光纖拉曼是一種基于拉曼光譜原理的在體實(shí)時(shí)檢測(cè)技術(shù),由于該方法能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸式的物質(zhì)成分檢測(cè),同時(shí)光纖探針具有柔性特點(diǎn)并兼具質(zhì)量輕,尺寸小等優(yōu)點(diǎn),因此近年被逐漸應(yīng)用于生物參數(shù)檢測(cè)中,尤其在血液檢測(cè)和腫瘤組織檢測(cè)領(lǐng)域有著十分廣泛的應(yīng)用。但由于醫(yī)學(xué)檢測(cè)的準(zhǔn)確性要求,生物參數(shù)在體實(shí)時(shí)檢測(cè)存在很多影響測(cè)量結(jié)果的因素,其中光纖拉曼探針的設(shè)計(jì)和生物參數(shù)拉曼光譜數(shù)據(jù)處理對(duì)光纖拉曼技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)的影響尤為明顯。本文搭建了一套光纖拉曼系統(tǒng),并將其與現(xiàn)有商用化便攜式拉曼系統(tǒng)進(jìn)行比較,同時(shí)為了提高臨床環(huán)境下的實(shí)時(shí)檢測(cè)精度,對(duì)傳統(tǒng)的拉曼光譜識(shí)別算法進(jìn)行了一系列改進(jìn),并通過動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)和臨床實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該系統(tǒng)在體實(shí)時(shí)檢測(cè)的準(zhǔn)確性和可行性。具體工作如下:(1)介紹了光纖拉曼檢測(cè)技術(shù)基本概念和發(fā)展趨勢(shì),分析了拉曼光譜預(yù)處理算法中去基線算法和平滑算法,并將Savitzky-Golay平滑算法和非對(duì)稱重加權(quán)懲罰最小二乘算法作為本文選用的預(yù)處理算法組合。(2)研究分析了光纖拉曼系統(tǒng)組成及其設(shè)計(jì)難點(diǎn)與重點(diǎn),通過對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計(jì),搭建了光纖拉曼系統(tǒng),通過對(duì)不同乙醇濃度檢測(cè),結(jié)合商用化便攜式拉曼光譜儀,進(jìn)行了系統(tǒng)比較,驗(yàn)證了搭建...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2.1拉曼散射原理示意圖

圖2.1拉曼散射原理示意圖Fig2.1SchematicdiagramofRamanscatteringprinciple根據(jù)拉曼散射原理可知，拉曼頻移與物質(zhì)分子的振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)有關(guān)。不同有不同振動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)，因而有不同的拉曼頻移。因此，拉曼頻移是表征物質(zhì)振動(dòng)、....

圖2.2平滑算法效果圖

圖2.2平滑算法效果圖Fig2.2Theresultsofsmoothingalgorithm基線算法采用的基線校正方法為非對(duì)稱重加權(quán)懲罰最小二icallyreweightedpenalizedleastsquares....

圖2.3去基線算法效果圖

i是基線和噪聲的存在使得很難找到峰值區(qū)域。因此，在以假設(shè)噪聲在基線下方和上方均等地填充。算法為該區(qū)，以免低估基線。但如果信號(hào)遠(yuǎn)大于基線，則權(quán)重設(shè)置為分。為了實(shí)現(xiàn)這些功能，提出非對(duì)稱權(quán)重iw為log(,,),1,iiiiddiiiisticyzmyzw....

圖2.4基于支持向量機(jī)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

測(cè)的實(shí)際應(yīng)用，需要實(shí)時(shí)的分析拉曼光譜的類別，準(zhǔn)確的分辨癌組織與癌旁組織，指導(dǎo)醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)。我們提出將深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和其他傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)算法相結(jié)合，建立了拉曼光譜生物組織分類的深度學(xué)習(xí)模型。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）是一種具有深度監(jiān)督學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)由兩個(gè)部....

本文編號(hào)：4026563