[发明专利]漫射光的生物组织血氧代谢的无损监测方法及其系统

摘要

基于漫射光的生物组织血氧代谢无损监测方法及其系统属于生物医学工程技术领域，其特征在于：它使三个不同位置上且每一个均可分别发出两个波长光的发光二极管依次在小于0.5ms的时间间隔内顺序发光，再由一个位于上述三个发光二极管一侧的光电检测器依次检测来自上述三个发光二极管的经过深层组织的漫射出的光的光强，并由此依次计算出光密度OD及待测组织的血氧饱和度，它可精确地给出组织血氧饱和度，系统结构简单更适合实用要求。

主权项

1.基于漫射光的生物组织血氧代谢无损监方测法包含使用位于深层待测组织表面的光源和检测来监测来自深层局部待测组织的漫射光的步骤，其特征在于：它使三个不同位置上且每一个均可分别发出两个波长的光的发光二极管LED依次在小于0.5ms的时间间隔内顺序发光，再由一个位于上述三个发光二极管一侧的光电检测器依次检测来自上述三个发光二极管的通过深层结构组织而漫射出光的光强，并由此通过计算光密度值OD来算出深层局部待测组织的血氧饱和度，这种无损监测方法依次含有以下步骤：(1)通过计算机利用光密度的公式检测光电检测器不同检测距离下的光密度ODk，并保存。(1.1)把三个光源固定在三个不同位置上。(1.2)在微控制器控制下驱动各光源顺序发光，并依时序测量散射光强对应的值。(1.3)利用下述光密度公式计算离光电检测器不同检测距离下的光密度ODk：${\mathrm{OD}}_k=\log \frac{I_k}{I_{\mathrm{kr}}},$ 其中，k＝1，2，3，表示三个不同光源的脚标；Ikr为不同位置的光源发出的光经过组织内部散射之后由光电检测品检测到反射光强，Ik为三个光源出射的光强；(2)依据上述测试结果，计算深层局部待测组织的氧饱和度rSO2，显示并保存；(2.1)把同一检测周期内但不同检测距离下检测到的光密度相减求差：${\mathrm{\Delta OD}}_2^{{\lambda }_i}={\mathrm{OD}}_2^{{\lambda }_i}-{\mathrm{OD}}_{{\lambda }_j}^{{\lambda }_j},$ ${\mathrm{\Delta OD}}_1^{{\lambda }_j}={\mathrm{OD}}_3^{{\lambda }_j}-{\mathrm{OD}}_2,$ 其中，j＝1，2，分别表示不同的波长，即λ1、λ2分别表示不同波长下的光波波长：ΔOD2λj表示第2个光源发出的其波长为λj的光的光密度与第1个光源发出的其波长为λj 的光的光密度之差；ΔOD1λj表示第3个光源发出的其波长为λj的光的光密度与第2个光源发出的其波长为λj 的光的光密度之差：(2.2)用以下经验公式用计算机算出深层局部待测组织的氧饱和度rSO2：${\mathrm{rSO}}_2=C{\left(\frac{{\mathrm{\Delta OD}}_1^{{\lambda }_1}}{{\mathrm{\Delta OD}}_1^{{\lambda }_2}}\right)}^2+B_1\left(\frac{{\mathrm{\Delta OD}}_1^{{\lambda }_1}}{{\mathrm{\Delta OD}}_1^{{\lambda }_2}}\right)+B_2\left(\frac{{\mathrm{\Delta OD}}_1^{{\lambda }_1}}{{\mathrm{\Delta OD}}_2^{{\lambda }_2}}\right)+A$ 其中：C：0.16～0.25；B1：-1.66～-2.5B2：-0.13～-0.25；A：1.8～2.7。