[发明专利]一种不受头皮血流干扰的脑血氧饱和度检测系统及方法

说明书

本发明公开了一种不受头皮血流干扰的脑血氧饱和度检测系统及方法，检测系统包括传感器和主机，传感器与主机通过线缆连接。传感器与头部前额皮肤紧贴，传感器上设置了第一光源、第一检测器、第二光源和第二检测器，且光源与各个检测器之间依次沿同一方向呈直线排列，检测器不仅可以拾取光源入射处头皮血流中生色团物质的吸收信息，还可以拾取光源出射处头皮血流中生色团物质的吸收信息。主机中设有电源模块、中央处理与存储模块、光源驱动模块、信号放大和A/D转换模块、用户信息输入模块和数据显示模块。本发明可以消除头皮血流干扰从而求得脑血氧饱和度。

技术领域

本发明涉及一种生物医学工程技术领域，特别涉及一种不受头皮血流干扰的脑血氧饱和度检测系统及方法。

背景技术

脑的耗氧量约占人体总耗氧量的四分之一，大脑对缺氧高度敏感，短时间缺氧就可造成不可逆的神经损伤而手术麻醉过程中脑缺氧发生率一直居高不下，因此，手术中及时监测患者脑组织的氧供和氧消耗至关重要。

近红外光谱(Near Infrared Spectroscopy,NIRS)是近20年来兴起的一项脑血氧无损检测技术，利用特定波长的近红外光源照射前额，根据脑组织中主要生色团物质(氧合血红蛋白、还原血红蛋白和细胞色素氧化酶)对近红外光谱吸收的差异，通过测量经过脑组织漫射后的出射光强度，获取脑组织对于光的吸收作用信息，再采用相关算法，可以得出脑血氧饱和度，从而能够连续、实时获取脑内氧代谢信息，可为临床及时处理不良事件提供客观的依据。

然而，当近红外光照射前额时，头皮血液中的生色团物质(氧合血红蛋白、还原血红蛋白和细胞色素氧化酶)对近红外光不可避免地也存在吸收作用，因此测得的数据是脑血氧饱和度和头皮血流中的氧饱和度，而且头皮中血流动力学易受外界环境(如温度、传感器佩戴松紧度等)影响，从而对检测结果产生干扰。Steven等研究表明已有商业化脑血氧检测仪器，如FORE-SIGHT ELITE、INVOS^TM 5100C等在头皮血流动力学发生改变时，测得的脑氧饱和度发生了较大的改变，影响了检测结果的稳定性和准确性。

公布号为CN110613462A公开了一种不受个体差异影响的组织氧饱和度检测方法及装置，该发明修正了不同外层组织厚度对组织氧饱和度测量的影响，但不能消除头皮血流干扰。专利号为CN208435654U公开了一种脑血氧检测的红外光发射探头，该探头能更好贴合头皮，但不能抗头皮血流扰动。

针对上述之不足，有必要研究一种不受头皮血流干扰的脑血氧检测系统及方法，从而实现稳定、准确的测量。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于开发一种不受头皮血流干扰的脑血氧饱和度检测系统及方法，做到对脑氧饱和度稳定、准确的测量。

一方面，本发明提供了一种不受头皮血流干扰的脑血氧饱和度检测系统，所述系统包括传感器10和主机60，所述传感器10包含光源和检测器，所述主机包含电源模块603、中央处理与存储模块601、光源驱动模块604，信号放大和A/D转换模块605、用户信息输入模块602和数据显示模块606，所述传感器10与主机60通过线缆连接。

所述传感器10上光源包括第一光源102和第二光源104，且两个光源具有相同的发光组件，发光组件为能发出多个波长的发光二极管或激光二极管，交替产生波长为λ₁、λ₂,……λ_n的700-900nm近红外光。

所述传感器10上检测器包括第一检测器103和第二检测器105，且两个检测器由相同的光响应传感器组成，光响应传感器为光敏二极管、硅光电二极管或电荷耦合器件，其中光敏二极管或硅光电二极管的响应峰值波长在700-800nm之间。