第32卷，第5期 2012年5月
光谱学
与光谱分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
动态光谱提取方法的对比研究李刚，周梅，王慧泉，熊
婵，林凌”
天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津300072
Vol. 32,No, 5,pp1324-1328
May,2012
摘要针对现有的频域法和单沿法这两种动态光谱提取方法进行了对比与研究。理论及实验结果表明，虽然两种方法提取动态光谱的角度不间，但其本质是相同的：源于动态光谱的基本原理、信号统计待性和平均作用的利用；对于周期、幅值较稳定的脉搏波，两种方法都能够提取高精度的动态光谱；相比较频域法，
单沿法能够更好地押制手指的抖动、光纤操头压力的改变等干扰，获取更高精度的动态光谱。关键调动态光诺；光电脉搏波；频域法；单沿法；对比研究
DOl; 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2012)05-1324-05
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
为导求结合两种方法提供条件，从对比研究的角度，文章对动态光谱的频域提取和单沿提取这两种方法进行系统的分析与研究，对实际采集的多组信号分别采用两种方法提取动态
血液成分无创检测技术是近年来生物医学传感领域的研究热点间题之一[-3]，其中，光谱技术以其方便、无痛无创以及原理上高速、高精度、信息多维化等优点备受广大科研工作者的青咪，在血液成分的无创检测和实时分析技术上得到了广泛应用。但个体差异和测量条件的影响成为限制光谱技术的瓶颈问题。动态光谱法通过提取多波长下脉动血减部分的吸光度，理论上可以极大减少个体差异和测量环境对在体无创检测的影响，并能够有效解决多谱带重叠的光谱信息提取问题，该方法在数据采集、信号提取、建模分析和临床验证等方面已取得初步成果，并得到国内外研究者的关注(5.)。然而，脉动血液的光吸收量远远小于其他组织，若要实现脉动血液中各种成分的检测并达到临床分析精度，如血糖的临床测量精度要求为5m8·dL-1，对信号采集的信掌比提出了很高的要求，同时也对动态光诺的提取方法提出更苛刻的要求，因此，在信号处理方面，需要采用一种可以提高信噪比，降低系统性能要求的处理方法，为下一步校正模型的建立和未知样本的准确预测打下基础("，
目前动态光谱的提取方法分为两种：频域提取法和单沿提取法")，两种方法分别从频域和时域两个不同的角度提取高信噪比的光谱信号，显著抑制由信号采集等带来的干扰与噪声。但是由于依据的方法不同，两种提取方法对不同性质的噪声各有利弊。为了更客观的从中选取更优的方法，并
光谱信号，并对提取的信号进行对比与讨论。
动态光谱法 1.1基本原理
动态光谱法血液成分的检测包括以下内容；（1)采用光电客积脉搏波描记法同时获得客个波长下的光电客积脉搏波；(2)提取各单波长对应的单个对数脉搏波周期上吸光度的最大值与最小值的差值OD，将该吸光度的差值按照波长的大小构成的光诺就是动态光谐；（3)基于修正的朗伯-比尔定律，采用化学计量学方法提取血液成分的浓度信息。其检测原理见式(1)和(2)
AOD= Ig(
lg(
= lg(
0. 434[In( P,) In(P)]
AOD
eed
(1)(2)
式中，OD，B，P，P，，c,和d分别为各个波长>对应的脉动动脉血液吸光度、人射光强、最大出射光强（光电容积脉搏波峰值）、最小出射光强（光电容积脉博波谷值）、血液中某一成分的吸光系数、血液某一成分的浓度、最大充盈状态下脉动血减的等效光程长，
收稿日期：2011-11-08，修订日期：2012-02-15
基金项目：国家白然科学基金项目（60674111，30973964)和天率市应用基础及其前治技术研究计划项目(10JCYBJC00400，11JCZDJC17100）
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投
·通讯联系人
万方数据
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