第32卷，第11期 2012年11月
客分析
光谱学与光谱
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 32, No. 11, pp2992-2996
November, 2012
基于舌近红外反射光谱的人体血清多种蛋白含量无创测量
维3
李家星1，2，林凌1，李哲1，李
刚，宋
1，天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津
300072
2.天律科技大学海洋科学与工程学院，天津
300457
3.天津师范大学物理与电子信息学院，天津
300387
摘要探讨一种基于近红外反射光谱的人体血清白蛋白、球蛋白和总蛋白三种生化指标的无创检测方法。采集58例志愿者舌尖处近红外反射光谱，考虑这些光谱数据与血清蛋白浓度间因个体差异等存在非线性映射关系，在计算归一化光谱反射率及分析样本蛋白含量统计分布上，采用支持向量机分别建立三种蛋白成分近红外光谱定量回归模型，并与传统的偏最小二乘法进行比较。实验结果表明，支持向量机校正模型的预测效果较好且明显优于偏最小二乘法校正模型，对白蛋白、球蛋白和总蛋白的预测相关系数分别达到 0.894，0.931和0.863，预测的均方误差为2.19，1.93和4.38。因此，支持向量机可有效抵抗活体检测定量分析中存在的非线性因索，提高模型的鲁棒性。同时也表明舌的近红外光谱信息能够较客观的反映人体理化指标的变化，用于血清蛋白含量的快速无创检测具有较高的可行性。
关键词
近红外反射光谱；血清蛋白；无创测量；支持向量机
中图分类号：0433.4
引言
文献标识码：A
DOI:10.3964/j.issn.1000-0593(2012)11-2992-05
的微小差异。此外人体组织和血波对近红外波长区的吸收量较小，能够获得相对强的光信号"}，因此，近红外光谱成为
人体血清白蛋白（albumin，AIL.B）、球蛋白（globulin， GLB)及总蛋白(totalprotein，TP)含量是血液检测中重要的生化指标，其中白蛋白与球蛋白互为缓冲对，维持着血浆渗透压的平衡，两者总和为总蛋白。这些蛋白含量的变化既能反映人体的健康及营养状况，又是肝、肾等疾病临床诊治及判断预后的敏感指标(2.3]，其准确测定具有重要临床意义。目前临床检测手段多通过采血及生化分析，既给患者带来痛苦及感染的风险，又具有较高的测量成本，同时也存在难以实时、连续监测等缺点。相比较之下，有效的蛋白生化指标无创检测方法将带来更高的临床应用价值。
光学检测技术以其高灵敏度、高速、高精度、操作性强等特点，成为时下主流的无创检测手段"，广泛应用干血液成分检测"，9及疾病诊断等，8生物医学领域，尤其是近红外光谱（near infrared spectroscopy，780～2 526 nm)，其光的吸光度和反射率等参量源于物质内部基团分子间振动的倍频及合额等信息，可反映组织的化学成分及分子结构等信息
血液成分无创检测中最有前景的波段之一。已有研究采集人体不同部位近红外光谱用于血液成分的无创检测。Wolfgang 等(可提出用一束透过角膜经过前房房水反射间来的近红外光来检测房水中葡葡糖的含量。Li等()在指腹处采集近红外反射光谐实现人体血糖的无创检测。Kraitl等从手指的可见-近红外光谱段选择5个波长用于血红蛋白的无创检测。李刚等目)采集否部近红外和可见光反射光谱用于红细脑数的定量分析。
然面皮肤及脂肪等组织对光的探测有不同程度衰减以致产生某些不确定因素，因此选择有效的采集部位及定量分析方法是十分重要的。舌体上布满血管，血液流变参数的变化通常能反映到舌象，且舌部没有脂肪组织，比起指尖以及手臂等部位对光信号的衰减相对弱，可更准确的反映人体内部微循环信息。Burmeister等14)在人体血糖近红外光谱无创检测中指出舌部采集的光信号具有较高信噪比，是较佳的无创测量点。Janele等5)选用舌下静脉采集可见光谱并进行血红蛋白无创定量分析，取得较好的效果。但是不同人的舌组
收幕日期：2011-12-02，修订日期：2012-02-25
基金项目：国家自然科学基金项目（30973964），天津市应用基础及前沿技术研究计划项目（11JCZDJC17100)，天率市科技计划项目：科技型
中小企业创新基金项目(10ZXCXSY10400)资助
作者简介：李家星，女，1979年生，天律大学精密仪器与光电子工程学院在读博士e-mail；lillyjiaxing126.com
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