天津市应用基础与前沿技术研究计划(11JCZDJC17100)
- 作品数：24 被引量：77H指数：6
- 相关作者：李刚林凌张宝菊李哲王慧泉更多>>
- 相关机构：天津大学天津师范大学河北工业大学更多>>
- 发文基金：天津市应用基础与前沿技术研究计划国家自然科学基金科技型中小企业技术创新基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程医药卫生自动化与计算机技术更多>>
- 可见光光谱用于表寒里热证舌诊的快速分类被引量：6
- 2012年
- 目的:提出一种应用光谱法来反映舌部信息的方法,最终达到将中医证型客观化的目的。方法:使用光谱仪采集舌部的光谱数据,再通过偏最小二乘和支持向量机的方法,找出光谱数据与中医证型之间的联系,从而实现中医证型客观化。结果:实验用可见光光谱,对采集到的53例表寒里热证患者、37例健康人作分析,分别使用支持向量机和偏最小二乘的方法对数据进行分类和预测,两种方法都可以100%正确地将两类数据区分开,但从预测精度上来讲,支持向量机的预测误差平方均值为0.07734,要优于偏最小二乘的0.13539,所以支持向量机的方法用于可见光光谱的分类要更优一些。结论:提出了中医舌诊的客观化的一种全新研究思路,并为进行中医症候的分类打下基础。
- 林凌李哲张晶赵静熊慧李刚贾萍孙景瑞
- 关键词：光谱学舌诊偏最小二乘法支持向量机中医症候
- 分布式多位置散射光谱法对被测组织内部信息的初步研究被引量：1
- 2014年
- 分布式多位置散射光谱法从光子在组织中传播的"香蕉"路径这一理论出发,对测量组织的内部信息进行分析,有效消除了浅表组织对内部信息测量的干扰。设计了一种半透膜——牛奶双层结构仿体实验,以40组不同浓度的牛奶溶液代表需要被测的组织内部成分,牛奶上方盖以1至5层不同厚度的半透膜代表略有差异的浅表组织厚度干扰信息。通过贴合半透膜对该仿体采集分布式两点位置散射光谱数据样本200例,并以其中一单点位置的光谱数据为对照,均按3:1的比例用BP神经网络的方法分别对下层牛奶溶液的浓度进行建模和预测。实验结果显示单一位置散射光谱和两点位置散射光谱均达到90%以上的训练拟合率和预测精度,且两点位置散射光谱的预测精度更高,达到98.41%。证明了运用光子传播路径的散射光谱法可实现对底层牛奶溶液浓度的有效预测,消除浅表组织对于测量内部组织成分的影响,且将多点位置考虑到建模过程中可进一步提高预测精度。从而验证了该方法对于在不破坏组织完整性的前提下对组织表层以下内部某种成分或物质浓度进行分析的可行性。
- 王丽云李刚李哲林凌毕平
- 关键词：散射光谱BP神经网络
- 一种测量动脉血氧饱和度的新方法被引量：4
- 2016年
- 在传统的血氧饱和度测量方法中,首先计算对数光电容积脉搏波交、真流成分的比值(R值),然后通过实验建立血氧饱和度值与R值的线性回归模型,旨在消除光程的影响,将个体差异的影响降至最小化,是一种基于Lambert-Beer定律的降维处理。当考虑散射时,这种以交、直流成分的比值作为自变量的降维处理方式损失了信息量,引入了系统误差,限制了测量的精度。为了减小这种影响,从透射光电脉搏波所含信息量的角度,提出了使用双波长对数光电容积脉搏波的峰值和谷值作为自变量与血氧饱和度值建立线性回归模型的新方法。从23名健康志愿者中获得133例光电脉搏波及血氧饱和度参考值样本,从中随机抽取90例作为建模集,另外43例作为预测集,对比了新方法和R值法的建模和预测结果。随机抽取建模集并预测10次,新方法和R值法的平均预测相关系数分别为0.890 6和0.846 8,平均预测均方根误差分别为0.889 6%和1.037 3%,结果表明新方法的预测效果优于传统R值法,使用四个特征量建立血氧饱和度预测模型,能够提高测量的稳定性和精度,对基于有限波长光谱数据建模测量人体血液生理参数有指导意义。
- 李刚包磊周梅林凌刘蕊赵春杰
- 关键词：血氧饱和度偏最小二乘无创测量
- 基于过采样的多种生物信息同步数据采集电路被引量：1
- 2011年
- 提出一种新型的生物电放大器,巧妙地利用成形信号,不仅提高了过采样性能,还实现了多种生物医学信息的检测;文章以心电信号为例,同步检测了呼吸和导联脱落信号。实验表明该电路不仅能够满足人体生物医学信号动态监测的要求,还具有工艺性好、免调试、对器件性能要求低等一系列优点。该电路不仅可以用于生物电信号的检测,也可用于各种微弱信号的检测。
- 林凌刘近贞张昊周梅李刚
- 关键词：过采样
- 光谱仪器信噪比与建模波长数对光谱分析精度的影响被引量：4
- 2012年
- 为了研究光谱建模分析中光谱仪器噪声和参与建模的波长数两个因素与定量分析精度之间的关系,针对不同信噪比对模型精度的影响、参与建模的波长数与分析精度的关系、不同信噪比波段中多波长参与建模对分析精度的影响三个方面进行了理想样本建模分析。实验结果表明:光谱测量仪器的噪声水平直接影响建模分析误差,而使用多波长尤其是信噪比较好的波段的光谱参与线性建模,近似满足波长数每增加4倍,分析精度提高2倍的关系,能够在一定程度上弥补信噪比的不足。研究为在光谱分析中充分利用和提高光谱仪器信噪比、合理选择参与建模波长数及波段,从而提高光谱定量分析精度提供了实验基础和理论指导。
- 李刚赵喆王慧泉林凌吴晓荣张宝菊
- 关键词：信噪比偏最小二乘
- 提高DS法无创血液成分检测信噪比的方法与分析被引量：2
- 2012年
- 为了提高血液成分无创检测精度,增加预测模型稳定性,对基于动态光谱(dynamic spectrum,DS)的血液成分无创检测仪器和预处理方法进行了定量信噪比分析与实验验证。在DS数据提取时加入boxcar积分器、降低波长分辨率、均衡DS信噪比和剔除粗大误差等预处理方法,使得各个波段上的DS数据信噪比得以均衡,提高了DS的总体信噪比。利用DS数据采集平台对两名志愿者连续多次测试,同一个体的DS数据相关度分别从0.934和0.953分布提高到了0.991和0.987,而不同个体间DS数据相关度与同一个体DS数据相关度差距也显著增加,结果表明这些方法可以提高DS数据信噪比。无创血液成分检测信噪比定量分析可有效指导预处理方法的选择,为无创血液成分检测的临床应用创造了条件。
- 李刚王慧泉赵喆林凌张宝菊吴晓荣
- 关键词：血液成分信噪比
- EMD算法在动态光谱无创测量血红蛋白浓度中的应用被引量：7
- 2014年
- 将经验模态分解（EMD）算法结合动态光谱理论中的频域提取算法用于血红蛋白浓度的无创测量。在体采集57例光电容积脉搏波，选取636．98～1086．86 nm范围内的光谱数据进行分析。首先通过EMD方法分别对各个样本每个波长的光电容积脉搏波进行去噪预处理，再利用离散傅里叶变换提取脉搏波的峰峰值构成动态光谱，最后运用偏最小二乘方法对各样本的动态光谱和血红蛋白浓度建立模型。与未经EMD处理的数据建模结果相比，EMD处理后，血红蛋白浓度预测集的相关系数从0．8798提高到0．9176，预测集均方根误差从6．6759 g＆#183;L-1减小到5．3001 g＆#183;L-1，相对误差从8．45％减小到6．71％，建模精度有了较大的提高。结果表明，采取经验模态分解的算法进行光电采集数据的去噪预处理可以提高光谱数据的信噪比，进而可以提高血液成分无创测量的准确性。
- 林凌李威周梅曾锐利李刚张宝菊
- 关键词：经验模态分解近红外血红蛋白浓度无创测量
- 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被引量：5
- 2012年
- 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素,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。
- 李家星林凌李哲李刚宋维
- 关键词：近红外反射光谱血清蛋白无创测量支持向量机
- 血清胆红素的近红外光谱无创检测被引量：4
- 2013年
- 血清胆红素的无创检测在疾病的预防、早期诊断与后期治疗等阶段都具有极其重要的作用。本研究提出了一种基于近红外光谱技术的无创血清胆红素新方法。通过采集舌尖的近红外反射光谱并运用偏最小二乘法对采集到的光谱数据进行建模,从而实现对血清胆红素的快速无创检测。将采集到的全部57例样本按照4:1的比例分训练集和预测集,分别建立总胆红素(TBIL)、直接胆红素(DBIL)和间接胆红素(IBIL)的偏最小二乘回归模型。3个模型的相关系数分别为0.9922,0.9947和0.9486,预测均方根误差(RMSEP)分别为6.13,4.61和4.05!mol/L。结果表明:舌尖近红外反射光谱结合偏最小二乘法可用于血清胆红素含量的无创检测,并且为其它血液成分的无创检测开辟了新路径。
- 李刚李哲王蒙军林凌张宝菊
- 关键词：血清胆红素近红外光谱偏最小二乘
- 复杂混合溶液成分高光谱分析的可行性被引量：1
- 2012年
- 采用高光谱技术对复杂混合溶液进行检测分析,同时利用被测物质的吸光度和散射特性信息以提高光谱的信噪比。实验设计了高光谱采集装置,采集生物组织模拟液(Intralipid-10%)的漫反射高光谱图像,并用Monte Carlo方法和漫射近似理论对其进行了正向和反向推导,获得了632nm波长下,Intralipid-10%吸收系数为0.002 0cm-1,与标准参数相对误差为11.1%;约化散射系数为63.35cm-1,与标准参数相对误差为6.49%,基本符合标准参数的误差范围,验证了该高光谱检测系统的准确性。还利用该高光谱系统对不同厂家出品的牛奶、果汁等样本进行了高光谱采集,得到不同样本间差异较传统二维光谱更为明显的结果,充分证明了高光谱方法在复杂混合溶液成分分析中具有很强的可行性。
- 李刚熊婵林凌佟颖张宝菊
- 关键词：MONTE
