在传统的血氧饱和度测量方法中, 首先计算对数光电容积脉搏波交、 真流成分的比值(R值), 然后通过实验建立血氧饱和度值与R值的线性回归模型, 旨在消除光程的影响, 将个体差异的影响降至最小化, 是一种基于Lambert-Beer定律的降维处理。 当考虑散射时, 这种以交、 直流成分的比值作为自变量的降维处理方式损失了信息量, 引入了系统误差, 限制了测量的精度。 为了减小这种影响, 从透射光电脉搏波所含信息量的角度, 提出了使用双波长对数光电容积脉搏波的峰值和谷值作为自变量与血氧饱和度值建立线性回归模型的新方法。 从23名健康志愿者中获得133例光电脉搏波及血氧饱和度参考值样本, 从中随机抽取90例作为建模集, 另外43例作为预测集, 对比了新方法和R值法的建模和预测结果。 随机抽取建模集并预测10次, 新方法和R值法的平均预测相关系数分别为0.890 6和0.846 8, 平均预测均方根误差分别为0.889 6%和1.037 3%, 结果表明新方法的预测效果优于传统R值法, 使用四个特征量建立血氧饱和度预测模型, 能够提高测量的稳定性和精度, 对基于有限波长光谱数据建模测量人体血液生理参数有指导意义。

针对现有的频域法和单沿法这两种动态光谱提取方法进行了对比与研究。 理论及实验结果表明, 虽然两种方法提取动态光谱的角度不同, 但其本质是相同的: 源于动态光谱的基本原理、 信号统计特性和平均作用的利用; 对于周期、 幅值较稳定的脉搏波, 两种方法都能够提取高精度的动态光谱; 相比较频域法, 单沿法能够更好地抑制手指的抖动、 光纤探头压力的改变等干扰, 获取更高精度的动态光谱。

利用近红外光谱无创检测生物组织血氧饱和状态, 是一种极富研究和应用前景的检测技术, 在临床检测中被广泛应用。 但常规临床检测应用于指端仅反映局部血氧饱和度信息, 在使用中具有局限性, 信号的可信度也存在质疑。 该文提出了一种采用反射式脉搏血氧饱和度检测技术检测生物多层组织氧合状况的新方法, 该方法通过调节入射光强以适应解剖学中生物组织多层结构的检测。 应用该方法针对手指结构的实验结果表明, 随着入射光强的改变, 反映血氧饱和状态的光电脉搏波信号有显著变化。 结合手指解剖学分析表明, 光电脉搏波信号的变化与手指的多层面组织结构相对应, 反映不同层面血氧饱和状态。 这一特点表明, 通过此法可以针对生物组织的多层结构进行测量。