基于可見近紅外光譜的非接觸血液種屬鑒別的研究

本研究應用了400-1000nm的高光譜相機，可采用杭州彩譜科技有限公司產品FS13進行相關研究。光譜范圍在400-1000nm，波長分辨率優于2.5nm，可達1200個光譜通道。采集速度全譜段可達128FPS，波段選擇后最高3300Hz（支持多區域波段選擇）

人與動物血液的非接觸式鑒別在醫學生物學研究、國家衛生技術監督、海關進出口樣品檢測等諸多領域都有重大意義，對保障國家安全以及人民的生命安全至關重要。目前采用的方法對血液有所損耗，且為開放式檢測，容易對血液樣品造成污染，破壞樣品，因此亟需非接觸快速識別方法。鑒于分子吸收光譜法能夠實現準確、快速、穩定、無損測量，在非接觸血液種屬鑒別的應用中有很好的發展前景。但是，血液的非接觸檢測面臨著檢測信號微弱，樣品池差異等多方面的問題。而且光譜法在檢測和分析的過程中容易受到其他很多外界因素的影響，加之血液本身的性質變化對光譜檢測產生很多不確定的影響。本論文首次采用光譜法結合化學計量學方法實現了血液種屬的非接觸式鑒別，并從信息獲取，數據處理，校正模型算法和減小環境和自身性質變化的影響等關鍵環節系統的進行了理論和實驗研究來提高模型的預測能力，為光譜法在血液種屬的非接觸式鑒別的應用中奠定了堅實的基礎。

本文研究了反射光譜法進行人與動物全血種屬鑒別的可行性。本研究所用的血液樣品是由動物研究所和天津市人民醫院提供的，包括60個血液樣品和15個人血樣品。其中動物血液樣品包括獼猴血液樣品29例，大鼠血液樣品12例，豚鼠血液樣品17例，雞血液樣品1例，豬血液樣品1例。首先采用的是侵入式測量的方法，使用反射式光纖使光纖直接接觸血液樣品采集其反射光譜。采用PLSDA 建立人與對動物血液判別的校正模型。結果表明無論是對模型內種屬的血液樣品還是對模型外種屬的血液樣品，其判別效果都非常好。本文首次采用吸收光譜法成功實現了人與動物血液判別。本課題采用真空采血管作為樣品池對血液樣品進行了非接觸測量。同樣采用反射光譜結合PLSDA方法，實現了人與動物的非接觸血液判別。本章節還研究了兩種不同的材質的真空采血管對判別分析的影響。結果表明可以通過廣義漫反射率減少真空采血管的材質對可見-近紅外漫反射光譜法人與動物血液種屬判別的影響。