Infrapunaspektrin esikäsittely EMSC-menetelmällä

Leviäkangas, Aleksi (2020-03-18)
 
Avaa tiedosto
Lataukset: 


Leviäkangas, Aleksi
A. Leviäkangas
18.03.2020
© 2020 Aleksi Leviäkangas. Tämä Kohde on tekijänoikeuden ja/tai lähioikeuksien suojaama. Voit käyttää Kohdetta käyttöösi sovellettavan tekijänoikeutta ja lähioikeuksia koskevan lainsäädännön sallimilla tavoilla. Muunlaista käyttöä varten tarvitset oikeudenhaltijoiden luvan.
Näytä kaikki kuvailutiedot
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-202003201323
Tiivistelmä
Työtarkoitus: Fourier-muunnos -infrapunamikroskopialla (FTIR-mikroskopia) voidaan tutkia heterogeenisten näytteiden, kuten kudosten, koostumusta. Valon sironta aiheuttaa kuitenkin huomattavia häiriöitä mitattaviin absorptiospektreihin vaikeuttaen analyysia. Yksi yleisesti esiintyvä sirontatyyppi on Mie-sironta, jota esiintyy varsinkin biologisia näytteitä kuvattaessa. EMSC (extended multiplicative signal correction) on Beer-Lambertin laista johdettu yleisesti käytetty esikäsittelymenetelmä, jolla voidaan poistaa erinäisiä virhetekijöitä, mikäli niitä pystytään jotenkin mallintamaan. Tässä työssä pyritään rakentamaan ketterä EMSC-malli, jolla voidaan poistaa etenkin Mie-sironnan aiheuttamia virheitä absorptiospektreistä.

Menetelmät: Muodostettiin Matlabilla EMSC-malli aikaisemman kirjallisuuden perusteella keskittyen erityisesti Mie-sironnan poistamiseen. Testattiin mallia simuloituihin nivelrustospektreihin kuin myös FTIR-mikroskoopilla kuvattuihin nivelrustospektreihin. Verrattiin korjauksen hyvyyttä täydellisemmän RMieS-algoritmin (resonant Mie scattering) korjaukseen laskemalla yleisiä tunnuslukuja.

Tulokset: Simuloiduilla nivelrustospektreillä muodostettu EMSC-malli vaikutti toimivan moitteettomasti. Oikealla mittausdatalla korjauksessa esiintyi selkeitä puutteita mallin epätäydellisyydestä johtuen.

Johtopäätökset: Ketterällä ei-iteratiivisella EMSC-mallilla pystytään kohtuullisen hyvään esikäsittelyyn, mutta parempaan tulokseen päästäisiin tarkemmalla matemaattisella mallinnuksella. Malli sisältää muutamia kriittisiä parametrejä, joiden valintaan tulisi kiinnittää enemmän huomoita.
Kokoelmat