[发明专利]一种基于扩散理论的反射式脉搏血氧检测方法

说明书

技术领域

本发明属于人体生理参数测量技术领域，涉及一种涉及脉搏血氧检测方法。

背景技术

人体的生理活动需要内部提供能量和营养物质，进行的活动不同，需要的能量不同。血液为器官输送氧和营养物质，对人体的新陈代谢起着至关重要的作用。缺氧会影响人体一系列机能的正常运转，轻则引发缺氧症状，重则危及生命。因此，对人体组织内氧的输运及结合过程的监测，人体内部组织及血液中氧的浓度，对临床诊断和治疗工作意义深远。

血氧饱和度检测在临床麻醉手术，重症患者监护应用中为医生及时提供有效地临床依据，是临床监测不可缺少的重要指标。在新生儿、早产儿监护、脑外科及心血管外科等领域有着重要的意义。在医院加护病房、重症监护、手术室和急诊部门等这些患者的血氧饱和度值极易不稳定的场所，脉搏血氧仪的应用至关重要。同时它还常用于治疗睡眠呼吸暂停所使用的正压通气的需求量和效率。

无创测量比有创测量的优势在于它不会对受试者造成痛苦，同时保证了实时、快速、准确的测量。实现了监测，辅助治疗，病理研究等功能。检测方便且应用范围更加广泛。

无创血氧测量依据的是随动脉搏动血液总量发生变化从而产生动脉血对光的吸收发生变化的原理，其本质为吸收系数的改变，而吸收系数的大小受血氧饱和度值的影响。通过测量人体组织对光的吸收情形就可以计算出此时血液中的血氧饱和度。

虽然脉搏血氧饱和度测量仪在临床上应用广泛，但在实际操作中，脉搏血氧仪仍存在一些问题。以原有的朗伯比尔定律为理论模型的血氧饱和仪以血容积和动脉血吸收系数的变化为考察对象，忽略了组织对光的散射从而导致计算结果的偏差。一般血氧值在75％～100％范围内测量精度为2％～6％，在血氧饱和度较低的情况下这一测量值的误差更大。

根据光的扩散输运理论，Marble和Burns等人在1994年提出了新的脉搏血氧饱和度传输模型，该模型以三维光子扩散理论为基础，在一定程度上辅助了现有系统。根据该理论分析多重散射效应对于定标曲线的影响，证明在氧饱和度较低的情况下，对其测量不准的原因主要是由于多重散射效应的存在。这为血氧仪的研究提供了新的方向。

发明内容

本发明的目的在于对传统动脉血氧饱和度测量方法进行完善改进，提出一种能够实现无创、实时的测量，且精度更高、应用范围更广的脉搏血氧检测方法。为此，本发明采用如下技术方案：

一种基于扩散理论的反射式脉搏血氧检测方法，包括下列步骤：

(1)建立组织体吸收系数μ_a和S_aO₂之间的关系：

定义组织体吸收系数μ_a为其中V_a和V_v分别为动脉血和静脉血的体积分数，为除去血液外其他组织的吸收系数，为动脉血吸收系数，为静脉血吸收系数，且有：

μaart=H×[SaO2×μa(HbO2)+(1-SaO2)×μa(Hb)],]]>