中药色谱数据智能化分析处理
  • 【DOI】

    10.7666/d.d038550

  • 【摘要】

    中药是中华民族的瑰宝,是优秀文化的灿烂结晶,数千年来为中华民族的医疗、保健和繁衍昌盛作出了不可磨灭的贡献。目前中药正面临着走向国际市场和实现中药现代化的新趋势,而中药质量控制和管理则是中药现代化建设的关键。 中药分析学是我国药物分析学科重要的研究领域,但由于中药的化学组成十分复杂,且具有多组分、多靶点、多种途径整合调节等药效作用特点,人们至今还无法揭示中药药效物质基础,这使得中药质量控制成... 展开>>中药是中华民族的瑰宝,是优秀文化的灿烂结晶,数千年来为中华民族的医疗、保健和繁衍昌盛作出了不可磨灭的贡献。目前中药正面临着走向国际市场和实现中药现代化的新趋势,而中药质量控制和管理则是中药现代化建设的关键。 中药分析学是我国药物分析学科重要的研究领域,但由于中药的化学组成十分复杂,且具有多组分、多靶点、多种途径整合调节等药效作用特点,人们至今还无法揭示中药药效物质基础,这使得中药质量控制成为世界性难题。近年来出现的中药信息技术就是应用数学、人工智能和信息技术的知识,以计算机为主要工具,对中药学信息流全程中的信息运动规律和应用方法进行研究。本文采用现代分离分析手段(高效液相色谱仪)获得研究数据,并将现代信息技术与中药分析技术相结合,对传统的中药分析技术进行改进,实现了中药的智能化分析处理。本文的主要研究成果如下: (1)研究了小波变换在色谱数据预处理方面的应用。针对采样到的色谱数据量大、易受谱峰保留时间漂移干扰和噪声干扰等特点,研究了小波变换在信号滤波、基线校正和数据压缩方面的具体处理方法。通过实验验证,小波变换的处理效果非常显著,将会成为色谱信号预处理的一种非常重要的工具。 (2)提出了一种新的色谱重叠峰解析模型——基于小波特征提取的RBF神经网络模型。利用小波变换奇异性检测原理,从原始色谱信号中提取特征点,这些特征点蕴含了反映色谱峰形状的信息。由小波变换获得的特征点来确定RBF网络的隐节点数目和网络参数的初值。再用RBF网络来拟合原始重叠色谱信号,梯度下降法训练后获得的网络参数作为解析结果,实现了重叠色谱峰的分离。实验结果表明,本方法是一种快速、准确、可靠的重叠峰解析方法。 (3)针对经典SOM算法固定有序的竞争层无法准确反映原始数据的特征信息,本文提出了竞争层结构可调的SOM算法——CSA-SOM算法,该算法根据原数据的位置信息对映射后的低维空间位置进行了一致性调整,使降维后的数据能够较好地保持原数据的特征,包括距离信息、角度信息以及分布信息。本文所提算法有效的实现了青藏高原红景天药材的准确清晰分类。算法理论分析和实验结果均表明,CSA-SOM算法是一种快速、准确的数据内在规律映射可视化算法,解决了SOM算法会使映射后数据结构发生扭曲的问题,可有效应用于中药指纹图谱的产地鉴别。 收起<<

  • 【作者】

    王佩佩 

  • 【学科专业】

    生物医学工程

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    南京航空航天大学

  • 【导师姓名】

    宋晓峰

  • 【学位年度】

    2006

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    中药色谱  指纹图谱  小波变换  重叠峰解析  中药模式识别  自组织映射网络