[发明专利]一种消除光程长差异的血氧饱和度提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及光谱分析技术领域，特别涉及一种消除光程长差异的血氧饱和度提取方法。

背景技术

临床医学中人体血氧饱和度的检测是非常重要的检测项目，人体血氧状况与人的心肺功能及呼吸、循环系统有着重要关系，对它的检测在手术麻醉、监护室急救病房、病人运动和睡眠研究、以及氧疗中都有着非常重要的作用。基于修正的朗伯比尔定律的血氧饱和度检测，通过同步获取多波长下的光电容积脉搏波，借助动态光谱理论可有效去除皮肤、脂肪、骨骼等其他组织的影响，能够克服个体差异和测量条件的影响，然而由于不同个体或同一个体不同测量部位动脉的充盈程度不同，以及光散射效应造成在进行血氧饱和度测量中存在光程长的差异，该差异会对血氧饱和度的检测精度造成不利的影响。

现有的血氧饱和度检测技术中均对光程长差异进行忽略不计或进行血氧饱和度定标时实现一定程度的校正，对光程长信息进行校正的同时也损失了一定的有效信息。

发明内容

本发明提供了一种消除光程长差异的血氧饱和度提取方法，本方法减少了有效信息的损失，提高了血氧饱和度的提取精度，详见下文描述：

一种消除光程长差异的血氧饱和度提取方法，所述方法包括以下步骤：

（1）同步采集血氧饱和度检测所需的多波长光电容积脉搏波，并作对数变换，分别获取上升沿和下降沿区域并去除基线漂移，获取预处理后对数脉搏波；

（2）查找选定波长各周期上升沿满足预设固定幅值的所有差值，提取其他波长对应差值，并对各波长差值分别按周期进行叠加平均；

（3）通过剔除粗大误差和滑动平均对平均差值进行处理，获得各波长各周期最终差值，并提取血氧饱和度。

所述同步采集血氧饱和度检测所需的多波长光电容积脉搏波，并作对数变换，分别获取上升沿和下降沿区域并去除基线漂移，获取预处理后对数脉搏波的步骤具体为：

同步采集待测部位血氧饱和度测量所需的多波长光电容积脉搏波；

对多波长光电容积脉搏波作对数运算获取多波长对数脉搏波，查找各周期对应的峰谷值及坐标；

对多波长对数脉搏波各周期进行上升沿和下降沿区域划分；

对多波长对数脉搏波分别进行自适应去除基线漂移，获取预处理后对数脉搏波。

所述对多波长对数脉搏波分别进行自适应去除基线漂移，获取预处理后对数脉搏波的步骤具体为：

划分对数脉搏波的各个周期；

提取对数脉搏波各周期所含采样值的叠加平均值并设定其坐标值；利用对数脉搏波各周期的叠加平均值及其设定坐标获取对数脉搏波漂移基线；

对数脉搏波与漂移基线按坐标位置进行对应相减，获取去除基线漂移的对数脉搏波。

所述查找选定波长各周期上升沿满足预设固定幅值的所有差值，提取其他波长对应差值，并对各波长差值分别按周期进行叠加平均的步骤具体为：

选定预处理后对数脉搏波中任一波长，对选定波长预设固定幅值F；

依次以选定波长各周期上升沿各采样点为起点，在上升沿查找与各起点对应的满足固定幅值的终点，并记录各起点与终点坐标位置及二者差值，对选定波长获取差值按周期进行叠加平均；

提取其他对数脉搏波各周期对应坐标位置各起点与终点的差值；对各波长对数脉搏波各周期的差值分别按周期进行叠加平均。

所述固定幅值F的设定大于预定波长对数脉搏波上升沿相邻采样点的最大差值，并且小于预定波长对数脉搏波各周期最小峰峰值。

所述通过剔除粗大误差和滑动平均对平均差值进行处理，获得各波长各周期最终差值，并提取血氧饱和度的步骤具体为：

剔除平均差值中的粗大误差，获取有效差值；

对有效差值进行滑动平均滤波，获取各波长各周期最终差值；

建立各波长各周期最终差值与血氧饱和度之间的相关关系，提取血氧饱和度。

本发明提供的技术方案的有益效果是：通过查找对数脉搏波的峰值、谷值及其坐标实现了对数脉搏波的各周期以及各周期上升沿与下降沿的有效分割，并利用对数脉搏波的平均效应拟合出基线漂移，有效提高了对数脉搏波的信噪比；充分利用去除漂移的对数脉搏波的信噪比较高的上升沿的数据提取定幅值差值，并通过统计平均效应剔除异常波形和异常值的影响，提高了血氧饱和度测量的信噪比和稳定性；更重要的是通过定幅值方法可有效降低不同个体或者同一个体不同测量部位被测血层厚度不同引起的光程长差异造成的影响，为提高血氧饱和度的检测精度提供了有效方法。

附图说明

图1为本发明提供的一种消除光程长差异的血氧饱和度提取方法的流程图；