一種光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀及其檢測(cè)方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀及其監(jiān)控方法，該儀器包括能發(fā)射近紅外光到待測(cè)局部組織表面、并探測(cè)從待測(cè)局部組織表面反射回來的光強(qiáng)的光學(xué)探頭，以及進(jìn)行光學(xué)信號(hào)采集、測(cè)算及信號(hào)處理、存儲(chǔ)、顯示的主機(jī)。本發(fā)儀器只需要將柔性輕便的光學(xué)探頭置于待監(jiān)測(cè)部位皮膚上，就可以不斷獲取休克相關(guān)的血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)表征的休克病情信息，具有非侵入型、無損安全、實(shí)時(shí)連續(xù)、快速等特點(diǎn)。
【專利說明】一種光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀及其檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療儀器【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種適用于休克病人血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)監(jiān)測(cè)的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀。

【背景技術(shù)】
[0002]從臨床角度休克可以定義如下:病人出現(xiàn)收縮壓低于90mmHg或收縮壓降低30%以上的(對(duì)高血壓病人)動(dòng)脈低血壓現(xiàn)象。從病理生理學(xué)的觀點(diǎn)看，休克是各種原因引起的組織灌注不足的表現(xiàn)。組織灌流不足引起細(xì)胞缺氧、無氧酵解增加，細(xì)胞功能所必須的ATP生成減少和乳酸中毒。休克時(shí)，各器官的組織灌流會(huì)重新分配，某些被“犧牲”，如腎和肝脾區(qū)，而另一些部位受到保護(hù)的時(shí)間會(huì)長(zhǎng)一些，如大腦和心臟。組織灌流不足會(huì)導(dǎo)致多個(gè)內(nèi)臟器官的衰竭，反過來又會(huì)使休克癥狀復(fù)雜化。在臨床各科尤其是急診科和重癥監(jiān)護(hù)病房，休克都是常見的嚴(yán)重并發(fā)癥，每年全世界有超過100萬病人發(fā)生休克而需要急救。休克的發(fā)生和處理與其直接誘因、患者原發(fā)疾病和慢性健康狀況有著密切的聯(lián)系，休克處理不積極或處理不當(dāng)均可能導(dǎo)致包括多器官功能不全綜合征在內(nèi)的嚴(yán)重后果。因此，正確判斷休克成因或類型、其嚴(yán)重程度以及治療方向，及時(shí)采取有效的綜合治療措施，嚴(yán)密監(jiān)測(cè)患者內(nèi)環(huán)境改變，根據(jù)治療反應(yīng)和監(jiān)測(cè)結(jié)果改變調(diào)整治療措施是提高休克救治成功率、防治并發(fā)癥的關(guān)鍵。
[0003]監(jiān)測(cè)休克病人血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并觀察其隨時(shí)間的變化,實(shí)時(shí)獲取休克病人身體的生理狀態(tài)信息，以及時(shí)地對(duì)休克的出現(xiàn)和病理情況惡化進(jìn)行預(yù)警，對(duì)休克病人的監(jiān)護(hù)、為醫(yī)生的診斷、用藥等提供依據(jù)非常重要。由于休克會(huì)使得病人的血液循環(huán)水平較低，通常會(huì)導(dǎo)致末端循環(huán)障礙，因此常用直接抽取病人動(dòng)脈扎針部位的動(dòng)脈血來獲取病人病理信息，尤其是血?dú)鈪?shù)，如血氧飽和度。盡管抽取部位通常遠(yuǎn)離休克最關(guān)注的頭頸部部位，上述方式也不夠直接反應(yīng)休克病理情況，但是目前臨床相對(duì)比較可靠用得較多的方法?？墒沁@種方法是有創(chuàng)的，而且不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)休克?，F(xiàn)有的床邊監(jiān)護(hù)儀與中心監(jiān)護(hù)儀是重癥監(jiān)護(hù)室必備的醫(yī)療儀器，也被用來監(jiān)護(hù)休克。這些監(jiān)護(hù)手段能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)病人的各種生命體征,包括心電、血壓、呼吸、體溫、心功能和血?dú)獾壬韰?shù),但是對(duì)于休克較關(guān)注的血?dú)庋簞?dòng)力學(xué)變化方面的監(jiān)測(cè)，是通過夾指式血氧飽和度測(cè)量監(jiān)護(hù)的?？墒切菘藙偤猛ǔＪ窃斐赡┥已h(huán)灌注不良的疾病情況，指尖血氧飽和度監(jiān)測(cè)經(jīng)常沒有可靠信號(hào)而不能正常工作，導(dǎo)致醫(yī)護(hù)人員不得不對(duì)病人反復(fù)采血進(jìn)行血?dú)夥治?，一方面加重了醫(yī)護(hù)人員的工作量，另一方面加重了病人的治愈負(fù)擔(dān)。因此目前急需一種無創(chuàng)、可用于接近休克最關(guān)注部位(如給腦袋供血的頸動(dòng)脈區(qū)域)的、可實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測(cè)的休克監(jiān)護(hù)儀。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種可實(shí)時(shí)、無創(chuàng)非侵入式地監(jiān)測(cè)休克病人關(guān)鍵部位頸內(nèi)動(dòng)脈所在區(qū)域的血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)或參數(shù)(如血氧、血容、血流等)的光學(xué)監(jiān)護(hù)儀，監(jiān)護(hù)休克病人生理變化情況，為醫(yī)生診斷和用藥提供參考依據(jù)，以及預(yù)警休克出現(xiàn)或休克惡化。本發(fā)明監(jiān)測(cè)可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、可家用、利于本發(fā)明的推廣和應(yīng)用。
[0005]一種光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，包括:光學(xué)探頭以及主機(jī)；
[0006]所述光學(xué)探頭用于發(fā)射近紅外光到待測(cè)休克關(guān)鍵部位組織表面、并探測(cè)從該部位漫反射回來的光強(qiáng)變化的數(shù)據(jù)信息；其包括由能發(fā)射至少兩種波長(zhǎng)近紅外光的光源、能探測(cè)待測(cè)休克關(guān)鍵部位組織光傳輸回來的光衰減變化的光敏探測(cè)器；
[0007]所述主機(jī)用于對(duì)光學(xué)探頭獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)以作日后查看；同時(shí)對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理來測(cè)算人血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)參數(shù)，并根據(jù)測(cè)算的生理信號(hào)參數(shù)進(jìn)行結(jié)果顯示；同時(shí)判斷處理后的血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)或參數(shù)是否低于設(shè)定閾值，如果低于休克狀態(tài)相關(guān)閾值則立即報(bào)警。
[0008]進(jìn)一步地，如上所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，所述光學(xué)探頭的光源至少可以分時(shí)發(fā)射兩種波長(zhǎng)的近紅外光。
[0009]進(jìn)一步地，如上所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，所述光源包括至少兩種波長(zhǎng)范圍的光，其一波長(zhǎng)在600-805nm,另一波長(zhǎng)在805_920nm,光源包含的各波長(zhǎng)光能夠分別被驅(qū)動(dòng)控制點(diǎn)亮或熄滅。
[0010]進(jìn)一步地，如上所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，所述光學(xué)探頭的光源和探測(cè)器排布符合空間分辨光譜檢測(cè)方法所要求的排布。
[0011]進(jìn)一步地，如上所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，所述光學(xué)探頭包括一個(gè)可發(fā)射至少兩種波長(zhǎng)的近紅外光光源和設(shè)置在所述光源周圍的兩個(gè)及兩個(gè)以上光敏探測(cè)器。
[0012]所述光源的中心與所述光敏探測(cè)器中心之間的距離為15mm?45mm ;相鄰兩個(gè)光敏探測(cè)器的中心點(diǎn)之間的距離不超過1mm ;相鄰兩個(gè)光敏探測(cè)器的中心點(diǎn)與光源的中心點(diǎn)構(gòu)成的夾角α取值范圍為O < α < 40°。
[0013]進(jìn)一步地，如上所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，所述光學(xué)探頭包括一個(gè)探測(cè)器和至少兩個(gè)可發(fā)出至少兩種波長(zhǎng)的近紅外光的光源。
[0014]其中所述光源的中心與所述光敏探測(cè)器中心之間的距離為15mm?45mm ;相鄰的兩個(gè)光源的中心點(diǎn)之間的距離不超過1mm ;相鄰的兩個(gè)光源的中心點(diǎn)與探測(cè)器中心點(diǎn)構(gòu)成的夾角α取值范圍為O < α < 40°。
[0015]進(jìn)一步地，如上所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，所述光學(xué)探頭與主機(jī)通過數(shù)據(jù)線連接。
[0016]所述主機(jī)包括:光源驅(qū)動(dòng)模塊、預(yù)處理模塊、Α/D轉(zhuǎn)換模塊、微控制單元、電源模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和報(bào)警模塊。
[0017]所述光源驅(qū)動(dòng)模塊，與所述近紅外光源連接，用于驅(qū)動(dòng)光源，能使多波長(zhǎng)光源按照要求逐次點(diǎn)亮和熄滅。
[0018]預(yù)處理模塊，與光敏探測(cè)器相連，用于將光敏探測(cè)器探測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過放大濾波，傳遞給微控制單元內(nèi)的測(cè)算模塊。
[0019]微控制單元，用于向驅(qū)動(dòng)模塊提供控制光源的信號(hào)；存儲(chǔ)預(yù)處理模塊處理的數(shù)據(jù)；并將處理的數(shù)據(jù)經(jīng)微控單元內(nèi)的測(cè)算模塊進(jìn)行測(cè)算，并將測(cè)算的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給數(shù)據(jù)顯示模塊顯示給用戶；同時(shí)通過測(cè)算的數(shù)據(jù)監(jiān)控休克病人血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)的變化，當(dāng)跨越休克狀態(tài)相關(guān)閾值時(shí)立即發(fā)送報(bào)警信號(hào)。
[0020]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，與微控制單元連接，用于將預(yù)處理模塊處理的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。
[0021]數(shù)據(jù)顯示模塊，與微控制單元連接，用于將測(cè)算模塊處理后的人血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)或者各個(gè)波長(zhǎng)的探測(cè)信號(hào)絕對(duì)值的變化隨時(shí)間的變化情況實(shí)時(shí)地顯示出來，為用戶提供病人直觀的血液動(dòng)力學(xué)生理參數(shù)。
[0022]報(bào)警模塊，與微控制單元相連，當(dāng)根據(jù)測(cè)算結(jié)果獲知的血氧信號(hào)低于設(shè)定閾值后發(fā)出警報(bào)給用戶。
[0023]電源模塊，用于為光學(xué)探頭和主機(jī)內(nèi)的各個(gè)模塊和單元供電。
[0024]進(jìn)一步地，如上所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，所述光學(xué)探頭與主機(jī)通過無線傳輸數(shù)據(jù)。
[0025]所述光學(xué)探頭包括光源驅(qū)動(dòng)模塊、第一微控制單元、信號(hào)發(fā)送模塊、第一電源模塊。
[0026]所述光源驅(qū)動(dòng)模塊與近紅外光源連接，用于驅(qū)動(dòng)光源，能使多波長(zhǎng)光源按照要求逐次點(diǎn)亮和熄滅。
[0027]所述第一微控制單元與光源驅(qū)動(dòng)模塊、光敏探測(cè)器及信號(hào)發(fā)送模塊連接，用于通過光源驅(qū)動(dòng)模塊按照不同的時(shí)序分別點(diǎn)亮多波長(zhǎng)光源，同時(shí)從光敏探測(cè)器采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行編碼后通過信號(hào)發(fā)送模塊傳遞給主機(jī)的信號(hào)接收模塊。
[0028]第一電源模塊， 分別與光源驅(qū)動(dòng)模塊、第一微控制單兀、信號(hào)發(fā)送模塊、光源、光敏探測(cè)器連接。
[0029]所述主機(jī)包括:第二微控制單元、第二電源模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、報(bào)警模塊、信號(hào)接收模塊。
[0030]所述第二微控制單元與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、報(bào)警模塊、信號(hào)接收模塊分別連接，用于將信號(hào)接收模塊接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將解碼的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)下來以備后用；同時(shí)對(duì)解碼的數(shù)據(jù)通過第二微控單元內(nèi)的測(cè)算模塊進(jìn)行測(cè)算處理，測(cè)算休克病人血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)，并在數(shù)據(jù)顯示模塊上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；同時(shí)當(dāng)測(cè)算出的休克狀態(tài)相關(guān)信號(hào)跨越設(shè)定閾值由報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
[0031]所述第二電源模塊與第二微控制單元、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、報(bào)警模塊、信號(hào)接收模塊連接。
[0032]一種利用所述光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀檢測(cè)血氧血容量絕對(duì)量的方法，包括以下步驟:
[0033]I)光源照射到待測(cè)局部腦組織表面，利用下式計(jì)算光密度0.D.:

【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，包括:光學(xué)探頭以及主機(jī)； 所述光學(xué)探頭用于發(fā)射近紅外光到待測(cè)休克關(guān)鍵部位組織表面、并探測(cè)從該部位漫反射回來的光強(qiáng)變化的數(shù)據(jù)信息；其包括由能發(fā)射至少兩種波長(zhǎng)近紅外光的光源、能探測(cè)待測(cè)休克關(guān)鍵部位組織光傳輸回來的光衰減變化的光敏探測(cè)器； 所述主機(jī)用于對(duì)光學(xué)探頭獲取的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，對(duì)處理結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)以作日后查看；同時(shí)對(duì)處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理來測(cè)算人血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)參數(shù)，并根據(jù)測(cè)算的生理信號(hào)參數(shù)進(jìn)行結(jié)果顯示；同時(shí)判斷處理后的血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)或參數(shù)是否低于設(shè)定閾值，如果低于休克狀態(tài)相關(guān)閾值則立即報(bào)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述光學(xué)探頭的光源至少可以分時(shí)發(fā)射兩種波長(zhǎng)的近紅外光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述光源包括至少兩種波長(zhǎng)范圍的光，其一波長(zhǎng)在600-805nm，另一波長(zhǎng)在805_920nm，光源包含的各波長(zhǎng)光能夠分別被驅(qū)動(dòng)控制點(diǎn)亮或熄滅。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述光學(xué)探頭的光源和探測(cè)器排布符合空間分辨光譜檢測(cè)方法所要求的排布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述光學(xué)探頭包括一個(gè)可發(fā)射至少兩種波長(zhǎng)的近紅外光光源和設(shè)置在所述光源周圍的兩個(gè)及兩個(gè)以上光敏探測(cè)器； 所述光源的中心與所述光敏探測(cè)器中心之間的距離為15mm?45mm ;相鄰兩個(gè)光敏探測(cè)器的中心點(diǎn)之間的距離不超過1mm ;相鄰兩個(gè)光敏探測(cè)器的中心點(diǎn)與光源的中心點(diǎn)構(gòu)成的夾角α取值范圍為O < α < 40°。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述光學(xué)探頭包括一個(gè)探測(cè)器和至少兩個(gè)可發(fā)出至少兩種波長(zhǎng)的近紅外光的光源； 其中所述光源的中心與所述光敏探測(cè)器中心之間的距離為15mm?45mm ;相鄰的兩個(gè)光源的中心點(diǎn)之間的距離不超過1mm ；相鄰的兩個(gè)光源的中心點(diǎn)與探測(cè)器中心點(diǎn)構(gòu)成的夾角α取值范圍為O < α <40°。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述光學(xué)探頭與主機(jī)通過數(shù)據(jù)線連接； 所述主機(jī)包括:光源驅(qū)動(dòng)模塊、預(yù)處理模塊、Α/D轉(zhuǎn)換模塊、微控制單元、電源模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊和報(bào)警模塊； 所述光源驅(qū)動(dòng)模塊，與所述近紅外光源連接，用于驅(qū)動(dòng)光源，能使多波長(zhǎng)光源按照要求逐次點(diǎn)亮和熄滅； 預(yù)處理模塊，與光敏探測(cè)器相連，用于將光敏探測(cè)器探測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過放大濾波，傳遞給微控制單元內(nèi)的測(cè)算模塊； 微控制單元，用于向驅(qū)動(dòng)模塊提供控制光源的信號(hào)；存儲(chǔ)預(yù)處理模塊處理的數(shù)據(jù)；并將處理的數(shù)據(jù)經(jīng)微控單元內(nèi)的測(cè)算模塊進(jìn)行測(cè)算，并將測(cè)算的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給數(shù)據(jù)顯示模塊顯示給用戶；同時(shí)通過測(cè)算的數(shù)據(jù)監(jiān)控休克病人血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)的變化，當(dāng)跨越休克狀態(tài)相關(guān)閾值時(shí)立即發(fā)送報(bào)警信號(hào)； 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，與微控制單元連接，用于將預(yù)處理模塊處理的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中； 數(shù)據(jù)顯示模塊，與微控制單元連接，用于將測(cè)算模塊處理后的人血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)或者各個(gè)波長(zhǎng)的探測(cè)信號(hào)絕對(duì)值的變化隨時(shí)間的變化情況實(shí)時(shí)地顯示出來，為用戶提供病人直觀的血液動(dòng)力學(xué)生理參數(shù)； 報(bào)警模塊，與微控制單元相連，當(dāng)根據(jù)測(cè)算結(jié)果獲知的血氧信號(hào)低于設(shè)定閾值后發(fā)出警報(bào)給用戶； 電源模塊，用于為光學(xué)探頭和主機(jī)內(nèi)的各個(gè)模塊和單兀供電。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀，其特征在于，所述光學(xué)探頭與主機(jī)通過無線傳輸數(shù)據(jù)； 所述光學(xué)探頭包括光源驅(qū)動(dòng)模塊、第一微控制單元、信號(hào)發(fā)送模塊、第一電源模塊； 所述光源驅(qū)動(dòng)模塊與近紅外光源連接，用于驅(qū)動(dòng)光源，能使多波長(zhǎng)光源按照要求逐次點(diǎn)亮和熄滅； 所述第一微控制單元與光源驅(qū)動(dòng)模塊、光敏探測(cè)器及信號(hào)發(fā)送模塊連接，用于通過光源驅(qū)動(dòng)模塊按照不同的時(shí)序分別點(diǎn)亮多波長(zhǎng)光源，同時(shí)從光敏探測(cè)器采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行編碼后通過信號(hào)發(fā)送模塊傳遞給主機(jī)的信號(hào)接收模塊； 第一電源模塊，分別與光源驅(qū)動(dòng)模塊、第一微控制單元、信號(hào)發(fā)送模塊、光源、光敏探測(cè)器連接； 所述主機(jī)包括:第二微控制單元、第二電源模塊、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、報(bào)警模塊、信號(hào)接收模塊； 所述第二微控制單元與數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、報(bào)警模塊、信號(hào)接收模塊分別連接，用于將信號(hào)接收模塊接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并將解碼的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊存儲(chǔ)下來以備后用；同時(shí)對(duì)解碼的數(shù)據(jù)通過第二微控單元內(nèi)的測(cè)算模塊進(jìn)行測(cè)算處理，測(cè)算休克病人血液動(dòng)力學(xué)生理信號(hào)，并在數(shù)據(jù)顯示模塊上進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示；同時(shí)當(dāng)測(cè)算出的休克狀態(tài)相關(guān)信號(hào)跨越設(shè)定閾值由報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)； 所述第二電源模塊與第二微控制單元、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊、報(bào)警模塊、信號(hào)接收模塊連接。
9.一種利用所述光學(xué)非侵入式休克監(jiān)護(hù)儀檢測(cè)血氧血容量絕對(duì)量的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)光源照射到待測(cè)局部腦組織表面，利用下式計(jì)算光密度0.D.: .0.D、= log 六=log^p-(I)； 其中，Itl和I分別為初始光強(qiáng)和透射光強(qiáng)，Ut1和U λ i分別為初始電壓和測(cè)得的出射電壓信號(hào)； 2)以光學(xué)探頭中光源和與該光源周圍的光敏探測(cè)器之間的間距為橫坐標(biāo)，以上述光密度為縱坐標(biāo)，繪制不同間距下光密度變化分布，計(jì)算光源發(fā)出的波長(zhǎng)為Ai的近紅外光的光密度隨所述間距變化的斜率S ( λ J和截距In ( λ J，并根據(jù)下式計(jì)算出波長(zhǎng)為λ i的近紅外光的光擴(kuò)散因子D(Ai): D(A j) = 2.3S( λ ^+D(Cal)(2)； 其中，D(cal)為標(biāo)準(zhǔn)樣本的光擴(kuò)散因子；i = 1、2...3)利用上述光擴(kuò)散因子D(Xi)計(jì)算所述波長(zhǎng)為Ai的近紅外光的光衰減因子μ?):
μ ’ t(cal)為標(biāo)準(zhǔn)樣本的光衰減因子；P ^為光學(xué)探頭中光源和光敏探測(cè)器間距的平均值； 4)利用下式計(jì)算波長(zhǎng)為Ai的近紅外光下生物組織的光吸收系數(shù)Ua(Ai):
5)利用任意兩種波長(zhǎng)的光吸收系數(shù)μJA1K Ua(A2)計(jì)算含氧血紅蛋白濃度絕對(duì)量[HbO2]和脫氧血紅蛋白濃度絕對(duì)量[Hb]:
其中ε_(tái):(λ2)為波長(zhǎng)分別為λι、λ 2的近紅外光在局部腦組織中傳播時(shí)HbO2的摩爾吸收系數(shù)；ε JlbU1)' Bsb(A2)分別為波長(zhǎng)為λ ^ λ 2的近紅外光在局部腦組織中傳播時(shí)Hb的摩爾吸收系數(shù)； 6)氧合血紅蛋白在組織中有如下關(guān)系:
其中Qa代表動(dòng)脈血流量，QvR表靜脈血流量；Sa02為動(dòng)脈血液血紅蛋白的氧飽和度，SvO2為靜脈血液血紅蛋白的氧飽和度；V O為組織的代謝率，表示組織氧合血紅蛋白的承載能力，它的確定可以利用在體前臂阻斷實(shí)驗(yàn)，通過[Hb02]消失曲線的斜率測(cè)得，SvO2為靜脈血液的血紅蛋白的氧飽和度，計(jì)算式為:
對(duì)于SaO2，在動(dòng)脈血中通常假設(shè)為100%，氧合血紅蛋白轉(zhuǎn)化成脫氧血紅蛋白的速率同V O和一些通過靜脈流出的速率相等，即:
結(jié)合等式⑵、⑶和(9)，計(jì)算出Qa和Qv:
其中，(7)式和(8)式中
和分別代表的是測(cè)量過程中氧合血紅蛋白變
dt it化的導(dǎo)數(shù)和測(cè)量過程中脫氧血紅蛋白變化的導(dǎo)數(shù)，通過上式推導(dǎo)得出血容為: THb = Hb+Hb02(9) 血容的變化率，即血流巧懸.為:
【文檔編號(hào)】A61B5/1455GK104173059SQ201410449443
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】李婷, 李凱 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)