基于近红外光谱分析的脊髓损伤后神经细胞活性检测与定位方法研究

发布时间：2017-12-19 12:05

  本文关键词：基于近红外光谱分析的脊髓损伤后神经细胞活性检测与定位方法研究　出处：《西安邮电大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：交通事故、机械撞击、高空跌落等事故,可能会引起人体的脊髓损伤(Spinal Cord Injury,SCI),导致人体内神经信号的传输通道中断,将会引起局部肢体功能的损伤。在当今的医疗条件下,常规的仪器无法对受损的神经细胞进行检测和定位,致使医生对病人的情况无法准确的判断,极有可能会耽误病情,严重的话会导致患者终生瘫痪。近年来,近红外(Near-Infrared,NIR)光谱的研究和计算机仿真技术的结合推动了 NIR光谱无创检测物质方法的发展。同时,由于生物组织中的物质对NIR光的吸收和散射作用具有差异性,而NIR光对变异了的软组织具有较高的辨别能力,因此采用NIR光谱检测生物组织就可以得到关于组织的光学参数,进而建立光学参数和光谱数据之间的关系。所以,本文提出了基于NIR光谱分析SCI后神经细胞活性检测与定位的方法研究,本文分为三个部分:第一,为了将光谱数据运用到SCI后神经细胞的检测中,先去除光谱中包含的其他无关信息和噪声,本文将傅里叶变换降噪和小波降噪方法进行对比,通过对仿真图以及性能参数的分析发现小波降噪的方法对原始信号进行降噪处理的效果较好。讨论了小波函数dbN的不同阶数对原始信号的降噪处理,根据仿真图及性能参数对比的结果可知小波包db4函数的降噪效果最佳;第二,提出了一种检测SCI神经细胞的方法,在动物实验的基础上,首先通过聚类分析对神经细胞进行分类,然后根据偏最小二乘算法对分类的结果进行定量分析,最后得出每种物质的浓度都在减小或接近于零,并且脊髓损伤前后浓度之差为负值,说明神经细胞已经死亡;第三,提出了一种SCI后神经细胞定位的方法,通过蒙特卡罗方法建立人体脊髓的三维模型,模拟光子在人体组织中的传输,计算NIR光在人体组织中的衰减系数,根据衰减系数生成的二维分布图来分析SCI后神经细胞的位置。本文提出的基于NIR光谱分析SCI后神经细胞的活性检测和定位,为临床医学提供了一种无创检测神经细胞的方法,弥补了当前医学检测方法的不足。此外,本文的方法也可以应用于检测与分析癌症细胞,将有助于一些癌症的诊断。
【学位授予单位】：西安邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R651.2;O433.4

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本文编号：1307887