基于生物阻抗谱的细胞悬浮液浓度识别方法研究.pdf

物 理 学 报   Acta  Phys.  Sin.   Vol. 71, No. 7 (2022)    078701
 
基于生物阻抗谱的细胞悬浮液浓度识别方法研究*
刘圣龙1)    杨璐1)    朱程君2)    刘凯1)    韩伟3)    姚佳烽1)†
1) (南京航空航天大学机电学院，南京　210016)
2) (南京医科大学第一附属医院肿瘤科，南京　210029)
3) (南京大学医学院附属口腔医院，南京　210008)
(2021 年10 月4日收到; 2021 年12 月6日收到修改稿)
基于生物阻抗谱技术提出一种细胞悬浮液浓度自动识别方法, 该方法结合了多元线性回归算法和生物
阻抗谱技术, 能够快速准确地识别细胞悬浮液的浓度. 首先, 提出一种细胞位置随机分布策略, 模拟细胞的真
实存在状态; 其次, 采用数值仿真的方法生成2400组不同浓度的正常、癌变以及混合的细胞模型并计算生物
阻抗谱数据; 然后, 利用多元线性回归、支持向量机和梯度提升三种回归算法分别对癌变细胞浓度进行鉴别,
仿真结果表明, 多元线性回归算法为最佳回归模型, 其平均拟合优度和均方误差分别是0.9997和0.0008; 最
后, 将多元线性回归算法应用于不同浓度的红细胞悬浮液的识别中, 实验结果显示其平均拟合优度和均方误
差分别是0.9998和0.0079, 说明该方法具有较高的细胞悬浮液浓度识别能力.
关键词：细胞浓度检测, 生物阻抗谱, 多元线性回归, 细胞随机分布策略
PACS：87.55.dk, 87.19.xj, 07.50.Qx 　DOI: 10.7498/aps.71.20211837
 
种基于散斑效应的细胞浓度检测方法, 该方法可以
, 
1   引　言 在体外快速地检测细胞浓度 并且可以观察细胞的
分布情况, 但主要应用于红细胞的检测, 并且易受
随着现代医学的不断发展, 医学检测方法已经 到生理因素的干扰. 2014年Guo等[10]利用光的折
进入细胞层次, 其中细胞浓度在病情分析[1]、器官 射率原理, 设计了一款TFBG折射率传感器, 该传
培养[2,3]、血型血清学试验