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经验模态分解法在近红外无创血红蛋白检测中的应用研究
  • ISSN号:1000-0593
  • 期刊名称:光谱学与光谱分析
  • 时间:2013
  • 页码:349-353
  • 分类:O657.3[理学—分析化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,应用光学国家重点实验室,吉林长春130033, [2]中国科学院研究生院,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(60938002),应用光学国家重点实验室开放基金项目(YIQ03FQ113)和中国科学院知识创新工程领域前沿项目(Y00232Q100)资助.
  • 相关项目:人体血糖无创伤检测的基础理论与方法研究
中文摘要:

为提高近红外血红蛋白预测模型的稳健性,分别应用Savitzky-Golay平滑、移动窗口平滑以及经验模态分解(EMD)方法对原始光谱进行去噪处理,以提高数据信噪比。采集了81例临床志愿者的手指指端血流容积脉搏波光谱数据,同时获取相应的血红蛋白浓度值临床化验结果。剔除异常样品,确定78例样品为研究对象,建立反向传播神经网络(BP-ANN)定量分析模型并预测。结果表明,经EMD处理后的模型预测效果最优,预测相关系数由0.74提高至0.87,误差均方根由12.85g·L^-1减小至8.08g·L^-1。实验证明应用EMD方法能够获得高信噪比的容积脉搏信号,提高血红蛋白浓度预测模型的准确性,有利于推动近红外无创血红蛋白检测技术的进一步发展。

英文摘要:

To increase the signal-to-noise ratio (SNR) of human near infrared (NIR) spectra, so as to improve the stability and precision of calibration model, the empirical mode decomposition (EMD) method was applied. Eighty-one fingertip absorption curves were collected, with the corresponding clinical examination results obtained immediately. By means of outliers detection and removal, finally 78 samples were determined as the research objects. A three-layer back-propagation artificial neutron net-work (BP-ANN) model was established and worked for prediction The results turned out that, through EMD method, the pre-diction correlation coefficient increased greatly from 0. 74 to 0. 87. RMSEP was reduced from 12. 85 to 8. 08 g·L^-1. Other inde-xes were also obviously improved. The overall results sufficiently demonstrate that it is feasible to use EMD method for high SNR pulse wave signals, thus improving the performance of noninvasive hemoglobin calibration models. The application of EMD method can help promote the development of noninvasive hemoglobin monitoring technology.

同期刊论文项目
期刊论文 64 会议论文 17 专利 15 著作 1
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期刊信息
  • 《光谱学与光谱分析》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国光学学会
  • 主编:高松
  • 地址:北京海淀区魏公村学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:chngpxygpfx@vip.sina.com
  • 电话:010-62181070
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-0593
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2200/O4
  • 邮发代号:82-68
  • 获奖情况:
  • 1992年北京出版局编辑质量奖,1996年中国科协优秀科技期刊奖,1997-2000获中国科协择优支持基础性高科技学术期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国生物医学检索系统,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:40642