專利名稱：一種基于自相關建模法的低灌注血氧飽和度測量方法
技術領域：
本發明屬于生物信息檢測領域，具體涉及血氧飽和度檢測技術，特別涉及一種可在低血流灌注時實現脈率、血流灌注指數和血氧飽和度等參數的準確穩定測量的方法。
背景技術：
血氧飽和度(Sp02)是血液中氧合血紅蛋白占可結合氧的總血紅蛋白的百分比，表征了血液的氧含量，是判斷人體呼吸系統、循環系統功能的重要參數。在臨床上，監測人體Sp02的變化對肺和心臟疾病的預防和治療具有重要作用；同時，在手術、麻醉和重癥監護等方面，也需要監測Sp02，以指導其手術或治療過程。由于無創Sp02測量方法檢測方便安全，目前已成為檢測人體各種組織中Sp02較成熟的方法，在臨床上得到廣泛應用。對于無創Sp02測量，這里首先介紹其原理及計算方法。無創脈搏血氧飽和度測量基于比爾-朗伯特(Beer-Lambert)定律，使用紅光和紅外光雙波長光束照射人體組織，測量經組織透射后的光強來進行計算。由于無血組織和靜脈對單色光的吸收是恒定的，動脈脈動引起光程周期性改變，動脈血對光的吸收量也隨之變化，透射的PPG信號就包含一個很大的直流分量(DC)，以及一個隨脈動周期性變化的交流分量(AC)。交流分量與直流分量的比值反映了人體血流灌注能力，稱為血流灌注指數(Perfusion Index, PI), PI = AC/DOlOO%。由于氧合血紅蛋白(HbO2)和還原血紅蛋白(Hb)對光吸收譜不同，兩束波長分別為λ i和λ 2的光分別照射組織，獲得兩路PPG信號和兩個不同的PI即PI1和PI2,定義R = Pl/PIy根據Beer-Lambert定律推導,可獲得SpO2的計算公式
權利要求
1.一種低灌注血氧飽和度測量方法，其步驟包括(1)獲取紅光和紅外光的PPG信號，對其進行預處理；(2)分別對經過預處理的紅光和紅外光的PPG信號進行自相關運算；(3)計算脈率、血流灌注指數和血氧飽和度利用紅光或紅外光自相關后的PPG信號計算脈率PR 紅光和紅外光的血流灌注指數的計算方法為
2.根據權利要求1所述的一種低灌注血氧飽和度測量方法，其特征在于，步驟(3)中， 按下述方法進行自相關運算將經過預處理的PPG信號的交流分量表示為f(t) = f(t + mT) = P*φ( )，式中m為任意整數，T為PPG信號的周期，t為時間，P為脈搏波信號交流分量的幅值，f(t)為PPG信號的交流分量,tpft)為f (t)的歸一化函數；設實際數據采樣時的噪聲為N(t)，則實際采集到的信號為F(t) = f(t)+N(t)j#F(t) 進行自相關，得到其自相關函數RpiJ): RfCt) = Pi βΦι{' }) τ為自相關后/[目號的時間軸量,P1 為自相關后信號的幅值，為Φ )的自相關函數。
3.根據權利要求2所述的一種低灌注血氧飽和度測量方法，其特征在于，PPG自相關信號的幅值P1的平方根與原始信號的幅值P之間存在線性關系=P = *具k為幅值轉換系數。
全文摘要
本發明屬于血氧飽和度檢測技術，為一種基于自相關建模法的低灌注血氧飽和度測量方法。該方法首先對紅光和紅外光的PPG信號進行數字濾波并計算各自的直流分量，然后對濾波后的信號進行自相關，以抑制信號中的噪聲成份提高信噪比，最后利用自相關信號通過建模獲得的參數計算方法計算其交流分量，并計算脈率、血流灌注指數和血氧飽和度。本方法有效抑制了低灌注信號的噪聲干擾，并建模實現了通過自相關信號進行參數計算的方法，提高了低灌注下脈率、血流灌注指數和血氧飽和度測量的準確性。
文檔編號A61B5/0205GK103027690SQ20121049454
公開日2013年4月10日 申請日期2012年11月28日 優先權日2012年11月28日
發明者楊玉星, 謝慶國, 艾志光, 譚雙平 申請人:華中科技大學