汽車駕駛員血液酒精含量的近紅外光譜法無(wú)損檢測(cè).pdf

1、在世界各國(guó)交通事故的法醫(yī)學(xué)調(diào)查中,酒后駕駛是導(dǎo)致交通事故發(fā)生的重要原因,醉酒駕駛的檢測(cè)與預(yù)防越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。目前,較為成熟的酒精檢測(cè)方式為呼氣式酒精檢測(cè)和抽血檢驗(yàn),由于抽血檢驗(yàn)屬于有創(chuàng)傷的檢測(cè)方法,呼氣法檢測(cè)又存在檢測(cè)精度的問(wèn)題,而近紅外光譜法作為一種快速、準(zhǔn)確、無(wú)損的檢測(cè)方式,與現(xiàn)有的技術(shù)相比,有不可替代的優(yōu)勢(shì)。近紅外光譜法已經(jīng)被廣泛的用來(lái)檢測(cè)人體內(nèi)的物質(zhì),如葡萄糖、血氧等含量的檢測(cè),可以說(shuō)該技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入到了成熟發(fā)展階段,但

2、是國(guó)內(nèi)外尚未有近紅外光譜法檢測(cè)駕駛員血液中酒精含量的相關(guān)報(bào)道。 本文的目的是實(shí)現(xiàn)駕駛員體內(nèi)酒精含量的近紅外光譜法無(wú)損檢測(cè),利用小波分析與偏最小二乘法對(duì)人體內(nèi)酒精的近紅外漫反射光譜進(jìn)行了分析與研究,并在此基礎(chǔ)上分析血液酒精在人體內(nèi)隨時(shí)間衰減以及吸收的規(guī)律,建立了偏最小二乘法檢測(cè)人體內(nèi)酒精含量的定量模型,并對(duì)所建立模型的預(yù)測(cè)精度及穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)。 人體內(nèi)酒精近紅外光譜信號(hào)含有較強(qiáng)的噪聲,特別是直接在人體皮膚表面采集的信號(hào),噪聲干擾十分強(qiáng)烈,

3、不能直接用于建立模型,本文采用采用小波變換對(duì)酒精近紅外光光譜進(jìn)行預(yù)處理。本文比較了軟閾值和硬閾值條件下,缺省去噪方法、Birge-Massart去噪方法和最大最小值去噪方法對(duì)體外、體內(nèi)酒精近紅外漫反射光譜去噪效果優(yōu)劣,根據(jù)不同方法的信噪比與均方根誤差對(duì)去噪結(jié)果的好壞進(jìn)行評(píng)價(jià)。選擇了硬閾值條件下,：natlab缺省去噪方法,對(duì)所得光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行了去噪處理,可獲得最佳的去噪結(jié)果,并確定了酒精的特征光譜波長(zhǎng)范圍在2200nm到2400nm。 根

4、據(jù)小波分析等預(yù)處理之后的光譜數(shù)據(jù),采用了偏最小二乘法建立定量校正模型,留一交叉驗(yàn)證法確定最佳主成分?jǐn)?shù)。采用相關(guān)系數(shù)(R)、均方根誤差(RMSEC)作為校正模型的評(píng)價(jià)參數(shù),未知樣本的預(yù)測(cè)結(jié)果采用預(yù)測(cè)均方差(RMSEP)及平均相對(duì)誤差(MREP)進(jìn)行評(píng)價(jià),并對(duì)模型的重復(fù)性進(jìn)行驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了對(duì)未知酒精濃度的檢測(cè)。 最后,針對(duì)不同人群、不同飲酒量、個(gè)體差異作了細(xì)致的分類,并分別研究不同條件下的代謝規(guī)律。研究表明,酒精在血液中的代謝大致呈現(xiàn)一個(gè)先增