第31卷，第5期 2011年5月
光讲学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
活诊归一化反射光谱用于红细胞数无创测量
李刚，赵
慧1.3，林凌，佟
静，李家星1.2，熊
Vol. 31,No. 5.pp1328-1331
May，2011
颖1.4，张宝菊4
1.天大学，精密测试技术及仪器国家承点实验室，天津300072
2天津科技大学，海洋科学与工程学院，天津300072 3.天工业大学，电气T程与自动化学院，天津300160 4.天滞师范大学，物翼与电子信息学院，天津300387
摘要利用舌诊归一化反射光谱对人体血液中红细胞总数(RBC)进行了无创检测研究。采集240名志愿者舌尖反射光谱并进行反射率归一化同时用数码相机记求志愿者舌象。将样本分为两组：校正集和预测集，以血减成分含量生化分析值为参考，建立红细胞总数与光谱数据的偏墩小二乘回归(PLSR)预测模型。所建模型的相关系数为0.991，用所建模型对预测集进行预测，预测值和生化分析值间的相关系数为0.994，平均相对误差为0.81%，均方根误差为0.472，实验结果证明了舌体可以作为RBC的无创检测位置：从预测
模型和预测结果来看，舌尖反射光谱可以较准确的进行红细胞总数的无创检测。关键词归一化反射光谱；舌诊；红细胞总数(RBC)；偏最小二乘同归(PLSR)
中图分类号：0433.4
引言
文献标识码：A！
DOI: 10. 3964/j. issn., 1000-0593(2011)05-1328-04
生物医学[812]等领域。
中医认为，血液运行于血脉之中，血液流变学的变化，也常常影响到舌象。舌诊属于中医望诊的一部分，对于诊断
红细胞是血液中数量最多的一种血细胞，是人体内通过血液运送氨气的最主要的媒介。红细胞中含有血红蛋白，红细胞和血红蛋白的数量减少到一定程度时，可造成贫血；如果红细胞数甘、血红蛋白、红细胞压积和血液总容量显著地超过正常水平则形成红细胞增多症。所以对红细胞数目的准确测定可以作为预防和诊断贫血和红细胞增多症的客观依据，有着一定的临床意义。目前对红细胞总数的检测主要是对患者采血，通过生化检测进行分析，是一种有创检测，这种方法不仪给患者带来痛苦，而且还会增加感染其他疾病的可能。因此，无创检测技术能够避免上述不利因素，为人们提供更好的生活质量和安全保证。
目前对血液成分的无创检测方法主要是光学检测技术，包括光谱法，光散射测量技术，荧光检测技术等。其中光谐法能充分利用全谱段或者多波长下的光谱数薪通过校正模型的建立来实现对位置样本的定性和定量分析。光谱法能更全面、更客观的反映组织细胞的生理病理变化，突出不同个体之间的细微差别。光谱技术以它操作简便、迷度快、效率高，成本低等优点已经被越来越多地应用到工业(1)、农业$)、
收稿日期：2010-07-25，修订日期：2010-11-06
疾病有着非常重要的作用。同时从选取测量点上来讲， Burmeister等用实验证明了否体.上布满血管，没有脂肪组织，比起指尖以及手臂等部位能更准确的反映人体内部微循环等方面的信息，并且证明了体的组织结构特征使得活体成为疾病无创诊断的很好测量点(3.14]。由物理上物体的反射率原理可知，物体对于某一波长的光的反射率应是物体自身的物理特性，不随光源光谱成分的变化而变化，基于这一原理，本课题组提出了一种基于光谱技术的舌诊客观化研究新方法，通过对数据进行反射率归一化，只考虑各个波长上光谱之间的相对关系，排除了背景噪声以及在操作过程中的不稳定因素带来的干扰，通过对不同舌象进行比较，取得了一些成果。
为了进一步操究舌体所携带的生理病理信息，本文首先分析了淡红、暗红、青紫舌间的红细胞总数均值存在显著性差异，具有统计学意义。然后采用可见光光谱仪和近红外光谱仪同时采集否尖反射光谱，运用偏最小二乘同归的方法建立红细胞总数的预测模型，对预测集的预测准确率达到 0.994，从而进一步证明了Burmeister等的结论：“作为无创
基金项目：国家白然科学基金项目(30973964)，天津市应用基础及其前沿技术研究计划项目(10JCYBJC00400)资助
作者简介：李，1959年生，天津大学精密仅器与光电子工程学院教授
*通讯联系人
万方数据
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