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申请/专利权人：浙江大学台州研究院

摘要：本发明公开一种基于CCD的双波长红外血氧检测系统。本系统包括多波长光源发射器、CCD图像传感器、控制器。本发明使用近红外光点光源配合CCD传感器可以实现血氧参数的测量。光源体积小，可以贴敷在任意位置。通过调整光强采集位置可以同时多角度和多深度的测量，适应多种人群，相比传统传感器的测量角度和测量深度的单一性更加方便实用。本发明发光源与人体接触，接收部分使用CCD传感器对被测人采集连续帧图像，CCD传感器不与皮肤接触，不受贴合压力影响。

主权项：1.一种基于CCD的双波长红外血氧检测系统，其特征在于包括：多波长光源发射器，与待检测人体组织位置贴合，且其光源发射端对准血氧参量待检测人体组织位置，可发射λ1,λ2两种波长的光源；CCD图像传感器，用于拍摄多波长光源发射器所在的人体组织位置照片；控制器，用于获取CCD图像传感器传送的照片，然后对其进行血氧分析计算；所述的血氧分析计算具体包括以下步骤：步骤S1、图像预处理获取采用不同波长发射光源的待检测人体组织位置图像，并进行图像预处理；预处理后图像中以光源发射器的光源发射端作为中心点，以中心点为圆心所在的半径为R的区域为中心区域，以中心点为圆心所在的半径为R1的区域减去中心区域为第一采集区域，以中心点为圆心所在的半径为R2的区域减去第一采集区域为第二采集区域，R＜R1＜R2；步骤S2、提取图像各像素点的红外光光强值2-1：根据时刻点找出光源未发光的帧图像、第一波长光源发光的帧图像、第二波长发光的帧图像，并分别提取灰度值G0x,y,t,Gλ1x,y,t,Gλ2x,y,t，其中x表示以发光源为原点，当前灰度值点的横坐标；y表示以发光源为原点，当前灰度值的纵坐标；t表示当前图像的时刻点；2-2：根据帧图像的灰度值计算得到像素点x,yt时刻红外光光强值，见公式1-2：gλ1x,y,t＝Gλ1x,y,t-G0x,y,t公式1gλ2x,y,t＝Gλ2x,y,t-G0x,y,t公式2其中gλ1x,y,t表示t时刻第一波长的红外光光强值，gλ2x,y,t表示t时刻第二波长的红外光光强值；步骤S3、根据各区域位置的所有像素点x,yt时刻红外光光强值，均质化处理后得到各区域位置的光强值，如下： 其中n表示某区域位置即发光源位置、第一采集区域或第二采集区域的像素点x,y个数；补偿系数ρ的计算方式如下； 其中G0x,y,t0表示发光源位置像素点x1,y1在t0时刻光源不发光时的光强值，G0x,y,t表示x1,y1在t时刻光源不发光时的光强值，ρt表示t时刻的光强补偿系数，t0表示初始时刻；则实际光强值为 其中表示某区域位置即发光源位置、第一采集区域或第二采集区域t时刻第一波长的光强值，表示某区域位置即发光源位置、第一采集区域或第二采集区域t时刻第二波长的光强值；步骤S4、氧饱和度计算根据公式6-7得到第一采集区域和第二采集区域中心点的第一波长、第二波长光强值然后根据公式8、9计算出光密度变化，如下： 其中和分别表示第一采集区域和第二采集区域的第一波长光密度，表示发光源位置的第一波长光强值；同理λ2的光密度公式如下： 根据ΔODλ1和ΔODλ2计算出不同波长下被测组织的吸收系数之比如下： 根据氧饱和度公式计算出氧饱和度rSO2，如下： 其中CHbO2表示氧合血红蛋白的浓度，CHb表示脱氧血红蛋白浓度，表示脱氧血红蛋白在波长λ1下的消光系数，表示氧合血红蛋白在波长λ1下的消光系数；步骤S5、血红蛋白浓度变化量计算根据公式6-7得到第二采集区域初始时刻以及当前时刻t1的光强值为和计算血红蛋白浓度变化量ΔCtHb如下： ΔCtHb＝ΔCHbO2+ΔCHb公式14其中DPFλ1表示差分路径因子，通过仿真或查表得到；ΔCHbO2表示计算出的氧合血红蛋白浓度的变化量；ΔCHb表示脱氧血红蛋白浓度的变化量。

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