【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及法医学，具体涉及一种基于傅里叶红外光谱技术对皮下血肿的损伤时间预测模型构建及预测方法。
技术介绍
1、迄今为止，损伤时间的推断一直是法医学的一个重点和难点。在犯罪现场和司法鉴定过程中，我们经常会遇到钝器伤、锐器伤等各类伤情。在这种情况下，法医工作者面临着一个不可避免的挑战，即如何估计伤口的形状、年龄和原因，以缩小嫌疑人的范围。
2、皮下血肿在暴力事件中很常见，推测其形成时间不仅可以区分新旧伤口，还可以追踪犯罪时间，在法医临床和调查中具有重要意义。事实上，血肿形成的时间可以理解为特定伤害的时间。首先，绝大多数损伤都会发生出血，因此出血时间几乎等同于受伤时间。与损伤后的修复是一个从正常、异常到稳定的过程不同，出血灶的吸收是一个逐渐减少的过程，可以理解为随着时间的推移从有到无的过程。这种随时间变化的特征更适合建立损伤时间推断模型。以往的研究表明，血肿吸收是有规律可循的。
3、目前，已有一些推断血肿年龄的方法，但大多存在局限性。
4、形态学结合生物分子学推断伤口的时间是一种常用的方法。磁共振成像(mri)显示，脂肪饱和质子密度加权序列显示人工血肿在两周内发生变化，并对动物模型中血肿与皮下脂肪问题和血肿体积的四种序列进行了评估。但核磁共振成像作为一种大型仪器，无法提供便携式快速检测，尤其是在现场。皮下血肿的颜色会随着时间的推移而改变，当发生损伤时，流向组织的血液会发生炎症反应，随后血红蛋白被酶降解形成胆红素，然后迅速还原成胆红素。含铁的血红素和胆红素与皮肤组织蛋白结合，形成肉眼可见的瘀斑颜
技术实现思路
1、本专利技术的目的之一是针对上述问题，提供一种基于傅里叶红外光谱技术对皮下血肿的损伤时间预测模型的构建方法，包括如下步骤：
2、s1、样本采集：采集不同损伤时间的皮下血肿组织样本，随机分为校准组和验证组；
3、s2、使用傅里叶红外光谱仪配备金刚石晶体atr附件对血肿组织进行光谱分析，记录光谱数据；
4、s3、数据预处理：
5、①通过标准正态变分变换处理光谱，消除固体颗粒大小、表面散射以及光程变化对光谱的影响；
6、②利用萨维茨基-戈莱算法导数将光谱转换为二阶衍生光谱，以消除基线和其他背景的干扰；
7、s4、结合pca和pls化学计量学方法建立预测模型，包括如下步骤：
8、①对校正集样本的最适光谱区间的光谱矩阵x,y与设定的分类变量值进行分解，其模型为：
9、x＝tpt+ex
10、y＝uqt+ey
11、式中t和u分别为矩阵x和y的得分矩阵；p和q分别为矩阵x和y的载荷矩阵；ex和ey分别为矩阵x和y的pls拟合残差矩阵；
12、②将t和u作线性回归，获得校正集的pls模型，所述回归方程为：
13、u＝tb
14、b＝(ttt)-1tty
15、s5、利用验证组数据对模型进行验证，评估模型的准确性、稳定性和可重复性。
16、优选地，所述的构建方法，傅里叶红外光谱仪的工作参数如下：
17、1)所有光谱记录在4000-900cm-1范围内；
18、2)设置光谱分辨率为4cm-1，扫描32次；
19、3)光谱显示为吸光度模式；
20、将每个样品独立重复三次获得的平均光谱作为预测模型数据集，剔除吸光度或信噪比极低的原始光谱。
21、优选地，所述的构建方法，步骤s3中采用q值残差和杠杆值作为筛选离群值的指标。
22、优选地，所述的构建方法，步骤s5中采用留一法交叉验证loocv选择最佳潜变量。
23、优选地，所述的构建方法，步骤s5中采用rmse用于评价预测值与真实值之间的偏差程度，采用rmsecv来评价内部验证过程中的误差大小，采用rmsep来评价外部验证过程中的误差大小。
24、优选地，所述的构建方法，步骤s5中采用rmsep与rmsecv之比评估模型的稳健性，如果该比值在0.8至1.2之间，则认为模型的稳定性和可重复性较好，该预测模型可用。
25、优选地，所述的构建方法，步骤s5中采用vip评估pls模型中变量贡献的差异。
26、优选地，所述的构建方法，所述皮下血肿组织样本来自大鼠或小鼠。
27、本专利技术的再一目的是提供一种基于傅里叶红外光谱技术对皮下血肿的损伤时间预测方法，所述方法以非疾病诊断为目的，在上述任一项所述的预测模型的构建方法基础上进行步骤s6：
28、s6、预测未知样本的损伤时间：
29、将未知样本按照步骤s2、s3处理得到未知样本的处理数据，将得到的数据代入构建好的模型中，运行模型，得到未知样本的损伤时间。
30、本专利技术的有益效果是：
31、由于傅立叶变换光谱具有快速、经济、样品制备简单或无需制备、无创伤等特点，作为一种理想的检测手段被广泛应用于法医和其他生物领域。衰减全反射傅立叶变换红外光谱(attenuatedtotal reflection fouriertransform-infrared，atr-ftir)是一种振动光谱，可通过分子官能团的振动运动对各种液体、固体和气体进行光谱表征。本专利技术通过建立人工大鼠皮下血肿模型，在不同的时间点应用atr-ftir结合适当的化学计量学方法来评估血肿的损伤时间。本专利技术首次将atr-ftir与化学计量学相结合用于推断损伤时间，成功地建立了一个可靠的模型。相比较其他技术而言，本专利技术方法不需要或只需要进行简单的样品处理，简便易行，而且仅需要2mm3左右的样本就能进行检测，适应了当今犯罪现场微量检材的需求。本专利技术方法所需的仪器操作简单便捷，极大缩短了检测的时间，而且相比现有技术具有无损检测的优势。
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1.一种基于傅里叶红外光谱技术对皮下血肿的损伤时间预测模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：傅里叶红外光谱仪的工作参数如下：
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：步骤S3中采用Q值残差和杠杆值作为筛选离群值的指标。
4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：步骤S5中采用留一法交叉验证LOOCV选择最佳潜变量。
5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：步骤S5中采用RMSE用于评价预测值与真实值之间的偏差程度，采用RMSECV来评价内部验证过程中的误差大小，采用RMSEP来评价外部验证过程中的误差大小。
6.根据权利要求5所述的构建方法，其特征在于：步骤S5中采用RMSEP与RMSECV之比评估模型的稳健性，如果该比值在0.8至1.2之间，则认为模型的稳定性和可重复性较好，该预测模型可用。
7.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：步骤S5中采用VIP评估PLS模型中变量贡献的差异。
8.根据权利要求1所述的构建方法，其特
9.一种基于傅里叶红外光谱技术对皮下血肿的损伤时间预测方法，所述方法以非疾病诊断为目的，其特征在于，在权利要求1至8任一项所述的方法基础上进行步骤S6：
...【技术特征摘要】
1.一种基于傅里叶红外光谱技术对皮下血肿的损伤时间预测模型的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：傅里叶红外光谱仪的工作参数如下：
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：步骤s3中采用q值残差和杠杆值作为筛选离群值的指标。
4.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：步骤s5中采用留一法交叉验证loocv选择最佳潜变量。
5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于：步骤s5中采用rmse用于评价预测值与真实值之间的偏差程度，采用rmsecv来评价内部验证过程中的误差大小，采用rmsep来评价...
【专利技术属性】
技术研发人员：何鑫，李剑波，王琪，赵敏珠，卞存浩，王瀚婷，丁璇，张永泰，
申请(专利权)人：重庆医科大学，
类型：发明
国别省市：
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