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基于时频域综合分析的无创血糖检测技术研究
1
作者
陈剑虹
任军怡
+2 位作者
杨佳
郭亚亚
乔卫东
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期318-324,共7页
无创血糖检测技术是一种间接测量血液中葡萄糖含量的方法,其不损伤人体组织具有安全、快捷、无创的特点,打破了传统血糖检测的局限性,具有重要的研究价值。光电容积脉搏波信号因携带多种生理病理信息,被广泛应用于各种临床研究,也是目...
无创血糖检测技术是一种间接测量血液中葡萄糖含量的方法,其不损伤人体组织具有安全、快捷、无创的特点,打破了传统血糖检测的局限性,具有重要的研究价值。光电容积脉搏波信号因携带多种生理病理信息,被广泛应用于各种临床研究,也是目前实现无创血糖检测技术的重点关注对象。目前基于光电容积脉搏波信号的无创血糖检测研究,仅考虑了时间域或频率域单独作用时对系统建模的贡献。信号的时域分析虽能描述PPG信号幅值随时间的变化,却无法直观反映PPG信号频率的能量分布,因此单一域的信号分析不能全面表达PPG信号,从而导致信息丢失。采用频域分析方法提取信号频谱时,需要利用信号的全部时域信息,是一种全局的变换,可能会造成特定时间或特定频率段内的信号特性丢失。提出了一种基于光电容积脉搏波(PPG)时频域综合分析的无创血糖检测新方法,采用时域-频域并行法综合考量光电容积脉搏波信号与血糖间的联系。以时域分析为基准,利用聚类分析法在PPG信号时域中提取代表波形,分析波形特征点与血糖相关性,确定波形时域特征参数。在此基础上,利用快速傅里叶变换将脉搏波时域信号转换至频率域,采取主成分分析手段研究频谱信息,确立频域特征量。通过口服葡萄糖耐糖实验(OGTT)对获取的波形信号提取时频域特征参数,以实时检测的有创血糖浓度值作为参考,构建基于BP神经网络的无创血糖检测模型,同时为提升模型精度实现模型最优化,应用遗传算法对模型进行二次修正,最终实现模型测试集平均绝对误差(MAE)为1.13 mmol·L^(-1),均方根误差(RMSE)为1.42 mmol·L^(-1)。Parkers共识网络栅格(Parkers CEG)评估结果显示:在A区与B区的预测结果分别占80.3%、19.7%,实验结果表明该方法具有良好的预测精度,为实现日常血糖无创监测可行性提供了理论基础及可靠性依据。有助于完善糖尿病的检测与监测体系,更好地全面判断病情,及时预防、指导、治疗糖尿病。
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关键词
无创血糖检测
光电容积脉搏波
时
频域综合
分析
机器学习
在线阅读
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职称材料
光学图像信息处理技术仿真研究
2
作者
郝爱花
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第6期705-708,共4页
研究发现相干光图像信息处理技术和白光图像信息处理技术的共同点是信息处理技术的核心都为频域综合,这一点有利于仿真实验。本文通过对光学图像信息处理技术的仿真探索,成功地开展了相关实验,在节约实验成本的同时,弥补了课堂理论教学...
研究发现相干光图像信息处理技术和白光图像信息处理技术的共同点是信息处理技术的核心都为频域综合,这一点有利于仿真实验。本文通过对光学图像信息处理技术的仿真探索,成功地开展了相关实验,在节约实验成本的同时,弥补了课堂理论教学的不足。
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关键词
相干图像信息处理
白光图像信息处理
频域综合
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职称材料
题名
基于时频域综合分析的无创血糖检测技术研究
1
作者
陈剑虹
任军怡
杨佳
郭亚亚
乔卫东
机构
西安理工大学机械与精密仪器工程学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第2期318-324,共7页
基金
国家重点研发计划重大科学仪器设备开发重点专项(2017YFF0104403)
陕西省重点研发计划项目(2020SF-427)资助。
文摘
无创血糖检测技术是一种间接测量血液中葡萄糖含量的方法,其不损伤人体组织具有安全、快捷、无创的特点,打破了传统血糖检测的局限性,具有重要的研究价值。光电容积脉搏波信号因携带多种生理病理信息,被广泛应用于各种临床研究,也是目前实现无创血糖检测技术的重点关注对象。目前基于光电容积脉搏波信号的无创血糖检测研究,仅考虑了时间域或频率域单独作用时对系统建模的贡献。信号的时域分析虽能描述PPG信号幅值随时间的变化,却无法直观反映PPG信号频率的能量分布,因此单一域的信号分析不能全面表达PPG信号,从而导致信息丢失。采用频域分析方法提取信号频谱时,需要利用信号的全部时域信息,是一种全局的变换,可能会造成特定时间或特定频率段内的信号特性丢失。提出了一种基于光电容积脉搏波(PPG)时频域综合分析的无创血糖检测新方法,采用时域-频域并行法综合考量光电容积脉搏波信号与血糖间的联系。以时域分析为基准,利用聚类分析法在PPG信号时域中提取代表波形,分析波形特征点与血糖相关性,确定波形时域特征参数。在此基础上,利用快速傅里叶变换将脉搏波时域信号转换至频率域,采取主成分分析手段研究频谱信息,确立频域特征量。通过口服葡萄糖耐糖实验(OGTT)对获取的波形信号提取时频域特征参数,以实时检测的有创血糖浓度值作为参考,构建基于BP神经网络的无创血糖检测模型,同时为提升模型精度实现模型最优化,应用遗传算法对模型进行二次修正,最终实现模型测试集平均绝对误差(MAE)为1.13 mmol·L^(-1),均方根误差(RMSE)为1.42 mmol·L^(-1)。Parkers共识网络栅格(Parkers CEG)评估结果显示:在A区与B区的预测结果分别占80.3%、19.7%,实验结果表明该方法具有良好的预测精度,为实现日常血糖无创监测可行性提供了理论基础及可靠性依据。有助于完善糖尿病的检测与监测体系,更好地全面判断病情,及时预防、指导、治疗糖尿病。
关键词
无创血糖检测
光电容积脉搏波
时
频域综合
分析
机器学习
Keywords
Non-invasive blood glucose detection
PPG signals
Time domain and frequency domain analysis
Machine learning
分类号
O433.4 [机械工程—光学工程]
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职称材料
题名
光学图像信息处理技术仿真研究
2
作者
郝爱花
机构
西安邮电学院电子工程学院
出处
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2012年第6期705-708,共4页
基金
陕西省教育厅科研计划项目(No.2010JK839)
西安邮电学院校青年基金项目(No.101-0406)
西安邮电学院校级教改项目(No.[2010]29)资助
文摘
研究发现相干光图像信息处理技术和白光图像信息处理技术的共同点是信息处理技术的核心都为频域综合,这一点有利于仿真实验。本文通过对光学图像信息处理技术的仿真探索,成功地开展了相关实验,在节约实验成本的同时,弥补了课堂理论教学的不足。
关键词
相干图像信息处理
白光图像信息处理
频域综合
Keywords
coherent optical image information processing
white light image information processing
frequency domain synthesis
分类号
O438 [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
基于时频域综合分析的无创血糖检测技术研究
陈剑虹
任军怡
杨佳
郭亚亚
乔卫东
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
光学图像信息处理技术仿真研究
郝爱花
《激光与红外》
CAS
CSCD
北大核心
2012
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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引用分析
参考文献
引证文献
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