Спосіб визначення сатурації крові киснем

Спосіб визначення сатурації крові киснем, що включає опромінення біотканини світлом двох довжин хвиль та вимірювання для різних моментів часу інтенсивностей світлових сигналів цих довжин хвиль відбитих або пройшовших крізь біотканину зі змінним потоком крові, який відрізняється тим, що на вибраному часовому інтервалі знаходять коефіцієнт регресії логарифмів інтенсивностей цих світлових сигналів, а сатурацію крові розраховують по формулі Винахід відноситься до медицини, медичної техніки, а саме, до виміру сатурації крові киснем, і може бути використаний в кардіології, анестезіології, хірургії, реанімації, неонатології, медицині катастроф та в спортивній медицині. Пульсоксиметричні системи виміру сатурації крові киснем широко відомі [1, 2]. Найближчими аналогами до запропонованого винаходу є спосіб, описаний в [3], патент США № 4807631 [4]. Прототипом прийнято спосіб, описаний в [5]. Згідно з прототипом, для виміру сатурації крові киснем опромінюють ділянку тіла (палець, мочку вуха, тощо) світлом двох довжин хвиль l1 та l2, наприклад, червоного та інфрачервоного, вимірюють інтенсивність І(l, t) світла обо х довжин хвиль, що пройшло крізь опромінену ділянку тіла, для двох різних моментів часу t1 i t2, наприклад, в точках мінімального та максимального значення сигналів за один кардіоцикл, знаходять відносний приріст сигналів кожної довжини хвилі DI(l i ) I(l i, t 2 ) - I(l i, t1 ) = , I(l i ) I(l i ) де і=1,2, та їх відношення DI(l 1 ) / I(l1 ) A= DI(l 2 ) / I( l 2) і по ньому обчислюють сатурацію де a Oi2 , a Ri - коефіцієнти поглинання для окси- та l l деоксигемоглобіну для кожної довжини хвилі, відповідно. На практиці для визначення сатурації використовують довідкову таблицю або калібрований графік [5]. Недоліком цього способу є недостатня точність виміру сатурації. В основу винаходу поставлено задачу забезпечити підвищення точності виміру сатурації крові киснем. Ця задача вирішується шляхом статистичної обробки вказаних сигналів, а саме, визначенням коефіцієнта R регресії логарифмів значень інтенсивностей сигналів вказаних довжин хвиль на деякому вибраному інтервалі часу та обчислення сатурації по формулі (1), де А=R. SaO 2 = ( a R1 l a R1 - A × a R2 l l , 2 2 - a O1 - A × a R2 - a O2 l l l ) ( ) (1) a R1 - R × a R2 l l , 2 2 a R1 - a O1 - R × a R2 - a O2 l l l l де R - коефіцієнт регресії логарифмів інтенсивностей світлових сигналів; a Oi2 , a Ri - коефіцієнти поl l глинання для окси- та деоксигемоглобіну для кожної довжини хвилі, відповідно. å {ln[Ik (l1 )] - ln[I(l1 )]}ln[Ik (l2 )] N R= k =1 å { ln[I (l )] - ln[I(l )]} N k =1 2 k 1 , (13) A ) 31291 ( (11) ) (2) 1 N – кількість вимірів, по яким ведеться розрахунок, k=1…N. Ефективність методу підтверджується виявленою високою кореляцією між оптичними сигналами обох довжин хвиль при зміні кровотоку в місці дослідження. Коефіцієнт кореляції становить 0,995 при довірливій ймовірності 0,95 [6]. Для обчислення сатурації крові можна використати відношення (1, 2) або експериментальний калібрувальний графік. UA ( (19) SaO 2 = 31291 Часовий інтервал, на якому визначають коефіцієнт регресії, обирається довільно, виходячи з конкретних цілей. Для виміру сатурації артеріальної крові киснем найкраще цей часовий інтервал обирати на систолі кардіоциклу. Авторами виготовлений макет пульсоксиметру, який працює по запропонованому способу. Були проведені виміри на десяти здорових добровольцях (SaO2»94…97%). Використовувалось випромінення на довжинах хвиль 660 нм та 900 нм; частота імпульсів f(l1)=f(l2)=200 Гц. Отримані сигнали оброблялись по методу, описаному в [5], та по запропонованому. Часовий інтервал обирався рівним систолі. Виявлено, що точність визначення сатурації стандартним методом складала 3%, а запропонованим – близько 1%. Таким чином, ефективність запропонованого способу підтверджена експериментально. Джерела інформації 1. Tremper K.K., Barker S.J. Pulse oximetry. Anasthesiology, 1980, 70, pp. 98-108. 2. Бунятян А.А., Флеров Е.В., Шитиков И.И., Арсеньев С.В. // П ульсовая оксиметрия. – Красноярск, 1991, с. 1-21. 3. Бунятян А.А., Шитиков И.И., Флеров Е.В. // Анестезиология и реаниматология, 1991, № 1, с. 3-7. 4. Патент США № 4807631, кл. А61В5/00, опубл. 28 февраля 1989. 5. Стерлин Ю.Г. // Мед. те хника, 1993, № 6, с. 26-30. 6. V.I. Kravchenko, S.A. Mamilov, O.N. Minov, Yu.S. Plaksiy. Influense of pulsatile blood change on saturation measurement // Abstract Book BiOS Europe’97, 4-8 September 1997, San Remo, Italy, p. 110. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 2