可修正外层组织影响的组织血氧参数检测方法

摘要

可修正外层组织影响的组织血氧参数检测方法属于生物医学工程领域，其特征在于：针对不同测试对象(成人和婴儿)和生物组织(包括脑组织和肌肉组织)氧合血红蛋白变化量(ΔHbO₂)与还原血红蛋白变化量(ΔHb)检测选择合适的检测距离，并考虑到外层组织的影响提出传感器的设计，检测步骤，消除外层组织影响的算法及系统设计。传感器由3个发光二极管和一个光电检测构成的。整个测试系统组成应传感器以及由前置放大电路、A/D转换器、嵌入式微控制器、通讯电路、电源及液晶和触摸屏。它具有检测灵敏度高、检测系统结构简单的优点。

主权项

1.可校正外层组织影响的组织血氧参数检测方法，包括用近红外双波长光谱方法检测生物组织中的合氧及还原的血红蛋白的变化量，其特征在于：它使用三个各自能分别发射波长为λ₁的红光和波长为λ₂的红外光的发光管与位于一侧的光电接收管组成传感器，三个发光光与光电接收器的中心距d至少为30mm，40mm和50mm，检测时根据外层组织的类型从中选取具有能够的中心距的发光二极管，并只命令此发光二极管发光，根据检测到的波长分别为λ₁、λ₂的光密度OD^λi，i＝1，2，来分别计算两个相邻采样时刻的合氧血红蛋白浓度的和还原血红蛋白浓度的改变量ΔCHbO2、ΔCHb，再考虑外层厚度的影响，把所计算得到的ΔCHbO2、ΔCHb除以小于1的校正因子，便可得到修正外层组织厚度影响后的ΔCHbO2、ΔCHb的值；以上所述的方法依次有以下步骤：(1)根据测试的对象和测试的部位，用超声方法测定外层组织厚度根据外层组织的厚度择定一个与光电接收管的距离d的发光二极管；(2)检测在已选定的发光管的光电接收管的中心距离下光密度值OD^λi i＝1，2；其中，I_入为光源功率，I_出是入射光经过生物组织散射之后，光电接收管收到的光功率；(3)检测血氧状态随时间变化过程中，两个相邻采样间隔的光密度OD^λi之差OD_k^λi $\Delta {\mathrm{OD}}_k^{\mathrm{\lambda i}}={\mathrm{OD}}_{t+1}^{\mathrm{\lambda i}}-{\mathrm{OD}}_t^{\mathrm{\lambda i}}$其中，OD₁^λi和OD_t+1^λi分别为波长为λ_i时，在t时刻及其后的t+1时刻的光密度之差；(4)血氧状态随时间变化过程中，两个相邻采样时刻下，合氧血红蛋白的浓度变化是ΔCHbO2和还原血红蛋白浓度变化是ΔCHb，可用以下公式算出： ${\mathrm{\Delta CHbO}}_2={\alpha }_1\mathrm{\Delta O}{D}_k^{{\lambda }_1}-{\alpha }_2\mathrm{\Delta O}{D}_k^{{\lambda }_2}$ $\mathrm{\Delta CHb}={\alpha }_3\mathrm{\Delta O}{D}_k^{{\lambda }_1}-{\alpha }_4\Delta {\mathrm{OD}}_k^{{\lambda }_2}$其中α₁-α₄为常数但与波长有关的，波长为λ_i下α₁为-1.6～-2.5，α₃为2.6～3.85波长为λ₂下α₂为-2.5～-3.6，α₄为0.6～1.6(5)考虑外层组织厚度的影响，对上述ΔCHbO2、ΔCHb的值进行修正，即对其除以小于1的因子y： y＝ax²+bx+c其中，x为外层组织的厚度，x≥1mm；a、b、c可分别根据外层组织的饿类型取值。