论文部分内容阅读
人体血红蛋白浓度是一项重要的身体健康指标,尤其在身体健康状态评估及疾病预测等医学领域起着关键的作用。临床中主要采用有创检测,这种方法不能实现对血红蛋白浓度的实时监测,且患者体验效果差。而无创检测可以很好地解决以上的问题。本研究以丰富和完善无创血红蛋白浓度检测理论研究为目的,依据光电容积脉搏波技术和修正的朗伯比尔定律等相关理论,采用双波长反射式方法,设计能够实现血红蛋白浓度的无创、实时监测设备。本研究设计的硬件部分主要由STM32F407最小系统、PPG信号采集模块、TFTLCD显示模块、电源管理模块以及SD卡存储模块组成,其中PPG信号采集模块使用MAX30100传感器采集PPG信号。系统软件设计包括采用UCOS-III实时操作系统进行应用程序设计、利用STemWin进行图形界面设计、软件滤波、PPG信号特征参数提取。同时,利用该硬件设备完成93组实验样本数据采集,为之后的研究提供可靠的数据。针对血红蛋白检测模型方面的研究,首先,采用HHT自适应滤波算法对采集的原始PPG信号进行滤波处理,然后利用微分法,实现PPG特征参数提取,并使用RELIEFF和PCA算法,对提取的特征参数进行筛选。最后,将筛选出的特征参数作为输入,并将MISSION血红蛋白分析仪检测的血红蛋白浓度作为目标值,使用PLS构建血红蛋白检测模型。研究中,将62组实验样本数据作为训练集,31组实验样本数据作为校验集,测得的相关系数为0.88,均方差为0.44g/d L。为验证无创血红蛋白监测设备性能,在本研究中,对16名志愿者分别使用本研究设计的无创检测设备和微创MISSION血红蛋白分析仪进行血红蛋白检测,得到16组对比数据,对其进行分析,得到相关系数0.88,均方差1.58g/dL。实验结果表明,本研究建立的血红蛋白检测模型和血红蛋白检测设备在一定程度上能够准确地监测血红蛋白浓度,且具有良好的稳定性;对实现临床无创血红蛋白检测研究具有重要意义。