發(fā)布時間：2020-03-19 19:54

【摘要】：血紅蛋白(Hb)含量是重要且常見的臨床指標,它是地中海貧血、缺鐵性貧血等貧血類疾病的診斷指標之一,對其他多種關(guān)聯(lián)疾病有也有重要參考價值。在手術(shù)過程或恢復過程中,還常常需要實時、原位、無創(chuàng)的血紅蛋白監(jiān)測。但目前的臨床測定方法,不能滿足這些需求。近紅外光譜是一種快速簡便的綠色分析技術(shù),有廣泛的應(yīng)用。近年來,近紅外光譜已經(jīng)被嘗試應(yīng)用于血紅蛋白的離體或在體分析,引起了極大的關(guān)注。同時,在方法學上也提出了挑戰(zhàn)。由于目標信號弱,干擾因素多,檢測信噪比低等原因,目前的檢測精度遠未達到臨床應(yīng)用的水平。基于全血樣品的高精度分析、波長模型優(yōu)化等方面,仍然是目前需要深入解決的基礎(chǔ)性課題。移動窗口偏最小二乘(MW-PLS)方法,采用兩個變動參數(shù),實現(xiàn)了對連續(xù)型波長模型的全局優(yōu)選。本團隊采用三個變動參數(shù),提出了等間隔組合PLS(EC-PLS)方法,它實現(xiàn)了連續(xù)型、準連續(xù)型波長模型的全局優(yōu)選。它在算法上覆蓋MW-PLS。為了消除等間隔模型的冗余波長,本研究提出了進一步的推廣:對等間隔波長模型進行集群分析,通過對上浮的允許模型數(shù)、頻數(shù)優(yōu)先組合的波長數(shù)兩個參數(shù)的變動,提出了離散組合PLS(DC-PLS)方法,實現(xiàn)了一種離散波長模型的大范圍優(yōu)選。本研究分別采用血常規(guī)樣品、地貧篩查樣品進行血紅蛋白分析實驗,對提出的DC-PLS方法進行檢驗。并將EC-PLS方法,以及另外兩個離散方法--連續(xù)投影PLS(SPA-PLS)和競爭自適應(yīng)重加權(quán)PLS(CARS-PLS)方法作為比較�？疾煨路椒ǖ念A(yù)測能力,同時推進近紅外血紅蛋白分析的方法研究。主要成果如下:(1)DC-PLS模型的方法策略:1)首先采用起點波長,波長個數(shù),波長間隔數(shù)為變動參數(shù),實現(xiàn)EC-PLS模型大范圍優(yōu)選。2)將等間隔波長模型按照預(yù)測效果排序,將排在前面的與最優(yōu)模型等效的模型作為允許模型。3)將得到的多個允許模型的波長匯集,并按照波長出現(xiàn)的頻數(shù)排序、優(yōu)先組合。然后通過變動組合的波長數(shù),實現(xiàn)了第一輪的離散模型的優(yōu)選。4)最后,遍歷允許模型數(shù),得到后一輪的離散波長模型優(yōu)選。(2)血常規(guī)實驗:最優(yōu)DC-PLS模型僅包含42個波長。采用不參與建模的樣品進行獨立檢驗,Hb的近紅外預(yù)測值和臨床實測值的預(yù)測均方根誤差(RMSEP)為2.86g·L~(-1),相關(guān)系數(shù)(R_P),相對均方根誤差(RRMSEP)和性能標準偏差與標準差的比值(RPD)分別為0.983,2.3%,5.3。它明顯優(yōu)于用于比較的EC-PLS,SPA-PLS,CARS-PLS模型。(3)地貧篩查實驗:最優(yōu)DC-PLS模型包含50個波長。對應(yīng)的RMSEP,R_P,RRMSEP,RPD值分別為3.20 g·L~(-1),0.989,2.8%和6.6。它也明顯優(yōu)于用于比較的三個模型。結(jié)果表明:提出的DC-PLS方法,成功應(yīng)用于人外周血的血紅蛋白定量分析。在方法學上,它實現(xiàn)了從連續(xù)型遍歷到離散型遍歷的提升。它克服了等間隔模型包含的冗余波長數(shù)據(jù),使得模型更具抗干擾能力,從而提升光譜的預(yù)測性能,降低模型復雜度。拓展了復雜樣品的近紅外光譜分析的方法途徑。值得注意是,兩組樣品的血紅蛋白近紅外預(yù)測值與臨床實測值的相對誤差(RRMSEP)均低于3%,可望應(yīng)用于臨床。本研究對于近紅外光譜在血液分析的應(yīng)用、專用儀器設(shè)計具有重要參考。對于血紅蛋白無創(chuàng)檢測的波長模型選擇也提供有價值的參考。
【圖文】：

FOSSXDSRapidContentTM型光譜分析儀

圖 3.2 近紅外光柵光譜分析儀的透射附件品的近紅外光譜實驗。首先，啟動光譜儀器。為元器件趨于穩(wěn)定，先對儀器進行預(yù)熱。大概 30 ISIscan 軟件對儀器進行初始化性能測試，，該過
【學位授予單位】：暨南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R446.1

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本文編號：2590642