无创血液成分检测中基于VIP分析的波长筛选

摘要：

自变量筛选是定量光谱分析领域的研究热点，简便且高效的自变量筛选方法不但可以降低分析计算量，提高分析精度，同时还可以减轻对仪器光谱分辨能力的依赖，降低分析成本。波长筛选也是光谱法无创血液成分检测研究的重要环节。动态光谱理论为血液无创检测提供了极佳的思路，但长期局限于使用宽带光源和高分辨率的光谱仪器，分析中需要大量波长限制了动态光谱法的进一步发展。为了去除冗余信息，使检测走向低成本化和集成化，提出了基于变量投影重要性（variable importance in projection ，VIP）分析的波长筛选方法。通过分析PLS模型中各维自变量对因变量的解释能力，从而剔除重要性较低的变量保留解释能力强的波长。以232例受试者的临床实验数据为基础，以血红蛋白含量为分析对象，经投影重要性分析后将波长数由586降至64，波长筛选后血红蛋白预测模型的测试集平均相对误差（M REP ）为1.82％，使用了极少的波长便可得到满意的结果；结合Bootstrap方法对模型进行显著性检验后验证了波长变量的解释能力。首次指出了使用动态光谱法检测血红蛋白的敏感波长带。基于投影重要性分析的波长筛选迈出了动态光谱走向实用的重要一步，为实现低成本在线分析打下了基础，同时也为其他领域的光谱分析提供了重要的参考和新的思路。

关键词：波长筛选、动态光谱、变量投影重要性、无创血液成分检测、光电容积脉搏波

所属期刊栏目：36

分类号：O433.4(光学)

资助基金：国家自然科学基金项目30973964;重庆市自然科学基金项目CSTC2011JJA10113;天津市应用基础及前沿技术研究计划项目11JCZDJC17100

在线出版日期：2016-08-03（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1080-1084