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桂林电子科技大学Li, Shiyong、梁永波等最新成果:基于四波长光体积描记法的无创血红蛋白测量系统研究

论论资讯 | 2023-03-01 3热度

Electronics (Switzerland)

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Research on a Non-Invasive Hemoglobin Measurement System Based on Four-Wavelength Photoplethysmography

Chen Z.; Qin H.; Ge W.; Li S.; Liang Y.

Published:2023-03-01
DOI:10.3390/electronics12061346

研究背景

血红蛋白是人体血液中的重要参数,它能够反映人体的健康状况。目前,传统的血红蛋白检测方法需要采集血液样本,不仅痛苦不便,而且存在交叉感染的风险。因此,研究一种无创的血红蛋白测量方法变得尤为重要。

研究内容

本文提出了一种基于四波长光电容积脉搏图(PPG)信号特征参数和机器学习相结合的无创血红蛋白浓度测量方法。研究采用DCM08传感器和NRF52840芯片构建数据采集系统,收集了58个人的指尖光电容积脉搏波信号。通过构建和提取160个四波长PPG信号特征参数,结合三种特征选择方法:reliefF、卡方检验和信息增益,筛选出前10、20和30个特征作为输入,评估不同特征集对血红蛋白预测性能的影响。预测模型采用了XGBoost、支持向量机和逻辑回归。结果表明,使用卡方检验筛选出的30个特征集,结合XGBoost模型,能够有效地实现血红蛋白的无创检测,决定系数为0.997,均方根误差为0.762 g/L,平均绝对误差为0.325 g/L。

研究意义

本文采用了一种新的无创血红蛋白测量方法,使用四波长PPG信号特征参数和机器学习相结合,实现了对血红蛋白的准确检测。该方法不仅无需采集血液样本,而且具有高精度和高效率的特点,可以为临床实践提供一种新的测量方法。此外,本文还采用了多种特征选择和预测模型方法,为相关领域的研究提供了新的思路和方法。

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