無創(chuàng)腦血氧飽和度檢測方法的研究.pdf

1、氧是維持人體生命的重要物質(zhì)，血氧飽和度(SaO2)反映了細(xì)胞和組織供養(yǎng)和氧代謝狀況，是人體生命特征中的一個(gè)重要參數(shù)。通過密切監(jiān)測病人腦血氧飽和度(rScO2)的變化，醫(yī)護(hù)人員可以對腦組織的氧供應(yīng)和氧消耗之間的平衡變化做出迅速反應(yīng)，從而有效地降低病人神經(jīng)系統(tǒng)損傷和腎損傷，縮短病人在ICU的監(jiān)護(hù)時(shí)間和住院時(shí)間。 無創(chuàng)腦血氧飽和度檢測不依賴于脈搏、血壓和體溫，能夠連續(xù)、無創(chuàng)地對病人的腦血氧飽和度進(jìn)行測量，不會(huì)增加醫(yī)護(hù)人員和病人的風(fēng)險(xiǎn)。

2、 無創(chuàng)腦血氧飽和度檢測以修正的朗伯-比爾定律和吸光度加和定律為基本原理。根據(jù)氧合血紅蛋白(HbO2)與還原血紅蛋白(Hb)對不同波長的光的吸收特性的差異，采用雙光源雙感受器的傳感器模型，消除了淺層組織的干擾，推導(dǎo)得出相對準(zhǔn)確的腦血氧飽和度計(jì)算公式。 在此基礎(chǔ)上，我們設(shè)計(jì)了無創(chuàng)腦血氧飽和度檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括傳感器、信號處理電路、接口電路和腦血氧飽和度實(shí)用軟件。系統(tǒng)的核心部分是傳感器和信號處理電路的設(shè)計(jì)。由于腦血氧飽和

3、度變化信號極其微弱，淹沒在噪聲和干擾之中，所以系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是抑制噪聲和干擾，提高信噪比，使其達(dá)到檢測標(biāo)準(zhǔn)。 系統(tǒng)通過對光源采用脈沖調(diào)制技術(shù)，將腦血氧的變化信息載到光波上，采用調(diào)制光攜帶信息使光信號自身具有與背景光輻射不同的特征，抑制了背景光干擾。調(diào)制脈沖的頻率采用800Hz，使系統(tǒng)的頻帶范圍處在80Hz～8kHz，避開了50Hz工頻干擾。 系統(tǒng)的信號處理電路包括同步分離器、同步積分器、采樣脈沖發(fā)生器、采樣保持電路等電路

4、模塊。在信號處理電路中采用兩級同步積分放大器，利用同步積分放大器的頻率匹配傳輸特性，極大地衰減了800Hz匹配頻率外的信號，有效地抑制了噪聲和干擾，放大了腦血氧信號，從而提高了信噪比。使用兩極單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生采樣脈沖，利用采樣保持電路做峰值檢波器，來提取信號幅值。通過對單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器產(chǎn)生的窄脈沖進(jìn)行合理的延時(shí)，使得采樣保持電路在脈沖信號的平坦部位進(jìn)行信號采集，消除了脈沖信號幅度突變時(shí)產(chǎn)生的振鈴現(xiàn)象對信號正常采集的影響，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了快速恢復(fù)。