無創(chuàng)腦血氧飽和度檢測方法的研究.pdf

1、氧是維持人體生命的重要物質(zhì)，血氧飽和度(SaO2)反映了細胞和組織供養(yǎng)和氧代謝狀況，是人體生命特征中的一個重要參數(shù)。通過密切監(jiān)測病人腦血氧飽和度(rScO2)的變化，醫(yī)護人員可以對腦組織的氧供應和氧消耗之間的平衡變化做出迅速反應，從而有效地降低病人神經(jīng)系統(tǒng)損傷和腎損傷，縮短病人在ICU的監(jiān)護時間和住院時間。 無創(chuàng)腦血氧飽和度檢測不依賴于脈搏、血壓和體溫，能夠連續(xù)、無創(chuàng)地對病人的腦血氧飽和度進行測量，不會增加醫(yī)護人員和病人的風險。

2、 無創(chuàng)腦血氧飽和度檢測以修正的朗伯-比爾定律和吸光度加和定律為基本原理。根據(jù)氧合血紅蛋白(HbO2)與還原血紅蛋白(Hb)對不同波長的光的吸收特性的差異，采用雙光源雙感受器的傳感器模型，消除了淺層組織的干擾，推導得出相對準確的腦血氧飽和度計算公式。 在此基礎上，我們設計了無創(chuàng)腦血氧飽和度檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括傳感器、信號處理電路、接口電路和腦血氧飽和度實用軟件。系統(tǒng)的核心部分是傳感器和信號處理電路的設計。由于腦血氧飽和

3、度變化信號極其微弱，淹沒在噪聲和干擾之中，所以系統(tǒng)設計的關鍵是抑制噪聲和干擾，提高信噪比，使其達到檢測標準。 系統(tǒng)通過對光源采用脈沖調(diào)制技術，將腦血氧的變化信息載到光波上，采用調(diào)制光攜帶信息使光信號自身具有與背景光輻射不同的特征，抑制了背景光干擾。調(diào)制脈沖的頻率采用800Hz，使系統(tǒng)的頻帶范圍處在80Hz～8kHz，避開了50Hz工頻干擾。 系統(tǒng)的信號處理電路包括同步分離器、同步積分器、采樣脈沖發(fā)生器、采樣保持電路等電路

4、模塊。在信號處理電路中采用兩級同步積分放大器，利用同步積分放大器的頻率匹配傳輸特性，極大地衰減了800Hz匹配頻率外的信號，有效地抑制了噪聲和干擾，放大了腦血氧信號，從而提高了信噪比。使用兩極單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生采樣脈沖，利用采樣保持電路做峰值檢波器，來提取信號幅值。通過對單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生的窄脈沖進行合理的延時，使得采樣保持電路在脈沖信號的平坦部位進行信號采集，消除了脈沖信號幅度突變時產(chǎn)生的振鈴現(xiàn)象對信號正常采集的影響，同時實現(xiàn)了快速恢復。