专利名称：一种提高血氧饱和度检测精度的方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及血氧饱和度检测技术，特别涉及一种提 高血氧饱和度检测精度的方法。
背景技术：
基于红光和红外光的双波长血氧饱和度(SP02)无创检测技术已被广泛应用于临 床。较之传统的有创血氧检测方法，虽然双波长血氧饱和度检测方法具有很多优点(如，操 作方便，可连续监测)，但其检测精度往往受制于红光和红外光血氧检测信号的纯净程度。 因为在双波长血氧检测信号的获取过程中，会不可避免地存在大量干扰成分，如肢体自主 或不自主的运动所产生的运动干扰、环境电磁干扰，随机光源干扰等。这些干扰成分的幅度 往往远大于血氧检测信号(特别是肌肉运动所产生的干扰)，因此给后续血氧饱和度的计 算带来诸多不便和麻烦，对测量精度也造成了很大影响。为了从强干扰背景中分离出相对纯净的血氧信号，一些信号处理方法被应用于血 氧信号的获取。其中最常用的信号处理方法是传统数字滤波方法。通过选择合适带宽的滤 波器来抑制血氧信号中的干扰成分，以提高信噪比。但由于血氧信号和干扰信号在频谱上 往往相互混叠，因此常规滤波方法在信噪比改善方面的效果非常有限。除了传统的滤波处 理方法外，一些基于统计分析理论的信号处理方法也被应用于血氧信号的提取，如自适应 滤波方法，独立分量分析方法，但这类基于统计分析的血氧提取算法计算复杂度很高，因此 在算法的具体实现时，对处理器计算性能的要求很高，否则难以实现血氧信号的实时分析 和处理。综上所述，目前的血氧饱和度检测方法存在检测精度不高的问题，需要改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种血氧饱和度检测方法，来解决现有血氧饱 和度检测方法检测精度不高的问题。为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案—种提高血氧饱和度检测精度的方法，包括如下步骤Si)、采集原始信号，并对原始信号进行带通滤波；S2)、对带通滤波后的信号基于信息极大独立性判据的独立分量分析算法进行计 算，得出血氧独立分量和干扰独立分量，并估计分离矩阵W和混合矩阵A ；S3)、鉴别并去除干扰独立分量，并获取两路干净的血氧信号；S4)、利用干净的血氧信号计算血氧饱和度。所述步骤S2)具体是指对带通滤波后的血氧信号进行Infomax算法或者扩展 Infomax算法计算，以提取出血氧独立分量和干扰独立分量，并估计分离矩阵W和混合矩阵 A0所述提取出血氧独立分量的公式为
x(t) = [xrd(t), xir(t)]T其中，Xrd(t)，Xir (t)分别为实测红光和红外血氧信号，xrd (t)，Xir (t)的生成模型可表示为
权利要求
一种提高血氧饱和度检测精度的方法，包括如下步骤S1)、采集血氧原始信号，并对血氧原始信号进行带通滤波；S2)、对带通滤波后的血氧信号基于信息极大独立性判据的独立分量分析算法进行计算，得出血氧独立分量和干扰独立分量，并估计分离矩阵W和混合矩阵A；S3)、鉴别并去除干扰独立分量，并获取两路干净的血氧信号；S4)、利用干净的血氧信号计算血氧饱和度。
2.如权利要求1所述的一种提高血氧饱和度检测精度的方法，其特征在于，所述步骤 S2)具体是指对带通滤波后的血氧信号进行Infomax算法或者扩展Infomax算法计算，以 提取出血氧独立分量和干扰独立分量，并估计分离矩阵W和混合矩阵A。
3.如权利要求2所述的一种提高血氧饱和度检测精度的方法，其特征在于，所述提取 出血氧独立分量的公式为x(t) = [xrd(t)，xir(t)]T其中，Xrd (t)，Xir (t)分别为实测红光和红外血氧信号， Xrd(t), Xir(t)的生成模型可表示为 、 \ -rnr _ A ηN-V A 一其中s(t)和n(t)分别表示干净的血氧成分和噪声干扰成分，Bij是未知的混合矩阵A 的系数。
4.如权利要求2所述的一种提高血氧饱和度检测精度的方法，其特征在于，所述血氧 信号独立分量和干扰噪声独立分重如下式
5.如权利要求2所述的一种提高血氧饱和度检测精度的方法，其特征在于，所述扩展 Infomax算法以及估计分离矩阵W获取的具体学习算法为
6.如权利要求1至5中任意一项所述的一种提高血氧饱和度检测精度的方法，其特征 在于，所述步骤S3)具体是指利用所得混合矩阵A将血氧独立分量反投影至观测信号中， 以获取两路干净血氧信号和两路噪声信号。
7.如权利要求6所述的一种提高血氧饱和度检测精度的方法，其特征在于，所述消除 干扰后的两路干净血氧信号，即干净红光血氧信号、(t)和干净红外光血氧信号和SiJt) 的计算公式为
8.如权利要求7所述的一种提高血氧饱和度检测精度的方法，其特征在于，所述带通 滤波器的通带为0. 5-15Hz。
9.如权利要求1至5中任意一项所述的一种提高血氧饱和度检测精度的方法，其特征 在于，所述带通滤波器的通带为0. 5-15Hz。
全文摘要
本发明公开了一种提高血氧饱和度检测精度的方法，该方法首先采集血氧原始信号，并对原始信号进行带通滤波；然后对带通滤波后的血氧信号基于信息极大独立性判据的独立分量分析算法进行计算，得出血氧独立分量和干扰独立分量，并估计分离矩阵W和混合矩阵A；再鉴别并去除干扰独立分量，并获取两路干净的血氧信号；最后利用干净的血氧信号计算血氧饱和度。采用了本发明技术方案的一种提高血氧饱和度检测精度的方法，可以有效地降低比率值计算过程中由于噪声引起的干扰，同时通过精度值的设定和判断，可达到提高血氧饱和度检测精度的目的；而且该方法的运算复杂度较低，可对不同环境下获取的双波长血氧信号进行在线提取，并能保证较稳定的计算精度。
文档编号A61B5/1455GK101940475SQ20101027288
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者刘冠聪, 吴小培 申请人:深圳市纽泰克电子有限公司