本文關(guān)鍵詞：近紅外光譜法的腦組織溫度無損檢測方法，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無損檢測顱腦溫度有著很重要的意義,它既可以為檢測人體核心溫度提供一種新的方式,又可以實現(xiàn)一種無創(chuàng)測量溫度的方法。無損高效地檢測出顱腦內(nèi)部溫度可以為亞低溫和其他醫(yī)學(xué)治療提供顱腦溫度實時監(jiān)測信息。而目前已存在的顱腦無損測溫方式,無論是在安全可靠性上還是經(jīng)濟便攜性上都存在著很多問題。利用近紅外光譜測量生物組織光學(xué)參數(shù)的相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟可靠,應(yīng)用廣泛,用于檢測人體最重要的器官-顱腦也更加安全。本文的主要研究目標是無損測量出顱腦組織溫度,在具體實驗過程中使用與顱腦光學(xué)性質(zhì)相似的溶液模型進行重復(fù)性測量。另外,由于顱腦中水的比例高達85%～90%,而純水在波長740,840和970nm處的吸收波峰值會因溫度的升高而產(chǎn)生規(guī)律性的增大和藍移現(xiàn)象,所以選擇純水作為基礎(chǔ)研究對象。本文選擇600nm-1050nm作為研究波段,作為常用的生物組織頻譜窗口,它對顱腦組織同樣具有高穿透性。在設(shè)計和調(diào)整良好的光譜測量系統(tǒng)和溫度測控系統(tǒng)上進行實驗,測量出溫度變化對純水近紅外吸收譜的影響,然后把溫度精度0.5℃,范圍27～44℃的175個純水樣本點分成校正集和預(yù)測集,利用PCR方法建立校正集與溫度之間的多元線性校正模型之后,用SEC和相關(guān)系數(shù)驗證了模型的有效性,SEP和相關(guān)系數(shù)驗證了模型對預(yù)測集樣本的預(yù)測能力,并在最后分析了不同主成分個數(shù)對校正模型的影響。研究最后配制了三種與顱腦光學(xué)性質(zhì)類似的液態(tài)模型,在溫度精度0.5℃,范圍27～37℃的條件下,用與純水實驗類似的裝置對三種溶液分別進行了光譜采集,然后通過SDS算法和水-溫校正模型來預(yù)測出液態(tài)模型的溫度,最后通過分析預(yù)測溫度的精度及比較預(yù)測溫度與測量溫度的相關(guān)性對實驗結(jié)果和校正模型進行了評價。研究結(jié)果表明,利用水的近紅外吸收光譜對溫度的敏感性,我們可以有效的預(yù)測出液態(tài)模型的溫度,保證了預(yù)測誤差小于1℃,證明了近紅外光譜法無損預(yù)測顱腦組織溫度的可行性,使得它在溫度精度要求不高的諸如顱腦亞低溫治療等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：顱腦溫度 無損預(yù)測 近紅外光譜 多元回歸分析 顱腦液態(tài)模型
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R741.044;TP274
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-21
• 1.1 人體器官溫度研究的重要意義11-12
• 1.2 顱腦溫度無損檢測方法12-15
• 1.2.1 鼓膜溫度測量法12-13
• 1.2.2 微波輻射溫度測量法13-14
• 1.2.3 核磁共振溫度測量法14
• 1.2.4 超聲波溫度測量法14-15
• 1.2.5 熱補償溫度測量法15
• 1.3 近紅外光譜無損溫度檢測15-18
• 1.3.1 近紅外光譜技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用16
• 1.3.2 近紅外光譜的穿透能力16-17
• 1.3.3 近紅外光譜的溫度檢測原理17-18
• 1.3.4 近紅外光譜的溫度檢測特點18
• 1.4 本文的主要研究方向18-19
• 1.5 本文的主要內(nèi)容19
• 1.6 本文的章節(jié)安排19-21
• 2 生物組織的光學(xué)參數(shù)及測量原理21-32
• 2.1 生物組織的光學(xué)參數(shù)21-26
• 2.1.1 吸收系數(shù)21-23
• 2.1.2 散射系數(shù)23
• 2.1.3 各向異性因子23-25
• 2.1.4 折射率25-26
• 2.2 生物組織中的主要近紅外發(fā)色基團26-28
• 2.2.1 水26-27
• 2.2.2 血紅蛋白27-28
• 2.2.3 脂類及其他基團28
• 2.3 生物組織中光傳輸特性及其測量技術(shù)28-31
• 2.3.1 混濁介質(zhì)下的光傳導(dǎo)模型和光擴散傳導(dǎo)的近似理論28-29
• 2.3.2 生物組織光譜測量技術(shù)29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 針對純水的近紅外溫度測量方法32-55
• 3.1 針對純水的近紅外溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計32-36
• 3.1.1 實驗材料32
• 3.1.2 實驗系統(tǒng)組成32-36
• 3.2 實驗系統(tǒng)的調(diào)整36-41
• 3.2.1 光譜測量系統(tǒng)的調(diào)整36-37
• 3.2.2 溫度測控系統(tǒng)的調(diào)整37-41
• 3.3 近紅外純水溫度測量模型的建立41-54
• 3.3.1 針對不同溫度媒質(zhì)近紅外光譜的測量方法41-44
• 3.3.2 針對不同溫度媒質(zhì)的近紅外吸收譜的裝置要求44-45
• 3.3.3 建立近紅外光譜與溫度的回歸模型45-46
• 3.3.4 近紅外純水的吸收譜與溫度關(guān)系的標定46-54
• 3.4 本章小結(jié)54-55
• 4 針對顱腦液態(tài)模型的近紅外溫度測量方法55-69
• 4.1 針對顱腦液態(tài)模型的近紅外溫度測量系統(tǒng)的設(shè)計55-56
• 4.1.1 實驗材料55
• 4.1.2 實驗系統(tǒng)組成和調(diào)整55-56
• 4.2 針對不同溫度生理鹽水的近紅外吸收譜的檢測56-60
• 4.3 針對不同溫度血紅蛋白溶液的近紅外吸收譜的檢測60-65
• 4.4 針對不同溫度全血溶液的近紅外吸收譜的檢測65-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 5 結(jié)論69-71
• 5.1 總結(jié)69
• 5.2 展望69-71
• 參考文獻71-74

【參考文獻】

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1 蔡天凈;唐瀚;;Savitzky-Golay平滑濾波器的最小二乘擬合原理綜述[J];數(shù)字通信;2011年01期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 戴麗娟;腦組織參數(shù)近紅外實時在位微創(chuàng)測量技術(shù)及其應(yīng)用研究[D];南京航空航天大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：近紅外光譜法的腦組織溫度無損檢測方法，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：317667