專(zhuān)利名稱(chēng)：一種血氧飽和度檢測(cè)方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及血氧飽和度檢測(cè)技術(shù)，特別涉及一種血 氧飽和度檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無(wú)創(chuàng)血氧飽和度檢測(cè)是基于動(dòng)脈血液對(duì)光的吸收量隨動(dòng)脈波動(dòng)而變化的原理。透 射式血氧飽和度檢測(cè)中，當(dāng)透光區(qū)域動(dòng)脈血管搏動(dòng)時(shí)，動(dòng)脈血液對(duì)光的吸收量將隨之變化， 稱(chēng)為脈動(dòng)分量或交流量(AC)；而皮膚、肌肉、骨骼和靜脈血等其他組織對(duì)光的吸收是恒定 不變的，稱(chēng)為直流量(DC)。如果忽略由于散射、反射等因素造成的衰減。根據(jù)比爾-朗伯定 律(Beer-Lambert Law)可以知道，
權(quán)利要求
一種血氧飽和度檢測(cè)系統(tǒng)，包括中央處理器，所述中央處理器包括數(shù)據(jù)處理單元，其特征在于，所述數(shù)據(jù)處理單元包括順序設(shè)置的預(yù)處理裝置、建立標(biāo)準(zhǔn)模型裝置、SSF處理裝置、波形特征判斷裝置、逐個(gè)提取脈搏波形裝置、計(jì)算R值裝置、計(jì)算血氧飽和度裝置；所述預(yù)處理裝置用于對(duì)輸入中央處理器的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；所述標(biāo)準(zhǔn)模型建立裝置用于對(duì)脈搏波形建立標(biāo)準(zhǔn)模型；所述SSF處理裝置用于利用SSF算法求得波形的斜率和數(shù)據(jù)；；所述波形特征判斷裝置用于進(jìn)行波形特征判斷；所述血氧飽和度計(jì)算裝置用于計(jì)算出R值，并最終根據(jù)R值計(jì)算對(duì)應(yīng)的血氧飽和度；所述R值的計(jì)算公式為 <mrow><mi>R</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <msubsup><mi>dI</mi><mi>rac</mi><mi>i</mi> </msubsup> <msub><mi>&lambda;</mi><mn>2</mn> </msub></mrow><mi>dt</mi> </mfrac> <mo>/</mo> <msub><mi>I</mi><mi>rdc</mi> </msub> <mi>&Delta;t</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><mrow> <mo>(</mo> <mfrac><mrow> <msubsup><mi>dI</mi><mi>irac</mi><mi>i</mi> </msubsup> <msub><mi>&lambda;</mi><mn>1</mn> </msub></mrow><mi>dt</mi> </mfrac> <mo>/</mo> <msub><mi>I</mi><mi>irdc</mi> </msub> <mi>&Delta;t</mi> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <msub><mi>I</mi><mi>irdc</mi> </msub> <msub><mi>I</mi><mi>rdc</mi> </msub></mfrac><mo>*</mo><mfrac> <mrow><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><msubsup> <mi>I</mi> <mi>rac</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msubsup><mo>-</mo><msubsup> <mi>I</mi> <mi>rac</mi> <mi>i</mi></msubsup> </mrow> <mrow><munderover> <mi>&Sigma;</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>=</mo><mn>1</mn> </mrow> <mi>n</mi></munderover><msubsup> <mi>I</mi> <mi>irac</mi> <mrow><mi>i</mi><mo>+</mo><mn>1</mn> </mrow></msubsup><mo>-</mo><msubsup> <mi>I</mi> <mi>irac</mi> <mi>i</mi></msubsup> </mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>I</mi> <mi>irdc</mi></msub><mo>*</mo><mrow> <mo>(</mo> <msubsup><mi>I</mi><mi>rac</mi><mi>n</mi> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup><mi>I</mi><mi>rac</mi><mn>1</mn> </msubsup> <mo>)</mo></mrow> </mrow> <mrow><msub> <mi>I</mi> <mi>rdc</mi></msub><mo>*</mo><mrow> <mo>(</mo> <msubsup><mi>I</mi><mi>irac</mi><mi>n</mi> </msubsup> <mo>-</mo> <msubsup><mi>I</mi><mi>irac</mi><mn>1</mn> </msubsup> <mo>)</mo></mrow> </mrow></mfrac> </mrow>其中λ1為紅外光，λ2為紅光，t為時(shí)間，表示第i點(diǎn)的紅光交流量，表示第i點(diǎn)的紅外光交流量，Irdc表示紅光的直流量，Iirdc表示紅外光的直流量。FSA00000257639300012.tif,FSA00000257639300013.tif
2.如權(quán)利要求1所述的一種血氧飽和度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理裝置和標(biāo) 準(zhǔn)模型建立裝置之間還包括ICA算法處理裝置，所述ICA算法處理裝置用于利用ICA算法 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種血氧飽和度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述波形提取裝置 和計(jì)算R值裝置之間還設(shè)有信號(hào)質(zhì)量指數(shù)計(jì)算裝置，所述計(jì)算信號(hào)質(zhì)量指數(shù)裝置用于計(jì)算 波形提取裝置所提出的波形的信號(hào)質(zhì)量指數(shù)，所述信號(hào)質(zhì)量指數(shù)計(jì)算的公式為SQI (k) i = max (Nmatch (k，w) /Nall (k，w))其中，Nmateh表示PlethR和PlethIR信號(hào)互相匹配的脈搏波個(gè)數(shù)，Nall表示PlethR和 PlethIR信號(hào)找到的脈搏波個(gè)數(shù)的和減去匹配個(gè)數(shù)，即Nall = NreJNh-Nmatc^k表示當(dāng)前分析 的采樣點(diǎn)數(shù)，w表示滑動(dòng)分析窗口寬度。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的一種血氧飽和度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述血氧飽和 度檢測(cè)系統(tǒng)還包括R值卡爾曼濾波裝置，所述R值卡爾曼裝置設(shè)置在計(jì)算R值裝置和計(jì)算 血氧飽和度裝置之間，用于獲得更加可信的R值。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種血氧飽和度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述血氧飽和度檢 測(cè)系統(tǒng)還包括脈率計(jì)算裝置，所述脈率計(jì)算裝置設(shè)置在計(jì)算信號(hào)質(zhì)量指數(shù)裝置之后，用于 計(jì)算脈率冊(cè)，脈率的計(jì)算公式為PR = ^—^其中f是采樣頻率，nl、n2分別是波形的斜率數(shù)據(jù)中相鄰兩斜率和最大點(diǎn)的位置。
6.如權(quán)利要求5所述的一種血氧飽和度和脈率的檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述計(jì)算信 號(hào)質(zhì)量指數(shù)裝置和計(jì)算脈率裝置之間還設(shè)有計(jì)算脈搏相鄰峰峰間距裝置和間距卡爾曼濾 波裝置；所述間距卡爾曼濾波裝置用于用于獲得更加可信的間距。
7.一種血氧飽和度檢測(cè)方法，其包括運(yùn)算處理的步驟，其特征在于，所述運(yùn)算處埋具體 包括如下步驟51)、對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，即對(duì)AD采樣電路采集到的檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，消除工 頻干擾以及其它的高頻干擾；52)、標(biāo)準(zhǔn)模型建立，建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型，用于后面的波形特征判斷；53)、利用SSF算法求得斜率和數(shù)據(jù)，即利用SSF算法求得斜率和數(shù)據(jù)，得到波形斜率和 最大點(diǎn)的值和該點(diǎn)的位置；54)、波形特征判斷，根據(jù)脈搏波形的特征，判斷該波形是否為合格的脈搏波形；55)、逐個(gè)提取脈搏波形，即逐個(gè)提取通過(guò)波形特征判斷的各個(gè)脈搏波形，以便進(jìn)行后 續(xù)的計(jì)算；56)、血氧飽和度計(jì)算，即計(jì)算出R值之后，再根據(jù)R值計(jì)算血氧飽和度值；計(jì)算R值的 公式為
8.如權(quán)利要求7所述的一種血氧飽和度和脈率的檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟Si) 和步驟S2)之間還包括利用ICA算法處理數(shù)據(jù)的步驟，即利用ICA算法處理檢測(cè)數(shù)據(jù)，將 多種相互獨(dú)立的信號(hào)分離，得到干凈的脈搏波形。
9.如權(quán)利要求7或8所述的一種血氧飽和度檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S5)和步 驟S6)之間還包括信號(hào)質(zhì)量指數(shù)計(jì)算和R值卡爾曼濾波的步驟；所述信號(hào)質(zhì)量指數(shù)計(jì)算 的公式為 其中，Nmateh表示PlethR和PlethIR信號(hào)互相匹配的脈搏波個(gè)數(shù)，Nall表示PlethR和 PlethIR信號(hào)找到的脈搏波個(gè)數(shù)的和減去匹配個(gè)數(shù)，即Nall = NreJNh-Nmatc^k表示當(dāng)前分析 的采樣點(diǎn)數(shù)，w表示滑動(dòng)分析窗口寬度。
10.如權(quán)利要求9所述的一種血氧飽和度和脈率的檢測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算 信號(hào)質(zhì)量指數(shù)裝置之后還包括脈率計(jì)算的步驟，所述脈率計(jì)算用于計(jì)算出脈率冊(cè)，其公式 為η2~ηλ其中f是采樣頻率，nl、n2分別是波形的斜率數(shù)據(jù)中相鄰兩斜率和最大點(diǎn)的位置。
11.如權(quán)利要求10所述的一種血氧飽和度檢測(cè)方法，其特征在于，所述計(jì)算信號(hào)質(zhì)量 指數(shù)和脈率計(jì)算的步驟之間還包括計(jì)算脈搏相鄰峰峰間距和間距卡爾曼濾波的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種血氧飽和度測(cè)量方法及系統(tǒng)，該血氧飽和度檢測(cè)方法具體包括預(yù)處理裝置、建立標(biāo)準(zhǔn)模型裝置、SSF處理裝置、波形特征判斷裝置、逐個(gè)提取脈搏波形裝置、計(jì)算信號(hào)質(zhì)量指數(shù)裝置、計(jì)算脈搏信號(hào)相鄰峰峰間的距離裝置、計(jì)算出R值裝置、R值卡爾曼濾波裝置、計(jì)算血氧飽和度裝置。采用了本發(fā)明技術(shù)方案血氧飽和度測(cè)量方法的系統(tǒng)，由于在計(jì)算中選擇脈搏波形中斜率和最大值點(diǎn)附近的采樣數(shù)據(jù)作為計(jì)算血氧飽和度的樣本點(diǎn)，因而更加能夠代表人體中血液飽和度的含量，避免了峰值點(diǎn)/谷值點(diǎn)作為特征值點(diǎn)提取時(shí)由于噪聲干擾帶來(lái)的計(jì)算誤差，從而可以有效地降低噪聲干擾，提高血氧飽和度的信噪比，從而提高血氧飽和度的檢測(cè)精度。
文檔編號(hào)A61B5/1455GK101933811SQ20101027291
公開(kāi)日2011年1月5日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者楊曉波, 王干兵, 胡麗丹 申請(qǐng)人:深圳市紐泰克電子有限公司