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oe1(光电查) - 科学论文

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  • 血管内光声-超声成像与近红外光谱-血管内超声对动脉脂质的定量比较研究

    摘要： 血管内光声-超声（IVPA-US）成像和近红外光谱-血管内超声（NIRS-IVUS）是两种检测动脉脂质的混合成像技术，需通过对比明确各自相对优势。我们对代谢综合征（MetS）和瘦型奥萨瓦猪的髂动脉进行体内及离体IVPA-US成像，以探究其对早期动脉粥样硬化的敏感性。随后通过离体NIRS-IVUS成像与IVPA-US及组织学结果进行对照。两种技术均显示MetS猪较瘦型猪脂质沉积显著增多，但仅IVPA-US能定位血管周围脂质分布。为研究晚期动脉粥样硬化，我们对人冠状动脉进行离体IVPA-US成像，并与NIRS-IVUS及组织学对照。共识别两处晚期纤维粥样斑块，IVPA测量的脂质面积与NIRS推导的脂质含量具有一致性。组织学证实，IVPA-US对脂质含量的检测敏感性与NIRS-IVUS相当，且提供额外深度分辨率，可量化并定位斑块内脂核。

    关键词： 猪，脂核斑块，近红外光谱，人类，血管内成像，光声成像，动脉粥样硬化，血管周围脂肪组织

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 利用近红外光谱测定渗透脱水木瓜的水分活度、总可溶性固形物及水分、蔗糖、葡萄糖和果糖含量

    摘要： 近红外光谱（NIRS）是一种快速分析方法，广泛应用于多种食品中主要成分的定量测定。本研究将NIRS与化学计量学算法——偏最小二乘回归（PLSR）相结合，建立了预测渗透脱水木瓜（ODP）品质的最优模型。共收集200个ODP样品，包括市售产品及实验室不同工艺制备的样品（蔗糖浓度分别为35oBrix、45oBrix、55oBrix和65oBrix，在40°C下处理6小时；随后在60°C下干燥2小时、4小时、6小时、8小时、10小时和12小时）。所有样品在品质测定和NIRS分析前被分为校正集（n=140）和验证集（n=60）。采用反射模式扫描800-2400 nm近红外光谱范围，并通过二阶导数法对光谱进行预处理。通过全波长PLSR及两种波长区间选择方法（移动窗口偏最小二乘回归MWPLSR和搜索组合移动窗口偏最小二乘回归SCMWPLSR）建立了适宜的预测模型。结果表明，SCMWPLSR的性能优于PLSR和MWPLSR。SCMWPLSR预测水分活度、水分含量、总可溶性固形物以及蔗糖、葡萄糖和果糖含量的均方根误差分别为0.014、0.69%（干基）、0.58oBrix、14.44 g/100 g样品、6.72 g/100 g样品和4.89 g/100 g样品，相关系数范围为0.981-0.994。

    关键词： 移动窗口偏最小二乘回归，搜索组合移动窗口偏最小二乘回归，近红外光谱，偏最小二乘回归，木瓜

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 近红外光谱法检测红曲霉固态发酵参数

    摘要： 该预测模型采用近红外光谱结合区间最小二乘支持向量机方法（siLS-SVM），对红曲霉固态发酵过程中水分含量和pH值变化进行构建。通过偏最小二乘回归（PLS）建立预测模型，并采用交叉验证的平均平方误差、绝对误差值和相对误差值综合评估模型性能。结果表明：基于siLS-SVM算法建立的LS-SVM模型对红曲霉固态发酵中水分含量和pH值变化具有优异的预测性和稳定性（平均相对误差分别为1.52%和1.55%），可用于精准定量预测。研究证实近红外光谱能快速无损测定麸皮基质红曲霉固态发酵过程中的水分与pH值，为优化麸皮基质红曲霉固态发酵工艺提供了新途径。

    关键词： 近红外光谱，预测模型，红曲霉，固态发酵

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 将近红外光谱与可穿戴血流动力学测量相结合，可提高心理压力的分类准确性

    摘要： 人机交互（HCI）技术及人类心理状态的自动分类受到多个行业的关注。本研究评估了监测人类前额叶皮质（PFC）氧合与心血管生理的传感模态融合技术，用于区分静息、心算和N-back记忆任务。我们设计了一款柔性头带，通过近红外光谱（NIRS）量化PFC氧合，并采用额头光电容积图（PPG）评估外周心血管活动。同时采集心电图（ECG）、心震图（SCG）等生理信号及头带测量数据。该系统经16名受试者执行系列心算与N-back记忆任务验证。提取的特征涉及心脏活动、外周交感神经活动、血管运动张力、脉搏波传播及氧合状态。采用留一受试者交叉验证法，运用机器学习技术对静息、心算和N-back三种状态进行分类，获得宏平均准确率85%、精确率84%、召回率83%及F1分数80%。基于个体的统计分析表明：相比单独使用NIRS传感，NIRS与外周心血管传感的融合显著提升了准确率、精确率、召回率和F1分数；且相比单独外周心血管传感，融合技术显著提高了精确率。本研究成果可为未来设计多模态可穿戴传感系统提供依据，应用于急性应激检测等心理状态分类场景。

    关键词： 可穿戴传感、心理压力分类、近红外光谱、传感器融合

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 利用可见光（VIS）/近红外（NIR）光谱（350nm-2500nm）进行组分定量的稀疏近红外优化方法（SNIRO）

    摘要： 可见光-近红外（VIS/NIR）光谱技术引领了高通量表型分析方法的革新，这些方法用于测定有机材料的化学和结构成分。当前最先进的分光光度计成像技术设备要么造价昂贵，要么体积过大而无法作为野外操作仪器使用。本研究开发了一种稀疏近红外优化方法（SNIRO），该方法通过线性回归选择预定数量的波长来实现对给定样本中分析物的定量检测。我们将计算复杂度和SNIRO的准确性，与Marten检验、前向选择检验以及LASSO方法进行对比，这些方法均应用于利用公开数据集测定玉米粉和肉类中的蛋白质含量以及柴油的辛烷值。此外，我们首次测定了绿藻Ulva sp.中的葡萄糖含量，这是海洋生物精炼的重要原料。SNIRO方法可作为设计分光光度计的第一步，该分光光度计能够扫描少量特定光谱区域，从而潜在地降低生产成本和扫描仪体积，并推动适用于复杂有机材料成分分析的野外操作设备的发展。

    关键词： 成像、可见光/近红外光谱、石莼属、化学计量学、多元分析、柴油辛烷值、海藻、稀疏线性回归

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于紫外-可见光谱、同步荧光光谱和近红外光谱数据融合及化学计量学分析的茶叶分类研究

    摘要： 研究了紫外-可见光谱（UV-Vis）、同步荧光光谱和近红外光谱（NIR）以及这些方法测量数据融合技术在茶叶生产工艺分类中的潜力。采用线性判别分析（LDA）、二次判别分析（QDA）、正则化判别分析（RDA）和支持向量机（SVM）四种分类方法分析光谱数据，通过主成分分析（PCA）降低数据维度后再进行分类。以分类错误率评估各方法对茶叶样品的分类性能。 结果表明：采用不同工艺生产的黑茶、绿茶、白茶、黄茶、黑茶（深发酵茶）和乌龙茶具有特征性的UV-Vis、荧光和NIR光谱。单独光谱及数据融合模型在校准集和验证集中，QDA与SVM方法获得的最低错误率分别不超过3.3%和0.0%。单独光谱验证集的最低分类错误率为：UV-Vis（RDA法12.8%）、同步荧光（SVM法6.7%）和NIR（QDA法2.7%），其中NIR结合QDA优于其他单一光谱方法。所有数据融合数据集（同步荧光+UV-Vis、同步荧光+NIR、NIR+UV-Vis结合SVM方法）在验证集中的分类错误率均低于3%。研究表明UV-Vis、荧光和近红外光谱具有互补性，可降低茶叶类型分类的错误率。

    关键词： 荧光光谱法、食品掺假、近红外光谱、茶叶分类、多元数据分析、数据融合、紫外 - 可见光谱法

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 假冒氟康唑胶囊的定性与定量分析：一种基于近红外光谱和化学计量学的无损检测方法

    摘要： 该研究的最终目标是提出一种无需破坏初级包装即可对聚氯乙烯（PVC）泡罩包装的硬胶囊药品进行鉴别的方法。通过以非侵入模式采集近红外光谱，并利用单类分类程序对测量数据进行分析来实现这一目标。研究第一部分证明：透过PVC泡罩和胶囊壳采集的近红外光谱确实携带药物本身的信息。首先通过目视检查样品光谱、干扰层及主要药用成分的光谱实现；其次构建了三个用于活性药物成分（API）定量分析的回归模型，证实了利用近红外光谱通过多个干扰层进行API校准与预测的可行性。为解决鉴别问题，采用数据驱动的软独立建模类比法对采集的近红外光谱进行处理，所建模型通过实验室配制的混合物进行验证，随后应用于真实假冒样品。研究以氟康唑胶囊为例演示了所提方法。

    关键词： 假药、无创测量、近红外光谱、氟康唑、化学计量学分析

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 可见-近红外光谱技术在评估平菇品质中的应用

    摘要： 双孢蘑菇是世界上栽培和消费最广泛的蘑菇之一，因其鲜嫩、营养丰富且风味独特而备受青睐。目前采收阶段的质量评估主要依靠训练有素的操作人员进行目视检查。该方法虽符合分销商对零售商的要求并能确保蘑菇极少受到物理损伤，但存在主观性强、无法为消费者保障最高品质标准等缺陷。本研究旨在测试可见/近红外（400-1000nm）反射光谱技术对双孢蘑菇质量参数的客观评估效果。共采集167份符合主流分销商采购标准的双孢蘑菇样本，在采样当日进行可见/近红外分析（紧接作为参照质量参数的理化检测：尺寸、硬度、可溶性固形物含量及含水量之前）。通过偏最小二乘回归法建立可见/近红外光谱与参照指标的关联预测模型。所建模型在含水量（预测相关系数r2=0.78）和硬度（预测相关系数r2=0.78）预测方面取得积极成果。这项探索性研究结果令人鼓舞，证实了可见/近红外光谱技术作为快速检测手段应用于双孢蘑菇的可行性：(i)可直接在企业监控生产流程；(ii)能标准化采收时机；(iii)可辅助分销商采购决策（目前仅依赖产品外观特征）。

    关键词： 质量、可见/近红外光谱、采收、反射率、蘑菇、分销渠道

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • [IEEE 2018年第37届中国控制会议(CCC) - 武汉(2018.7.25-2018.7.27)] 2018年第37届中国控制会议(CCC) - 基于SVM算法的煤源近红外光谱识别

    摘要： 引入近红外光谱技术，结合支持向量机（SVM）分析方法，对来自澳大利亚、加拿大、中国、印度尼西亚和俄罗斯的243个不同产地的煤样进行分析。利用主成分分析（PCA）预处理后的数据，采用六种不同核函数的支持向量机（线性SVM、二次SVM、三次SVM、精细高斯SVM、中等高斯SVM和粗糙高斯SVM）来判别煤样产地。通过比较发现，线性SVM在预测准确率方面表现最佳，而综合考虑准确率和训练时间，中等高斯SVM效果更优。结果表明，近红外光谱结合中等高斯SVM可作为预测煤样产地的优良无损检测方法，其准确率达到98.8%，有助于加强煤炭质量的监管。

    关键词： 主成分分析、K折交叉验证、支持向量机、近红外光谱

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 基于近红外光谱法实现吸收器试验台上氨/水组分"原位"测定的方法

    摘要： 本研究首次展示了在吸收器试验台上利用近红外（NIR）光谱实时测定氨/水混合物成分的测量结果。设计并构建了两个测量池：一个用于校准的静态池和一个用于吸收器试验台测量的动态池。氨的吸收谱带未受到溶液流速以及温度和压力微小变化的显著影响。建立了1033 nm处吸光度值与氨浓度之间的线性回归模型。该模型用于估算氨/水吸收器试验台中的浓度。通过样品密度测量验证了该方法的准确性，平均偏差值为0.0024。

    关键词： 氨水混合物、近红外光谱、吸收器测试台、实时测量

    更新于2025-09-10 09:29:36