基于视频信号的非接触式心率和血氧饱和度检测方法综述

心率和血氧饱和度是反映人体健康状况极其重要的生理指标.近年来,基于成像式光电容积描记技术(imaging photoplethysmography,IPPG)的非接触式心率和血氧饱和度检测方法因为其方便快捷且受约束较少等优点开始逐步成为研究热点.主要工作如下:首先,介绍了非接触式检测方法的背景和研究意义;其次,从目标区域检测和感兴趣区域(region of interest,ROI)选取两个方面总结并点明其研究现状以及未来改进方向;再次,从传统方法、信号处理结合深度学习方法以及端到端方法3个方面对心率和血氧饱和度检测方法进行了总结,并梳理了深度学习方法所使用的数据集以及在各个数据集中所展现的检测效果;最后,指出该领域所存在的亟待解决的问题以及未来的研究方向.

视网膜血氧饱和度检测仪在眼部应用的研究进展

视网膜血氧饱和度检查是一种快速、无创的新型视网膜血管成像技术,可测量视网膜主要动脉及静脉的血氧饱和度并进行量化分析,可应用于视网膜动脉阻塞、视网膜静脉阻塞、糖尿病视网膜病变、老年性黄斑变性及青光眼等许多眼科疾病的诊断及随访,可有助于加深疾病的病因及发病机制的理解,并应用于疾病病情的评估及预后分析,是现有影像检查设备的重要补充.

光照变化下的非接触式血氧饱和度检测方法研究

目的:基于成像式光电容积描记(imaging photo plethysmography,IPPG)技术,提出一种在不同光照条件下依然拥有较高准确率的非接触式血氧饱和度检测方法。方法:首先,通过摄像头采集人脸感兴趣区域的图像;其次,使用自适应伽马校正和欧拉视频放大算法对图像进行预处理;再次,将视频信号转化为数字信号,提取IPPG信号,并使用经验小波变换进行滤波去噪;最后,利用二次函数拟合得到血氧饱和度公式,从而计算出血氧饱和度。结果:相较于其他文献算法,该方法具有更强的抗光照变化干扰能力,在不同光照条件下的平均误差均不超过1.5%,最大误差在2%左右,且与指夹式血氧仪的检测结果具有较好的一致性。结论:该方法在不同光照条件下测量血氧饱和度均具有较高的准确率,能够达到实际测量的要求。

糖尿病视网膜病变患者的病变程度及糖化血红蛋白水平与视网膜血管血氧饱和度相关性研究

目的对糖尿病视网膜病变(DR)患者的病变程度及糖化血红蛋白(Hb A1c)水平与视网膜血管血氧饱和度相关性探讨。方法选择我院2016年1月~2018年1月接诊的糖尿病视网膜病变患者92例及同期健康体检者22例。健康体检者为正常对照组;根据患者视网膜病变程度分为轻中度非增殖型视网膜病变组(NPDR组)50例、重度NPDR组28例以及增殖型视网膜病变组(PDR组)14例;同时根据患者Hb A1c水平分为A组(Hb A1c>9%)9例、B组(Hb A1c7%~9%)28例、c组(Hb A1c<7%)55例。结果重度NPDR组视网膜动脉血氧饱和度高于NPDR组及正常对照组,PDR组视网膜静脉血氧饱和度高于NPDR组及正常对照组(P<0.05);重度NPDR组视网膜动静脉血氧饱和度差值高于NPDR组及PDR组(P<0.05);A组视网膜动脉、静脉血氧饱和度均高于B组和c组(P<0.05);A组、B组、c组视网膜动静脉血氧饱和度差值比较无统计学意义(P>0.05)。结论 DR患者不同病变程度的视网膜血管血氧饱和度存在一定差异,且随Hb A1c水平升高,其视网膜血氧饱和度相应增高,但对视网膜动静脉血氧饱和度差值无影响。

双波长视网膜血氧饱和度测量仪光学系统设计与仿真

测量视网膜血氧饱和度,对一些全身性的疾病有着重要的参考意义。国内现有的眼底检测设备,功能还局限于眼底图像获取,疾病的诊断需要通过医生的经验来判断,误差较大,如何量化视网膜血氧饱和度成为医疗仪器科学领域研究的新热点。基于血液吸收光谱特性,设计了一款工作波长为570nm和600nm的非侵入式双波长视网膜血氧饱和度测量仪。在zemax软件中设计了照明光路和成像光路,在Tracepro里对照明光路进行了仿真。

血氧饱和度高低对不同胎龄早产儿视网膜病的影响分析

目的探讨经皮测血氧饱和度的高低对不同胎龄早产儿视网膜病的影响。方法回顾性的选择2017年10月1日到2019年9月30,由南宁市第二人民医院,南宁市妇幼保健院NICU收治的513例出生胎龄≤34周的早产儿和出生体重<2000 g的早产儿作为研究对象,根据经皮测血氧饱和度(TcSO2)水平和胎龄将早产儿分为A组(n=114):胎龄≤32周,85%≤TcSO2≤93%;B组(n=157):胎龄32≤周,93%<TcSO2≤100%;C组(n=134):胎龄>32周,88%≤TcSO2≤95%;D组(n=108):胎龄>32周,95%<TcSO2≤100%。所有患儿均由眼科医生进行视网膜病的筛查,对比不同组别的发病情况。结果A、B、C、D四组患儿ROP总患病率分别为9.6%,17.8%,7.5%以及12.0%,C组早产儿ROP患病率最低,B组早产儿ROP患病率最高,各组间患病率差异具有统计学意义(χ^(2)=8.216,P<0.05)。结论ROP的发生率与胎龄及TcSO2高低相关,胎龄越小,TcSO2越高,发病率越高.。不同胎龄的早产儿应选择合适的血氧饱和度范围,<32周早产儿血氧饱和度应维持在85%~93%,>32周早产儿血氧饱和度应维持在88%~95%。

糖尿病患者视网膜血管血氧饱和度变化研究

目的观察糖尿病患者与健康人群视网膜血管血氧饱和度的差异。方法临床确诊为糖尿病的71例(71眼)患者和91名(91眼)健康者分别纳入糖尿病组和正常组。采用视网膜血管血氧饱和度测量仪检测两组受检者,并应用仪器配套软件分析距离视盘中心1.5~3.0个视盘直径的视网膜动脉、静脉血氧饱和度值。结果 71例糖尿病患者中,男性与女性、各个年龄段、不同糖尿病病程间比较,视网膜动脉、静脉及其各象限分支动脉、静脉的血氧饱和度差异均无统计学意义(均为P>0.05)。糖尿病组视网膜动脉血氧饱和度较正常组显著升高(P=0.00);糖尿病组视网膜动脉各象限的血氧饱和度均较正常组高,其中颞上分支、颞下分支与正常组相比差异均有统计学意义(均为P<0.05)。糖尿病组视网膜静脉血氧饱和度较正常组有升高的趋势,但差异无统计学意义(P>0.05);糖尿病组视网膜静脉血氧饱和度颞上分支、颞下分支较正常组高,鼻下分支较正常组低,差异均有统计学意义(均为P<0.05)。糖尿病组视网膜动静脉血氧饱和度差值较正常组显著升高(P=0.00)。结论糖尿病患者视网膜血管血氧饱和度与健康人群存在显著差异;糖尿病患者不同象限的血管血氧饱和度存在不同程度的改变,提示视网膜氧代谢异常程度在各象限的分布并不均匀。

联合用药对DR患者视网膜血管血氧饱和度和血清Apelin水平的影响

目的:探讨复方樟柳碱注射液联合曲安奈德对糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)患者视网膜血管血氧饱和度和血清Apelin水平的影响。方法:选取2014-06/2016-12我院收治的增殖性DR患者58例60眼为研究对象,根据随机数字表法分为对照组(29例30眼)和观察组(29例30眼)。对照组接受全视网膜激光光凝治疗,观察组在全视网膜激光光凝治疗术前玻璃体腔内注射曲安奈德,术后复方樟柳碱颞侧浅层皮下注射。比较两组患者的视力恢复情况、治疗前后视网膜血管血氧饱和度和血清Apelin水平变化情况、治疗后并发症情况。结果:治疗后1mo,两组患者视力均明显增高,且观察组患者视力提高比例(90%)明显高于对照组(67%),差异有统计学意义(P<0. 05)。治疗后1d,1、2mo不同时间点比较,观察组视野平均阈值敏感度均明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0. 05);治疗后1mo两组患者视网膜动脉、静脉血管血氧饱和度均显著降低,差异有统计学意义(P<0. 05),且观察组视网膜血管血氧饱和度均明显优于对照组,差异有统计学意义(P<0. 05);治疗后1mo两组血清Apelin水平显著降低,差异有统计学意义(P<0. 05),且观察组血清Apelin水平水平显著低于对照组,差异有统计学意义(P<0. 05)。观察组并发症发生率为3%,对照组并发症发生率为17%,观察组并发症发生率明显低于对照组,但差异无统计学意义(P=0. 109)。结论:复方樟柳碱注射液联合曲安奈德治疗DR疗效显著,能够有效降低患者视网膜血管血氧饱和度和血清Apelin水平的影响,缓解视网膜缺血缺氧损伤,有利于术后视力恢复,安全性较好。

视网膜血氧饱和度测定技术研究及应用进展

光谱光度法、传统成像技术及计算机图像分析技术的结合使得视网膜血氧饱和度测定成为可能,这是一种安全而有效的方法,能非侵入性的测量眼底视网膜血管氧饱和度的,成为生命科学研究新热点。本文介绍了非侵入性视网膜血氧饱和度测定技术,应用进展。在此基础上,提出了血氧饱和度测定技术发展所面临的相关问题及其新的研究方向发展。

中医实热证巴马小型猪视网膜血管血氧饱和度的特征

目的 探讨中医实热证动物模型对眼底视网膜血管血氧饱和度的影响。方法 将12只雌雄各半巴马小型猪随机分为实热组和正常组,实热组给予内毒素以mg·kg^(-1)(50%的浓度)的剂量行右后腿根部外侧肌注1次,正常组不做处理,待体温升高后,运用血氧监测仪(Oxymap)对两组行视网膜眼底血管图像采集,应用配套软件分析视网膜血管血氧饱和度。结果 实热模型组造模后动静脉血氧饱和度比值(SaO2/SvO2)升高(P<0.05);实热模型组造模前后动脉血氧饱和度(SaO2)变化、动静脉血氧饱和度差值(SaO2-SvO2)变化、动静脉血氧饱和度比值(SaO2/SvO2)变化均高于正常组(P<0.05)。结论 实热状态下,巴马小型猪视网膜微循环呈现高耗氧、高代谢的特征。

青光眼与健康眼的视网膜血氧饱和度比较

目的探讨青光眼患部的视网膜血氧饱和度变化。方法选取2011年5月-2016年3月于四川省攀枝花市中心医院收治的的青光眼患者80例共139眼(观察组)和同期到该院接受检查的健康者80例共146眼(对照组),比较两组的视网膜血氧饱和度和视野指标,并进行相关性分析。结果两组的视网膜静脉血氧饱和度比较无差异(P>0.05)。观察组的视网膜动脉血氧饱和度和动静脉血氧饱和度差值低于对照组(P<0.05)。观察组的平均视网膜光敏感度低于对照组,平均视野缺损度高于对照组(P<0.05)。动静脉血氧饱和度差值与平均视网膜光敏感度呈正相关(P<0.05),与平均视野缺损度呈负相关(P<0.05)。结论青光眼患部视网膜动脉血氧饱和度降低,视网膜静脉血氧饱和度无明显变化,且与视网膜光敏感度和视野缺损度密切相关。

基于单镜头反光式相机的视网膜血氧饱和度无创测量系统

视网膜有着很高的氧代谢需求,当人体出现眼部病变或全身系统性疾病时,通常会出现对应的视网膜血氧代谢异常和功能紊乱。对于视网膜血管含氧情况的检测有着重要的临床价值。然而,目前商用和实验室开发的视网膜血氧饱和度无创检测仪器均采用科研级探测器,其价格昂贵,不利于仪器的大规模生产和销售。本研究设计了一种基于单镜头反射式相机(单反相机)的视网膜血氧饱和度无创测量系统,该系统基于眼底相机,以Nikon D70单反相机作为探测器,针对其较理想的光谱响应曲线,通过提取出其绿色和红色通道记录的视网膜成像结果,即可用于功能性的血氧饱和度的检测。本研究提出的方法为廉价版的视网膜血氧饱和度检测分析仪提供了新的思路。该系统的测量准确性和重复性良好,具有在临床上进一步进行研究和应用的潜力。

血瘀证候模型小型猪视网膜血管血氧饱和度的研究

目的:对比血瘀证组和对照组巴马小型猪眼底视网膜血管血氧饱和度,探讨血瘀证候模型小型猪眼底视网膜血管血氧饱和度的改变。方法:12只小型猪,随机分为血瘀证组6只和对照组6只,正常喂养7d后进行眼底视网膜血管血氧饱和度检测并进行血液生化指标基线检测。第8d,血瘀证组耳缘静脉给予10%高分子右旋糖酐溶液5mL/kg,隔日1次,共7次;对照组正常饲养。第21d,再次检测2组眼底视网膜血管血氧饱和度及血液生化指标并进行统计分析。实验结束后分别摘除2组小型猪眼球,用于做视网膜切片和视网膜消化铺片并对其结果进行分析。结果:血瘀证候模型建立后,血液指标FIB、PT、APTT较前降低(P<0.05),TT较前出现升高(P<0.05);ESR、血浆黏度、红细胞压积、红细胞变形指数、红细胞聚集指数升高(P<0.05);全血还原黏度升高(P<0.05)。本实验初步评估了巴马小型猪眼底视网膜血管血氧饱和度,其视网膜静脉血氧饱和度范围大致为(74.67±6.12)%,动脉血氧饱和度大致范围为(110.91±8.52)%。与对照组相比,血瘀证组小型猪SvO2、鼻上SvO2、颞侧SvO2值降低(P<0.05),鼻下SvO2值明显降低(P<0.01),颞侧SaO2值降低(P<0.05),SaO2-SvO2、SaO2/SvO2均升高(P<0.05)。视网膜切片HE结果及视网膜消化铺片结果显示,血瘀证组巴马小猪视网膜神经纤维层厚度增加,轻度水肿,内皮细胞计数及周细胞计数降低(P<0.05)。结论:高分子右旋糖酐溶液建立血瘀证候动物模型,引起红细胞聚集,血液黏稠度增高,血流缓慢,造成微循环缺氧状态,对视网膜静脉血氧饱和度的影响比视网膜动脉血氧饱和度更加明显。

屈光参差性弱视视网膜血氧饱和度特点

目的比较屈光参差性弱视患者弱视眼与健眼之间视网膜血氧饱和度及血管直径的差异。方法选取2015年7月—8月天津医科大学眼科医院就诊的6例屈光参差性患者,采用无创视网膜血氧饱和度分析仪(Oxymap T1,冰岛Oxymap公司)行无创视网膜血氧饱和度检查,记录平均静脉血氧饱和度及血管直径,采用配对t检验比较健眼与弱视眼间血氧饱和度,采用Pearson相关分别对健眼和弱视眼视网膜血氧饱和度和血管直径与眼轴的相关性进行分析。结果弱视眼与健眼的视网膜动脉、静脉血氧饱和度及血管直径比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。健眼的视网膜动脉血氧饱和度与轴长呈正相关(r=0.859,P=0.028);健眼的视网膜动静脉血氧饱和度差值与轴长呈正相关(r=0.827,P=0.042)。结论屈光参差性弱视眼视网膜血氧饱和度与健眼不存在差异,弱视眼的血流自调节存在异常。

血氧饱和度对早产儿视网膜病发病率的影响

目的：分析不同血氧饱和度对早产儿视网膜病（Rop）发病率的影响。方法：选择2010年1月到2012年12月我院NICU收治的650例早产儿作为研究对象，根据平均血氧饱和度水平将早产几分为低血氧饱和度组409例（SaO，91％～95％）和高血氧饱和度组241例（SaO：96％一100％），观察住院期间血氧饱和度和视网膜病发病率的情况。结果：高血氧饱和度组早产儿ROP发病率18．1％，高于低血氧饱和度组的发病率的4．6％（P〈0．01），并且高血氧饱和度组早产儿ROP各期的患病例数都明显高于低血氧饱和度组早产儿（P〈0．05）。Logistic多元回归分析结果显示，高血氧饱和度早产儿ROP发病相对危险度值最高（OR=2．674，95％CI：1．246，6．554）。结论：早产儿吸氧时血氧饱和度应尽量控制在91％一95％之间，否则可增加ROP的发生。

健康人不同测量范围的视网膜血氧饱和度差异研究

目的使用和生视界视网膜量化分析系统(HIQA)对不同测量范围视网膜动静脉血氧饱和度分析,探究正常人以视盘为中心不同范围视网膜动静脉血氧饱和度是否具有差异。方法纳入正常受试者10名,使用和生视界视网膜血氧仪采集眼底图像,分别分析以视盘为中心的测量范围0.75~1.75 DD(disc diameter,DD)、0.75~2 DD、0.75~2.25DD、1~2 DD、1~2.25DD、1~2.5DD内的视网膜动脉血氧饱和度、视网膜静脉血氧饱和度、视网膜动静脉血氧饱和度差值。结果健康人不同测量范围的视网膜动脉血氧饱和度(P=0.994)、视网膜静脉血氧饱和度(P=0.85)、视网膜血氧饱和度动静脉差值(P=0.639)未见明显改变,均不具有统计学意义。结论健康人眼底以视盘为中心不同测量范围动静脉视网膜血氧饱和度相同。

脉搏血氧仪校准方法的研究

本方法适用于光电式的脉搏血氧仪(计)、脉搏血氧饱和度监护仪以及多参数监护仪中脉搏血氧监护部分的校准。在脉搏血氧仪质量控制方面,国家并没有专门的计量标准,各地依据当地的实际情况出台了地方标准,但是均没有关于光吸收比率拟合曲线误差的测量。本文主要介绍了脉搏血氧仪的组成和用途,针对目前临床在用设备,研究了脉搏血氧仪的校准方法,增加了光吸收比率拟合曲线示值误差项目,并对该校准方法进行了验证实验。此研究的目的是为开展相应的质量控制工作提供技术依据,希望通过质量控制确保脉搏血氧仪设备良好运行,有效保障医疗安全。

空氧混合仪面罩吸氧对改善新生儿窒息患儿血气指标的效果观察

目的探讨空氧混合仪面罩吸氧对改善新生儿窒息患儿血气指标的效果。方法选取2021年10月—2023年8月湖北省麻城市人民医院收治的新生儿窒息患儿80例,根据不同干预方式分为试验组和参照组。参照组采用鼻导管吸氧干预,试验组给予空氧混合仪面罩吸氧干预。比较两组患儿干预前后心率、呼吸频率、血气指标、心理运动发育指数(Psychomotor Developmental Index,PDI)和智力发育指数(Mental Developmental Index,MDI)水平,观察两组患儿并发症发生情况。结果干预后,试验组患儿心率和呼吸频率均高于参照组(P<0.05)。干预后,试验组动脉血氧分压(Arterial Partial Pressure of Oxygen,PaO_(2))和血氧饱和度(Oxygen Saturation of Blood,SaO_(2))水平均高于参照组,动脉血二氧化碳分压(Partial Pressure of Carbon Dioxide,PaCO_(2))水平低于参照组(P<0.05)。干预后,试验组PDI评分和MDI评分均高于参照组(P<0.05)。试验组患儿并发症总发生率低于参照组(χ^(2)=5.838,P=0.016)。结论空氧混合仪面1罩吸氧可改善新生儿窒息患儿的血气指标、心率和呼吸频率,促进患儿发育,减少并发症的发生。

两种不同类型的脉搏血氧仪在高原地区检测外周血氧饱和度的准确性研究

目的 了解两种不同类型的高性价比脉搏血氧仪在高原地区对于外周血氧饱和度(peripheral oxygen saturation,SpO_(2))检测的准确性,为进入高原地区工作或旅行的平原人提供高性价比的脉搏血氧仪。方法 收集为了工作或旅行进入高原地区平原人用A、B、C三种不同的脉搏血氧仪(A为本研究的金标准,B为指环式、C为指夹式)检测的SpO_(2)数据,根据使用的脉搏血氧仪不同分为A组、B组和C组,利用IBM SPSS 23.0统计分析软件将A、B、C三组数据做配对样本检验。结果 获得了39位进入高原地区的平原人在相同外界环境下用三种脉搏血氧仪测得的SpO_(2)数据,A组、B组和C组的SpO_(2)(%)平均数分别为93.6±1.8、91.4±3.4和93.9±3.6,其中A组与B组差异有统计学意义(P=0.000 268,P<0.05);A组与C组差异无统计学意义(P=0.372 099,P>0.05)。结论 指夹式C脉搏血氧仪在高原地区检测SpO_(2)比指环式B脉搏血氧仪更为准确。