發(fā)布時間：2017-10-06 08:25

  本文關(guān)鍵詞：紅外光譜用于胃內(nèi)液體成分檢測的信號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 雙光道檢測法 離體實驗 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定。本研究希望采用紅外吸收和反射光法以膠囊化形式實現(xiàn)一種消化道消化液成分分析技術(shù)。該膠囊化檢測系統(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)計了一種膠囊形式的胃區(qū)光譜檢測方法,采用雙光道檢測法分別測定消化液和消化壁的反射吸收光譜,并對光譜信號進行處理并提取信號特征�；谌梭w消化道環(huán)境的復(fù)雜性,為驗證設(shè)計效果,進一步設(shè)計了兩種離體實驗,配置不同溶液樣品模擬病變情況下消化液特征,設(shè)計了溶液干擾情況下采集血氧信號的實驗,用以模擬病變情況下消化壁血液信號受消化液成分改變而影響光譜信號特征。為抗干擾和預(yù)處理采集的信號,設(shè)計了一種形態(tài)濾波算法去除血氧信號中存在的基漂,該算法基于廣義形態(tài)濾波通過構(gòu)建兩種寬度不同的結(jié)構(gòu)元素分離基漂信號,簡化了算法復(fù)雜度增加了應(yīng)用的實時性同時具備了良好的去干擾效果。通過計算仿真和實驗仿真分析上述兩種離體實驗的光譜信息,實驗結(jié)果表明,不同濃度不同顏色樣本的光吸收比在數(shù)量級上有明顯區(qū)分度。通過實驗結(jié)果可以得到以下結(jié)論:(1)判斷消化液成分的改變,即從正常的無色透明到病變狀態(tài)下消化液呈現(xiàn)顏色特征,可以通過光吸收比數(shù)量上的差異進行區(qū)分。(2)對比了無干擾狀態(tài)和溶液干擾環(huán)境下采集的血氧信號,信號在波形特征和光密度比值R兩方面有較大差異,測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)消化壁血氧信號特征值的變化判斷消化液成分發(fā)生變化。實驗結(jié)果也證明了通過雙光道檢測方法分析消化道液體成分改變的可行,為實現(xiàn)基于紅外光譜的膠囊化無創(chuàng)消化道液體成分檢測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 雙光道檢測法 離體實驗 形態(tài)濾波
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：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 消化道疾病對生活的影響13-14
• 1.1.2 研究意義14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 消化道檢測方法的研究現(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原理24-25
• 2.4 血氧飽和度計算公式的標(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 實驗方案設(shè)計28-32
• 3.2.1 實驗?zāi)康呐c設(shè)計原理28-30
• 3.2.2 實驗裝置及性能30-31
• 3.2.3 樣品配置和實驗設(shè)置31-32
• 3.2.4 溶液樣品光譜信號采集32
• 3.3 溶液樣品光譜信號處理32-35
• 3.3.1 突變信號干擾分析和處理33-35
• 3.3.2 高頻信號干擾分析和處理35
• 3.4 信號特征與結(jié)論35-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 溶液干擾環(huán)境下血氧信號采集和分析41-63
• 4.1 溶液干擾實驗設(shè)計方案41-46
• 4.1.1 實驗?zāi)康呐c設(shè)計原理41-43
• 4.1.2 實驗裝置及性能43-45
• 4.1.3 樣本配置和實驗設(shè)置45
• 4.1.4 干擾環(huán)境下信號采集45-46
• 4.2 溶液干擾環(huán)境中血氧信號處理46-56
• 4.2.1 噪聲與干擾分析47-48
• 4.2.2 突變信號的濾除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 極值點的提取57-59
• 4.3.2 包絡(luò)線的計算方法59-60
• 4.4 信號特征與結(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】

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本文編號：981767