本文關鍵詞：近紅外光譜法的腦組織溫度無損檢測方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無損檢測顱腦溫度有著很重要的意義,它既可以為檢測人體核心溫度提供一種新的方式,又可以實現一種無創(chuàng)測量溫度的方法。無損高效地檢測出顱腦內部溫度可以為亞低溫和其他醫(yī)學治療提供顱腦溫度實時監(jiān)測信息。而目前已存在的顱腦無損測溫方式,無論是在安全可靠性上還是經濟便攜性上都存在著很多問題。利用近紅外光譜測量生物組織光學參數的相關技術經濟可靠,應用廣泛,用于檢測人體最重要的器官-顱腦也更加安全。本文的主要研究目標是無損測量出顱腦組織溫度,在具體實驗過程中使用與顱腦光學性質相似的溶液模型進行重復性測量。另外,由于顱腦中水的比例高達85%～90%,而純水在波長740,840和970nm處的吸收波峰值會因溫度的升高而產生規(guī)律性的增大和藍移現象,所以選擇純水作為基礎研究對象。本文選擇600nm-1050nm作為研究波段,作為常用的生物組織頻譜窗口,它對顱腦組織同樣具有高穿透性。在設計和調整良好的光譜測量系統(tǒng)和溫度測控系統(tǒng)上進行實驗,測量出溫度變化對純水近紅外吸收譜的影響,然后把溫度精度0.5℃,范圍27～44℃的175個純水樣本點分成校正集和預測集,利用PCR方法建立校正集與溫度之間的多元線性校正模型之后,用SEC和相關系數驗證了模型的有效性,SEP和相關系數驗證了模型對預測集樣本的預測能力,并在最后分析了不同主成分個數對校正模型的影響。研究最后配制了三種與顱腦光學性質類似的液態(tài)模型,在溫度精度0.5℃,范圍27～37℃的條件下,用與純水實驗類似的裝置對三種溶液分別進行了光譜采集,然后通過SDS算法和水-溫校正模型來預測出液態(tài)模型的溫度,最后通過分析預測溫度的精度及比較預測溫度與測量溫度的相關性對實驗結果和校正模型進行了評價。研究結果表明,利用水的近紅外吸收光譜對溫度的敏感性,我們可以有效的預測出液態(tài)模型的溫度,保證了預測誤差小于1℃,證明了近紅外光譜法無損預測顱腦組織溫度的可行性,使得它在溫度精度要求不高的諸如顱腦亞低溫治療等領域有著廣泛的應用前景。
【關鍵詞】：顱腦溫度 無損預測 近紅外光譜 多元回歸分析 顱腦液態(tài)模型
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R741.044;TP274
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 人體器官溫度研究的重要意義11-12
• 1.2 顱腦溫度無損檢測方法12-15
• 1.2.1 鼓膜溫度測量法12-13
• 1.2.2 微波輻射溫度測量法13-14
• 1.2.3 核磁共振溫度測量法14
• 1.2.4 超聲波溫度測量法14-15
• 1.2.5 熱補償溫度測量法15
• 1.3 近紅外光譜無損溫度檢測15-18
• 1.3.1 近紅外光譜技術的發(fā)展和應用16
• 1.3.2 近紅外光譜的穿透能力16-17
• 1.3.3 近紅外光譜的溫度檢測原理17-18
• 1.3.4 近紅外光譜的溫度檢測特點18
• 1.4 本文的主要研究方向18-19
• 1.5 本文的主要內容19
• 1.6 本文的章節(jié)安排19-21
• 2 生物組織的光學參數及測量原理21-32
• 2.1 生物組織的光學參數21-26
• 2.1.1 吸收系數21-23
• 2.1.2 散射系數23
• 2.1.3 各向異性因子23-25
• 2.1.4 折射率25-26
• 2.2 生物組織中的主要近紅外發(fā)色基團26-28
• 2.2.1 水26-27
• 2.2.2 血紅蛋白27-28
• 2.2.3 脂類及其他基團28
• 2.3 生物組織中光傳輸特性及其測量技術28-31
• 2.3.1 混濁介質下的光傳導模型和光擴散傳導的近似理論28-29
• 2.3.2 生物組織光譜測量技術29-31
• 2.4 本章小結31-32
• 3 針對純水的近紅外溫度測量方法32-55
• 3.1 針對純水的近紅外溫度測量系統(tǒng)的設計32-36
• 3.1.1 實驗材料32
• 3.1.2 實驗系統(tǒng)組成32-36
• 3.2 實驗系統(tǒng)的調整36-41
• 3.2.1 光譜測量系統(tǒng)的調整36-37
• 3.2.2 溫度測控系統(tǒng)的調整37-41
• 3.3 近紅外純水溫度測量模型的建立41-54
• 3.3.1 針對不同溫度媒質近紅外光譜的測量方法41-44
• 3.3.2 針對不同溫度媒質的近紅外吸收譜的裝置要求44-45
• 3.3.3 建立近紅外光譜與溫度的回歸模型45-46
• 3.3.4 近紅外純水的吸收譜與溫度關系的標定46-54
• 3.4 本章小結54-55
• 4 針對顱腦液態(tài)模型的近紅外溫度測量方法55-69
• 4.1 針對顱腦液態(tài)模型的近紅外溫度測量系統(tǒng)的設計55-56
• 4.1.1 實驗材料55
• 4.1.2 實驗系統(tǒng)組成和調整55-56
• 4.2 針對不同溫度生理鹽水的近紅外吸收譜的檢測56-60
• 4.3 針對不同溫度血紅蛋白溶液的近紅外吸收譜的檢測60-65
• 4.4 針對不同溫度全血溶液的近紅外吸收譜的檢測65-68
• 4.5 本章小結68-69
• 5 結論69-71
• 5.1 總結69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻71-74

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前1條

1 蔡天凈;唐瀚;;Savitzky-Golay平滑濾波器的最小二乘擬合原理綜述[J];數字通信;2011年01期

中國博士學位論文全文數據庫 前1條

1 戴麗娟;腦組織參數近紅外實時在位微創(chuàng)測量技術及其應用研究[D];南京航空航天大學;2008年

  本文關鍵詞：近紅外光譜法的腦組織溫度無損檢測方法，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：317667