[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于載波調(diào)制方法的血氧飽和度及脈搏測(cè)量系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811546239.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109363650A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海霞;曾宏翔;董紀(jì)騰;陳朋;張怡龍;梁榮華
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/0205
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/0205;A61B5/1455;H04L27/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

一種基于載波調(diào)制方法的血氧飽和度及脈搏測(cè)量系統(tǒng)，包括控制電路模塊(1000)、面光源模塊(1100)、采集裝置模塊(1200)和計(jì)算機(jī)(1300)；應(yīng)用于電學(xué)噪聲較大的測(cè)量環(huán)境下，非接觸的血氧飽和度測(cè)量和脈搏測(cè)量。該方法通過(guò)660nm光源(1101)850nm光源(1102)以一定的周期進(jìn)行交替工作并在此基礎(chǔ)上加入載波信號(hào)，通過(guò)高速成像CCD(1203)獲取人手背處的區(qū)域灰度值信息。對(duì)得到不同波長(zhǎng)下的灰度值信息通過(guò)圖像處理(1301)、結(jié)果計(jì)算(1302)進(jìn)一步處理。本發(fā)明可以得到手部的血氧飽和度信息和脈搏信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于載波調(diào)制方法的血氧飽和度及脈搏測(cè)量系統(tǒng)，主要應(yīng)用于電學(xué)噪聲較大的測(cè)量環(huán)境下，非接觸的血氧飽和度測(cè)量和脈搏測(cè)量。相比于傳統(tǒng)臨床的血氧飽和度測(cè)量方法，該方法對(duì)電學(xué)噪聲抗干擾性較強(qiáng)。采集設(shè)備常見(jiàn)，采集過(guò)程可不接觸被測(cè)量人員，適用于燒燙傷病人、活體檢測(cè)、不易接觸病人的情況。

背景技術(shù)

血氧飽和度(Spo2)是指血紅蛋白與氧氣結(jié)合后形成的載氧血紅蛋白(Hbo2)容量與全部血紅蛋白(Hb)容量的比值，它的比值可以代表血液中血氧的濃度，是身體健康的重要生理參數(shù)。脈搏是指人體表面可以觸摸到的動(dòng)脈搏動(dòng)，心臟每次跳動(dòng)將血液泵送到全身，并且在體表較淺處可以感受到擴(kuò)張。許多臨床疾病或者突發(fā)狀況會(huì)造成供氧缺乏，如果人體組織在缺氧下會(huì)發(fā)生形態(tài)結(jié)構(gòu)的變異，嚴(yán)重情況下會(huì)造成不可逆的后果。所以在醫(yī)療領(lǐng)域測(cè)量血氧飽和度與脈搏至關(guān)重要，測(cè)量血氧飽和度和脈搏也可以用于非接觸式的活體檢測(cè)中，避免接觸感染。

目前傳統(tǒng)的血氧飽和度的測(cè)量計(jì)算方法主要分為電化學(xué)分析和接觸式光學(xué)檢測(cè)法。電化學(xué)分析要通過(guò)采集人體血液，利用血?dú)夥治鰞x進(jìn)行電化學(xué)分析，測(cè)出血液中氧氣分壓最后確定血氧飽和度。這種方法結(jié)果準(zhǔn)確，但是需要具有一定專(zhuān)業(yè)技能的人員才可以操作，同時(shí)無(wú)法連續(xù)測(cè)量血氧飽和度。接觸式光學(xué)檢測(cè)法，通過(guò)將傳感器套在人手指尖處，利用手指作為采集平臺(tái)。使用紅光與近紅外光作為檢測(cè)光源，根據(jù)不同波長(zhǎng)對(duì)載氧血紅蛋白與血紅蛋白的吸收特性不同求得血氧飽和度。這種方法雖然可以連續(xù)采集血氧飽和度信息，但是需要患者長(zhǎng)時(shí)間佩戴傳感器指套，患者往往會(huì)有不適感。并且在特殊人群中也不適合佩戴，例如燒燙傷患者、嬰幼兒、病毒攜帶者。

非接觸式的血氧飽和度測(cè)量方法是根據(jù)不同波長(zhǎng)在皮膚表面的吸收特性和反射特性實(shí)現(xiàn)的。由于非接觸的測(cè)量方式需要CCD鏡頭與被測(cè)表皮有一定的距離，為防止環(huán)境光和CCD的電學(xué)噪聲的影響，采用密閉環(huán)境下和疊加載波比大于10的載頻信號(hào)SPWM來(lái)進(jìn)行信號(hào)調(diào)制。這種方法可以有效抑制噪聲的影響，提高測(cè)量的精準(zhǔn)程度。

發(fā)明內(nèi)容

為了更好的服務(wù)于醫(yī)療事業(yè)，改善血氧飽和度和脈搏測(cè)量方法的弊端，完善對(duì)特殊群體的血氧飽和度和脈搏的測(cè)量，本發(fā)明提供一種利用高速CCD在無(wú)外在光源干擾條件下疊加載波的血氧飽和度和脈搏測(cè)量方法。該方法具有操作簡(jiǎn)單，抗干擾能力強(qiáng)，適用范圍廣泛的特點(diǎn)。適用于醫(yī)療健康檢測(cè)，活體檢測(cè)，活體防偽等領(lǐng)域，具有較好的發(fā)展前景和應(yīng)用前景。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種基于載波調(diào)制方法的血氧飽和度及脈搏測(cè)量系統(tǒng)，包括控制電路模塊(1000)、面光源模塊(1200)、采集裝置模塊(1300)和計(jì)算機(jī)(1400)；所述控制電路模塊(1000)用于生成載波并驅(qū)動(dòng)面光源正常工作；所述面光源模塊(1100)用于發(fā)射兩種波長(zhǎng)的平面光；所述采集裝置模塊(1200)用于采集手背的信息和避免環(huán)境光的影響；所述計(jì)算機(jī)(1300)用于實(shí)現(xiàn)對(duì)采集到的信息進(jìn)一步處理，得到最終所需的血氧飽和度信息和脈搏信息。

進(jìn)一步，所述的控制電路模塊(1000)由電源模塊(1001)、光源驅(qū)動(dòng)模塊(1002)、載波生成模塊(1003)組成，由電源模塊(1001)為光源驅(qū)動(dòng)模塊(1002)和載波生成模塊(1003)供電，光源驅(qū)動(dòng)模塊(1002)和載波生成模塊(1003)正常工作，面光源模塊(1100)發(fā)生光束經(jīng)過(guò)人體表皮的吸收和反射最終進(jìn)入采集模塊(1200)。