1.一种脑血氧无创监测方法,其特征在于,以人体头部对应脑前额叶的区域作为脑血氧无创监测区,通过采集脑血氧无创监测区对红光的吸收情况作为对人体头部组织干扰信号的表征值,通过采集脑血氧无创监测区对两种不同波长的红外光的吸收情况分别作为脑前额叶区局部氧合血红蛋白浓度、脑前额叶区局部还原血红蛋白浓度的表征值,进而分别求取去除人体头部组织干扰信号的脑前额叶区局部氧合血红蛋白浓度值和脑前额叶区局部还原血红蛋白浓度值,从而得到去除人体头部组织干扰信号的脑前额叶区局部血氧饱和度监测值,实现脑血氧无创监测。
2.根据权利要求1所述的脑血氧无创监测方法,其特征在于,采集脑血氧无创监测区对红光吸收情况所用的红光源的发光波长为680nm~700nm,优选为700nm;
采集脑血氧无创监测区对两种不同波长的红外光的吸收情况所用的第一红外光源的发光波长为760nm~790nm、第二红外光源的发光波长为840nm~900nm;其中,760nm~790nm红外光的吸收情况用于表征脑前额叶区局部还原血红蛋白浓度,优选采用760nm红外光;840nm~900nm红外光的吸收情况用于表征脑前额叶区局部氧合血红蛋白浓度,优选采用850nm红外光;
每个脑血氧无创监测区均通过相间隔的两个光电探测器进行出射光强度检测,以所述两个光电探测器检测红光源照射脑血氧无创监测区反射出的红光的出射光强度差值作为对人体头部组织干扰信号的表征值,以所述两个光电探测器检测所述两种不同波长的红外光源照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值分别作为脑前额叶区局部氧合血红蛋白浓度、脑前额叶区局部还原血红蛋白浓度的表征值。
3.根据权利要求2所述的脑血氧无创监测方法,其特征在于,脑前额叶区局部血氧饱和度监测值rso2(p)按如下模型求得:
其中,k1为第一修正系数;
其中,δodred表示两个光电探测器检测红光源照射脑血氧无创监测区反射出的红光的出射光强度差值;δodinf1表示两个光电探测器检测第一红外光源的照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值;δodinf2表示两个光电探测器检测第二红外光源的照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值;
4.根据权利要求2所述的脑血氧无创监测方法,其特征在于,还通过采集脑血氧无创监测区对血红蛋白等吸收点波长的红外光的吸收情况作为个体差异修正因子的表征值,用于在得到去除人体头部组织干扰信号的脑前额叶区局部血氧饱和度监测值的基础上,进一步进行个体差异修正,实现脑血氧无创监测;采集脑血氧无创监测区对血红蛋白等吸收点波长的红外光的吸收情况所用的第三红外光源的发光波长为800nm~820nm,优选为805nm;
个体差异修正的脑前额叶区局部血氧饱和度监测值rso2(p)按如下模型求得:
其中,k1、k2分别为第一修正系数和第二修正系数;
其中,δodred表示两个光电探测器检测红光源照射脑血氧无创监测区反射出的红光的出射光强度差值;δodinf1表示两个光电探测器检测第一红外光源的照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值;δodinf2表示两个光电探测器检测第二红外光源的照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值;
5.一种脑血氧无创监测装置,其特征在于,包括脑血氧信息采集子系统、采集控制子系统和监测计算处理子系统;
所述脑血氧信息采集子系统包括一组或两组用于采集脑血氧信息的脑血氧信息采集探头,以及用于对采集的脑血氧信息进行信号转换以及滤波放大预处理的信号预处理电路;每组脑血氧信息采集探头具有用于贴合在人体头部对应脑前额叶区域的贴合部,以及布置在所述贴合部上的发光波长为680nm~700nm的红光源、发光波长为760nm~790nm的第一红外光源、发光波长为840nm~900nm的第二红外光源、以及相间隔的两个光电探测器;所述脑血氧信息采集探头用于通过其贴合部贴合在作为脑血氧无创监测区的人体头部对应脑前额叶的区域,并用于通过两个光电探测器检测红光源照射脑血氧无创监测区反射出的红光的出射光强度差值作为对人体头部组织干扰信号的表征值,通过两个光电探测器检测所述第一红外光源照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值作为脑前额叶区局部还原血红蛋白浓度的表征值,通过两个光电探测器检测所述第一红外光源照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值作为脑前额叶区局部氧合血红蛋白浓度的表征值;
所述采集控制子系统用于对脑血氧信息采集子系统的脑血氧信息采集过程进行驱动控制;
所述监测计算处理子系统用于接收脑血氧信息采集子系统所采集的脑血氧信息,分别求取去除人体头部组织干扰信号的脑前额叶区局部氧合血红蛋白浓度值和脑前额叶区局部还原血红蛋白浓度值,从而计算得到去除人体头部组织干扰信号的脑前额叶区局部血氧饱和度监测值,实现脑血氧无创监测。
6.根据权利要求5所述的脑血氧无创监测装置,其特征在于,所述脑血氧信息采集探头的贴合部为柔软粘性材质,用于粘附贴合在人体头部对应脑前额叶的区域;
所述脑血氧信息采集探头还具有用于对所述贴合部进行遮光的软质遮光外壳,用于减少环境光对贴合部的光干扰。
7.根据权利要求5所述的脑血氧无创监测装置,其特征在于,所述信号预处理电路包括信号转换升压电路单元、信号滤波电路单元和信号放大电路单元;
所述信号转换升压电路单元包括信号转换电路和升压电路,所述信号转换电路用于将脑血氧信息采集探头中光电探测器的电流信号转换为电压信号,所述升压电路用于对电压信号进行升压;
所述信号滤波电路单元包括10hz低通滤波电路,用于滤除10hz以上的干扰信号;
所述信号放大电路单元包括前置放大电路和二级放大电路,用于对信号进行二级放大。
8.根据权利要求5所述的脑血氧无创监测装置,其特征在于,所述采集控制子系统通过分时间隔驱动控制脑血氧信息采集探头中的各不同光源交替发光,使得脑血氧信息采集探头中的光电探测器能够在不同时段检测不同光源照射脑血氧无创监测区反射出的出射光强度。
9.根据权利要求5所述的脑血氧无创监测装置,其特征在于,所述监测计算处理子系统采用如下模型计算得到脑前额叶区局部血氧饱和度监测值rso2(p):
其中,k1为第一修正系数;
其中,δodred表示两个光电探测器检测红光源照射脑血氧无创监测区反射出的红光的出射光强度差值;δodinf1表示两个光电探测器检测第一红外光源的照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值;δodinf2表示两个光电探测器检测第二红外光源的照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值;
10.根据权利要求5所述的脑血氧无创监测装置,其特征在于,所述脑血氧信息采集探头的贴合部上还布置有发光波长为800nm~820nm的第三红外光源,用于通过两个光电探测器检测所述第三红外光源照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值作为个体差异修正因子的表征值;
所述监测计算处理子系统还用于在得到去除人体头部组织干扰信号的脑前额叶区局部血氧饱和度监测值的基础上,进一步利用所述个体差异修正因子对于脑前额叶区局部血氧饱和度监测值进行个体差异修正;采用如下模型计算得到个体差异修正的脑前额叶区局部血氧饱和度监测值rso2(p):
其中,k1、k2分别为第一修正系数和第二修正系数;
其中,δodred表示两个光电探测器检测红光源照射脑血氧无创监测区反射出的红光的出射光强度差值;δodinf1表示两个光电探测器检测第一红外光源的照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值;δodinf2表示两个光电探测器检测第二红外光源的照射脑血氧无创监测区反射出的红外光的出射光强度差值;