三波长血氧饱和度定标曲线的研究

陈意 李凯扬

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三波长肝脏储备功能检测仪是一种检测人体血氧饱和度、心率以及肝脏储备功能的医疗仪器[1]。对于该仪器的血氧功能模块，国外的一些知名公司如Nellor、Masimo、Philips和CSI等已经研究出比较成熟的脉搏血氧仪产品，并成功应用于临床[2]。但大多数准确性都有待提高，尤其在低血氧方面[3]。因此该仪器的血氧功能模块主要是针对提高低血氧的检测准确度进行研究。

对于血氧饱和度的测量，目前国内外生产和临床使用的脉搏血氧仪大部分是双光束透射式[4]。该测试方法通常只考虑动脉搏动的影响，而将除动脉以外的组织都认为是静止的。实际上，不管是红光还是红外光在生物体或人体中都具有较强的散射现象，忽略散射作用会引起较大的误差。并且在动脉波动时静脉和人体组织会有微小的搏动，也会引起一定的误差[5]。为此课题组前期在研究三波长血氧饱和度理论公式基础上研发出了三波长无创肝脏储备功能检测仪的血氧饱和度检测功能。由于生物组织是一种强散射、弱吸收、各向异性的复杂光学系统，不完全符合经典Beer-Lambert 定律，因而建立红光和红外光吸光度相对变化测量值与动脉血氧饱和度之间关系的数学模型较为困难[6]，难以通过一个理论公式就能准确检测出脉搏血氧饱和度(SpO2)。为此本文拟采用理论联系实际的方法，先在已有的三波长血氧饱和度理论公式的基础上采用数学推导的方式得出SpO2关于三波长吸光度R的关系式，再通过实验定标的方式来确定该关系式的各项系数，最后通过动物实验进行验证。……