專利名稱：多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種血液成分測(cè)量裝置。特別是涉及一種能提高血液成分含量的分析 精度的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置及方法。
背景技術(shù)：
血液成分(如紅細(xì)胞、血紅蛋白、血細(xì)胞壓積等)的無創(chuàng)檢測(cè)，對(duì)于疾病的診斷和 治療，其重要性和巨大價(jià)值是毫無疑問。不僅于此，實(shí)現(xiàn)血液成分的無創(chuàng)檢測(cè)，在信號(hào)傳感、 檢測(cè)與處理也有極大的學(xué)術(shù)意義和價(jià)值。然而現(xiàn)有的檢測(cè)方法需要抽取血樣，應(yīng)用生化分 析的方法進(jìn)行檢測(cè)，不但操作繁瑣，會(huì)給患者帶來疼痛，而且還有感染其它疾病的危險(xiǎn)，限 制了血液成分檢測(cè)的頻率和使用范圍。多波段反射光譜血液成分無創(chuàng)檢測(cè)技術(shù)不僅能夠?qū)?血液成分進(jìn)行實(shí)時(shí)、連續(xù)、安全、無痛的定量監(jiān)測(cè)，而且不需要消耗品，可降低測(cè)試費(fèi)用，因 此這種技術(shù)會(huì)給疾病的預(yù)防和治療帶來革命性的進(jìn)步。目前正在研究的無創(chuàng)檢測(cè)主流方法為光學(xué)檢測(cè)方法，包括光譜法、光散射測(cè)量技 術(shù)、熒光檢測(cè)技術(shù)等。其中光譜法由于其快速、高精度、低成本等特點(diǎn)，已經(jīng)成為生物醫(yī)學(xué)工 程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。利用光譜法測(cè)定血液中的血氧、血糖、脂肪、蛋白及其他成分已經(jīng) 取得了一定的研究成果。美國(guó)科學(xué)家Jobsis在science上首次報(bào)道了利用近紅外光譜技術(shù)進(jìn)行成年貓腦 內(nèi)氧合血紅蛋白、還原血紅蛋白和細(xì)胞色素c的含量變換的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明近紅外光 在生物組織內(nèi)較低的衰減率和用近紅外光譜法無創(chuàng)監(jiān)測(cè)組織血氧濃度的可行性。隨后有 許多學(xué)者進(jìn)行了相關(guān)研究。1985年Donahoe等發(fā)表了關(guān)于無創(chuàng)后向散射血氧機(jī)的文章，文 章中運(yùn)用2個(gè)或稍多些的光譜波段對(duì)組織進(jìn)行透射，通過采集透射光從而實(shí)現(xiàn)對(duì)血氧的檢 測(cè)；1989年Ferrari利用近紅外光譜進(jìn)行狗體內(nèi)血紅蛋白無創(chuàng)檢測(cè)；1989年美國(guó)專利(專 利號(hào)4867557)研制了無創(chuàng)反射型血氧計(jì)，本專利中6個(gè)光譜波段作用于人體組織，當(dāng)6個(gè) 波長(zhǎng)的光分別進(jìn)入人體組織，利用單一檢測(cè)器采集吸收光譜并按照預(yù)定的功能進(jìn)行血紅蛋 白濃度和血氧飽和度檢測(cè)；1994年美國(guó)專利(專利號(hào)5277181)運(yùn)用2個(gè)波段對(duì)血紅蛋白和 血細(xì)胞壓積進(jìn)行無創(chuàng)檢測(cè)。1992年MR Robinson等運(yùn)用600-1300nm范圍光譜通過手指透 射光譜進(jìn)行血糖濃度的測(cè)定，平均預(yù)測(cè)誤差在1. 1到1. 2mmol/L范圍；1994年Heise和他的 合作者以及1993年Marbach等采集llll-1835nm人體內(nèi)唇漫反射光譜通過口腔粘膜進(jìn)行 血糖無創(chuàng)檢測(cè)，預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)誤差最小到2. 4mmol/L ；1995年Jagemarm和他的合作者，1997年 Fischbacher,Muller以及1998年Danzer等通過采集800_1350nm右手中指漫反射光譜進(jìn) 行血液和組織血糖濃度測(cè)定，預(yù)測(cè)均方根誤差為2. Ommol/L ； 1998年Burmeister等采集舌 體1429-2000nm波段透射光譜進(jìn)行血糖檢測(cè)，平均預(yù)測(cè)誤差大于3. Ommol/L ； 1999年Malin 等運(yùn)用1050-2450nm波段前臂漫反射光譜進(jìn)行血糖無創(chuàng)檢測(cè)，平均預(yù)測(cè)誤差1. 5mmol/L。 1991年中國(guó)專利(專利號(hào)90108775.0)提出了一種無創(chuàng)測(cè)量血糖濃度的方法和裝置，采集 波長(zhǎng)在1. 3-1. 9微米的半導(dǎo)體二極管激光器作用于人體而發(fā)出的漫反射光譜，再將此光譜 與計(jì)算機(jī)中的已經(jīng)存儲(chǔ)的一條標(biāo)定曲線進(jìn)行對(duì)比從而計(jì)算出血糖濃度；1995年中國(guó)專利(專利號(hào)96100807. 5)提出了一種中紅外光纖測(cè)定人體血糖的方法，是一種利用紅外光譜 儀和中紅外光導(dǎo)纖維和ATR探頭或漫反射裝置，無損傷性地測(cè)定人體血糖的方法。雖然這些都得到了比較好的結(jié)果，但是目前除血氧外，其他血液成分的無創(chuàng)檢測(cè) 還沒有進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用的報(bào)道。由上可見，對(duì)于血液成分無創(chuàng)檢測(cè)這種復(fù)雜的測(cè)量情況，現(xiàn)在還面臨著多方面的 技術(shù)難題，其中主要有兩個(gè)原因第一，差異和測(cè)量環(huán)境的影響；第二，應(yīng)用光譜方法對(duì)血液成分進(jìn)行無創(chuàng)檢測(cè)時(shí)，波段選取非常重要。前述研究中 選取波段數(shù)較少，不能涵蓋全部情況，丟失了大量有用信息，這也是導(dǎo)致預(yù)測(cè)誤差偏大的最 主要原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種不但能較少受外界環(huán)境的干擾，而且能 得到更多的光譜信息，以及被測(cè)部位的圖像信息，增加了信息量，能提高血液成分含量的分 析精度的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置及方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置及方 法，測(cè)量裝置包括有光源、利用光源對(duì)舌體進(jìn)行掃描裝置，以及接收掃描裝置的掃描信號(hào)的 光譜接收裝置。所述的光源為超連續(xù)譜光源或者波段，包括紫外光、可見光、紅外光中一種或者幾 種波段組合的寬帶光源。所述的掃描裝置采用光纖掃描，或采用光纖、掃描反射鏡和場(chǎng)鏡結(jié)合進(jìn)行掃描。所述的光譜接收裝置采用光譜儀或超光譜成像儀，所述的光譜儀或超光譜成像儀 響應(yīng)的波段包括紫外、可見、紅外中的一種或者幾種波段的組合，可以直接接收出射光或者 經(jīng)光纖傳導(dǎo)。一種多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置，包括有照射舌體的光源，和接收從 舌體反射的光譜和圖像的超光譜成像儀或數(shù)字?jǐn)z像儀。本發(fā)明的用于多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置的方法，通過光纖利用光源 對(duì)人的舌體進(jìn)行整個(gè)舌體表面反射光譜分布的掃描，或通過光纖、掃描反射鏡和場(chǎng)鏡結(jié)合 利用光源對(duì)人的舌體進(jìn)行掃描，由光譜接收裝置接收掃描結(jié)果，得到舌體產(chǎn)生的反射光譜， 運(yùn)用公式Rg = R/max(R)計(jì)算得到血液的多波段歸一化反射光譜，然后再利用主成分分析 和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、偏最小二乘回歸、支撐向量機(jī)信號(hào)分析、統(tǒng)計(jì)方法建立數(shù)學(xué)模型，所述的 公式中，Rg為歸一化反射率，max (R)為不同波長(zhǎng)上的反射率最大值，對(duì)新采集來的樣本數(shù) 據(jù)運(yùn)用式Rg = R/max(R)進(jìn)行歸一化，得到歸一化光譜數(shù)據(jù)，然后將歸一化光譜數(shù)據(jù)作為自 變量，運(yùn)用已經(jīng)建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，到血液成分的含量。一種用于多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置的方法，直接采用光源對(duì)人的舌 體進(jìn)行照射，由超光譜成像儀或數(shù)字?jǐn)z像儀接收反射光得到舌體產(chǎn)生的反射光譜，運(yùn)用公 式Rg = RAiax(R)計(jì)算得到血液的多波段歸一化反射光譜，然后再利用主成分分析和人工 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、偏最小二乘回歸、支撐向量機(jī)信號(hào)分析、統(tǒng)計(jì)方法建立數(shù)學(xué)模型，所述的公式中， Rg為歸一化反射率，max(R)為不同波長(zhǎng)上的反射率最大值，對(duì)新采集來的樣本數(shù)據(jù)運(yùn)用式
4Rg = R/max (R)進(jìn)行歸一化，得到歸一化光譜數(shù)據(jù)，然后將歸一化光譜數(shù)據(jù)作為自變量，運(yùn)用 已經(jīng)建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，得到血液成分的含量。本發(fā)明的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置及方法，利用被測(cè)部位不同位置 和入射光源相對(duì)位置的改變從而帶來反射光的變化，從而獲得整個(gè)被測(cè)物體表面多波段歸 一化反射光譜和圖像信息，或者通過光源直接照射舌體表面，運(yùn)用光譜成像裝置進(jìn)行光譜 和圖像信息的檢測(cè)。本發(fā)明不但能較少外界環(huán)境的干擾，而且能得到更多的光譜信息，以及 被測(cè)部位的圖像信息，增加了信息量，提高了血液成分含量的分析精度。


圖1是本發(fā)明的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置的第一實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意 圖；圖2是本發(fā)明的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置的第二實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意 圖；圖3是本發(fā)明的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置的第三實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意 圖。其中1 光源2 舌體3 光纖4 光譜接收裝置5 掃描反射鏡 6 場(chǎng)鏡
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置及方 法做出詳細(xì)說明。本發(fā)明的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置利用被測(cè)部位不同位置和入射 光源相對(duì)位置的改變從而帶來反射光的變化，運(yùn)用光譜儀進(jìn)行接收，從而獲得整個(gè)被測(cè)物 體表面多波段歸一化反射光譜和圖像信息；或者不通過掃描，而是通過光源直接照射舌體 表面，運(yùn)用光譜成像裝置進(jìn)行光譜和圖像信息的檢測(cè)。如圖1、圖2所示，本發(fā)明的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置，包括有光源 1、利用光源1對(duì)舌體2進(jìn)行整個(gè)舌體表面反射光譜分布掃描的掃描裝置，以及接收掃描裝 置的掃描信號(hào)的光譜接收裝置4。所述的光源1為超連續(xù)譜光源(如超連續(xù)譜激光發(fā)生器)或者波段，包括紫外光、 可見光、紅外光中一種或者幾種波段組合的寬帶光源。所述的掃描裝置采用光纖3掃描，或采用光纖3、掃描反射鏡5 (如振鏡)和場(chǎng)鏡6 結(jié)合進(jìn)行掃描。所述的光譜接收裝置4采用光譜儀或超光譜成像儀，所述的光譜儀或超光譜成像 儀響應(yīng)的波段包括紫外、可見、紅外中的一種或者幾種波段的組合，可以直接接收出射光或 者經(jīng)光纖傳導(dǎo)。如圖3所示，本發(fā)明的另一種多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置，包括有直 接照射舌體2的光源1，和接收從舌體2反射的光譜和圖像的超光譜成像儀或數(shù)字?jǐn)z像儀
56。本發(fā)明的用于多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置的方法，是通過光纖利用光 源對(duì)人的舌體進(jìn)行掃描，或通過光纖、掃描反射鏡和場(chǎng)鏡結(jié)合利用光源對(duì)人的舌體進(jìn)行掃 描，由光譜接收裝置接收掃描結(jié)果，得到舌體產(chǎn)生的反射光譜，通過計(jì)算得到血液的多波段 歸一化反射光譜，可消除對(duì)光源參數(shù)和采集方法的依賴，能更客觀反映個(gè)體之間血液成分 的變化。歸一化方法為Rg = RAiax(R)(I)，公式(1)中，Rg為歸一化反射率，max (R)為不 同波長(zhǎng)上的反射率最大值。禾Ij 用主成分分析(PCA, principle component analysis)禾口人工神經(jīng)網(wǎng) % (ANN, artificial neural network)、 iH M /]、 二 # 目 IQ (PLSR, particle least squarescalibration analysis)(SVM, support vector machines) 號(hào) ! 、 統(tǒng)計(jì)方法建立數(shù)學(xué)模型。對(duì)新采集的未知樣本運(yùn)用上述公式(1)歸一化方法進(jìn)行歸一化，然后將歸一化的 光譜數(shù)據(jù)作為自變量，運(yùn)用建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，得到血液成分的含量。本發(fā)明的另一種用于多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置的方法，是直接采 用光源對(duì)人的舌體進(jìn)行照射，由超光譜成像儀或數(shù)字?jǐn)z像儀接收反射光得到舌體產(chǎn)生的 反射光譜，通過計(jì)算得到血液的多波段歸一化反射光譜，可消除對(duì)光源參數(shù)和采集方法的 依賴，能更客觀反映個(gè)體之間血液成分的變化。歸一化計(jì)算公式為Rg = R/max(R) (1)， 公式(1)中，Rg為歸一化反射率，max(R)為不同波長(zhǎng)上的反射率最大值。然后再利用 主成分分析(PCA, principle component analysis)禾口人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN, artificial neuralnetwork)、偏最小 二乘回歸(PLSR, particle least squares calibration analysis)、支撐向量機(jī)(SVM，support vector machines)信號(hào)分析、統(tǒng)計(jì)方法，從歸一化多 波段反射光譜中計(jì)算得到血液成分的含量。實(shí)施例1如圖1所示，由寬帶光源1發(fā)出紫外、可見、近紅外波段中的一種光束或者幾種波 段的組合光束通過可移動(dòng)光纖3導(dǎo)入，出射光直接照射到舌體2某個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)反射光傳至光 譜儀4接受。測(cè)量過程中，光纖探頭自起始位置至終止位置進(jìn)行掃描，每移動(dòng)到一個(gè)設(shè)定的 位置后停止移動(dòng)，得到此位置反射光譜，然后光纖探頭再次移動(dòng)到下一個(gè)位置進(jìn)行出射光 譜采集，如此循環(huán)，直至完成整個(gè)舌體表面反射光譜分布測(cè)量。光譜儀4對(duì)所測(cè)得的反射光 譜運(yùn)用歸一化計(jì)算公式Rg = R/max(R) (1)進(jìn)行歸一化，利用主成分分析(PCA，principle component analysis)禾口人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN, artificial neuralnetwork)、偏最小二乘回 歸(PLSR, particle least squares calibration analysis)、支撐向量機(jī)(SVM, support vector machines)等信號(hào)分析、統(tǒng)計(jì)方法建立數(shù)學(xué)模型，對(duì)新采集的未知樣本運(yùn)用上述式 (1)歸一化方法進(jìn)行歸一化，然后將歸一化的光譜數(shù)據(jù)作為自變量，運(yùn)用建立好的數(shù)學(xué)模型 進(jìn)行計(jì)算，得到血液成分的含量。實(shí)施例2如圖2所示，由寬帶光源1發(fā)出紫外、可見、近紅外波段中的一種光束或者幾種波 段的組合光束經(jīng)光纖3導(dǎo)入振鏡5，振鏡反射的光通過場(chǎng)鏡6進(jìn)行會(huì)聚，會(huì)聚的光斑照射 到舌體2某個(gè)位置，當(dāng)會(huì)聚光移動(dòng)到被測(cè)部位的一個(gè)位置，被測(cè)部位該點(diǎn)處的反射光進(jìn)入 光譜儀接收，到此這一位置的測(cè)量結(jié)束，電機(jī)控制振鏡進(jìn)行擺動(dòng)，從而帶動(dòng)光斑的移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)舌體反射光譜的檢測(cè)。掃描完畢，再對(duì)反射光譜運(yùn)用式(1)進(jìn)行歸一化，利用主成 分分析(PCA, principle component analysis)禾口人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN, artificialneural network)、偏最小二乘回歸(PLSR，particle least squares calibrationanalysis)、支 撐向量機(jī)(SVM，support vector machines)等信號(hào)分析、統(tǒng)計(jì)方法建立數(shù)學(xué)模型。對(duì)新采 集的未知樣本運(yùn)用上述式(1)歸一化方法進(jìn)行歸一化，然后將歸一化的光譜數(shù)據(jù)作為自變 量，運(yùn)用建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，得到血液成分的含量。實(shí)施例3如圖3所示，由超連續(xù)譜激光器1發(fā)出連續(xù)單色光直接照射舌體2表面，舌體反 射光由光譜成像儀接收。再對(duì)反射光譜運(yùn)用式(1)進(jìn)行歸一化，利用主成分分析(PCA， principle component analysis)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN, artificial neural network)、 偏最小二乘回歸(PLSR, particle least squares calibration analysis)、支撐向量機(jī) (SVM, support vector machines)等信號(hào)分析、統(tǒng)計(jì)方法建立數(shù)學(xué)模型。對(duì)新采集的未知 樣本運(yùn)用上述式(1)歸一化方法進(jìn)行歸一化，然后將歸一化的光譜數(shù)據(jù)作為自變量，運(yùn)用 建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，得到血液成分的含量。實(shí)施例4如圖3所示，由寬帶光源1直接照射舌體2表面，舌體反射光由光譜成像 儀接收。再對(duì)反射光譜運(yùn)用式⑴進(jìn)行歸一化，利用主成分分析(PCA，principle componentanalysis)禾口人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN, artificial neural network)、偏最小二乘回 歸(PLSR, particle least squares calibration analysis)、支撐向量機(jī)(SVM, support vectormachines)等信號(hào)分析、統(tǒng)計(jì)方法建立數(shù)學(xué)模型。對(duì)新采集的未知樣本運(yùn)用上述式 (1)歸一化方法進(jìn)行歸一化，然后將歸一化的光譜數(shù)據(jù)作為自變量，運(yùn)用建立好的數(shù)學(xué)模型 進(jìn)行計(jì)算，得到血液成分的含量。盡管上面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方 式，上述的具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā) 明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保 護(hù)之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置，其特征在于，包括有光源(1)、利用光源(1)對(duì)舌體(2)進(jìn)行掃描裝置，以及接收掃描裝置的掃描信號(hào)的光譜接收裝置(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置，其特征在于，所述 的光源(1)為超連續(xù)譜光源或者波段，包括紫外光、可見光、紅外光中一種或者幾種波段組 合的寬帶光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置，其特征在于，所述 的掃描裝置采用光纖(3)掃描，或采用光纖(3)、掃描反射鏡(5)和場(chǎng)鏡(6)結(jié)合進(jìn)行掃描。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置，其特征在于，所述 的光譜接收裝置(4)采用光譜儀或超光譜成像儀，所述的光譜儀或超光譜成像儀響應(yīng)的波 段包括紫外、可見、紅外中的一種或者幾種波段的組合，可以直接接收出射光或者經(jīng)光纖傳 導(dǎo)。
5.一種多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置，其特征在于，包括有照射舌體(2)的 光源(1)，和接收從舌體(2)反射的光譜和圖像的超光譜成像儀或數(shù)字?jǐn)z像儀(6)。
6.一種用于權(quán)利要求1所述的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置的方法，其特征 在于，通過光纖利用光源對(duì)人的舌體進(jìn)行整個(gè)舌體表面反射光譜分布的掃描，或通過光纖、 掃描反射鏡和場(chǎng)鏡結(jié)合利用光源對(duì)人的舌體進(jìn)行掃描，由光譜接收裝置接收掃描結(jié)果，得 到舌體產(chǎn)生的反射光譜，運(yùn)用公式Rg = RAiax(R)計(jì)算得到血液的多波段歸一化反射光譜， 然后再利用主成分分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、偏最小二乘回歸、支撐向量機(jī)信號(hào)分析、統(tǒng)計(jì)方法 建立數(shù)學(xué)模型，所述的公式中，Rg為歸一化反射率，max(R)為不同波長(zhǎng)上的反射率最大值， 對(duì)新采集來的樣本數(shù)據(jù)運(yùn)用式Rg = R/max(R)進(jìn)行歸一化，得到歸一化光譜數(shù)據(jù)，然后將歸 一化光譜數(shù)據(jù)作為自變量，運(yùn)用已經(jīng)建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，到血液成分的含量。
7.一種用于權(quán)利要求5所述的多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置的方法，其特征 在于，直接采用光源對(duì)人的舌體進(jìn)行照射，由超光譜成像儀或數(shù)字?jǐn)z像儀接收反射光得到 舌體產(chǎn)生的反射光譜，運(yùn)用公式Rg = RAiax(R)計(jì)算得到血液的多波段歸一化反射光譜，然 后再利用主成分分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、偏最小二乘回歸、支撐向量機(jī)信號(hào)分析、統(tǒng)計(jì)方法建 立數(shù)學(xué)模型，所述的公式中，Rg為歸一化反射率，max(R)為不同波長(zhǎng)上的反射率最大值，對(duì) 新采集來的樣本數(shù)據(jù)運(yùn)用式Rg = R/max(R)進(jìn)行歸一化，得到歸一化光譜數(shù)據(jù)，然后將歸一 化光譜數(shù)據(jù)作為自變量，運(yùn)用已經(jīng)建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，得到血液成分的含量。
全文摘要
一種多波段反射光譜無創(chuàng)血液成分測(cè)量裝置及方法，裝置有利用光源對(duì)舌體進(jìn)行掃描裝置，接收掃描裝置的掃描信號(hào)的光譜接收裝置。光源為超連續(xù)譜光源或者波段。掃描裝置采用光纖等進(jìn)行掃描。光譜接收裝置采用光譜儀或超光譜成像儀。方法是通過光纖利用光源進(jìn)行整個(gè)舌體表面反射光譜分布的掃描，通過光譜接收裝置得到舌體產(chǎn)生的反射光譜，計(jì)算得到血液的多波段歸一化反射光譜，利用主成分分析和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、偏最小二乘回歸、支撐向量機(jī)信號(hào)分析、統(tǒng)計(jì)方法建立數(shù)學(xué)模型，得到歸一化光譜數(shù)據(jù)，運(yùn)用已經(jīng)建立好的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算，到血液成分的含量。本發(fā)明抗干擾，可得到更多的光譜信息，被測(cè)部位的圖像信息，增加了信息量，提高了血液成分含量的分析精度。
文檔編號(hào)A61B5/145GK101933809SQ20101026762
公開日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月31日
發(fā)明者李剛, 林凌, 趙靜 申請(qǐng)人:天津大學(xué)