[发明专利]一种基于近红外光谱的深层组织血氧饱和度计算方法

说明书

本发明公开了一种基于近红外光谱的深层组织血氧饱和度计算方法，包括以下步骤：S1：分别计算波长λ₁、λ₂下的空间差分光密度ΔOD(t,λ₁)和ΔOD(t,λ₂)；S2：对近端红外光信号进行带通滤波，得到信号Y；S3：对所述信号Y做自相关得到信号H；S4：对所述H信号做N点FFT变换，并得到最大能量点索引值index；S5：对步骤S1得到的ΔOD(t,λ₁)和ΔOD(t,λ₂)信号分别做N点FFT变换，并在频域取所述index处的幅度值，分别记为M₁和M₂；S6：计算吸收系数比，并根据所述吸收系数比计算深层组织动脉血氧饱和度；S7：利用SRS方法计算混合氧饱和度；S8：根据所述混合氧饱和度和所述深层组织动脉血氧饱和度计算深层组织静脉血氧饱和度。本发明能够无创连续监测深层组织的血氧饱和度，为监护治疗提供技术支持。

技术领域

本发明涉及血氧饱和度测试技术领域，特别涉及一种基于近红外光谱的深层组织血氧饱和度计算方法。

背景技术

氧代谢理论的提出将氧作为敏感的检测指标对整体病情的变化及治疗的效果进行定量监测，大大提高了对病情的理解程度及治疗的准确性。

然而，对于缺氧，临床上往往会首先想到动脉血的氧分压和氧饱和度。但动脉血气仅能反映肺部同期换气及动脉血的氧和情况，并不能反映局部组织的氧供和氧耗情况。而传统的静脉血氧饱和度监测通常需要静脉穿刺或插管，采用光谱对比方法得到。该方法具有成本高，有创，不能连续监测的缺点。因此，临床上局部组织的动静脉血液的氧饱和度监测对监护治疗具有重要意义。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种基于近红外光谱的深层组织血氧饱和度计算方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于近红外光谱的深层组织血氧饱和度计算方法，包括以下步骤：

S1：分别计算波长λ₁和波长λ₂下的空间差分光密度ΔOD(t,λ₁)和ΔOD(t,λ₂)；

S2：对近端红外光信号进行带通滤波，得到信号Y；

S3：对所述信号Y做自相关得到信号H；

S4：对所述H信号做N点FFT变换，并得到最大能量点索引值index；

S5：对步骤S1得到的ΔOD(t,λ₁)和ΔOD(t,λ₂)信号分别做N点FFT变换，并在频域取所述最大能量点索引值index处的幅度值，分别记为M₁和M₂；

S6：计算吸收系数比，并根据所述吸收系数比计算深层组织动脉血氧饱和度。

作为优选，步骤S1中，所述ΔOD(t,λ₁)和所述ΔOD(t,λ₂)分别通过下式进行计算：

式中：ΔOD(t,λ₁)为波长λ₁下的空间差分光密度；ΔOD(t,λ₂)为波长λ₂下的空间差分光密度；为波长λ₁下近端光强度；为波长λ₁下远端光强度；为波长λ₂下近端光强度；为波长λ₂下远端光强度。

作为优选，步骤S2中，进行带通滤波时，滤波器频带为0.5-4Hz。

作为优选，步骤S6中，所述吸收系数比通过下式进行计算：