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血液成分无创检测对改进现代检验医学和提高人民生活质量有着重要意义。近红外透射光谱法作为最有可能实现血液成分无创检测的技术手段之一,已得到国内外研究者的高度重视。基于近红外光电容积脉搏分析的动态光谱法,可提取出脉动动脉血液层的吸光度信息,并有效地克服被测者的个体差异和检测环境对在体血液成分无创检测的影响。本研究对动态光谱法血液成分无创检测技术中的多个关键技术进行了深入研究,提高了检测精度并推动了本技术的临床应用论文的主要研究内容包括:(1)从理论和实验上初步验证了动态光谱法的可行性,系统地定量分析了时域和频域多种动态光谱提取方法的信噪比,并比较了不同干扰源下各种方法的提取精度,提出提取方法“性能三角”用于动态光谱提取方法整体性能评估。(2)提出动态光谱数据质量评价标准——有效波长数。此参数可以有效的预判采集样本的数据质量,合理选择建模样本数据,提高模型的稳定性和预测的准确性。临床数据实验表明,运用有效波长数对数据进行预选后,血红蛋白、血糖和总胆固醇的无创检测平均相对误差分别从13.8%、15.8%、5.4%降低到6.5%、6.5%、2.1%。(3)运用Boxcar滤波器、小波变换滤波和经验模态分解滤波等软件算法分别对原始光谱数据和对数脉搏波数据进行预处理,抑制了信号中的各种噪声干扰对动态光谱提取的影响,改善了数据质量;运用光源补偿和合并波长等优化方法,拓展了动态光谱的有效波长数,增强了动态光谱信噪比。(4)基于Visual Basic语言搭建了便携式动态光谱临床采集系统,实现了光谱采集、动态光谱提取和数据分析等功能,提高了动态光谱临床采集的稳定性。通过临床数据采集,建立了血红蛋白、血糖和总胆固醇浓度与动态光谱数据间的定量分析校正模型,血液成分的浓度预测结果均达到或接近临床应用需求。本研究从理论和实验上论证了动态光谱法运用于血液成分无创检测的可行性,通过对本技术关键环节的研究和优化增强了动态光谱信噪比并提高了动态光谱法无创血液成分检测的精度。临床实验取得令人满意的结果,更进一步验证了本研究的有效性。本研究为动态光谱法血液成分无创检测技术的发展和更多血液成分无创检测的实现奠定了基础,并对后续研究有一定指导意义。