专利名称：一种基于自相关建模法的低灌注血氧饱和度测量方法
技术领域：
本发明属于生物信息检测领域，具体涉及血氧饱和度检测技术，特别涉及一种可在低血流灌注时实现脉率、血流灌注指数和血氧饱和度等参数的准确稳定测量的方法。
背景技术：
血氧饱和度(Sp02)是血液中氧合血红蛋白占可结合氧的总血红蛋白的百分比，表征了血液的氧含量，是判断人体呼吸系统、循环系统功能的重要参数。在临床上，监测人体Sp02的变化对肺和心脏疾病的预防和治疗具有重要作用；同时，在手术、麻醉和重症监护等方面，也需要监测Sp02，以指导其手术或治疗过程。由于无创Sp02测量方法检测方便安全，目前已成为检测人体各种组织中Sp02较成熟的方法，在临床上得到广泛应用。对于无创Sp02测量，这里首先介绍其原理及计算方法。无创脉搏血氧饱和度测量基于比尔-朗伯特(Beer-Lambert)定律，使用红光和红外光双波长光束照射人体组织，测量经组织透射后的光强来进行计算。由于无血组织和静脉对单色光的吸收是恒定的，动脉脉动引起光程周期性改变，动脉血对光的吸收量也随之变化，透射的PPG信号就包含一个很大的直流分量(DC)，以及一个随脉动周期性变化的交流分量(AC)。交流分量与直流分量的比值反映了人体血流灌注能力，称为血流灌注指数(Perfusion Index, PI), PI = AC/DOlOO%。由于氧合血红蛋白(HbO2)和还原血红蛋白(Hb)对光吸收谱不同，两束波长分别为λ i和λ 2的光分别照射组织，获得两路PPG信号和两个不同的PI即PI1和PI2,定义R = Pl/PIy根据Beer-Lambert定律推导,可获得SpO2的计算公式
权利要求
1.一种低灌注血氧饱和度测量方法，其步骤包括(1)获取红光和红外光的PPG信号，对其进行预处理；(2)分别对经过预处理的红光和红外光的PPG信号进行自相关运算；(3)计算脉率、血流灌注指数和血氧饱和度利用红光或红外光自相关后的PPG信号计算脉率PR 红光和红外光的血流灌注指数的计算方法为
2.根据权利要求1所述的一种低灌注血氧饱和度测量方法，其特征在于，步骤(3)中， 按下述方法进行自相关运算将经过预处理的PPG信号的交流分量表示为f(t) = f(t + mT) = P*φ( )，式中m为任意整数，T为PPG信号的周期，t为时间，P为脉搏波信号交流分量的幅值，f(t)为PPG信号的交流分量,tpft)为f (t)的归一化函数；设实际数据采样时的噪声为N(t)，则实际采集到的信号为F(t) = f(t)+N(t)j#F(t) 进行自相关，得到其自相关函数RpiJ): RfCt) = Pi βΦι{' }) τ为自相关后/[目号的时间轴量,P1 为自相关后信号的幅值，为Φ )的自相关函数。
3.根据权利要求2所述的一种低灌注血氧饱和度测量方法，其特征在于，PPG自相关信号的幅值P1的平方根与原始信号的幅值P之间存在线性关系=P = *具k为幅值转换系数。
全文摘要
本发明属于血氧饱和度检测技术，为一种基于自相关建模法的低灌注血氧饱和度测量方法。该方法首先对红光和红外光的PPG信号进行数字滤波并计算各自的直流分量，然后对滤波后的信号进行自相关，以抑制信号中的噪声成份提高信噪比，最后利用自相关信号通过建模获得的参数计算方法计算其交流分量，并计算脉率、血流灌注指数和血氧饱和度。本方法有效抑制了低灌注信号的噪声干扰，并建模实现了通过自相关信号进行参数计算的方法，提高了低灌注下脉率、血流灌注指数和血氧饱和度测量的准确性。
文档编号A61B5/0205GK103027690SQ20121049454
公开日2013年4月10日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者杨玉星, 谢庆国, 艾志光, 谭双平 申请人:华中科技大学