基于光谱法舌诊的疾病快速筛查

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舌诊作为中医望诊的一部分,对于诊断疾病起着非常重要的作用。随着科学技术的发展,舌诊客观化受到越来越多的关注,然而近几十年来进展较小,主要原因是现有舌诊客观化方法以舌色和纹理为主要研究内容,然而同色异谱现象说明了三原色来表征舌体生理病理信息存在严重的不足,所以,要真正实现中医舌诊的客观化,本文认为:既要以中医基本特征——系统、辨证为基础,又要从现代科学的研究方法出发,挖掘舌体的更多信息。光谱法以其快速、简便、无创的优点在生物医学领域得到了广泛的应用,基于此,本研究将光谱和高光谱技术运用到舌诊疾病快速筛查中来,与单纯的提取舌色相比,光谱法能更全面的反映人舌体所携带的生理和病理信息,在中医舌诊客观化研究的方法论上向前迈进了一步。本文的主要研究内容包括:1.突破现有舌诊客观化研究简单、机械模仿中医感官诊断的惯性,在中医系统、辨证的基础上,首次将光谱法结合数据挖掘和黑箱理论运用到舌诊疾病的快速筛查中来,通过对采集来的样本进行数据建模和预测,验证了光谱法用于舌诊疾病快速筛查的可行性,同时也说明该方法有可能为临床提供一种简便、快速的疾病筛查手段。2.同时采集同一被测舌体信息的可见、近红外两个波段光谱信息来探究不同波段的选取对于建模效果的影响。对现有数据进行建模分析发现,与可见光波段相比,近红外波段用来建立疾病快速筛查模型可以得到更高的预测准确度。3.为了解决光谱采集受环境光干扰严重的问题,本研究首次将光调制技术用于提高光谱法舌诊测量的信噪比。系统采用调制盘对参考光信号强度进行调制,并进行了模拟实验,实验结果表明光谱法舌诊研究中运用光调制技术可以很好的抑制环境杂散光的干扰,为高信噪比舌诊光谱数据采集提供了一种新途径。4.为了获取更多舌体信息,将高光谱技术用到舌诊的研究中来,鉴于现有高光谱仪价格昂贵,本文提出了一种基于X-Y振镜扫描式舌诊高光谱采集系统。通过进行模拟实验,验证了该系统可以同时得到被测对象的高光谱图谱信息,而且对于被测对象表面信息能够较准确的进行测定,该X-Y振镜扫描式高光谱采集系统可以用于舌体高光谱信息的采集,为舌体信息获取提供了一种新途径。
摘要第3-4页
ABSTRACT第4-5页
第一章 绪论第9-18页
    1.1 研究背景第9-13页
        1.1.1 医疗模式的转变第9-10页
        1.1.2 中医需要发展第10-13页
    1.2 舌诊研究现状第13-16页
        1.2.1 与物理方法相结合的舌诊研究第13-14页
        1.2.2 与计算机图像处理技术相结合的舌诊研究第14-15页
        1.2.3 与光谱技术相结合的舌诊研究第15页
        1.2.4 现有研究存在的问题第15-16页
    1.3 本文的研究目的和主要研究内容第16-18页
第二章 基于光谱法的舌诊研究第18-27页
    2.1 光谱检测技术第18-22页
        2.1.1 光与生物组织体的相互作用第18-19页
        2.1.2 近红外光谱检测技术第19-20页
        2.1.3 光谱法在生物医学中的应用第20-22页
    2.2 基于光谱法舌诊客观化第22-25页
        2.2.1 舌诊理论第22-24页
        2.2.2 光谱法用于舌诊客观化研究的可行性第24-25页
    2.3 小结第25-27页
第三章 舌体光谱采集装置及方法研究第27-59页
    3.1 引言第27页
    3.2 基于可见——近红外光谱仪的舌体单点光谱采集装置第27-33页
        3.2.1 装置连接第27-28页
        3.2.2 调制光谱第28-33页
    3.3 基于X-Y 振镜扫描的高光谱信息采集系统第33-45页
        3.3.3 硬件设计第33-35页
        3.3.4 软件设计第35-42页
        3.3.5 测试结果第42-45页
    3.4 舌体数据处理方法研究第45-57页
        3.4.1 数据挖掘第45-46页
        3.4.2 数据预处理第46-49页
        3.4.3 主成分分析第49-51页
        3.4.4 人工神经网络第51-54页
        3.4.5 偏最小二乘法第54-57页
        3.4.6 间隔偏最小二乘法第57页
    3.5 小结第57-59页
第四章 基于光谱法舌诊肝病快速筛查第59-70页
    4.1 引言第59页
    4.2 脂肪肝患者和健康人比较第59-63页
        4.2.1 实验装置第59-60页
        4.2.2 数据采集第60页
        4.2.3 数据预处理第60-62页
        4.2.4 数据建模第62页
        4.2.5 实验结果与分析第62-63页
    4.3 脂肪肝患者和非脂肪肝患者比较第63-69页
        4.3.1 实验装置第63-64页
        4.3.2 数据采集第64页
        4.3.3 数据预处理第64页
        4.3.4 数据建模第64页
        4.3.5 实验结果与分析第64-69页
    4.4 小结第69-70页
第五章 基于光谱法舌诊的高粘血症快速筛查第70-80页
    5.1 引言第70页
    5.2 高粘血症组和健康者组比较第70-76页
        5.2.1 实验装置第70-71页
        5.2.2 数据采集第71-72页
        5.2.3 数据预处理第72页
        5.2.4 数据建模第72页
        5.2.5 实验结果与分析第72-76页
    5.3 全血粘度值定量分析第76-79页
        5.3.1 建立预测模型第76-78页
        5.3.2 模型验证第78-79页
    5.4 小结第79-80页
第六章 基于光谱法舌诊的冠心病快速筛查第80-87页
    6.1 引言第80页
    6.2 实验装置第80页
    6.3 数据采集第80-81页
    6.4 数据预处理第81页
    6.5 数据建模第81页
    6.6 实验结果与分析第81-86页
    6.7 小结第86-87页
第七章 可见——近红外反射光谱用于多病种快速筛查第87-97页
    7.1 引言第87页
    7.2 实验装置第87页
    7.3 数据采集第87-88页
    7.4 数据预处理第88页
    7.5 数据建模第88页
    7.6 实验结果与分析第88-95页
    7.7 小结第95-97页
第八章 总结与展望第97-101页
    8.1 论文完成的主要工作第97-99页
    8.2 论文研究的创新点第99页
    8.3 研究工作展望第99-101页
参考文献第101-111页
发表论文和参加科研情况说明第111-113页
致谢第113页
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