)的速度和精度達不到要求等問題.本文先從動態(tài)光譜法基本原理出發(fā),分析了動態(tài)光譜的時域提取方法及這種方法中動態(tài)光譜數據提取的缺陷和不利因素.然后,提出了動態(tài)光譜的頻域提取方法,并分析了它對以上因素的抑制或克服.最終證明了,動態(tài)光譜頻域提取法可以大大改善光譜數據的提取. (4) 動態(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學處理方式,其運算本身就具有一定的精度.它能否滿足動態(tài)光譜精度的要求,以及該變換的最佳算法等問題還需

5、要進一步的研究.本文對FFT變換中的誤差因素進行了具體研究,并著重研究了采樣率,采樣周期個數,非同步采樣對FFT變換精度的影響,在此基礎上提出了FFT變換的最佳算法.然后,根據光譜測量精度的要求,分析現有的加窗和插值算法是否能夠滿足動態(tài)光譜數據的精度. (5)基于誤差理論的動態(tài)光譜信號提取和精度分析測量得到的脈搏波數據作為原始數據,從這些原始數據中,提取出高精度的動態(tài)光譜值,還需要兩個層面上的提取.首先是要將每一個波長下的脈搏波