[发明专利]用于血氧饱和度测量的设备

说明书

本发明涉及一种用于对象的血氧饱和度测量的设备(10)、系统(1)和方法(200)。为了实现具有改善的可靠性的血氧饱和度测量，提出了一种处理设备(10)，所述处理设备包括：输入部(11)，其用于接收对象的组织区域的第一检测数据和第二检测数据，所述第一检测数据是通过检测从所述组织区域接收的在第一波长(λ1)处和在第二波长(λ2)处的辐射而随时间采集的数据，所述第二检测数据是通过响应于朝向组织区域发射在第一波长处的相干光和在第二波长处的相干光检测从所述组织区域接收的在第一波长处和在第二波长处的辐射而随时间采集的数据；PPG单元(12)，其用于根据所述第一检测数据导出指示在第一波长处在组织区域内的光吸收的第一PPG信号，以及指示在第二波长处在组织区域内的光吸收的第二PPG信号；流动单元(13)，其用于根据所述第二检测数据导出指示在第一波长处探查的在组织区域内的光散射颗粒的流动的第一流动信号，以及指示在第二波长处探查的在组织区域内的光散射颗粒的流动的第二流动信号；以及处理单元(14)，其用于基于所述流动信号来校正所述PPG信号和/或基于第一流动信号与第二流动信号的比较来提供反馈信号。

技术领域

本发明涉及医学技术的领域，并且具体涉及一种用于对象的血氧饱和度测量的处理设备、系统和方法。本发明还涉及一种用于执行所述方法的对应计算机程序。

背景技术

人的生命体征，例如心率(HR)、呼吸率(RR)或血氧饱和度，充当人的当前状态的指示器，并且充当严重医学事件的有力预测器。出于该原因，在家庭或者另外的健康、休闲和健身环境中，在住院和门诊护理环境中，广泛监测生命体征。

测量生命体征的一种方式是体积描记术。体积描记术通常指代测量器官或身体部位的体积变化，并且特别是检测由于随着每次心跳而行进通过对象的身体的心血管脉搏波所引起的体积变化。

光体积描记术(PPG)是一种光学测量技术，其评估感兴趣组织区域或体积的光吸收的时变脉动变化。除了关于心率的信息之外，PPG波形能够包括可归因于诸如呼吸的另外的生理现象的信息。通过评估在不同波长(通常为红色和红外)处的吸收，能够确定血氧饱和度。这是由于以下事实：氧合血红蛋白(HbO₂)和还原血红蛋白(Hb)示出不同的吸收谱。因此，血液颜色取决于血氧饱和度。

用于测量对象的心率和氧饱和度的常规脉搏血氧计被附着到对象的皮肤，例如指尖、耳垂或前额。因此，其被称为‘接触式’PPG设备。典型的脉搏血氧计包括作为光源的红色LED和红外LED以及用于检测已经透射通过患者组织的光的一个光电二极管。商业上可获得的脉搏血氧计在红色与红外波长处的测量之间快速地切换，从而测量在两个不同波长处的体积的相同面积或组织的透射率。这被称为时分复用。在第一波长处和在第二波长处的脉动吸收导致指示在第一波长处在组织区域内的光吸收的第一PPG信号以及指示在第二波长处在组织区域内的光吸收的第二PPG信号。动脉血氧饱和度(SpO2)能够根据在不同波长处的相对脉动幅度来估计。

常规脉搏血氧计(POX)所涉及的问题是有限的准确度，通常为±3饱和度百分比。尽管这样的准确度对于成人而言通常是能接受的，但是对于新生儿重症监护病房(NICU)中的新生儿患者而言，将期望更高的准确度，因为针对血氧饱和度的目标范围可能是91％-95％。过低的氧饱和度会导致供应不足，而过高的氧饱和度会导致新生儿的失明。在特别关键的患者中，目标范围能够通过测量吸入氧气的分数(FiO₂)或者基于血液样本来控制。

在常规脉搏血氧计的背景下的另外的问题是警报疲劳。当一个人被暴露于大量频繁的警报并且因此使其对此去敏时，就发生警报疲劳。去敏(Desensitization)会导致更长的响应时间或者丢失重要的警报。对于NICU中的目标血氧饱和度范围为91％-95％，警报阈值可以被设置为89％和95％。因此，鉴于±3饱和度百分比的有限准确度，存在假警报的高风险。因此，改善准确度以减少假警报和警报疲劳将是有利的。