第30卷：第10期 2010年10月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
动态光谱数据质量的评价
李刚，王慧泉，赵喆，林凌，周梅，吴红杰
天津大学精密仪器测试技术与仪器国家重点实验室，天津300072
Vol.30,No.10,pp2802-2806
Oetober，2010
摘要为消除数据采集过程中各种因素对基于动态光谱法无创血液成分测量精度的影响，需要对动态光谐数据建立一个质基评价标准，以提高建模的稳定性和预测的准确度。在对110名志愿者的测量数据进行分析后，提出了动态光谱数据的一个质量评价指标一一稳定波长数，并依此选取出60例优秀样本。利用BP 神经网络对此样本的总胆固醇、血糖、血红蛋白进行了建模和预测。预测结果较之对照组均有所改善，平均相对误差分别从13.8%，15.8%，5.4%降低到6.5%，6.5%，2.1%，证明将稳定波长数作为动态光谱数据质量评价标准的有效性。引人稳定波长数指标，可对测量数据进行预先的质量评估，提高实际仪器预测的可
靠性，为动态光谱法血液无创检测走向临床应用铺平了道路。关键词动态光谱；质量评价：血糖；总胆固醇；血红蛋白
中图分类号：0657.3
引言
文献标识码：A
DOl: 10. 3964/j.issn. 1000-0593(2010)10-2802-05
高质的动态光谱数据，用于血液参数含量的建模和预测，预测准确度的提高验证了本标准的有效性。
血液成份近红外检测是目前国际上研究的重点领域，由于近红外光可以深入人体组织，透射和反射光谱携带有人体血液状况、组织代谢和组织成份含量的信息，经过检测和计算就可以得到组织成份的含黄，因此国内外研究者试图通过近红外光谱技术实现人体血液成份在体内无损检测1-)。然而近红外血液无创测量至今无法应用于临床，其原因是多方面的，其中个体差异和测量条件对光谱测量的影响是突出的技术间题(")
为消除个体差异和测量条件对光谱检测的影响，本课题组等提出了一种新的基于近红外光谱的无创检测方法一动态光谱法45)，并在相应的数据处理方法以及检测精度等方面傲了较为系统地研究，取得了较多的成果[6,7]，但由于采集对象和采集过程中的不确定性，获得的动念光谱数据质量参差不齐，会对数据分析建模的稳定性和可靠性造成影响，
为使动态光谱法血液无创检测早日应用于临床，测试仪器简便实用，减小测原因对预测可靠性的影确，本文从动态光谱的基本原理出发，将数据稳定波长数作为一种针对动态光谱法血液无创检测数据质景的评价标准。并利用误差反向传播BP网络模型算法建立了被测对象血液中总胆固醇、血精、血红蛋白含量与其动态光谱数据之间的校正模型，实整结果表明本文所提出的数据质量评价标准可以预先筛选出
收稿日期：2009-09-22，修订日期：2009-12-26
基金项目：国家白然科学基金项日(30973964，60674111)资助
1数据采集 1.1光谱测量装置
光谱仪采用关国海洋公司的QE65000型光谱仪，其波长范围为200～1100nm，动态范围达到25000：1，信噪比大于1000：1，量子效率90%。光源采用36W的漠钨灯，波长范围463～1356nm。装置连接如图1所示，手指放至于暗箱中，光线由手指背侧射人，指端出射光经光纤传人光仅仪中，所采集数据保存于上位机。
Tungsten
halogen lamp
Finger
NFiber
Spectrometer QE500
Computer 回
Data acquisition system of dynamic
Fig.1
1.2测量对象及过程
实验在山东省德州市临色县中医院进行，被测对象为在医院进行体检的体检者，全部为男性，年龄在19～60岁之
作者简介：李剧，1959年生，天泽大学精密仪器与光电子工程学院教授，博士生导师万方数据
e-mail; ligang59@tju, edu. cn