專利名稱：一種提高血氧飽和度檢測精度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及血氧飽和度檢測技術(shù)，特別涉及一種提 高血氧飽和度檢測精度的方法。
背景技術(shù)：
基于紅光和紅外光的雙波長血氧飽和度(SP02)無創(chuàng)檢測技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于臨 床。較之傳統(tǒng)的有創(chuàng)血氧檢測方法，雖然雙波長血氧飽和度檢測方法具有很多優(yōu)點(如，操 作方便，可連續(xù)監(jiān)測)，但其檢測精度往往受制于紅光和紅外光血氧檢測信號的純凈程度。 因為在雙波長血氧檢測信號的獲取過程中，會不可避免地存在大量干擾成分，如肢體自主 或不自主的運動所產(chǎn)生的運動干擾、環(huán)境電磁干擾，隨機光源干擾等。這些干擾成分的幅度 往往遠大于血氧檢測信號(特別是肌肉運動所產(chǎn)生的干擾)，因此給后續(xù)血氧飽和度的計 算帶來諸多不便和麻煩，對測量精度也造成了很大影響。為了從強干擾背景中分離出相對純凈的血氧信號，一些信號處理方法被應(yīng)用于血 氧信號的獲取。其中最常用的信號處理方法是傳統(tǒng)數(shù)字濾波方法。通過選擇合適帶寬的濾 波器來抑制血氧信號中的干擾成分，以提高信噪比。但由于血氧信號和干擾信號在頻譜上 往往相互混疊，因此常規(guī)濾波方法在信噪比改善方面的效果非常有限。除了傳統(tǒng)的濾波處 理方法外，一些基于統(tǒng)計分析理論的信號處理方法也被應(yīng)用于血氧信號的提取，如自適應(yīng) 濾波方法，獨立分量分析方法，但這類基于統(tǒng)計分析的血氧提取算法計算復(fù)雜度很高，因此 在算法的具體實現(xiàn)時，對處理器計算性能的要求很高，否則難以實現(xiàn)血氧信號的實時分析 和處理。綜上所述，目前的血氧飽和度檢測方法存在檢測精度不高的問題，需要改進。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種血氧飽和度檢測方法，來解決現(xiàn)有血氧飽 和度檢測方法檢測精度不高的問題。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案—種提高血氧飽和度檢測精度的方法，包括如下步驟Si)、采集原始信號，并對原始信號進行帶通濾波；S2)、對帶通濾波后的信號基于信息極大獨立性判據(jù)的獨立分量分析算法進行計 算，得出血氧獨立分量和干擾獨立分量，并估計分離矩陣W和混合矩陣A ；S3)、鑒別并去除干擾獨立分量，并獲取兩路干凈的血氧信號；S4)、利用干凈的血氧信號計算血氧飽和度。所述步驟S2)具體是指對帶通濾波后的血氧信號進行Infomax算法或者擴展 Infomax算法計算，以提取出血氧獨立分量和干擾獨立分量，并估計分離矩陣W和混合矩陣 A0所述提取出血氧獨立分量的公式為
x(t) = [xrd(t), xir(t)]T其中，Xrd(t)，Xir (t)分別為實測紅光和紅外血氧信號，xrd (t)，Xir (t)的生成模型可表示為
權(quán)利要求
一種提高血氧飽和度檢測精度的方法，包括如下步驟S1)、采集血氧原始信號，并對血氧原始信號進行帶通濾波；S2)、對帶通濾波后的血氧信號基于信息極大獨立性判據(jù)的獨立分量分析算法進行計算，得出血氧獨立分量和干擾獨立分量，并估計分離矩陣W和混合矩陣A；S3)、鑒別并去除干擾獨立分量，并獲取兩路干凈的血氧信號；S4)、利用干凈的血氧信號計算血氧飽和度。
2.如權(quán)利要求1所述的一種提高血氧飽和度檢測精度的方法，其特征在于，所述步驟 S2)具體是指對帶通濾波后的血氧信號進行Infomax算法或者擴展Infomax算法計算，以 提取出血氧獨立分量和干擾獨立分量，并估計分離矩陣W和混合矩陣A。
3.如權(quán)利要求2所述的一種提高血氧飽和度檢測精度的方法，其特征在于，所述提取 出血氧獨立分量的公式為x(t) = [xrd(t)，xir(t)]T其中，Xrd (t)，Xir (t)分別為實測紅光和紅外血氧信號， Xrd(t), Xir(t)的生成模型可表示為 、 \ -rnr _ A ηN-V A 一其中s(t)和n(t)分別表示干凈的血氧成分和噪聲干擾成分，Bij是未知的混合矩陣A 的系數(shù)。
4.如權(quán)利要求2所述的一種提高血氧飽和度檢測精度的方法，其特征在于，所述血氧 信號獨立分量和干擾噪聲獨立分重如下式
5.如權(quán)利要求2所述的一種提高血氧飽和度檢測精度的方法，其特征在于，所述擴展 Infomax算法以及估計分離矩陣W獲取的具體學(xué)習(xí)算法為
6.如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的一種提高血氧飽和度檢測精度的方法，其特征 在于，所述步驟S3)具體是指利用所得混合矩陣A將血氧獨立分量反投影至觀測信號中， 以獲取兩路干凈血氧信號和兩路噪聲信號。
7.如權(quán)利要求6所述的一種提高血氧飽和度檢測精度的方法，其特征在于，所述消除 干擾后的兩路干凈血氧信號，即干凈紅光血氧信號、(t)和干凈紅外光血氧信號和SiJt) 的計算公式為
8.如權(quán)利要求7所述的一種提高血氧飽和度檢測精度的方法，其特征在于，所述帶通 濾波器的通帶為0. 5-15Hz。
9.如權(quán)利要求1至5中任意一項所述的一種提高血氧飽和度檢測精度的方法，其特征 在于，所述帶通濾波器的通帶為0. 5-15Hz。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高血氧飽和度檢測精度的方法，該方法首先采集血氧原始信號，并對原始信號進行帶通濾波；然后對帶通濾波后的血氧信號基于信息極大獨立性判據(jù)的獨立分量分析算法進行計算，得出血氧獨立分量和干擾獨立分量，并估計分離矩陣W和混合矩陣A；再鑒別并去除干擾獨立分量，并獲取兩路干凈的血氧信號；最后利用干凈的血氧信號計算血氧飽和度。采用了本發(fā)明技術(shù)方案的一種提高血氧飽和度檢測精度的方法，可以有效地降低比率值計算過程中由于噪聲引起的干擾，同時通過精度值的設(shè)定和判斷，可達到提高血氧飽和度檢測精度的目的；而且該方法的運算復(fù)雜度較低，可對不同環(huán)境下獲取的雙波長血氧信號進行在線提取，并能保證較穩(wěn)定的計算精度。
文檔編號A61B5/1455GK101940475SQ20101027288
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者劉冠聰, 吳小培 申請人:深圳市紐泰克電子有限公司