多位置散射光譜法對(duì)皮膚組織內(nèi)部信息的初步研究.pdf

1、研究目的:
　　為了消除皮膚淺表組織的干擾，實(shí)現(xiàn)光譜分析方法對(duì)皮膚組織內(nèi)部信息的高精度測(cè)量和分析，本研究設(shè)計(jì)并搭建了多位置散射光譜采集裝置，并對(duì)光譜測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了結(jié)合“M+N”理論的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析。通過(guò)仿體模型實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物組織離體實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證多位置散射光譜法對(duì)組織內(nèi)部成分進(jìn)行分析的可行性。
　　研究方法:
　　1.根據(jù)光在組織中所走路徑的“香蕉模型”理論，運(yùn)用單片機(jī)、LabVIEW軟件等對(duì)原有光譜采集系統(tǒng)的硬件和軟件系統(tǒng)進(jìn)

2、行改進(jìn)和優(yōu)化，采集系統(tǒng)包括調(diào)制光源系統(tǒng)、光纖、水平微位移平臺(tái)、光譜儀、PC機(jī)等組成部分，用于實(shí)現(xiàn)硬件系統(tǒng)的自動(dòng)控制。
　　2.構(gòu)造牛奶—半透膜仿體模型，對(duì)其進(jìn)行多位置散射光譜數(shù)據(jù)采集，并運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合“M+N”理論對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，并對(duì)底層牛奶溶液的濃度進(jìn)行預(yù)測(cè)。
　　3.設(shè)計(jì)動(dòng)物組織離體實(shí)驗(yàn)，給豬肉皮下脂肪層注入不同毫升數(shù)的水分，通過(guò)對(duì)豬肉表皮進(jìn)行多位置散射光譜數(shù)據(jù)采集，運(yùn)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合“M+N”理論對(duì)光譜

3、數(shù)據(jù)進(jìn)行建模分析，預(yù)測(cè)豬肉皮下脂肪層中水分含量。
　　研究結(jié)果:
　　1.實(shí)現(xiàn)了多位置散射光譜采集系統(tǒng)的自動(dòng)控制，系統(tǒng)穩(wěn)定性良好。調(diào)制光源系統(tǒng)減小了環(huán)境光和儀器暗電流等噪聲對(duì)測(cè)量過(guò)程產(chǎn)生的影響，提高了測(cè)量精度。
　　2.牛奶—半透膜雙層仿體實(shí)驗(yàn)中，對(duì)光譜數(shù)據(jù)分別進(jìn)行單點(diǎn)位置建模和多點(diǎn)位置建模對(duì)比，普通BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模和結(jié)合“M+N”理論的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模的對(duì)比，得出采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合“M+N”理論對(duì)多位置散射光譜數(shù)據(jù)

4、進(jìn)行分析時(shí)，下層牛奶溶液濃度的預(yù)測(cè)精度最高的結(jié)果。
　　3.動(dòng)物組織離體實(shí)驗(yàn)中，多位置散射光譜數(shù)據(jù)建模比單點(diǎn)位置建模的分析精度高，采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合“M+N”理論對(duì)多位置散射光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行建模，實(shí)現(xiàn)了豬肉注水含量的有效預(yù)測(cè)。
　　研究結(jié)論:
　　1.通過(guò)仿體組織實(shí)驗(yàn)和動(dòng)物組織離體實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了多位置散射光譜法可涵蓋更多的組織內(nèi)部信息，有效提高測(cè)量精度。
　　2.驗(yàn)證了“M+N”理論結(jié)合BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模方法比普通BP