一种提高阻抗生物传感器效果的信号处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种提高阻抗生物传感器效果的信号处理方法及装置，首先进行多通道阻抗型生物传感测量，然后进行信号采集，再然后对采集信号进行信号处理，最后输出结果；其中应用了基于主元分析和支持向量机相结合的特征提取和超平面二分类算法，将阻抗的实部，虚部，幅值和相位均纳入特征提取。本发明专利技术不仅采用阻抗模量，还综合利用了实部虚部和阻抗相位，最大程度的利用了数据特征；通过使用基于主元分析和支持向量机相结合的特征提取超平面分类算法，来综合处理四个象限（实部，虚部，幅值和相位）的结果来确定分类的结果，充分高效地利用所提取的特征。用所提取的特征。用所提取的特征。

【技术实现步骤摘要】
一种提高阻抗生物传感器效果的信号处理方法及装置


[0001]本专利技术涉及信号处理
，具体涉及生物阻抗检测处理
，特别涉及一种提高阻抗生物传感器效果的信号处理方法及装置。

技术介绍

[0002]生物传感器是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)、适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器具有接受器与转换器的功能。生物物质（如基因，蛋白质，抗体等）会对传感器表面导电聚合物的电荷，电容，电阻等产生影响，从而引起电极表面阻抗特性（实部，虚部，幅值，相位）的变化，根据这一特性可以用来确定被测量生物物质中某一特定物质的存在。
[0003]阻抗生物传感器是一种新型生物检测技术，具有检测速度较快、灵敏度较高和操作较简单等优点，常规阻抗测量多采用单通道，单一测量频率或者少量测量频率，只取阻抗模量的测量方法，并多以经验判断的方式确定某一特定物质的存在，会导致较高的测量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高阻抗生物传感器效果的信号处理方法，其特征在于，按照如下步骤进行：步骤一进行多通道阻抗型生物传感测量，步骤二使用扫频信号进行信号采集；步骤三对采集信号进行信号处理，步骤四输出结果；所述步骤三应用基于主元分析和支持向量机相结合的特征提取和超平面二分类算法，将阻抗的实部，虚部，幅值和相位四个模态均作为特征点；每个模态均有n个频率点，所述四个模态共产生4*n个频率点，所述n的取值范围根据所述扫频信号设置；所述步骤三应用基于主元分析和支持向量机相结合的特征提取和超平面二分类算法，按照如下流程进行：第一步：对各个模态分别取第一主元值作为此模态的特征，假设一个模态的数据矩阵经过归一化后为，其中n为频率点的个数，m为数据的长度，的每一列满足以下关系式：公式中，t
k(i)
是主元向量，W是一个l行n列的矩阵，l为W矩阵的行数，k为行向量编号，w为W中列向量；其中，将每一行向量投射到主元向量，并且使得其中变量继承了原数据阵的最大变化，其中第一主元的系数为公式中，W是一个l行n列的矩阵,X为X
n,m
,上角标T为国际通用矩阵转置符号,则第一主元可以表示为，于是将得到实部特征第一主元，虚部特征第一主元，幅值特征第一主元和相位特征第一主元；第二步：使用支持向量机生成一个四维超平面来对结果进行阳性或非阳性二分类，设，，和组成一个四维的实向量，得到数据长度为m的训练数据集其中为1或者
‑
1，表示阳性或者非阳性，则超平面可以表达为支持向量到超平面的边界距离由参数决定,式中w为矩阵W中列向量；第三步：若训练集线性可分，使用两个线性超平面来分离两组数据，并使得他们之间的距离尽可能大，即，任何大于此边界的值即为1，阳性，即，任何小于此边界的值即为
‑
1，非阳性，
式中，b为一常参数；得到边界距离为，为了使间距最大化，需要求解最小值；第四步：若训练集线性不可分，优化的目的变为最小化下式，式中，λ为常参数，T、...

【专利技术属性】
技术研发人员：关国良，陈巧玲，陈海萌，
申请(专利权)人：常州先趋医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：