Lg( )=—( + )b (2。2)
根据泰勒展开式有:
(2。3)
为了提高检测精度,需考虑其它因素的影响。人体组织内的黑色素、血红蛋白、胶原蛋白等物质在光照过程中均有一定的吸光度,这都会对胆红素的检测带来误差。其中血红蛋白的干扰程度最大,通过观察血红蛋白的光谱图发现,其在460nm处的吸光度基本等同于550nm的吸光度如图2。3,因此可以引入波长为550nm的光来消除血红蛋白的干扰,即采用差动技术。
图2。3 血红蛋白光谱图
传统的控制系统多采用单输入模式,而差动技术使系统有两个端口同时控制执行系统的工作,相比传统的控制系统更加精确。采用差动技术的控制系统有两个相互独立的输入端口,控制系统的工作决定于两个输入的差模,而不是由其中一个输入单独决定,差动技术的好处是可以防止同时产生在两个输入口上的信号干扰。
当用波长为 (550nm)的光照射该系统时,同样有: (2。4)
联立(2。3)、(2。4)式有:
=( + — — )b (2。5)
由此可得:
=( — )—( — )= — =( + — — )b (2。6)
由图2。3可知血红蛋白在460nm和550nm处的干摩尔吸光系数基本一致,即 = ,则上式可以改写为:
— =( — ) b (2。7)
考虑到胶原蛋白和黑色素等其它干扰因素的影响,在(2。7)式中增加一个修正系数a,即
— =( — ) b +a (2。8)
有上式可得:
= — (2。9)
因为 在一定条件下可视为一常值,故可建立如下线性关系:
=A( — )+B (2。10)
即胆红素浓度 与波长为 和 的两束光经人体组织反射后的光强差值成线性关系。
2。2 无创测量数学模型的建立
2。2。1 数学模型的参数及误差分析
由前文中的无创测量原理,取 为460nm处蓝光, 为550nm处绿光。为了将光学量转化为电学量,可选择光电管等光电转换器进行转换。一般来说,经由光电管产生的电流量非常小,为了便于后续测量及数据处理,需要将其转化为电压并进行适当的放大,由此可得到如图2。4所示的流程图。
图2。4 数学模型中物理量的流程图 AT89S51双波长的差动技术新生儿黄疸光电测量系统的设计+电路图(3):http://www.youerw.com/jixie/lunwen_84832.html