[发明专利]一种生理参数的计算方法及相应的医疗设备

说明书

一种生理参数的计算方法及相应的医疗设备，该计算方法包括：选择通过采样获得的至少两路不同波长的信号所对应一段区间的时域信号，进行时频域转换，获得相应的频域信号；选择其中所有合理的频谱峰信息，计算所选择的合理的频谱峰的能量信息，并构成频谱峰能量比值序列；根据所述频谱峰能量比值序列构建稳定系数，确定到所述稳定系数小于第一阈值，则利用频谱峰能量比值序列构建补偿系数；使用所述的补偿系数补偿所述的时域信号和频域信号中的至少一路，基于已补偿的时域信号和频域信号中的至少一路，计算获得生理参数。该方法可以在弱灌性和运动状态下提升计算脉率值以及血氧参数计算准确度，计算简单，花费少，适应性广。

技术领域

本发明涉及生理参数监测领域，尤其涉及一种生理参数的计算方法及相应的医疗设备。

背景技术

人体的新陈代谢过程是生物氧化过程，而新陈代谢过程所需要的氧，是通过呼吸系统进入人体血液，与血液红细胞中的还原血红蛋白(Hb)，结合成氧合血红蛋白(HbO2)，再输送到人体各部分组织细胞中。当机体氧供与氧耗之间出现不平衡，就意味着缺氧情况的发生。缺氧对机体有着巨大的影响。故，动脉血氧浓度的实时监测在临床救护中非常重要。

血氧饱和度(SpO2)是血液中氧合血红蛋白(HbO2)容量占总血红蛋白(Hb+HbO2)容量的百分比，即血液中血氧的浓度。血氧饱和度(SpO2)作为动脉血氧饱和度(SaO2)的间接反映，以其无创、简单、准确、快速等特点，迅速被各大应用领域采纳和使用。

脉搏血氧技术应用的如此广泛，随之而来，对脉搏血氧准确性的要求也水涨船高。本领域人员可知，评价脉搏血氧性能的优劣性，有两大关键因素：弱灌注性能和运动性能。如果被测患者存在弱灌注性能差或及运动性能差的情形，则对脉搏血氧性能的准确性和稳定性要求就更加苛刻。

自1998年Masimo公司推出“运动和弱灌注下准确测量病人血氧饱和度技术”以来，Masimo公司迅速确立了其血氧行业的领先地位。其技术的核心思想是确立系数R_a和R_v,其中R_a与动脉血氧饱和度相关，R_v与静脉血氧饱和度相关。通过R系数、红外光和红光，可以构建出一路参考信号，该参考信号的能量与系数相关，在系数R_a和R_v处，可以达到能量最大值。因此，遍历0～100％血氧饱和度的系数，寻找系数R_a和R_v，从而计算动脉血氧饱和度。该方法对运算量要求很高，其实现的硬件成本相对很高。

可以理解的是，基于Lambert-Bear定律可知，氧合血红蛋白(HbO2)和去氧血红蛋白(HB)在不同的光波段下吸收特性不同，如图1所示，为现有技术中氧合血红蛋白和还原血红蛋白吸收光谱曲线图；利用该吸收特性，可以进一步评估血氧饱和度参数。

如图2所示，为现有技术中血氧测量工作原理图；利用发光管发射两路光(例如：红光和近红外光)透射机体组织，并利用接收管接收透射机体组织的光信号，从而获得血液搏动成分AC交流量(例如：动脉血)和非搏动成分DC直流量(例如：静脉血、肌肉、骨骼、皮肤等)。分别利用红光和近红外光的AC交流量和DC直流量，即可获得与动脉血氧饱和度(SaO2)的映射曲线比值，即R系数表(如公式1所示方法)。再基于查表法即可获得动脉血氧饱和度(SaO2)的无限逼近值脉搏血氧饱和度(SpO2)。

其中，AC_Red＝检测到红光的波动量，即交流量；DC_Red＝检测到红光的最大透射量，即直流量；AC_Ired＝检测到的红外光的交流量；DC_Ired＝检测到的红外光直流量。

然而如何能够准确识别采集信号中AC交流成分和DC交流成分，获得准确的R值，却不是那么容易的事情。现有技术中存在两种技术：时域技术和频域技术。