[发明专利]基于组织血氧宽场成像的血氧检测方法及系统

说明书

本发明提供人体皮肤组织光学与生理参数提取方法，通过对人体皮肤组织采集宽场成像，通过朗伯比尔定律的最小二乘法结合最小误差准则计算生理参数，提高了反演血氧饱和度的准确性。检测人员进行血氧饱和度检测和健康建议反馈，对疾病进行早期发现和预防。

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，具体来说是一种基于组织血氧宽场成像的血氧检测方法及系统。

背景技术

随着人口老龄化以及生活方式的变化，糖尿病足的患病率急剧增长，糖尿病具有治疗难度大、治疗费用高、高复发率、高致残率、高死亡率等特点。因此，有效的早期诊断和干预是非常重要的。

微血管血氧饱和度包含皮肤和皮下组织的氧气输送和消耗速率的信息，血氧饱和度监测在微循环和代谢的临床诊断、慢性病的基础研究中具有重要的意义。传统的血氧饱和度测量方法是使用经皮氧分压仪测出血氧分压PO₂，再计算出血氧饱和度。这种方法灵敏度低，测量时间久，并且只能单点接触式测量。

空间频域成像技术可以以中等分辨率(1mm)快速(几秒到几分钟)测量大面积(cm)，在临床具有很大价值。

公开号为CN 106821332公开了一种多功能糖尿病足检测仪，通过经皮氧分压电极片测量经皮氧分压、足部温度等评估糖尿病患者病变程度。这种方法需要接触测量，并且测量时间比较长，而且测量血氧饱和度灵敏度比较低。

公开号为210204742公开了一种蓝牙无线血氧饱和度检测探头，通过指套式光电传感器测量血氧饱和度。这种方法无法用于大面积测量，只能测量特定指头的血氧饱和度。

针对血氧饱和度等生理参数提取，如：功能性近红外光谱法、扩散光学断层扫描等，都是基于点源和探测器成像。随着光学技术和光学器件的发展，空间频域成像技术使用结构光和特定的光学模型，实现组织血氧定量、快速、宽场成像。

血氧饱和度由氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白组成，一般需要两个波长进行提取，然而提取人体皮肤组织氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白时存在皮肤黑色素的干扰，空间频域成像技术一般通过增加波长或结构光频率来解决皮肤黑色素的干扰，但与此同时，也增加了系统的成本与采集时间，

公开号为CN 102883658公开了一种用于使用结构化照明经由单元件检测来分析浑浊介质的方法和设备，通过多个光源(2)和两个或多个频率实现对皮肤氧饱和度的提取，增加了系统成本和采集时间。

公开号为110573064公开了一种用于评价糖尿病循环并发症的系统和方法，同样是通过多个光源(2)和两个或多个频率实现对皮肤氧饱和度的提取，增加了系统成本和采集时间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于空间频域成像技术两个可见光光源反演生理参数不准确。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

基于组织血氧宽场成像的血氧检测方法，包括以下步骤：

步骤1、采集人体皮肤组织的漫反射图像，得到原始图像；

步骤2、对所述原始图像进行图像算法处理，得到光学、生理参数，具体为：

假设同一频率同一波长下拍摄的图片光强为I₁，I₂，I₃...I_n，运用多相位移法计算不同位置x_i光子密度振幅M_AC(x_i,f_x)：

引入参考白板计算不同频率的漫反射率R_d(x_i,f_x)：