一种测量血氧饱和度的方法以及便携式设备技术

本发明专利技术公开了一种测量血氧饱和度的方法，该方法包括：向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光，第二测量光和参考光，并接收所述第一测量光、所述第二测量光和所述参考光的反射光；获取第一差值和第二差值，其中，所述第一差值为第一反射光与参考反射光的光强变化率之差；所述第二差值述参考反射光与第二反射光的光强变化率之差；通过计算获取所述第一差值与所述第二差值的比值x，并根据所述比值x，计算血氧饱和度y。相应的，本发明专利技术还提供一种用于测量血氧饱和度的便携式设备。采用本发明专利技术提供的方法和便携式设备，可以实现实时准确地血氧饱和度测量。

【技术实现步骤摘要】
一种测量血氧饱和度的方法以及便携式设备
本专利技术属于生理参数测量领域，具体地说涉及一种测量血氧饱和度的方法以及便携式设备。
技术介绍
氧是维持人体正常生理活动的重要元素，空气中的氧通过人体肺部交换后进入血液，结合在血红蛋白上传送至全身。血红蛋白由四条链组成，两条α链和两条β链，每一条链有一个包含一个铁原子的环状血红素。氧气结合在铁原子上，被血液运输。每克血红蛋白可结合1.34ml的氧气，是血浆溶氧量的70倍。以氧合血红蛋白(HbO2)及还原血红蛋白为基础的血氧饱和度(SO2)表征了人体氧循环的状态，是判断人体呼吸和循环系统的重要参数。血氧饱和度是血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白(Hb)容量的百分比，即血液中血氧的浓度。正常人体动脉血的血氧饱和度为98％，静脉血为75％。一般认SpO2正常应不低于94％，在94％以下为供氧不足。缺氧的危害与缺氧程度、发生速度及持续时间有关。低氧时首先出现的是代偿性心率加速，心搏及心排血量增加，循环系统以高动力状态代偿氧含量的不足。同时产生血流再分配，脑及冠状血管选择性扩张以保障足够的血供。严重低氧，心内膜下乳酸堆积，ATP(adenosinetriphosphate，三磷酸腺苷)合成降低，产生心肌抑制，导致心动过缓，期前收缩，血压下降与心排血量降低，以及出现室颤等心率失常乃至停搏。因此对于血氧饱和度的实时监测非常重要。为了避免采血检测对人体所造成的损伤，现在主要采用对人体不会造成损伤的无创检测方法来检测血氧饱和度。无创血氧饱和度检测分为透射式和反射式两种方法。其中，透射式方法通过获取经过人体组织的透射光来分析血氧饱和度，由于透射光信号较强，测量准确率高，因此该方法目前在临床上已获得广泛应用。但是透射式方法适合应用在皮肤较薄的地方，以便光的透射，因此对应用部位有所限制。反射式方法获取由人体组织反射的光强信号，因而其探头不受安放位置的限制，具有更广阔的应用前景。但是目前通过反射式测量血氧饱和度的方法准确率不高，误差较大。
技术实现思路
为了解决现有反射式测量血氧饱和度的方法精度低、有效率差的问题，本专利技术提供一种测量血氧饱和度的方法。根据本专利技术的一个方面，提供一种测量血氧饱和度的方法，其中，所述方法包括步骤：a)向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光，第二测量光和参考光，并接收所述第一测量光、所述第二测量光和所述参考光的反射光；b)获取第一差值和第二差值，其中，所述第一差值为第一反射光与参考反射光的光强变化率之差；所述第二差值为参考反射光与第二反射光的光强变化率之差；c)通过计算获取所述第一差值与所述第二差值的比值x，并根据所述比值x，计算血氧饱和度y。根据本专利技术的一个具体实施方式，所述步骤c)进一步为：通过计算获取所述第一差值与所述第二差值的比值x，并根据所述比值x，利用公式y＝nx+m，计算血氧饱和度y；其中，n＞0；0＜m＜100。根据本专利技术的另一个具体实施方式，所述第一测量光的波长为660nm±3nm；所述第二测量光的波长为940nm±10nm；所述参考光的波长为820±10nm。根据本专利技术的又一个具体实施方式，所述体表皮肤是所述被测量对象的桡动脉所对应的腕部体表皮肤。根据本专利技术的另一个方面，提供一种测量血氧饱和度的便携式设备，其中，所述便携式设备包括：光发射和光接收模块、计算模块以及处理模块；所述光发射和接收模块，用于向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光，第二测量光和参考光，以及接收所述第一测量光、所述第二测量光和所述参考光的反射光；计算模块，用于计算并获得第一差值和第二差值，其中，所述第一差值为第一反射光与参考反射光的光强变化率之差，所述第二差值为参考反射光光强与第二反射光的光强变化率之差；处理模块，用于计算并获得所述第一差值与所述第二差值的比值x，并根据所述比值x，计算血氧饱和度y。根据本专利技术的一个具体实施方式，所述处理模块，根据所述比值x，计算血氧饱和度y，具体为：根据所述比值x，利用公式y＝nx+m，计算血氧饱和度y；其中，n＞0；0＜m＜100。根据本专利技术的另一个具体实施方式，所述第一测量光的波长为660nm±3nm；所述第二测量光的波长为940nm±10nm；所述参考光的波长为820nm±10nm。根据本专利技术的又一个具体实施方式，所述体表皮肤是所述被测量对象的桡动脉所对应的腕部体表皮肤。根据本专利技术的又一个具体实施方式，所述便携式设备具有腕式佩戴结构。根据本专利技术的又一个具体实施方式，该便携式设备还包括：显示模块，用于显示所述血氧饱和度。本专利技术首先向被测对象的体表皮肤发送测量光和参考光，之后接收测量光和参考光的反射光，并利用经反射的各束光的光强变化率计算得到被测对象的血氧饱和度。采用反射的方法获取由被测对象的测试部位反射的光强信号，光强信号强，因而测试探头不受安放位置的限制，更加灵活。在测试过程中加入了参考光，可以有效去除被测对象的固有吸收率对测试光的吸收，使得测量结果更加准确。附图说明通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1所示为根据本专利技术提供的一种测量血氧饱和度的方法的一个具体实施方式的流程示意图；图2所示为波长与吸收系数的关系图；图3所示为根据本专利技术提供的一种测量血氧饱和度的便携式设备的结构示意图。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。具体实施方式下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。参考图1，图1所示为根据本专利技术提供的一种测量血氧饱和度的方法的一个具体实施方式的流程示意图。血氧饱和度测量基于动脉血液对光的吸收量随动脉搏动而变化。当透光区域动脉血管搏动时，动脉血液对光的吸收量将随之变化,而皮肤、肌肉、骨骼和静脉血等其他组织对光的吸收不变。具体地，本专利技术提供的测量血氧饱和度的方法主要的适用对象是人类，因此所述被测量对象在本文中主要指的是需要进行血氧饱和度测量的人类。本领域技术人员应当理解，本专利技术提供的测量血氧饱和度的方法还可以应用于针对与人类具有相同或相似生理特性的哺乳动物的血氧饱和度的测量。步骤S101，向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光，第二测量光和参考光，并接收所述第一测量光、所述第二测量光和所述参考光的反射光。本专利技术采用的反射法测量血氧饱和度，具体原理是向人体组织发送光波，该光波经过人体组织反射后生成反射光，然后接收该反射光并分析该反射光所反映的人体的生理状况，从而达到测量人体血氧饱和度的目的。参考图2，在红光区(600nm～700nm)氧合血红蛋白的吸收峰弱。在红外区(850nm～1000nm)还原血红蛋白的吸收峰弱。透射与反射导致的光强变化率相等，与吸收系数成正比。因此，优选的，所述第一测量光的波长为660nm±3nm，例如：657nm，660nm或者663nm。优选的，所述第二测量光的波长为940nm±本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量血氧饱和度的方法，其中，所述方法包括步骤：a)向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光，第二测量光和参考光，并接收所述第一测量光、所述第二测量光和所述参考光的反射光；b)获取第一差值和第二差值，其中，所述第一差值为第一反射光与参考反射光的光强变化率之差；所述第二差值为参考反射光与第二反射光的光强变化率之差；c)通过计算获取所述第一差值与所述第二差值的比值x，并根据所述比值x，计算血氧饱和度y。

【技术特征摘要】
1.一种测量血氧饱和度的方法，其中，所述方法包括步骤：a)向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光，第二测量光和参考光，并接收所述第一测量光、所述第二测量光和所述参考光的反射光；所述第一测量光的波长为660nm±3nm；所述第二测量光的波长为940nm±10nm；所述参考光的波长为820±10nm；b)获取第一差值和第二差值，其中，所述第一差值为第一反射光与参考反射光的光强变化率之差；所述第二差值为参考反射光与第二反射光的光强变化率之差；c)通过计算获取所述第一差值与所述第二差值的比值x，并根据所述比值x，利用公式y＝nx+m，计算血氧饱和度y；其中，n＞0；0＜m＜100。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述体表皮肤是所述被测量对象的桡动脉所对应的腕部体表皮肤。3.一种测量血氧饱和度的便携式设备，其中，所述便携式设备包括：光发射和光接收模块、计算模块以及处理模块；所述光发射和接收模块，用于向被测量对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王毅峰，王波，马泽强，辛勤，王鹤男，赵洲洋，潘旭捷，胡春华，
申请(专利权)人：辛勤，
类型：发明
国别省市：北京;11