[發明專利]一種消除光程長差異的血氧飽和度提取方法

有效

• 申請號: 201310142892.4
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103239240A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 林凌;李永城;周梅;李剛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 溫國林

技術領域

本發明涉及光譜分析技術領域，特別涉及一種消除光程長差異的血氧飽和度提取方法。

背景技術

臨床醫學中人體血氧飽和度的檢測是非常重要的檢測項目，人體血氧狀況與人的心肺功能及呼吸、循環系統有著重要關系，對它的檢測在手術麻醉、監護室急救病房、病人運動和睡眠研究、以及氧療中都有著非常重要的作用。基于修正的朗伯比爾定律的血氧飽和度檢測，通過同步獲取多波長下的光電容積脈搏波，借助動態光譜理論可有效去除皮膚、脂肪、骨骼等其他組織的影響，能夠克服個體差異和測量條件的影響，然而由于不同個體或同一個體不同測量部位動脈的充盈程度不同，以及光散射效應造成在進行血氧飽和度測量中存在光程長的差異，該差異會對血氧飽和度的檢測精度造成不利的影響。

現有的血氧飽和度檢測技術中均對光程長差異進行忽略不計或進行血氧飽和度定標時實現一定程度的校正，對光程長信息進行校正的同時也損失了一定的有效信息。

發明內容

本發明提供了一種消除光程長差異的血氧飽和度提取方法，本方法減少了有效信息的損失，提高了血氧飽和度的提取精度，詳見下文描述：

一種消除光程長差異的血氧飽和度提取方法，所述方法包括以下步驟：

（1）同步采集血氧飽和度檢測所需的多波長光電容積脈搏波，并作對數變換，分別獲取上升沿和下降沿區域并去除基線漂移，獲取預處理后對數脈搏波；

（2）查找選定波長各周期上升沿滿足預設固定幅值的所有差值，提取其他波長對應差值，并對各波長差值分別按周期進行疊加平均；

（3）通過剔除粗大誤差和滑動平均對平均差值進行處理，獲得各波長各周期最終差值，并提取血氧飽和度。

所述同步采集血氧飽和度檢測所需的多波長光電容積脈搏波，并作對數變換，分別獲取上升沿和下降沿區域并去除基線漂移，獲取預處理后對數脈搏波的步驟具體為：

同步采集待測部位血氧飽和度測量所需的多波長光電容積脈搏波；

對多波長光電容積脈搏波作對數運算獲取多波長對數脈搏波，查找各周期對應的峰谷值及坐標；

對多波長對數脈搏波各周期進行上升沿和下降沿區域劃分；

對多波長對數脈搏波分別進行自適應去除基線漂移，獲取預處理后對數脈搏波。

所述對多波長對數脈搏波分別進行自適應去除基線漂移，獲取預處理后對數脈搏波的步驟具體為：

劃分對數脈搏波的各個周期；

提取對數脈搏波各周期所含采樣值的疊加平均值并設定其坐標值；利用對數脈搏波各周期的疊加平均值及其設定坐標獲取對數脈搏波漂移基線；

對數脈搏波與漂移基線按坐標位置進行對應相減，獲取去除基線漂移的對數脈搏波。

所述查找選定波長各周期上升沿滿足預設固定幅值的所有差值，提取其他波長對應差值，并對各波長差值分別按周期進行疊加平均的步驟具體為：

選定預處理后對數脈搏波中任一波長，對選定波長預設固定幅值F；

依次以選定波長各周期上升沿各采樣點為起點，在上升沿查找與各起點對應的滿足固定幅值的終點，并記錄各起點與終點坐標位置及二者差值，對選定波長獲取差值按周期進行疊加平均；

提取其他對數脈搏波各周期對應坐標位置各起點與終點的差值；對各波長對數脈搏波各周期的差值分別按周期進行疊加平均。

所述固定幅值F的設定大于預定波長對數脈搏波上升沿相鄰采樣點的最大差值，并且小于預定波長對數脈搏波各周期最小峰峰值。

所述通過剔除粗大誤差和滑動平均對平均差值進行處理，獲得各波長各周期最終差值，并提取血氧飽和度的步驟具體為：

剔除平均差值中的粗大誤差，獲取有效差值；

對有效差值進行滑動平均濾波，獲取各波長各周期最終差值；

建立各波長各周期最終差值與血氧飽和度之間的相關關系，提取血氧飽和度。

本發明提供的技術方案的有益效果是：通過查找對數脈搏波的峰值、谷值及其坐標實現了對數脈搏波的各周期以及各周期上升沿與下降沿的有效分割，并利用對數脈搏波的平均效應擬合出基線漂移，有效提高了對數脈搏波的信噪比；充分利用去除漂移的對數脈搏波的信噪比較高的上升沿的數據提取定幅值差值，并通過統計平均效應剔除異常波形和異常值的影響，提高了血氧飽和度測量的信噪比和穩定性；更重要的是通過定幅值方法可有效降低不同個體或者同一個體不同測量部位被測血層厚度不同引起的光程長差異造成的影響，為提高血氧飽和度的檢測精度提供了有效方法。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種消除光程長差異的血氧飽和度提取方法的流程圖；