[发明专利]一种基于成像设备的非接触式血氧饱和度测量装置

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种基于成像设备的实时血氧测量装置，该装置主要应用于日常环境光照明条件下，非接触的血氧饱和度测量。相比于目前临床及日常应用的血氧饱和度测量装置，该装置抗干扰能力强，设备常见，操作简单，完全不接触被测人员，适合用于烧伤类、不适合接触式血氧仪的病人。更适合普通民众用于日常生活中的健康监测。

背景技术

血氧饱和度(Oxygen saturation，SO2)是重要的生理参数之一，过低的血氧饱和度在人体组织中将造成不可逆的缺氧性损伤，因此在麻醉、手术过程中，对其进行监控十分重要。目前用于日常血氧测量的方法主要是基于光电容积脉搏波描记法的指夹式、鼻贴式、额贴式的接触性测量装置。

但是，接触式测量会引起病人身体的不适，带来刺激或者疼痛，甚至引起生理变化影响测量结果的准确性。而且这些装置也都不适合长期接触人体，不适合长时间测量和日常的随时监测。尤其对大面积烧伤的病人、患有精神疾病的病人、婴幼儿等不能自主合作的病人，也不适合用电极或传感器接触其身体，接触式血氧饱和度测量有了明显的局限性。

光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmoGraphy，PPG)是利用血液对光线的吸收，当皮肤的微血管内有血液灌注量的差别时，通过检测皮肤表面光反射和吸收量的多少，进而得出脉搏波信息，根据测量位置的不同，测量结果中有时还会包含测量位置的微循环信息。最初是利用红外光，外加光源对探测皮肤表面进行照明，然而红外探测仪器在日常生活中并不常用，而且外加光源很多时候也局限了照射和探测区域大小，从而影响探测适用范围和准确度。

发明内容

为了克服目前接触式血氧饱和度测量装置存在的弊端，本发明提供一种利用可见光成像设备，在无附加光源照明条件下的血氧饱和度测量装置，该装置设备简单，操作容易，抗干扰能力强，适用环境广泛。适合用于临床及普通民众日常的健康监测，具有广阔的发展空间和应用前景。其技术方案是这样实现的：一种基于成像设备的血氧饱和度测量装置，用于非接触式的血氧饱和度测量，其特征在于该装置由视频采集单元、信号处理单元、血氧饱和度结果显示单元及各单元之间的数据线构成；所述视频采集单元由位于人脸前方的加有滤光片的两个CCD及与CCD通过数据线相连的视频图像采集卡组成；所述的信号处理单元由PC主机或高速信号处理电路组成；血氧饱和度测量装置的视频采集单元通过所述的数据线与视频图像采集卡连接；视频图像采集卡通过所述的数据线与PC主机或高速信号处理电路相连；PC主机或高速信号处理电路通过数据线与血氧饱和度显示单元相连；血氧饱和度测量装置的视频信号包括人面部在内的视频信号，该视频信号通过数据线被传输至视频图像采集卡，将模拟信号转化为数字信号；视频图像采集卡通过USB数据线与PC主机的连接通信，将采集到的视频信号按一定格式存放存储器内，运行上位机分析软件，通过计算视频图像中人脸区域的灰度均值在时域上的变化曲线，可以得出脉搏波曲线，该数据信息通过相关计算可以表征人体的血氧饱和度信息；通过数据线将计算结果在所述的显示单元装置上显示。

所述的视频采集单元装置中的两个CCD，其靶面与镜头中间加装有不同波段的滤光片，滤光片可以是440nm与520nm，或470与520nm；在这两组波段中，每组波段中都有一个波段保证还原血红蛋白及氧和血红蛋白在此处的吸收系数相等，而在另一波段吸收系数相差较大；保证了血氧饱和度测试的准确性。

所述的视频采集单元装置位于人脸部前30cm-100cm，实现了血氧饱和度测量的非接触，避免接触式测量引起的病人身体不适及黏贴剂对皮肤的损伤；视频采集单元装置可以采集视频信号的人体部位可以是但不限于额、面、耳垂、手心、手臂等。

所述的视频采集可以在但不限于在自然光、日光灯或白炽灯的环境照明条件下拍摄得到。

所述的基于成像设备的血氧饱和度测量装置使用光电容积脉搏波描记法，利用血液对光线吸收变化量来体现脉搏波，通过检测皮肤表面光反射和吸收量的多少，得出皮肤微血管内血液灌注量的差别，该灌注量体现的即为脉搏波信息。

所述的两个滤光片波段可以是但不限于440nm与520nm，或470与520nm波段。

所述的基于成像设备的血氧饱和度测量装置的信号处理单元可以利用PC机作为程序载体，在其上实现血氧饱和度的提取运算。

所述的基于成像设备的血氧饱和度测量装置的信号处理单元可以利用高速电路系统，脱机实现，进行血氧饱和度的提取运算。