[發(fā)明專利]基于脈搏色素譜分析的心輸出無創(chuàng)檢測系統(tǒng)及檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510028521.2
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104688198A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牛俊奇;劉光達;周潤東;高普均;王永祥;查雨彤;蔡靖;王偉;王憲忠
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02;A61B5/029
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 王立文

1.一種基于脈搏色素譜分析的心輸出無創(chuàng)檢測系統(tǒng)，其特征在于，檢測系統(tǒng)是由計算機經(jīng)微控制器和光源驅(qū)動電路與指夾式光電脈搏波傳感器連接，指夾式光電脈搏波傳感器傳感器經(jīng)單波長信號分離電路分別連接微控制器和交流成分提取電路，交流成分提取電路與微控制器鏈接構(gòu)成。

2.按照權(quán)利要求1所述的基于脈搏色素譜分析的心輸出無創(chuàng)檢測系統(tǒng)，其特征在于，交流成分提取電路是由四階有源高通濾波器經(jīng)二階有源低通濾波器、程控放大器、電壓抬升電路、A/D轉(zhuǎn)換電路低通濾波器與四階有源高通濾波器連接，A/D轉(zhuǎn)換電路經(jīng)微控制器與程控放大器連接構(gòu)成。

3.按照權(quán)利要求1所述的基于脈搏色素譜分析的心輸出無創(chuàng)檢測系統(tǒng)，其特征在于，指夾式光電脈搏波傳感器是由外層保護套內(nèi)裝有集成化雙波長發(fā)光二極管的發(fā)射器和接收光電管構(gòu)成。

4.按照權(quán)利要求1所述的基于脈搏色素譜分析的心輸出無創(chuàng)檢測系統(tǒng)，其特征在于，指夾式光電脈搏波傳感器的測量光源選擇805nm和940nm波長的入射光，在805nm波長處ICG具有最大的吸光系數(shù)，O₂Hb與RHb的吸光系數(shù)相同；在940nm處ICG的吸光系數(shù)為零，且O₂Hb和RHb的吸收曲線都比較平緩且相接近。

5.一種基于脈搏色素譜分析的心輸出無創(chuàng)檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

A、被檢測者盡量保持靜臥的姿勢，將指夾式光電脈搏波傳感器夾在右手食指部位；

B、待被檢測者呼吸均勻后將5mg/ml的ICG注射液經(jīng)左臂肘靜脈注入；

C、計算機發(fā)送數(shù)據(jù)采集指令，微控制器通過光源驅(qū)動電路，驅(qū)動指夾式光電脈搏波傳感器的發(fā)光二極管光源向人體的手指末端皮膚分時發(fā)出805nm和940nm兩種波長的測量光信號，對側(cè)的光電管接收對應(yīng)的透射光信號，并將光信號轉(zhuǎn)換為電信號；

D、單波長信號分離電路對復(fù)合的雙波長脈搏波信號進行分離處理，獲得單波長信號；

E、交流成分提取電路從單波長脈搏波信號中提取出其中的交流成分?jǐn)?shù)據(jù)并上傳至微控制器；

F、微控制器通過A/D轉(zhuǎn)換器，采集脈搏波信號的交、直流分量數(shù)據(jù)；

G、計算機接收微控制器發(fā)送的采樣數(shù)據(jù)，對交直流成分進行分析，繪制隨時間變化的ICG色素譜曲線，建立ICG色素在血液循環(huán)系統(tǒng)中稀釋與排泄循環(huán)的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)模型得出心輸出的數(shù)值。

6.按照權(quán)利要求5所述的基于脈搏色素譜分析的心輸出無創(chuàng)檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，計算機根據(jù)朗伯—比爾定律及ICG和血紅蛋白Hb在兩個波長點的吸光系數(shù)繪制動脈血中隨時間變化的色素濃度曲線，并針對由于色素殘留所導(dǎo)致的色素譜曲線的再循環(huán)上翹問題，將衰減曲線的末端向下擬合，使之與時間軸形成封閉的圖形，以此描述ICG色素完整的排泄過程。

7.按照權(quán)利要求5所述的基于脈搏色素譜分析的心輸出無創(chuàng)檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于，計算機對ICG色素譜曲線進行雙線性變換法積分，將濃度曲線按時間平均分成n個區(qū)間，對每個區(qū)間進行梯形積分以表示其與時間軸圍成區(qū)域的面積，當(dāng)n無限大時，所有區(qū)間的積分和就是色素譜曲線與時間軸圍成封閉圖形的總面積S，根據(jù)色素注入的起始含量A與S的比值求得心輸出量CO的值。