糖化血红蛋白和血氧饱和度的检测方法及光学指尖检测仪技术

本发明专利技术公开了一种糖化血红蛋白和血氧饱和度的检测方法及光学指尖检测仪，采用波长依次为λ1、λ2、λ3和λ4的黄光束、绿光束、红外光束、红光束作为出射光，照射被检测对象的指尖，以检测得到对应出射光束的最大发光强度和最小发光强度：Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4，并通过将之代入公式一和公式二中进行联立求解，从而，同时检测出被检测对象的糖化血红蛋白浓度X和血氧饱和度saO2，并且，本发明专利技术属于无创检测，并能够部分排除糖化血红蛋白的干扰，提高了血氧饱和度的检测精度。

【技术实现步骤摘要】
糖化血红蛋白和血氧饱和度的检测方法及光学指尖检测仪
本专利技术涉及一种糖化血红蛋白和血氧饱和度的无创检测方法，以及，基于该无创检测方法的光学指尖检测仪。
技术介绍
无创脉搏糖化血红蛋白的测定：无创脉搏糖化血红蛋白测量是以朗伯-比尔定律和血液中还原血红蛋白(Hb)和氧化非糖化血红蛋白(HbO2A0)以及氧合糖化血红蛋白(HbO2A1)对光的吸收特性不同为基础的。通过两种不同波长的光分别照射组织经反射后再由光电接收器转换成电信号。组织中的其他成分吸收光信号是恒定的,经过光电接收器后得到直流分量DC,而动脉血中的Hb和HbO2A1以及HbO2A0对光信号的吸收是随着脉搏搏动作周期性变化,经过光电接收器后得到交流分量AC,由于Hb和HbO2A1以及HbO2A0对同一种光线的吸收率各不相同,通过测量不同光吸收比率计算出两种血红蛋白含量的百分比。无创脉搏血氧饱和度测定：无创脉搏血氧饱和度测量是以朗伯-比尔定律和血液中还原血红蛋白(Hb)和氧合血红蛋白(HbO2)对光的吸收特性不同为基础的。通过两种不同波长的红光600～700nm和红外光800～1000nm分别照射组织经反射后再由光电接收器转换成电信号。组织中的其他成分吸收光信号是恒定的,经过光电接收器后得到直流分量DC,而动脉血中的HbO2和Hb对光信号的吸收是随着脉搏搏动作周期性变化,经过光电接收器后得到交流分量AC,由于HbO2和Hb对同一种光线的吸收率各不相同,通过测量红光和红外光的光吸收比率便可以计算出两种血红蛋白含量的百分比。现有技术中，测定脉搏糖化血红蛋白和脉搏血氧饱和度的方案，主要有以下两种：方案一：目前市面上的指尖血氧仪用途比较广泛，很多都已经上市了，指尖血氧仪的原理是根据660nm和900nm的波长对HbO2和Hb的吸收系数不同，根据朗伯比尔定律推导，得出两束光的差值之比与血氧饱和度的数学关系。然后根据实际测得的血氧数据得出数学差值与血氧饱和度的经验关系式。上述方案一存在以下不足：根据有关文献，可以知道脉搏血氧仪测得的数据会过高的估计了动脉血红蛋白的血氧饱和度，文献中提出当糖化血红蛋白浓度(<7％)时，血氧饱和度的误差在1.8％左右，当糖化血红蛋白浓度(>7％)时，血氧饱和度的误差在2.9％左右，但是根据目前的血氧饱和度的推导公式可知，在推导过程中，并没有血红蛋白中的糖化情况，我们可以从目前的文献中可以知道，糖化血红蛋白和未糖化血红蛋白的吸光系数是不同的，这就导致定标时存在问题，精度上总是达不到人们的理想期待。方案二：目前的糖化血红蛋白浓度(HbA1c)测试仪器，主要分为大型的仪器，如高效液相色谱法组成的全自动检测仪器，精度较高，目前的快速测试仪器，如亲和层析法测得总糖化血红蛋白浓度，然后在通过经验公式估算血红蛋白浓度的方法。上述方案二存在以下不足：仪器成本较高，而且是有创的，给病人造成了痛苦。另外，据相关文献记载：其一，有氧血氧蛋白的浓度越低，仪器误差就会越大，是因为糖化血红蛋白的干扰，假定糖化血红蛋白的浓度不变，有氧血红蛋白的浓度越低，那么糖化血红蛋白在有氧血红蛋白中所占的比例就越大，因此造成的误差也就越大。其二，血氧仪由于糖化血红蛋白的存在，不管是哪个范围的浓度都存在一个仪器的固有误差。其三，在选红外的时候，不同的论文所选的波长都不相同，有904nm，有920nm-980nm的，之所以导致这个原因是因为应该选未糖化有氧血红蛋白吸收系数等于无氧血红蛋白的吸收系数，如果不考虑就会导致误差，不同的人定标，由于糖化水平会不同，所以定标出来的波长也会不相同。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种糖化血红蛋白和血氧饱和度的检测方法及光学指尖检测仪，以解决现有技术中血氧饱和度的检测精度会由于糖化血红蛋白的干扰而降低的问题。解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种糖化血红蛋白和血氧饱和度的检测方法，其特征在于：所述的检测方法包括：步骤一、制备检测仪，使得：所述检测仪能够发出四束入射光束，包括波长依次为λ1、λ2、λ3和λ4的黄光束、绿光束、红外光束、红光束，其中，λ1的取值范围在580nm至595nm之间，λ2的取值范围在500nm至560nm之间，λ3的取值范围在850nm至1000nm之间，λ4的取值范围在620nm至750nm之间；并且，所述检测仪能够接收到所述四束入射光束照射到人体指尖上产生的出射光束，并能检测到所述黄光束、绿光束、红外光束、红光束所对应出射光束的最大发光强度和最小发光强度，依次记为Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4；步骤二、对所述检测仪进行校准，以计算得到下述公式一和公式二中A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2的取值，所述校准的方法为：其一、将所述检测仪的四束入射光束分别照射到多个校准对象的指尖上，以检测得到每一个所述校准对象所对应出射光束的最大发光强度和最小发光强度，即：Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4；其二、检测每一个所述校准对象的真实糖化血红蛋白浓度和真实血氧饱和度；其三、将属于同一个所述校准对象的Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4、所述真实糖化血红蛋白浓度、所述真实血氧饱和度代入下述公式一和公式二，以得到数量为所述校准对象数量两倍的关系式，其中，所述真实糖化血红蛋白浓度和真实血氧饱和度分别代入所述公式一和公式二中的X和saO2中；并且，基于得到的所述关系式，拟合计算得出A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2的取值；X＝saO2*A1*Y1+B1*saO2+C1*Y1+D1[公式一]式中，Y1＝1/Q1，Q1＝Lg(Imaxλ1/Iminλ1)/Lg(Imaxλ2/Iminλ2)；saO2＝X*A2*Y2+B2*X+C2*Y2+D2[公式二]式中，Y2＝1/Q2，Q2＝Lg(Imaxλ3/Iminλ3)/Lg(Imaxλ4/Iminλ4)；其中，对于每一台所述波长λ1、λ2、λ3和λ4取值确定的检测仪，A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2均为常数；步骤三、将所述检测仪的四束入射光束分别照射到被检测对象的指尖上，以检测得到所述被检测对象所对应出射光束的最大发光强度和最小发光强度，即：Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4；并且，将该八个发光强度代入所述公式一和公式二中，联立求解得到的X和saO2即为所述被检测对象的糖化血红蛋白浓度和血氧饱和度。作为本专利技术的优选实施方式：所述绿光束的波长λ2的取值范围在505nm至550nm之间，所述红外光束的波长λ3的取值范围在870nm至980nm之间，所述红光束的波长λ4的取值范围在620nm至730nm之间。作为本专利技术的优选实施方式：所述黄光束的波长λ1的取值为593nm，所述绿光束的波长λ2的取值为535nm，所述红外光束的波长λ3的取值为910nm，所述红光束的波长λ4的取值为660nm。一种糖化血红本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种糖化血红蛋白和血氧饱和度的检测方法，其特征在于：所述的检测方法包括：步骤一、制备检测仪，使得：所述检测仪能够发出四束入射光束，包括波长依次为λ1、λ2、λ3和λ4的黄光束、绿光束、红外光束、红光束，其中，λ1的取值范围在580nm至595nm之间，λ2的取值范围在500nm至560nm之间，λ3的取值范围在850nm至1000nm之间，λ4的取值范围在620nm至750nm之间；并且，所述检测仪能够接收到所述四束入射光束照射到人体指尖上产生的出射光束，并能检测到所述黄光束、绿光束、红外光束、红光束所对应出射光束的最大发光强度和最小发光强度，依次记为Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4；步骤二、对所述检测仪进行校准，以计算得到下述公式一和公式二中A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2的取值，所述校准的方法为：其一、将所述检测仪的四束入射光束分别照射到多个校准对象的指尖上，以检测得到每一个所述校准对象所对应出射光束的最大发光强度和最小发光强度，即：Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4；其二、检测每一个所述校准对象的真实糖化血红蛋白浓度和真实血氧饱和度；其三、将属于同一个所述校准对象的Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4、所述真实糖化血红蛋白浓度、所述真实血氧饱和度代入下述公式一和公式二，以得到数量为所述校准对象数量两倍的关系式，其中，所述真实糖化血红蛋白浓度和真实血氧饱和度分别代入所述公式一和公式二中的X和saO2中；并且，基于得到的所述关系式，拟合计算得出A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2的取值；X＝saO2*A1*Y1+B1*saO2+C1*Y1+D1  [公式一]式中，Y1＝1/Q1，Q1＝Lg(Imaxλ1/Iminλ1)/Lg(Imaxλ2/Iminλ2)；saO2＝X*A2*Y2+B2*X+C2*Y2+D2  [公式二]式中，Y2＝1/Q2，Q2＝Lg(Imaxλ3/Iminλ3)/Lg(Imaxλ4/Iminλ4)；其中，对于每一台所述波长λ1、λ2、λ3和λ4取值确定的检测仪，A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2均为常数；步骤三、将所述检测仪的四束入射光束分别照射到被检测对象的指尖上，以检测得到所述被检测对象所对应出射光束的最大发光强度和最小发光强度，即：Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4；并且，将该八个发光强度代入所述公式一和公式二中，联立求解得到的X和saO2即为所述被检测对象的糖化血红蛋白浓度和血氧饱和度。...

【技术特征摘要】
1.一种糖化血红蛋白和血氧饱和度的检测方法，其特征在于：所述的检测方法包括：步骤一、制备检测仪，使得：所述检测仪能够发出四束入射光束，包括波长依次为λ1、λ2、λ3和λ4的黄光束、绿光束、红外光束、红光束，其中，λ1的取值范围在580nm至595nm之间，λ2的取值范围在500nm至560nm之间，λ3的取值范围在850nm至1000nm之间，λ4的取值范围在620nm至750nm之间；并且，所述检测仪能够接收到所述四束入射光束照射到人体指尖上产生的出射光束，并能检测到所述黄光束、绿光束、红外光束、红光束所对应出射光束的最大发光强度和最小发光强度，依次记为Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4；步骤二、对所述检测仪进行校准，以计算得到下述公式一和公式二中A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2的取值，所述校准的方法为：其一、将所述检测仪的四束入射光束分别照射到多个校准对象的指尖上，以检测得到每一个所述校准对象所对应出射光束的最大发光强度和最小发光强度，即：Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4；其二、检测每一个所述校准对象的真实糖化血红蛋白浓度和真实血氧饱和度；其三、将属于同一个所述校准对象的Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4、所述真实糖化血红蛋白浓度、所述真实血氧饱和度代入下述公式一和公式二，以得到数量为所述校准对象数量两倍的关系式，其中，所述真实糖化血红蛋白浓度和真实血氧饱和度分别代入所述公式一和公式二中的X和saO2中；并且，基于得到的所述关系式，拟合计算得出A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2的取值；X＝saO2*A1*Y1+B1*saO2+C1*Y1+D1[公式一]式中，Y1＝1/Q1，Q1＝Lg(Imaxλ1/Iminλ1)/Lg(Imaxλ2/Iminλ2)；saO2＝X*A2*Y2+B2*X+C2*Y2+D2[公式二]式中，Y2＝1/Q2，Q2＝Lg(Imaxλ3/Iminλ3)/Lg(Imaxλ4/Iminλ4)；其中，对于每一台所述波长λ1、λ2、λ3和λ4取值确定的检测仪，A1、B1、C1、D1、A2、B2、C2、D2均为常数；步骤三、将所述检测仪的四束入射光束分别照射到被检测对象的指尖上，以检测得到所述被检测对象所对应出射光束的最大发光强度和最小发光强度，即：Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4；并且，将该八个发光强度代入所述公式一和公式二中，联立求解得到的X和saO2即为所述被检测对象的糖化血红蛋白浓度和血氧饱和度。2.根据权利要求1所述糖化血红蛋白和血氧饱和度的检测方法，其特征在于：所述绿光束的波长λ2的取值范围在505nm至550nm之间，所述红外光束的波长λ3的取值范围在870nm至980nm之间，所述红光束的波长λ4的取值范围在620nm至730nm之间。3.根据权利要求2所述糖化血红蛋白和血氧饱和度的检测方法，其特征在于：所述黄光束的波长λ1的取值为593nm，所述绿光束的波长λ2的取值为535nm，所述红外光束的波长λ3的取值为910nm，所述红光束的波长λ4的取值为660nm。4.一种糖化血红蛋白和血氧饱和度的光学指尖检测仪，其特征在于：所述的光学指尖检测仪设有光源模块、光敏传感模块和控制模块；所述光源模块能够发出四束入射光束，包括波长依次为λ1、λ2、λ3和λ4的黄光束、绿光束、红外光束、红光束，其中，λ1的取值范围在580nm至595nm之间，λ2的取值范围在500nm至560nm之间，λ3的取值范围在850nm至1000nm之间，λ4的取值范围在620nm至750nm之间；所述光敏传感模块能够接收到所述四束入射光束照射到人体指尖上产生的出射光束，并转换为电信号发送给所述控制模块；所述控制模块能够将所述光敏传感模块发送的电信号转换为相应出射光束的发光强度，以检测出所述黄光束、绿光束、红外光束、红光束所对应出射光束的最大发光强度和最小发光强度，依次记为Imaxλ1和Iminλ1、Imaxλ2和Iminλ2、Imaxλ3和Iminλ3、Imaxλ4和Iminλ4；并且，当所述光源模块发...

【专利技术属性】
技术研发人员：厉圣滔，郭周义，叶丙刚，庄正飞，黄汉传，
申请(专利权)人：广东海尔斯激光医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44