一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法

本发明涉及血氧检测，尤其涉及一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法。

背景技术：

1、当前，血氧饱和度已成为反映人体健康的重要指标；血氧饱和度是人体呼吸循环的重要生理参数，它可以直接反应肺的氧合作用及血液中血红蛋白携氧能力；此外，缺氧会造成器官功能障碍甚至衰竭；严重时，由于感染病毒，健康人的血氧饱和度可能急剧下降，此情况须立即就医；而对于普通居民，专业的血氧饱和度检测设备通常难以获取；甚至在紧急情况下，由于资源和环境受限，及时的血氧饱和度检测通常难以实施；而近年来智能设备的普及给远程电子医疗奠定了至关重要的基础；因此，开发一种便捷、快速的智能终端血氧饱和度检测方法至关重要。

2、临床上，一般采用动脉血气检测(金标准)即可检测血氧饱和度，可直接得到准确的血氧饱和度结果；但是，该测试只能在专业机构(如医院)进行；另一种常用的测量血氧饱和度的光学仪器血氧计已被广泛使用；然而，据报道，这种方法的准确性经常受到人类皮肤颜色的影响，需要皮肤仪器(如分光光度计)进行校正；此外，上述方法难以应用于家庭监测，构建一种标准化的、不受肤色及外部环境影响的准确测量方法迫在眉睫。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明提供了一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，其特征在于，包括：

2、步骤一：使用血氧计、动脉血气分析及智能终端app分别检测受试者的血氧饱和度；

3、步骤二：使用便携式分光光度计测量标准皮肤颜色及皮肤反射率，同时使用智能终端拍摄步骤一中测量部分的皮肤图像以获取成像皮肤颜色；

4、步骤三：分别建立血氧计、颜色及智能终端校正模型，以消除由不同肤色导致的检测误差；

5、步骤四：应用以上辅助手段，使用经校正的血氧计结果校正智能终端app测量结果，输出经标准化的智能终端的检测结果。

6、本发明提供的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，优选的，步骤二中去受试者左右上内壁的标准皮肤颜色及反射率；并对取得的数据取平均结果。

7、本发明提供的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，优选的，皮肤黑色素含量计算模型为：

8、

9、其中，m代表黑色素含量，red reflectance代表分光光度计测量得到的皮肤反射率。

10、本发明提供的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，优选的，智能终端app提取于受试者面部图像并计算嘴唇及嘴唇周围面部颜色元数据得到血氧饱和度值。

11、本发明提供的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，优选的，智能终端app计算检测血氧饱和度值的方法包括：

12、s1、通过智能手机加载临床样本图像；

13、s2、智能终端app后台提取样本颜色特征信号；

14、s3、输入终端app模型计算,并在屏幕输出最终检测结果。

15、本发明提供的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，优选的，智能终端app计算检测血氧饱和度值的计算模型为：

16、

17、y＝w1p+w2c1+…+wm+1cm+b

18、其中，y是最终输出的血氧饱和度结果，向量c1...cm代表app提取的颜色特征信号，b代表偏置项，向量p为自设计的特征项，其值为：

19、

20、本发明提供的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，优选的，计算模型包括：

21、血氧计校正模型的计算模型为：

22、af+bs1+cs2+us3+qm+β1＝a

23、皮肤颜色校正模型的计算模型为：

24、sp1＝ds1+ecp+fdp+gi(k)+β2

25、sp2＝d1s2+e1cp+f1dp+g1i(k)+β3

26、sp3＝d2s3+e2cp+f2dp+g2i(k)+β4

27、黑色素与皮肤颜色之间的关系模型为：

28、s1＝nm+β5

29、智能终端血氧饱和度预测模型为：

30、spo2＝θ1c1+θ2c2+…+θncn+θn+1p+β

31、其中公式中的字母说明：f代表指脉血氧计测量的血氧饱和度示数；

32、s1…sn代表标准仪器(分光光度计)测量的皮肤颜色；

33、m代表皮肤黑色素含量；

34、a代表动脉血气分析结果；

35、sp1…s3p3，c1…cp…cn，dp代表智能终端拍摄的手臂及面部图像的皮肤颜色；

36、i代表智能终端拍摄的图像的iso参数(可以通过皮肤颜色参数k代替)；

37、β...β5代表偏置项；

38、其他参数为权重。

39、本发明提供了一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，包括检测数据、校正肤色差、建立校正模型和输出结果；通过对大量实验数据进行建模校正，使得血氧饱和度可以仅通过一部智能终端程序测量；此检测方法弥补了当前主流便携式检测设备的不足，并克服了肤色、环境等诸多干扰；使用本方法测量可快速得到更精确的血氧饱和度结果，并方便居家使用，这将进一步帮助实现远程医疗。

技术特征：

1.一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，其特征在于，步骤二中去受试者左右上内壁的标准皮肤颜色及反射率；并对取得的数据取平均结果。

3.如权利要求1所述的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，其特征在于，皮肤黑色素含量计算模型为：

4.如权利要求1所述的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，其特征在于，智能终端app提取于受试者面部图像并计算嘴唇及嘴唇周围面部颜色元数据得到血氧饱和度值。

5.如权利要求4所述的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，其特征在于，智能终端app计算检测血氧饱和度值的方法包括：

6.如权利要求4所述的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，其特征在于，智能终端app计算检测血氧饱和度值的计算模型为：

7.如权利要求1所述的一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，其特征在于，计算模型包括：

技术总结
本发明提供了一种基于皮肤数据模型辅助的血氧饱和度检测方法，涉及血氧检测技术领域，包括检测数据、校正肤色差、建立校正模型和输出结果；通过对大量实验数据进行建模校正，使得血氧饱和度可以仅通过一部智能终端程序测量；此检测方法弥补了当前主流便携式检测设备的不足，并克服了肤色、环境等诸多干扰；使用本方法测量可快速得到更精确的血氧饱和度结果，并方便居家使用，这将进一步帮助实现远程医疗。

技术研发人员：唐盛,陈吉森,沈薇,李云心
受保护的技术使用者：江苏科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15