基于人体口腔气味的糖尿病病情分析模型研究-计算机科学与技术专业论文.docx

Classified Index: TP319.4 U.D.C: 004.9 Dissertation for the Master Degree in Engineering DIABETES ANALYSIS MODEL RESEARCH BASED ON BREATH ODOR Candidate： Xu Yang Supervisor： Guangming Lu Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Computer Science and Technology Affiliation： Shenzhen Graduate School Date of Defence： Dec., 2012 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 摘 摘 要 - - I - 摘 要 糖尿病是一种危害人类健康的慢性疾病，随着人们生活水平的提高，发病 率也在不断攀升。世界糖尿病联盟的数据显示，全球目前有近 2.9 亿糖尿病患 者。其中，新增加的糖尿病病人主要集中在印度和中国等发展中国家。国内流 行病学调查表明，我国糖尿病患病率在过去的 20 年间增加了近 5 倍，我国糖尿 病患者的人数已居世界前列。糖尿病已经成为我国继肿瘤和心血管疾病后第三 大非自然致死疾病，同时也是导致失明，肾功能衰竭和截肢的主要原因。糖尿 病是一种慢性疾病，在发病初期，其症状并不明显。所以有一部分糖尿病患者， 不知道自己罹患糖尿病，直到并发症出现，才意识到患有糖尿病。可见，糖尿 病的及早检测以及血糖控制，是预防糖尿病进一步恶化的重要手段。 现有的研 究表明，糖尿病患者口腔中呼出的气体丙酮含量要高于正常人，所以可以利用 分析糖尿病患者口腔中丙酮成分的比例来进行糖尿病的检测，同时可以实现对 患者的无创伤检测。这一方向已经成为备受关注的科研方向，本文也将对糖尿 病及一些其他疾病与健康人的呼吸气体进行分类研究，并且对糖尿病的病情研 究是本文的最主要的内容。 本文旨在提出对糖尿病进行呼吸诊断这一无损检测方法， 对糖尿病患者呼 出气体中信息的识别是本文的主要研究内容。主要包括了对气体样本进行预处 理的过程，然后是特征提取，其中包括提取几何特征和曲线拟合特征。对多种 疾病与健康人的区分度进行分类实验，主要包括主成分分析方法及线性判别分 析方法。随后对糖尿病和其他疾病 之间的区分度进行分类实验，目的是在相似 病症的情况下诊断出患者是否患有糖尿病。由于糖尿病患者患有一些并发症， 在去除掉这些样本之后再对糖尿病与其他疾病样本进行分类实验。最后 ，因为 糖尿病病情不同于其他疾病，病情的严重程度不同需要不同阶段的治疗， 胰岛 素的注射量也要根据血糖浓度不同等因素制定。 所以需要对患者的病情发展做 进一步的研究。于是，本文针对采集到的糖尿病患者的样本结合他们的血糖浓 度进行了研究，对三级严重程度的患者进行区分度的实验。并且随后将 不同血 糖浓度区间划分为两类区间后进行实验，并与标准的三级划分做出比较。 关键词：电子鼻；糖尿病；呼吸气体分析 Ab Abstract - - II - Abstract Diabetes is a kind of chronic disease which is harmful for human health.The incidence rate is rising with the lives of people are getting better. According to the record of the World Diabetes Federation, there are 290 million diabetes patients. There are more and more diabetes patients in developing countries such as India and China. According to the research, the number of diabetes patients has increased nearly five times during the past 20 years in China. The number of people died because of diabetes is the third largest of the number of people died because of unnatural fatal disease. It is only after the num