基于三波长肝储备功能检测仪的血氧饱和度算法研究

研究基于三波长的血氧饱和度计算算法。以自主研发的三波长(660 nm,805 nm,940 nm)肝储备功能检测仪为实验仪器,运用改进后的脉搏分光光度法原理,采取阈值法提取出脉搏波的交直流量,最后用不同的算法计算人体的血氧饱和度并作出比较。通过实验证明,使用拟合定标曲线得出的公式计算血氧饱和度,其结果好于使用理论推导出的公式计算出的结果。采取拟合定标曲线的方法取得了较好的效果,具有一定的临床实用性。     

一种计算脉搏血氧饱和度的新方法

由于常用的计算脉搏血氧饱和度的方法一般都存在测量数据不能实时更新的缺点,本文基于NJL5501R光反射器搭建了脉搏波信号测量的硬件平台,并根据脉搏波信号测量中所采集的红光和红外光具有高度的线性相关性的特点,提出一种通过建立红光和红外光的线性回归模型来确定血氧饱和度值的方法,并且分析了参与计算的脉搏波采样点数多少对脉搏波血氧特征值的影响。实验结果表明,本文提出的方法能够在保证测量精度的同时实现血氧饱和度数据的快速更新,为人体脉搏血氧饱和度实时、准确地监测提供了一种有效的途径。     

基于ZigBee的血氧饱和度检测技术与模块研制

目的：为了及时、准确、方便、无约束地检测血氧饱和度,本文研制一种无线血氧饱和度检测模块。方法：结合穿戴式检测技术和ZigBee短距离无线通信技术,设计出基于ZigBee的无线血氧饱和度检测模块。该模块由光电容积脉搏波微型化检测模块、ZigBee接入终端及上位机数据分析处理模块组成,其中数据分析处理采用基于形态匹配的特征提取算法对光电容积脉搏波进行最大值的定位。结果：模块实现的功能有光电容积脉搏波显示,血氧饱和度计算,数据无线传输等。实验表明光电容积脉搏波的最大值检测准确率达到98％,而血氧饱和度的计算误差控制在8．8％以内,满足血氧饱和度的检测要求;此外,ZigBee无线传输技术与光源驱动脉冲调节器均有效减少能量的消耗。结论：本模块设计实现病人的移动监护,具有无线化、低功耗、微型化和高性价比等特点。     

线性回归算法提取脉搏血氧特征值初步验证

目的:准确提取脉搏血氧信号特征值R是计算脉搏血氧饱和度的关键。传统的R值提取算法大多采用脉搏波的峰谷值法,需要多个周期的平均来提高精度,存在移动步长难以确定、实时性差等缺点。本文提出一种动态实时的R值提取算法。方法:基于近红外光谱技术(Near infrared spectroscopy,NIRS)的测量原理,建立了红外光(IR)和红光(RD)两束透射光强信号的线性回归模型,并确定回归系数b与特征值R之间的定量关系。以纯数字医用放大器为实验平台,搭建了光源驱动电路和光电检测电路,采集的光电容积脉搏波(Photoplethysmography,PPG)信号由蓝牙USB接口传输至计算机,然后进行线性相关性分析及提取算法验证。结果:分析发现IR和RD两束透射光强信号之间具有很强的相关性(r>0.9),运用线性回归法提取的特征值R可以准确的反映正常血氧饱和度值以及在主动闭气过程中血氧饱和度的下降过程。结论:初步验证结果表明,线性回归算法可以有效的进行脉搏血氧信号特征值的动态估算。     

三波长肝储备功能检测系统的设计

背景：术前评估肝脏储备功能可以让医生得到充分的肝脏信息,从而制定下一步的治疗计划。吲哚青绿排泄试验因为其具有简单、创伤少等优点,被证明是一种有效的预测患者肝储备功能的方法。 目的：设计基于吲哚青绿排泄法的便携式肝储备功能测试系统。 方法：依据组织对红外光吸收的不同以及脉动选择不同波长LED,选择ARM9平台,设计外围硬件以及探头,并在Window CE系统下设计系统的软件程序,进行整机效果验证。 结果与结论：便携式肝储备功能测试系统可以无创、实时的提供吲哚青绿15 min滞留率以及血氧饱和度等人体信息,系统采用三波长LED照射手指,并利用光电传感器采集透过手指的光强,软件方面采用数字滤波器及自学习阈值法去除干扰信号。实验证明该系统信号可靠、稳定,效果良好,具有实用性。     

基于近红外光谱法的无创肝储备功能检测

目的针对传统采血法检测肝储备功能存在的有创伤、非实时和易交叉感染等问题,通过分析吲哚氰绿色素、氧合血红蛋白和还原血红蛋白的近红外光谱特性曲线,研究了基于脉搏波光谱分析的无创肝储备功能检测方法。方法利用吲哚氰绿色素在血液中只被肝细胞吸收,其色素浓度呈指数衰减的变化规律,通过静脉注入吲哚氰绿色素,选用波长为940 nm和805 nm的近红外光作为测量入射光,同步采集携带吲哚氰绿浓度变化信息的脉搏波光谱信号,分析光谱信号计算得到血浆消失率和15min滞留率等肝储备功能参数,最后通过6例肝脏患者的常规采血法测得血浆消失率进行对比。结果该方法检测得到的血浆消失率与常规采血法相比,平均相对误差小于5%,该过程除吲哚氰绿色素的注射外不需要再做其他穿刺。结论基于近红外光谱法的无创肝储备功能检测能够准确而实时地检测肝储备功能参数,将为临床肝脏手术提供准确的肝储备功能评估结果。     

三波长无创血氧饱和度测量算法及应用

传统的二波长血氧仪需要在医院非常安静的环境下才能正常测量血氧饱和度。然而,患者肢体运动干扰限制了血氧仪的使用范围,尤其是在可穿戴的、走动环境下的使用。本研究提出在探头内除660nm和940nm测量光源外增加810nm光源作为参考信号,根据Beer-Lambert定理建立新的测量算法,在硬件方面采用非线性均衡电路,在软件方面构造自适应滤波器,以便从光电容积脉搏波信号中移除运动干扰信号。实验证明,该方法明显降低了运动干扰,使得测量准确、可靠,在使用可穿戴式设备的移动监护和小儿科监护方面具有广泛的应用前景。     

对脉搏血氧定量法进行多重散射并研究其效应的一种简单光子衍射分析方法

光子衍射理论可用以获取一个将传输模式和反射模式脉搏血氧定量法测量得到的ac-dc强度比率与动脉氧饱和度(SaO_2)相关联的解析表达式。通过将光子衍射分析的结果与使用基于Beer-Lambert法则且忽略了散射效应的分析方法所获得的数据相比较,可对多重散射的效应进行研究。结果表明,红光和红外光传输路径的平均长度的差异,造成了血氧定量法的定标曲线易于受组织在两个波宽光谱带上的所有衰减因数以及被搏动的动脉血液吸收的影响。因此,定标曲线的形状会受到组织血液容积、源探测头置放的位置以及其它改变了组织衰减因数波长依赖性的变量的影     

一种桡动脉脉搏信号的自动检波算法

现有的基于桡动脉脉搏波的心血管功能参数检测仪能够无创地检测心血管参数,但要求使用者具备一定的医学知识,需人工判断用于检测心血管功能参数的脉搏波波形,从而降低了仪器的普适性.本文利用小波变换对脉搏波进行分析,实现了一种新的基于连续小波变换的桡动脉脉搏波检波算法.实验结果表明:该算法准确性好,能有效提高心血管功能参数检测的智能化程度,降低操作难度,有利于心血管功能检测仪在家庭医疗保健中的推广使用.     

脉搏血氧饱和度检测系统设计中干扰信号的处理方法

脉搏血氧饱和度检测系统是一种将血氧浓度的光电检测技术与容积脉搏描记技术结合起来实现无创伤、连续血氧浓度测量的新型医疗监护仪器。消除测量系统中各种干扰的影响 ,设法正确地检出光电容积脉搏波信号是关系到测量系统准确性及其精度的关键问题之一。本文着重介绍了脉搏血氧饱和度检测系统中干扰的主要来源、处理方法及其应用现状 ,从而为脉搏血氧饱和度检测系统设计提供了依据。