本文關(guān)鍵詞：紅外光譜用于胃內(nèi)液體成分檢測(cè)的信號(hào)處理和分析方法研究

  更多相關(guān)文章： 近紅外光譜 消化道成分分析 雙光道檢測(cè)法 離體實(shí)驗(yàn) 形態(tài)濾波

【摘要】：消化道生理參數(shù)可反映部分消化道疾病的生理病理改變情況,目前已采集了消化道內(nèi)窺鏡圖像、食道壓力值、pH值、深部溫度值等,然而可以表征消化道內(nèi)分泌、出血的體液信息還很難測(cè)定。本研究希望采用紅外吸收和反射光法以膠囊化形式實(shí)現(xiàn)一種消化道消化液成分分析技術(shù)。該膠囊化檢測(cè)系統(tǒng)涉及到裝置的微型化、低功耗、可靠的通信等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,技術(shù)挑戰(zhàn)性大,尚需多技術(shù)協(xié)同攻關(guān)。本研究作為一種技術(shù)探索,設(shè)計(jì)了一種膠囊形式的胃區(qū)光譜檢測(cè)方法,采用雙光道檢測(cè)法分別測(cè)定消化液和消化壁的反射吸收光譜,并對(duì)光譜信號(hào)進(jìn)行處理并提取信號(hào)特征。基于人體消化道環(huán)境的復(fù)雜性,為驗(yàn)證設(shè)計(jì)效果,進(jìn)一步設(shè)計(jì)了兩種離體實(shí)驗(yàn),配置不同溶液樣品模擬病變情況下消化液特征,設(shè)計(jì)了溶液干擾情況下采集血氧信號(hào)的實(shí)驗(yàn),用以模擬病變情況下消化壁血液信號(hào)受消化液成分改變而影響光譜信號(hào)特征。為抗干擾和預(yù)處理采集的信號(hào),設(shè)計(jì)了一種形態(tài)濾波算法去除血氧信號(hào)中存在的基漂,該算法基于廣義形態(tài)濾波通過(guò)構(gòu)建兩種寬度不同的結(jié)構(gòu)元素分離基漂信號(hào),簡(jiǎn)化了算法復(fù)雜度增加了應(yīng)用的實(shí)時(shí)性同時(shí)具備了良好的去干擾效果。通過(guò)計(jì)算仿真和實(shí)驗(yàn)仿真分析上述兩種離體實(shí)驗(yàn)的光譜信息,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同濃度不同顏色樣本的光吸收比在數(shù)量級(jí)上有明顯區(qū)分度。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得到以下結(jié)論:(1)判斷消化液成分的改變,即從正常的無(wú)色透明到病變狀態(tài)下消化液呈現(xiàn)顏色特征,可以通過(guò)光吸收比數(shù)量上的差異進(jìn)行區(qū)分。(2)對(duì)比了無(wú)干擾狀態(tài)和溶液干擾環(huán)境下采集的血氧信號(hào),信號(hào)在波形特征和光密度比值R兩方面有較大差異,測(cè)定的正常情況下的光密度比值為0.5796,異常環(huán)境中的光密度比值分別為0.7189和0.8896在數(shù)值上明顯高于正常值,且血氧飽和度也低于正常值范圍。由此推論,可以根據(jù)消化壁血氧信號(hào)特征值的變化判斷消化液成分發(fā)生變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明了通過(guò)雙光道檢測(cè)方法分析消化道液體成分改變的可行,為實(shí)現(xiàn)基于紅外光譜的膠囊化無(wú)創(chuàng)消化道液體成分檢測(cè)方法提供了理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：近紅外光譜 消化道成分分析 雙光道檢測(cè)法 離體實(shí)驗(yàn) 形態(tài)濾波
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：R57;TN911.7
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-12
• 注釋表12-13
• 第1章 引言13-21
• 1.1 研究背景及意義13-15
• 1.1.1 消化道疾病對(duì)生活的影響13-14
• 1.1.2 研究意義14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 消化道檢測(cè)方法的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 紅外光譜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用17-18
• 1.3 論文主要工作18-19
• 1.4 論文組織結(jié)構(gòu)19-21
• 第2章 紅外光譜檢測(cè)原理21-27
• 2.1 光傳播基本原理21-22
• 2.2 朗伯比爾定律22-24
• 2.2.1 修正的朗伯比爾定律23-24
• 2.3 反射式血氧飽和度檢測(cè)原理24-25
• 2.4 血氧飽和度計(jì)算公式的標(biāo)定25-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 不同溶液樣品光譜信號(hào)采集和特征分析27-41
• 3.1 胃區(qū)光譜膠囊裝置27-28
• 3.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)28-32
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c設(shè)計(jì)原理28-30
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置及性能30-31
• 3.2.3 樣品配置和實(shí)驗(yàn)設(shè)置31-32
• 3.2.4 溶液樣品光譜信號(hào)采集32
• 3.3 溶液樣品光譜信號(hào)處理32-35
• 3.3.1 突變信號(hào)干擾分析和處理33-35
• 3.3.2 高頻信號(hào)干擾分析和處理35
• 3.4 信號(hào)特征與結(jié)論35-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 溶液干擾環(huán)境下血氧信號(hào)采集和分析41-63
• 4.1 溶液干擾實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案41-46
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c設(shè)計(jì)原理41-43
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)裝置及性能43-45
• 4.1.3 樣本配置和實(shí)驗(yàn)設(shè)置45
• 4.1.4 干擾環(huán)境下信號(hào)采集45-46
• 4.2 溶液干擾環(huán)境中血氧信號(hào)處理46-56
• 4.2.1 噪聲與干擾分析47-48
• 4.2.2 突變信號(hào)的濾除48-50
• 4.2.3 高頻干擾的濾除50-52
• 4.2.4 人體自身干擾的濾除52-56
• 4.3 交流與直流分量的提取56-60
• 4.3.1 極值點(diǎn)的提取57-59
• 4.3.2 包絡(luò)線的計(jì)算方法59-60
• 4.4 信號(hào)特征與結(jié)論60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 第5章 總結(jié)與課題展望63-65
• 5.1 工作總結(jié)63-64
• 5.2 課題展望64-65
• 致謝65-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：981767