基于精英保留策略遺傳算法的生物電阻抗特征參數提取

徐逸帆，曹樂，黃經緯，闞秀

上海工程技術大學電子電氣工程學院，上海201620

前言

生物阻抗頻譜（BIS）是一種基于電路的生物組織阻抗測量和監測技術，通過分析BIS信號可以知道生物組織的生理和病理狀態［1］。近年來，BIS 技術在在早期疾病診斷、生物組織液監測、生理狀態評估等方面應用廣泛［2-4］。2003年，Cox-Reijven［5］利用BIS技術對胃腸道疾病患者實際無脂肪質量進行評價，解決了傳統方法評價困難的問題。2009年，Jaffein等［6］通過分析50 kHz下腕踝的BIS特性，對細胞外液進行水分測定，為人體成分分析奠定基礎。2013年，Hornero 等［7］設計了一種用于評價肌肉及心血管活動的生物阻抗監控系統，通過對單個細胞進行BIS 分析，研究其他細胞的生理參數。2016年，何想等［8］基于所采集不同人手掌的BIS數據，通過提取特征參數對手掌所屬身份進行識別。

Cole-Cole 生物電阻抗特征方程的建立，為生物阻抗參數提取和分析提供了有效理論工具，越來越多的學者關注Cole 參數提取方法。2013年，Yang［9］對經典最小二乘法（LS）和最小一乘法（LAD）的Cole參數提取效果進行實驗對比，結果證明LAD 在處理受噪聲擾動數據時具備更好的魯棒性。2015年，Nejadghol 等［10］采用奇異值分解法對BIS 數據進行處理，降低了Cole 參數的提取誤差和標準差，并通過手臂實驗進行了證明。2016年，陳恒等［11］利用模擬退火（SA）算法和阻尼（LS）算法進行聯合反演求解Cole參數，解決了經典LS 算法對于初始值依賴的問題。2018年，郭玥［12］將LAD 算法和SA 算 法 結合提取Cole參數，規避了LAD 迭代求導的問題，并對初值選擇誤差和易陷局部最優問題進行了分析。……