多位置散射光谱法对皮肤组织内部信息的初步研究
发布时间：2017-03-30 15:03
本文关键词：多位置散射光谱法对皮肤组织内部信息的初步研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：研究目的 为了消除皮肤浅表组织的干扰,实现光谱分析方法对皮肤组织内部信息的高精度测量和分析,本研究设计并搭建了多位置散射光谱采集装置,并对光谱测量数据进行了结合“M+N”理论的BP神经网络分析。通过仿体模型实验和动物组织离体实验验证多位置散射光谱法对组织内部成分进行分析的可行性。 研究方法 1.根据光在组织中所走路径的“香蕉模型”理论,运用单片机、LabVIEW软件等对原有光谱采集系统的硬件和软件系统进行改进和优化,采集系统包括调制光源系统、光纤、水平微位移平台、光谱仪、PC机等组成部分,用于实现硬件系统的自动控制。 2.构造牛奶—半透膜仿体模型,对其进行多位置散射光谱数据采集,并运用BP神经网络结合“M+N”理论对大量数据进行建模分析,并对底层牛奶溶液的浓度进行预测。 3.设计动物组织离体实验,给猪肉皮下脂肪层注入不同毫升数的水分,通过对猪肉表皮进行多位置散射光谱数据采集,运用BP神经网络结合“M+N”理论对光谱数据进行建模分析,预测猪肉皮下脂肪层中水分含量。 研究结果 1.实现了多位置散射光谱采集系统的自动控制,系统稳定性良好。调制光源系统减小了环境光和仪器暗电流等噪声对测量过程产生的影响,提高了测量精度。 2.牛奶—半透膜双层仿体实验中,对光谱数据分别进行单点位置建模和多点位置建模对比,普通BP神经网络建模和结合“M+N”理论的BP神经网络建模的对比,得出采用BP神经网络结合“M+N”理论对多位置散射光谱数据进行分析时,下层牛奶溶液浓度的预测精度最高的结果。 3.动物组织离体实验中,多位置散射光谱数据建模比单点位置建模的分析精度高,采用BP神经网络结合“M+N”理论对多位置散射光谱数据进行建模,实现了猪肉注水含量的有效预测。 研究结论 1.通过仿体组织实验和动物组织离体实验,验证了多位置散射光谱法可涵盖更多的组织内部信息,有效提高测量精度。 2.验证了“M+N”理论结合BP神经网络建模方法比普通BP神经网络具有更高的分析精度。
【关键词】：多位置散射光谱 BP神经网络 仿体模型 离体组织
【学位授予单位】：天津医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O657.3;R751
【目录】：
- 中文摘要4-6
- Abstract6-10
- 前言10-14
- 1 研究背景10-11
- 2 研究目的11-12
- 3 研究内容12-14
- 一、多位置散射光谱采集系统设计14-25
- 1.1 微位移平台设计14-19
- 1.1.1 微位移平台机械结构简介14-15
- 1.1.2 单片机最小系统15-16
- 1.1.3 步进电机模块16-18
- 1.1.4 串口模块18-19
- 1.2 调制光源设计19-21
- 1.2.1 斩光调制的原理19
- 1.2.2 调制光源系统组成部分19-21
- 1.2.3 调制光源控制系统设计21
- 1.3 上位机采集系统设计21-25
- 1.3.1 虚拟仪器与LabVIEW22
- 1.3.2 整体程序设计22-25
- 二、光谱数据分析方法研究25-30
- 2.1 数据预处理25-26
- 2.1.1 调制法去噪25
- 2.1.2 主成分分析25-26
- 2.2 BP神经网络26-28
- 2.2.1 BP神经网络简介26-27
- 2.2.2 BP神经网络训练过程27-28
- 2.2.3 BP神经网络的特点28
- 2.3 光谱分析中“M+N”理论的应用28-30
- 三、多位置散射光谱法的牛奶—半透膜仿体实验30-41
- 3.1 牛奶—半透膜仿体模型的构造30-31
- 3.1.1 实验材料30
- 3.1.2 制备方法30-31
- 3.2 实验过程31-32
- 3.2.1 实验设备与仪器31-32
- 3.2.2 多位置散射光谱采集32
- 3.3 数据分析32-34
- 3.3.1 数据预处理32-33
- 3.3.2 基于“M+N”理论的数据分配33-34
- 3.3.3 网络训练34
- 3.4 实验结果34-41
- 3.4.1 上层半透膜厚度分类的实验结果34-37
- 3.4.2 下层牛奶溶液浓度预测的实验结果37-41
- 四、多位置散射光谱法的离体动物组织实验41-47
- 4.1 对象与方法41-42
- 4.1.1 实验对象41
- 4.1.2 实验系统41
- 4.1.3 实验方法41-42
- 4.2 数据分析42-43
- 4.2.1 调制光源去噪42
- 4.2.2 主成分分析42
- 4.2.3 基于“M+N”理论的数据分配42-43
- 4.2.4 网络训练43
- 4.3 实验结果43-47
- 4.3.1 猪肉注水含量光谱43-44
- 4.3.2 猪肉注水量预测的实验结果44-47
- 结论与讨论47-50
- 结论47-48
- 讨论48-50
- 参考文献50-53
- 发表论文和参加科研情况说明53-54
- 综述 皮肤组织光谱分析无创检测研究的现状与展望54-64
- 综述参考文献60-64
- 致谢64
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前6条
1 黄宝华;陈荣;曾海山;王月云;谢树森;;皮肤组织血液含量对皮肤光谱的影响[J];光谱学与光谱分析;2007年01期
2 赵友全;王亚利;范世福;张丽;顾瑛;;鲜红斑痣光谱测定系统与临床实验[J];光谱学与光谱分析;2007年06期
3 王琰;陈e，
本文编号：277390
本文链接：https://www.wllwen.com/yixuelunwen/pifb/277390.html
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