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自适应滤波在近红外无创生化分析中的应用
被引量：
13
1
作者
卢启鹏
陈丛
彭忠琦
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期873-879,共7页
提出用血流容积差光谱相减法来消除近红外无创生化分析中组织背景的干扰。为提高光谱相减中所需获得的脉搏波近红外光谱信号的信噪比,研究了自适应滤波处理方法。介绍了最小均方算法(LMS)自适应滤波的基本原理,在此基础上提出了一种适...
提出用血流容积差光谱相减法来消除近红外无创生化分析中组织背景的干扰。为提高光谱相减中所需获得的脉搏波近红外光谱信号的信噪比,研究了自适应滤波处理方法。介绍了最小均方算法(LMS)自适应滤波的基本原理,在此基础上提出了一种适用于处理本实验脉搏波光谱信号的自适应滤波方法;采用实验室自行研制的16元近红外脉搏波采集系统,获得人体脉搏波光谱信号;最后,利用提出的自适应滤波方法处理脉搏波光谱信号并分析其滤波效果。结果表明,利用该方法处理采集的脉搏波信号,可使血流容积光谱相减后血液光谱吸光度噪声由800μAU降低至12μAU,相邻波长的脉搏波相关系数由0.994 0提高至0.999 9。分析结果说明该自适应滤波方法可以有效地应用于近红外无创生化分析中。
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关键词
自适应滤波
最小均方算法
脉搏波
近红外光谱
无创生化分析
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职称材料
应用光程校正空间法提升近红外无创生化分析模型性能
被引量：
3
2
作者
高洪智
卢启鹏
+1 位作者
丁海泉
陈思唯
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第8期1974-1980,共7页
由于采用血流容积差光谱相减法进行近红外无创生化分析得到的样品光谱光程不定,很难得到高性能的定标模型,本文提出采用光程校正空间法来消除光程差异,提升定标模型性能。首先,介绍了净信号分析的原理和校正空间的获取方法;根据血流容...
由于采用血流容积差光谱相减法进行近红外无创生化分析得到的样品光谱光程不定,很难得到高性能的定标模型,本文提出采用光程校正空间法来消除光程差异,提升定标模型性能。首先,介绍了净信号分析的原理和校正空间的获取方法;根据血流容积差光谱相减法的特点,提出了采用光程校正空间获取待测组分净信号的方法。然后,以含葡萄糖的脂肪乳溶液为例,通过光程校正空间获取葡萄糖净信号,建立定标模型。实验结果表明:相比没有处理光程直接建立的定标模型,采用光程校正空间后所建立的模型相关系数(R)从0.978 1提升到0.997 7,定标均方根偏差(RMSEC)从77.52mg/dL下降到25.02mg/dL,交叉验证均方根偏差(RMSECV)从93.01mg/dL下降到68.22mg/dL。结果显示,采用光程校正空间的净信号分析能够有效抑制光程差异对定标模型的影响,为血流容积差光谱相减法的实际应用奠定了基础。
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关键词
近红外光谱
无创生化分析
光程校正空间
净信号
分析
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职称材料
近红外无创生化分析中高效双复合抛物面聚光系统设计
3
作者
高静
卢启鹏
+2 位作者
彭忠琦
丁海泉
高洪智
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第5期1406-1410,共5页
近红外无创生化分析中,要获得准确的血液生化成分信息,需要非常高的系统信噪比。为提高分析系统的信噪比,开展了以增大系统光能利用率为目标的高效双复合抛物面聚光(DCPC)系统研究。首先,针对近红外无创生化分析中光学系统集光要求,研...
近红外无创生化分析中,要获得准确的血液生化成分信息,需要非常高的系统信噪比。为提高分析系统的信噪比,开展了以增大系统光能利用率为目标的高效双复合抛物面聚光(DCPC)系统研究。首先,针对近红外无创生化分析中光学系统集光要求,研究了复合抛物面聚光器(CPC)出射光特点,确定出一级CPC最大聚光角范围。然后,通过比较标准型和截短型DCPC光能利用率变化,优化出最佳结构参数。最后,结合皮肤组织光学参数,计算了入射光波长为1 000nm时,DCPC系统、CPC-聚焦反射镜系统以及无光学收集系统的光能利用率。结果显示,三种系统的光能利用率分别为1.46%,0.84%,0.26%。设计的DCPC系统增强了对人体漫反射光的收集能力,可有效提高无创生化分析系统的信噪比及整体分析精度。
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关键词
复合抛物面聚光器
光学设计
近红外
无创生化分析
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职称材料
题名
自适应滤波在近红外无创生化分析中的应用
被引量：
13
1
作者
卢启鹏
陈丛
彭忠琦
机构
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
中国科学院研究生院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012年第4期873-879,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.60878052
60938002
+2 种基金
61078038)
中国科学院知识创新工程领域前沿资助项目(No.Y00232Q100)
应用光学国家重点实验室开放基金资助项目(No.Y1Q03FQ113)
文摘
提出用血流容积差光谱相减法来消除近红外无创生化分析中组织背景的干扰。为提高光谱相减中所需获得的脉搏波近红外光谱信号的信噪比,研究了自适应滤波处理方法。介绍了最小均方算法(LMS)自适应滤波的基本原理,在此基础上提出了一种适用于处理本实验脉搏波光谱信号的自适应滤波方法;采用实验室自行研制的16元近红外脉搏波采集系统,获得人体脉搏波光谱信号;最后,利用提出的自适应滤波方法处理脉搏波光谱信号并分析其滤波效果。结果表明,利用该方法处理采集的脉搏波信号,可使血流容积光谱相减后血液光谱吸光度噪声由800μAU降低至12μAU,相邻波长的脉搏波相关系数由0.994 0提高至0.999 9。分析结果说明该自适应滤波方法可以有效地应用于近红外无创生化分析中。
关键词
自适应滤波
最小均方算法
脉搏波
近红外光谱
无创生化分析
Keywords
adaptive filtering
Least Mean Square（LMS） algorithm
pulse wave
Near Infrared Spectroscopy（NIRS）
noninvasive biochemical examination
分类号
O657.33 [理学—分析化学]
Q503 [生物学—生物化学]
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职称材料
题名
应用光程校正空间法提升近红外无创生化分析模型性能
被引量：
3
2
作者
高洪智
卢启鹏
丁海泉
陈思唯
机构
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
吉林大学化学学院
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第8期1974-1980,共7页
基金
国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2012AA022602)
国家自然科学基金重点项目(No.60938002)
+1 种基金
中国科学院知识创新工程领域前沿资助项目(No.Y00232Q100)
应用光学国家重点实验室开放基金资助项目(No.Y1Q03FQ113)
文摘
由于采用血流容积差光谱相减法进行近红外无创生化分析得到的样品光谱光程不定,很难得到高性能的定标模型,本文提出采用光程校正空间法来消除光程差异,提升定标模型性能。首先,介绍了净信号分析的原理和校正空间的获取方法;根据血流容积差光谱相减法的特点,提出了采用光程校正空间获取待测组分净信号的方法。然后,以含葡萄糖的脂肪乳溶液为例,通过光程校正空间获取葡萄糖净信号,建立定标模型。实验结果表明:相比没有处理光程直接建立的定标模型,采用光程校正空间后所建立的模型相关系数(R)从0.978 1提升到0.997 7,定标均方根偏差(RMSEC)从77.52mg/dL下降到25.02mg/dL,交叉验证均方根偏差(RMSECV)从93.01mg/dL下降到68.22mg/dL。结果显示,采用光程校正空间的净信号分析能够有效抑制光程差异对定标模型的影响,为血流容积差光谱相减法的实际应用奠定了基础。
关键词
近红外光谱
无创生化分析
光程校正空间
净信号
分析
Keywords
near-infrared spectroscopy
noninvasive biochemical analysis
pathlength correction space
Net Analysis Signal（NAS）
分类号
O433.1 [机械工程—光学工程]
O657.33 [理学—分析化学]
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职称材料
题名
近红外无创生化分析中高效双复合抛物面聚光系统设计
3
作者
高静
卢启鹏
彭忠琦
丁海泉
高洪智
机构
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
中国科学院研究生院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第5期1406-1410,共5页
基金
国家自然科学基金项目(60938002)
中国科学院知识创新工程领域前沿项目(Y00232Q100)
应用光学国家重点实验室开放课题(Y1Q03FQ113)资助
文摘
近红外无创生化分析中,要获得准确的血液生化成分信息,需要非常高的系统信噪比。为提高分析系统的信噪比,开展了以增大系统光能利用率为目标的高效双复合抛物面聚光(DCPC)系统研究。首先,针对近红外无创生化分析中光学系统集光要求,研究了复合抛物面聚光器(CPC)出射光特点,确定出一级CPC最大聚光角范围。然后,通过比较标准型和截短型DCPC光能利用率变化,优化出最佳结构参数。最后,结合皮肤组织光学参数,计算了入射光波长为1 000nm时,DCPC系统、CPC-聚焦反射镜系统以及无光学收集系统的光能利用率。结果显示,三种系统的光能利用率分别为1.46%,0.84%,0.26%。设计的DCPC系统增强了对人体漫反射光的收集能力,可有效提高无创生化分析系统的信噪比及整体分析精度。
关键词
复合抛物面聚光器
光学设计
近红外
无创生化分析
Keywords
Compound parabolic concentrator
Optical design
Near infrared
Non-invasive biochemical analysis
分类号
O657.33 [理学—分析化学]
TH744 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
自适应滤波在近红外无创生化分析中的应用
卢启鹏
陈丛
彭忠琦
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2012
13
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
应用光程校正空间法提升近红外无创生化分析模型性能
高洪智
卢启鹏
丁海泉
陈思唯
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
近红外无创生化分析中高效双复合抛物面聚光系统设计
高静
卢启鹏
彭忠琦
丁海泉
高洪智
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
0
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职称材料
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