日本光电血氧技术介绍

　　在多年改进血氧测量技术的过程中(其全部范围尚未被发现)，日本光电主要考虑针对各种临床实践中的不同用途和应用优化血氧测量系统。

　　我们可以通过使用血氧探头性能、信号检测电路和信号处理算法的各种组合来获得高质量的血氧信号。正确连接和处理探头也很重要。为了提供最佳性能，有必要考虑与血氧 测量相关的所有可能因素。

 

　　日本光电拥有广泛的血氧传感器技术，包括BluPro系列不同尺寸和形状的重复和一次性血氧探头以及连接电缆专注于血氧的连续监测。

　　日本光电还为不同的应用提供各种血氧监测设备。所有设备都有不同的功耗和形状，在开发和改进血氧技术的过程中必须考虑所有这些差异。

 

　　日本光电还开发了适用于所有日本光电设备的原创测量电路和算法(NPi算法)。

　　叠加在输入信号上的动脉脉冲以外的任何因素都可能成为血氧中的伪影测量，诸如手术灯和阳光的光干扰、探头安装不当以及身体运动等伪影可能会被误认为是脉搏波或会干扰脉搏波检测。这会导致不正确的血氧测量。日本光电血氧技术旨在提取脉搏波派生信息并尽可能准确地计算脉搏波幅度的比率ϕ。

 

　　NPi算法介绍

　　日本光电脉搏血氧仪的基本处理包括A/D转换输入信号的过滤、脉搏波振幅比φ的计算、加权移动平均和血氧值的计算。

 

　　NPi算法的特征包括从脉冲波中去除伪影的过滤功能。使用基于频率分析提取的基频的窄带滤波来去除伪影(图5)。当存在较大伪影时，窄带过滤非常有效，特别是在ICU和NICU，如躁动患者外周循环功能不全或者新生儿患者出现呼吸变化。

 

　　脉冲波包含脉率的基本频率和频率的恒定倍数。在大量伪影叠加在脉搏波的情况下进行频率分析很难识别脉搏波频率，因为脉搏信号会在伪影中丢失。在这种情况下，日本光电的原始坐标变换方法用于增强脉搏波和伪影之间的区分。通过对坐标变换法得到的脉搏信号进行频率分析，可以确定脉搏波的基频。

 

　　脉搏波分量选择性地通过基频的窄带滤波器，因此可以使用脉搏波分量计算血氧值，而不会产生伪影。这项基于成熟的信号处理技术的日本光电原创技术已获得专利。

 

　　使用过滤后的脉搏波计算脉搏波幅度的比率φ。脉搏血氧仪根据φ计算血氧值，φ可以从红色和红外光的两个LED获得。正确计算φ可实现准确的血氧测量。在日本光电的血氧测量中，绘制了在每个采样间隔获得的数据。x轴为红光脉冲信号，y轴为红外光脉冲信号。 φ 是根据通过最小二乘法获得的回归线的斜率推导出来的。

 

　　通过使用整个波形而不是仅使用最大和最小幅度，即使在诸如具有较低幅度脉搏波的末梢循环不全的情况下也可以实现φ的精确计算。

　　此外，根据φ的变化程度应用加权移动平均获得每个心跳以限制由于伪影引起的血氧变化的影响。