本文關(guān)鍵詞：基于離心分層和細(xì)胞染色技術(shù)干式全血分析系統(tǒng)的構(gòu)建與優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目的：全血現(xiàn)場快速分析對(duì)于平戰(zhàn)時(shí)、抗震救災(zāi)及其它多種復(fù)雜環(huán)境下傷員院前傷情判斷、急救和處置等后續(xù)醫(yī)療方案決策制定都具有重要現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)現(xiàn)有全血分析儀器在檢測速度、攜行性、環(huán)境適應(yīng)性、保障便利性等諸多方面的不足，研究并構(gòu)建新型干式全血檢測分析系統(tǒng)�；谘焊鹘M分密度梯度離心技術(shù)和染色劑與血細(xì)胞特異性結(jié)合技術(shù)，建立血液離心分層模型及圖像信號(hào)提取處理算法模型；結(jié)合傳感器技術(shù)、光學(xué)設(shè)計(jì)、智能信號(hào)提取和處理技術(shù)設(shè)計(jì)、試制分析裝置；并對(duì)其重復(fù)性、線性進(jìn)行全面評(píng)價(jià)，為進(jìn)一步臨床應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。 方法和內(nèi)容：通過全面分析所研制系統(tǒng)功能與應(yīng)用定位，綜合采用關(guān)鍵參數(shù)仿真，核心器件及反饋機(jī)制匹配開發(fā)，單因素多水平/多因素正交實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和逐層誤差分析等方法對(duì)分析系統(tǒng)中各個(gè)子模塊進(jìn)行工程化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)及優(yōu)化： I信號(hào)采集模塊的設(shè)計(jì)與優(yōu)化：首先對(duì)所采用光源進(jìn)行成像仿真，根據(jù)各成分層光強(qiáng)幅值分布與光源波長關(guān)系曲線確定最優(yōu)效果中心波長；然后，為提高系統(tǒng)抗震性能和環(huán)境適應(yīng)性，提出一次性靜態(tài)縮放成像設(shè)計(jì)，基于毛細(xì)管與所選線陣CCD長度確定縮放比及分辨率要求，仿真并設(shè)計(jì)成像鏡頭；最后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探索激發(fā)光源位置與熒光收集效率關(guān)系，確定最佳信噪比安裝位置條件。 II系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)及匹配機(jī)制的設(shè)計(jì)與優(yōu)化：根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果針對(duì)進(jìn)排樣子模塊、旋轉(zhuǎn)測量子模塊和附加反饋?zhàn)幽K進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)：摒棄雙電機(jī)配合方案，添加圓形光柵進(jìn)行精確角度反饋控制，調(diào)整子模塊間銜接結(jié)構(gòu)。同時(shí)對(duì)后期安裝調(diào)試誤差進(jìn)行了詳盡分析，仿真、估算出了常見情況下的誤差尺度以及對(duì)最終測量結(jié)果的影響。 III信號(hào)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)：根據(jù)所采集圖像待提取特征的不同，進(jìn)行分類特征提取，構(gòu)建了進(jìn)行線陣CCD圖像邊緣檢測的兩大模型：邊緣檢測模型和曲線質(zhì)心計(jì)算模型。針對(duì)采集透射光信號(hào)首先依據(jù)特征進(jìn)行濾波處理，根據(jù)透射信號(hào)是否為樣本管固有特征進(jìn)行分類處理。針對(duì)熒光信號(hào)，基于其特征進(jìn)行干擾作用區(qū)域分類，然后根據(jù)類屬進(jìn)行特征自適應(yīng)提取，最后根據(jù)不同顏色分量信號(hào)分析結(jié)果進(jìn)行比對(duì)校正，并基于概率統(tǒng)計(jì)和醫(yī)學(xué)值范圍予以篩選。 IV離心樣本熒光信號(hào)變化規(guī)律實(shí)驗(yàn)及分析系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)：首先設(shè)計(jì)單因素多水平實(shí)驗(yàn)，基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)歸納出離心分層后熒光信號(hào)隨放置時(shí)間變化規(guī)律；然后搭建測試分析平臺(tái)并試制樣機(jī)，進(jìn)行系統(tǒng)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)，包括單樣本單管重復(fù)性實(shí)驗(yàn)和單樣本多管重復(fù)性實(shí)驗(yàn)以及系統(tǒng)線性實(shí)驗(yàn)。最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行多因素綜合考慮基礎(chǔ)上的分析評(píng)價(jià)。 結(jié)果： I所設(shè)計(jì)系統(tǒng)光電檢測模塊的毛細(xì)管檢測分辨率達(dá)到130cyc/mm，理想檢測精度達(dá)7μm。系統(tǒng)單樣本分析時(shí)間≤1分鐘，抗震性能提升，二者均優(yōu)于國外同類儀器。 II所設(shè)計(jì)系統(tǒng)樣本分析結(jié)果與濕式分析結(jié)果相關(guān)系數(shù)均在0.95以上，準(zhǔn)確性較好。系統(tǒng)單樣本單管變異系數(shù)≤3%，略優(yōu)于市售國外儀器，單樣本多管變異系數(shù)≤7%，與市售國外儀器基本持平，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體穩(wěn)定性較好。 III所設(shè)計(jì)自適應(yīng)處理算法充分挖掘一維信號(hào)潛在特征，并通過定位干擾作用位置進(jìn)行自適應(yīng)算法選擇，其單樣本層厚提取變異系數(shù)≤3%，證明此算法穩(wěn)定性較好。同時(shí)，該算法中構(gòu)建模型對(duì)于一維信號(hào)時(shí)域處理具有普適性。 IV試制樣機(jī)一臺(tái)，并進(jìn)行大批量血液樣本分析，系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)均符合設(shè)計(jì)指標(biāo)。 總結(jié)與展望： I光電檢測模塊進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)和集成：當(dāng)前光電檢測模塊中光源、樣本管、成像鏡頭和彩色線陣CCD互相分離，在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建過程中，光路調(diào)試只能通過分立模塊逐步固定來進(jìn)行誤差累積和校準(zhǔn)，使得最后固定的分立模塊在四個(gè)自由度上調(diào)整余量較大，整機(jī)光路調(diào)試時(shí)間成本較高。未來在保證加工精度和信噪比最優(yōu)的前提下，，可將各分立模塊集成制造，設(shè)計(jì)高精度微調(diào)控制結(jié)構(gòu)，提升調(diào)試便捷性。 II算法設(shè)計(jì)需要進(jìn)一步考慮提升容錯(cuò)機(jī)制，以及多平臺(tái)移植通用性，提高其自適應(yīng)分析性能。 III受試樣本多樣性和樣本容量需要進(jìn)一步拓展：從受試對(duì)象年齡、性別、體征、樣本容量等方面進(jìn)行多因素樣本選擇和測試，覆蓋更廣人群，進(jìn)一步保證測試結(jié)果穩(wěn)定、精確。
【關(guān)鍵詞】：離心染色 信號(hào)提取 誤差分析 算法設(shè)計(jì) 重復(fù)性 線性
【學(xué)位授予單位】：中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP311.52;R318
【目錄】：

• 摘要11-13
• ABSTRACT13-16
• 第1章 前言16-23
• 1.1 課題來源16-17
• 1.2 目的和意義17-18
• 1.3 國內(nèi)外同類研究工作的現(xiàn)狀18-21
• 1.4 干式全血分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化的關(guān)鍵問題21-22
• 1.5 本文所做的工作和論文結(jié)構(gòu)22-23
• 第2章 干式全血分析原理23-29
• 2.1 離心分層技術(shù)概述23-25
• 2.2 細(xì)胞染色技術(shù)概述25
• 2.3 干式全血分析系統(tǒng)基本測量原理25-27
• 2.4 測量關(guān)鍵參數(shù)計(jì)算公式推導(dǎo)27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 干式全血分析系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)概述29-34
• 3.1 干式全血分析系統(tǒng)功能需求分析29-30
• 3.2 干式全血分析系統(tǒng)硬件總體規(guī)劃設(shè)計(jì)30-32
• 3.3 干式全血分析系統(tǒng)軟件總體規(guī)劃設(shè)計(jì)32-33
• 3.4 干式全血分析系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)規(guī)劃設(shè)計(jì)33
• 3.5 本章小結(jié)33-34
• 第4章 信號(hào)采集模塊的設(shè)計(jì)與優(yōu)化34-45
• 4.1 現(xiàn)有信號(hào)采集方案及存在問題34-35
• 4.2 信號(hào)采集方案概述35-36
• 4.3 雙光源設(shè)計(jì)與優(yōu)化36-39
• 4.3.1 透射光參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)36-38
• 4.3.2 激發(fā)光參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)38-39
• 4.4 信號(hào)采集模塊參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)39-42
• 4.4.1 信號(hào)采集模塊參數(shù)需求分析39-40
• 4.4.2 信號(hào)采集模塊光學(xué)仿真40-41
• 4.4.3 激發(fā)光源最佳安裝位置探究41-42
• 4.5 信號(hào)采集效果評(píng)價(jià)42-44
• 4.6 本章小結(jié)44-45
• 第5章 機(jī)械結(jié)構(gòu)與匹配機(jī)制的設(shè)計(jì)與優(yōu)化45-57
• 5.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)與匹配機(jī)制初步設(shè)計(jì)及存在問題45-46
• 5.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)與匹配機(jī)制的設(shè)計(jì)優(yōu)化46-51
• 5.2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)與匹配機(jī)制設(shè)計(jì)優(yōu)化總述46-47
• 5.2.2 進(jìn)排樣子模塊設(shè)計(jì)優(yōu)化47-48
• 5.2.3 旋轉(zhuǎn)測量子模塊設(shè)計(jì)優(yōu)化48-49
• 5.2.4 附加反饋?zhàn)幽K設(shè)計(jì)優(yōu)化49-51
• 5.3 系統(tǒng)裝調(diào)誤差分析51-56
• 5.4 本章小結(jié)56-57
• 第6章 信號(hào)辨識(shí)核心算法設(shè)計(jì)57-70
• 6.1 線陣 CCD 信號(hào)處理簡介57-58
• 6.2 信號(hào)處理難點(diǎn)58
• 6.3 核心算法設(shè)計(jì)58-68
• 6.3.1 信號(hào)規(guī)律識(shí)別及預(yù)判機(jī)制建立59-61
• 6.3.2 邊緣檢測模型和質(zhì)心計(jì)算模型61-64
• 6.3.3 信號(hào)處理優(yōu)化規(guī)則64-67
• 6.3.4 信號(hào)處理步驟67-68
• 6.4 算法性能分析68
• 6.5 本章小結(jié)68-70
• 第7章 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及數(shù)據(jù)分析70-76
• 7.1 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)70-72
• 7.2 線性實(shí)驗(yàn)72-73
• 7.3 實(shí)驗(yàn)影響因素探討73-75
• 7.4 本章小結(jié)75-76
• 第8章 總結(jié)與展望76-77
• 8.1 論文總結(jié)76
• 8.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 文獻(xiàn)綜述80-88
• 參考文獻(xiàn)86-88
• 在學(xué)期間取得的成果及發(fā)表的代表性論著(全文)88-89
• 代表性成果88-89
• 作者簡歷89-90
• 致謝90

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐曉秋;秦玉芳;黃R

本文編號(hào)：457306