[發明專利]基于光聲技術的血氧飽和度精確測量方法及設備

在審

• 申請號: 202010837730.2
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN111956234A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 趙曉杰;歐志龍;鄒然
• 申請（專利權）人: 英諾激光科技股份有限公司
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455;A61B5/00;A63B71/06
• 代理公司: 深圳市精英專利事務所 44242
• 代理人: 曹祥波

本發明公開了一種基于光聲技術的血氧飽和度精確測量方法及設備，方法包括以下步驟：激勵光源發射兩束不同的特定波長的光束，通過光學系統照射待測組織表面，并透入組織內部使待測組織內的氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白吸收光束而產生超聲信號，利用超聲信號采集模塊采集并測量所述超聲信號，使用超聲信號處理模塊處理所述超聲信號，通過圖像重建算法獲取關于氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白在血液中的相對濃度，根據所述相對濃度的相對值計算出被測組織血液的血氧飽和度的絕對值。本發明實施例提出的測量方法測量精度大于現有的血氧飽和度測量儀技術，同時解決了現有血氧儀器無法測出靜脈血管中血氧飽和度的技術難題。

技術領域

本發明涉及醫學測量技術領域，尤其涉及一種基于光聲技術的血氧飽和度精確測量方法及設備。

背景技術

人體內的氧主要由血液中的氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白與氧氣作可逆性結合提供。通常將血液中被氧合的血紅蛋白的容量，占全部可氧和血紅蛋白容量的百分比，即血液中氧的濃度，表示為血氧飽和度，它是反映人體內氧供給狀況的重要指標，也是臨床醫療上的基礎監測參數之一。血液中含氧量越高，人的新陳代謝就越好，過低會造成機體供氧不足。正常人體的動脈血的血氧飽和度為98％，靜脈血為 75％。

目前，市面上測量血氧飽和濃度的血氧儀器主要分為監護、指夾和脈搏式，主要原理是檢測血液對不同光波長吸收量的變化，測定氧合血紅蛋白占全部血紅蛋白的百分比，從而直接求得血氧飽和度。這類血氧儀帶有兩個發光二極管，這兩個發光二極管面向病人的待測部位，通常是指尖或耳垂。一只二極管釋放波長為660納米的光束，另一只釋放905、910或者940納米，人體組織內含氧的血紅蛋白對這兩種波長的吸收系數與不含氧的差別很大。利用這個性質，可以計算出兩種血紅蛋白的比例，從而計算出血氧飽和濃度數值。雖然這類血氧儀提供了一種方便連續無損傷的血氧測量方法，但也存在許多應用局限。目前所用的血氧儀大多基于朗伯-比爾定律推導出的血氧飽和度計算模型，其成立的前提是忽略人體組織和血液成分對光的散射效應，僅僅考慮吸收效應，忽略了組織血液內水對光吸收效應，而水在血液中的比例大于80％，這一比例會極大地影響檢測的準確性。

這種方法雖然簡化了動脈血氧飽和濃度的測量，但是從原理上引入了測量誤差，導致測量精度不高，而且當血氧濃度較低時，測量誤差明顯增大。

因此，大多數血氧儀在75％～100％血氧飽和度范圍內的測量不確定度為2％～3％；而在50％血氧飽和度時，測量不確定度可達20％。大多數的儀器在血氧飽和度低于70％的情況下，對測量不確定度均不做規定，因此也無法通過這個常規方法測量靜脈血氧飽和濃度，靜脈血飽和濃度的檢測對心肺疾病的檢測有重要臨床價值。而且，2％的測量誤差對于現階段新型冠狀病毒肺炎患者來說，不利于醫生判斷患者從輕癥轉向重癥的指標值。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在加深對本發明的總體背景技術的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域技術人員所公知的現有技術。

基于上述原因，本申請人提出了一種基于光聲技術的血氧飽和度精確測量方法及設備，旨在解決上述問題。

發明內容

為了滿足上述要求，本發明的第一個目的在于提供一種基于光聲技術的血氧飽和度精確測量方法，需要注意的是，本方法屬于一種超聲醫學成像方法，盡管最后成像的數據可以用于檢測某些疾病，但是方法中并沒有利用最后成像進行疾病診斷的步驟，本方法獲取的血氧飽和度可以應用于電子設備等應用場景、用于輕松獲取當前使用者的新陳代謝信息，顯然，從本申請文件中所獲得的血氧飽和度信息不能直接得出診斷結果或健康情況，因此，本方法不屬于疾病診斷方法。

本發明的第二個目的在于提供一種基于光聲技術的血氧飽和度精確測量設備。

一方面，本發明公開了一種基于光聲技術的血氧飽和度精確測量方法，包括以下步驟：