第35卷，第2期 2015年2月
光谱学与光谱分析 Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol. 35,No. 2-pp547-551 February,2015
应用浮动基准法修正光谱光源漂移影响的模拟验证
王柱楼，张婉洁，李晨曦，陈文亮*，徐可欣天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津
300072
摘要近红外无创伤血糖检测目前面临的挑战主要是测量条件难以保证稳定、测量系统及被测对象自身的背景变化等间题，导致很难从背景变动的光谱中提取出糖浓度变化信息，经过多年的实验研究发现应用浮动基准参考测量法有望消除仪器漂移及被测对象自身背景变动的影响。但是浮动基准位置固人及测量部位不同而异，在不同的测量波长下其浮动基准点位置也不同，因此，欲在实验申验证浮动基准法的光谱修正效果需要测量出与入射光位置不同径向距离处的反射光强，然而在实际实验中位置精度很难保证。为此，研究了用模拟实验的方法验证多波长下浮动基准法对光源漂移所引起的光谱变化的修正效果，基于Monte Carlo模拟，分别采用浓度为5%和10的Intralipid溶液作为被测样品，通过改变入射光子数模拟光源漂移的影响。得到模拟的光谱数据后，利用浮动基准法对其进行处理，并分别对浮动基准法修正前后的光谱数据
修正后的模型预测精度预测均方根误差（RMSEP）相比于修正前分别减小了98.57%（5%Intralipid）和
99.36%（10%Intralipid）。表明浮动基准法在消除光源漂移的影响方面效果明显。关键词浮动基准法；葡萄糖浓度检测；近红外光谱
中图分类号：0433.4
引言
文献标识码：A
DOI: 10, 3964/j. issn. 1000-0593 (2015)02054705
不敏感，该处光能量的变化量由背景及仪器漂移等因素弓起，基于此提出了基于浮动基准实现浓度参考测量的方法。我们研究论证了浮动基准位置点的存在条件，从模
近红外光谱方法固其无损、快速、高效等优点被认为是具有应用前景的无创血糖检测技术之一1."。但是目前近红外无创伤血糖检测面临的挑战主要是测量条件难以保证稳定、测量系统及被测对象自身的背景变动大且难以预测等间题，导致很难从复杂的背景变动光谱中提取出糖浓度的变化信息。能否在人体测量中申消除背景变动对测量带来的影响成为人体无创血糖检测的关键。
相对测量方法是将参考物的光谱作为背景，再基于背景光谱来消除样品光谱中背景变动的影响3]，但是在人体检测中，与被测对象背景变动同步并且光学特性接近的参考物并不存在，而且由于葡萄糖遵布于皮肤的血液和组织液申，也不存在某一位置处不含葡萄糖或葡萄糖浓度的改变不影响其光学参数的改变，因而也就无法利用相对测量的方法有效去除测量过程中申背景变动对光谱测量的影响，课题组在过去的研申发现，采用近红外光谱测量血糖浓度时，在某一固定波长下，存在一个径向位置处的光能量对血糖浓度变化信息
收稿日期：2013-11-20，修订日期：2014-03-24
拟和实验的角度验证了浮动基准位置点的存在性"，并应用单一基准位置浮动基准法在含糖的Intralipid溶液申进行了基确应用研究，但该方法申在各个波长下采用的是同一个径向位置作为浮动基准位置进行光谱信号的修正，这就会导致在进行光谱修正时使用的参考信号并不是准确的，从而在浓度预测时会存在较大误差
由于在实验中验证浮动基准法的修正效果需要测量出与
人射光位置不回径向距离处的漫反射光强，位置精度很难保证，因此采用了模拟验证的方法，在现有浮动基准参考测量方法的原理基础上，针对各波长选用相应的基准位置处的测量信号作为参考信号，对浮动基准法在消除由光源漂移所引起的背景变动方面的应用进行了研究。采用不同浓度的In tralipid溶液进行MonteCarlo模拟仿真，计算得到各个波长下的浮动基准位置，并以相应位置处的信号对测量位置信号进行修正，以验证浮动基准理论在无创血检测中的效果，
基金项目：国家自然科学基金项目（60938002），国家（863计划>项目（2012AA022602)和中国博土后科学基金项目（2013M541174)资助
作者简介：王柱楼，1989年生，天津大学精密测试技术及仅器国家重点实验室硕士研究生
通讯联系人
email: chenwenliang@ tju. edu. cn
email: wangzhulou(@126. con