本发明专利技术涉及无创微血管血氧饱和度实时监测装置及监测方法，该装置包括监控主机、血氧饱和度检测探头，血氧饱和度检测探头包括壳体、镜头、偏振片组件、图像传感器、及发光二极管。本发明专利技术一方面无需外加光源前提下，结合环形偏振片和圆形偏片对光波处理，配合不同位置发光二极管的通电点亮，能够准确获得构建每一帧血氧饱和度分布图所需要的每帧图像，具有最佳的探测适用范围和准确度；另一方面通过每次发光二极管发光后所采用的每帧图像构建出一帧血氧饱和度分布图，再由每一帧血氧饱和度分布图构建出血氧饱和度随时间变化的视频，从而在无创伤前提下对微血管血氧饱和度的实时监测，此外，结构简单，实施方便，且成本低。且成本低。且成本低。
【技术实现步骤摘要】
一种无创微血管血氧饱和度实时监测装置及监测方法
[0001]本专利技术属于医疗
，具体涉及一种无创微血管血氧饱和度实时监测装置，同时还涉及一种无创微血管血氧饱和度实时监测方法。
技术介绍
[0002]血氧饱和度是呼吸循环功能的重要生理参数之一，反映了血液中氧合血红蛋白的含量，且血氧饱和度的定义为：氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比，因此，血氧饱和度反映了人体的血氧平衡状态，监测血氧饱和度可以估计肺的氧合以及血红蛋白的携氧能力，从而监测人体器官组织的生理状况。
[0003]常规的血氧饱和度测量方法有两种：一、电化学法；二、光电容积脉搏波描记法。
[0004]针对电化学法，其主要采取人体静脉血，利用血气分析仪对血液进行分析，测出动脉血氧分压，并计算得到血氧饱和度，这种方法需要动脉穿刺或插管，易对患者造成伤害，操作麻烦，且不能进行连续和实时监测。
[0005]针对光电容积脉搏波描记法(PhotoPlethysmoGraphy，简称PPG)，是利用血液对光线的吸收，当皮肤的微血管内有血液灌注量的差别时，通过检测皮肤表面光反射和吸收量的多少，进而得出脉搏波信息，根据测量位置的不同，测量结果中有时还会包含测量位置的微循环信息，最初是利用红外光，外加光源对探测皮肤表面进行照明，然而，红外探测仪器在日常生活中并不常用，而且外加光源很多时候也局限了照射和探测区域大小，从而影响探测适用范围和准确度。
技术实现思路
[0006]本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种改进的无创微血管血氧饱和度实时监测装置。
[0007]同时，本专利技术还涉及一种无创微血管血氧饱和度实时监测方法。
[0008]为解决以上技术问题，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种无创微血管血氧饱和度实时监测装置，其包括主机监测主机、与主机监测主机有线或/和无线连通的血氧饱和度检测探头，血氧饱和度检测探头包括具有视窗口和信号传输接口的壳体、具有前后端部的镜头、偏振片组件、位于镜头后端部的图像传感器、及位于镜头前端部和视窗口之间且与监测主机电路并联连通的多个的发光二极管，其中偏振片组件包括偏振方向正交的环形偏振片和圆形偏振片，环形偏振片位于视窗口和镜头前端部之间，圆形偏振片位于镜头后端部和图像传感器之间，发光二极管至少有两个，其中两个或多个发光二极管绕着镜头中心线方向间隔分布，且能够逐个交替的通电点亮能够交替发光的与主机连通，图像传感器通过信号传输接口与主机监测主机连通。
[0010]优选地，视窗口、环形偏振片、镜头、圆形偏振片、及图像传感器的中心对齐设置，其中环形偏振片、镜头、圆形偏振片、及图像传感器相间隔的分布在壳体内。这样的布局能够更精准的获取每次发光二极管发光后所采用的每帧图像，再由每帧图像重建出一帧血氧
饱和度分布图，同时由每帧血氧饱和度分布图重建出一系列血氧饱和度分布图，进而可构建出血氧饱和度随时间变化的视频，实现高精度的实时监测。
[0011]根据本专利技术的一个具体实施和优选方面，环形偏振片至镜头前端部的距离大于圆形偏振片至镜头后端部的距离。这样所形成的偏振效果才能精确获取每帧图像。
[0012]优选地，环形偏振片的内径大于镜头前端部的外径。便于获取含氧血红蛋白和去氧血红蛋白分别对入射光的光波吸收后所形成的每帧图像。
[0013]优选地，圆形偏振片的外径大于或等于镜头后端部的外径。有利于图像传感器获取图像信号。
[0014]根据本专利技术的又一个具体实施和优选方面，壳体包括沿着镜头长度方向延伸的第一筒体、位于第一筒体前端部的第二筒体，其中第二筒体自后向前筒径逐步变小，且第二筒体的前端部形成所述的视窗口。两个筒体构成手持笔的造型，方便用户自己实施操控。
[0015]优选地，镜头、所述圆形偏振片、及图像传感器均位于第一筒体内，环形偏振片位于第二筒体内，发光二极管位于第一筒体或第一筒体内。布局紧凑，结构简单。
[0016]根据本专利技术的又一个具体实施和优选方面，环形偏振片的内径大于视窗口的内径。便于经过环形偏振片光波更广范围的自视窗口射出。
[0017]优选地，环形偏振片至视窗口前端的距离小于或等于环形偏振片至镜头前端部的距离。满足照射和探测区域大小要求，从而探测适用范围和准确度。
[0018]根据本专利技术的又一个具体实施和优选方面，发光二极管位于环形偏振片与镜头之间。便于环形偏振片对发光二极管所产生的光波进行偏振处理。
[0019]优选地，发光二极管位于第一筒体和第二筒体的连接处，且靠近环形偏振片设置。使得所发射的光能够沿着第二筒体内部射出，从而形成自视窗口所射出光波的最大探测区域。
[0020]进一步的，每个发光二极管的入射光波的波长不相等。这样能够更准确地反应含氧血红蛋白和去氧血红蛋白分别对入射光的光波吸收，从而获得精准的图像。
[0021]优选地，图像传感器固定在第一筒体的后端，且图像传感器至镜头后端部的距离与镜头前端部至视窗口前端部的距离相等。最佳地实现图像精准获取。
[0022]进一步的，信号传输接口位于第一筒体的后端部并与图像传感器连通。方便将图像信号传输至监控主机。
[0023]此外，无创微血管血氧饱和度实时监测装置还包括设置在视窗口前端部的隔离玻璃片。避免接触皮肤时造成皮肤损伤或皮肤褶皱，使得在相对舒适且无创伤前提下，实时且精准地获取微血管血氧饱和度。
[0024]本专利技术的另一技术方案是：一种无创微血管血氧饱和度实时监测方法，其采用了上述的无创微血管血氧饱和度实时监测装置，且包括如下步骤：
[0025]A1、图像采集
[0026]由监控主机发送控制指令，使得发光二极管交替点亮，其中每个发光二极管点亮时，环形偏振片、镜头、圆形偏振片三者配合，使得图像传感器采集一帧图像F1，点亮另一个发光二极管后，图像传感器采集一帧图像F2，因此，随着两个发光二极管交替点亮，分别采集图像F3,F4,
…
，Fn；
[0027]A2、血氧饱和度分布图的构建
[0028]由F1和F2构建出一帧血氧饱和度分布图S1，由F3和F4构建出一帧血氧饱和度分布图S2，依此类推，可重建出一系列血氧饱和度分布图:S1,S2,
…
,Sn，进而可构建出血氧饱和度随时间变化的视频，实现血氧饱和度的实时检测。
[0029]优选地，发光二极管有两个，且分别LED1和LED2，其中LED1和LED2的发光波长分别为λ1和λ2，在图像传感器中获取的反射图像中，选取血管上的点m 和距离血管较远的点n，n点选取图像上无光学吸收的点，作为参考点，对于波长为λ的入射光，m点的吸收可以为：
[0030]由于图像中的光学吸收主要为血红蛋白的吸收，根据朗伯比尔定律，m点的吸收可表示为：
[0031][0032]其中，为含氧血红蛋白对于波长λ光的摩尔消光系数，μ
Hb
(λ)为去氧血红蛋白对波长λ光的摩尔消光系数，B为含氧血红蛋本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无创微血管血氧饱和度实时监测装置，其包括监测主机、与所述监测主机有线或/和无线连通的血氧饱和度检测探头，其特征在于：所述血氧饱和度检测探头包括具有视窗口和信号传输接口的壳体、具有前后端部的镜头、偏振片组件、位于所述镜头后端部的图像传感器、及位于所述镜头前端部和所述视窗口之间且与所述监测主机电路并联连通的多个发光二极管，其中所述偏振片组件包括偏振方向正交的环形偏振片和圆形偏振片，所述环形偏振片位于所述视窗口和所述镜头前端部之间，所述圆形偏振片位于所述镜头后端部和所述图像传感器之间，多个所述发光二极管绕着所述镜头中心线方向间隔分布，且能够逐个交替的通电点亮，所述图像传感器通过信号传输接口与所述监控主机连通。2.根据权利要求1所述的无创微血管血氧饱和度实时监测装置，其特征在于：所述视窗口、所述环形偏振片、所述镜头、所述圆形偏振片、及所述图像传感器的中心对齐设置，其中所述环形偏振片、所述镜头、所述圆形偏振片、及所述图像传感器相间隔的分布在所述壳体内。3.根据权利要求1所述的无创微血管血氧饱和度实时监测装置，其特征在于：所述环形偏振片至所述镜头前端部的距离大于所述圆形偏振片至所述镜头后端部的距离。4.根据权利要求3所述的无创微血管血氧饱和度实时监测装置，其特征在于：所述环形偏振片的内径大于所述镜头前端部的外径；所述圆形偏振片的外径大于或等于所述镜头后端部的外径。5.根据权利要求1所述的无创微血管血氧饱和度实时监测装置，其特征在于：所述壳体包括沿着所述镜头长度方向延伸的第一筒体、位于所述第一筒体前端部的第二筒体，其中所述第二筒体自后向前筒径逐步变小，且所述第二筒体的前端部形成所述的视窗口。6.根据权利要求5所述的无创微血管血氧饱和度实时监测装置，其特征在于：所述镜头、所述圆形偏振片、及所述图像传感器均位于所述第一筒体内，所述环形偏振片位于所述第二筒体内,且所述环形偏振片的内径大于所述视窗口的内径，所述发光二极管位于所述第一筒体或所述第一筒体内。7.根据权利要求6所述的无创微血管血氧饱和度实时监测装置，其特征在于：所述环形偏振片至所述视窗口前端的距离小于或等于所述环形偏振片至所述镜头前端部的距离。8.根据权利要求6所述的无创微血管血氧饱和度实时监测装置，其特征在于：所述发光二极管位于所述环形偏振片与所述镜头之间。9.根据权利要求8所述的无创微血管血氧饱和度实时监测装置，其特征在于：所述发光二极管位于所述第一筒体和所述第二筒体的连接处，且靠近所述环形偏振片设置。10.根据权利要求1至9中的任一项权利要求所述的无创微血管血氧饱和度实时监测装置，其特征在于：每个所述发光二极管的入射光波的波长不相等。11....
【专利技术属性】
技术研发人员：占美晓，叶飞，陆骊工，赵炜，
申请(专利权)人：珠海市人民医院，
类型：发明
国别省市：
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