基于MATLAB的血氧飽和度建模與預(yù)測(cè)方法研究.pdf

1、人類(lèi)通過(guò)有氧呼吸的代謝方式獲取各項(xiàng)生命活動(dòng)的大部分能量，因此在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，測(cè)量血氧飽和度對(duì)于監(jiān)測(cè)人體各項(xiàng)生理指標(biāo)起著至關(guān)重要的作用。目前，通過(guò)醫(yī)用血?dú)夥治鰞x電化學(xué)分析的血氧飽和度被認(rèn)為是當(dāng)下血氧量測(cè)量的唯一標(biāo)準(zhǔn)，但其有創(chuàng)檢測(cè)的方式，不僅為患者帶來(lái)了不便，還伴隨交叉感染的風(fēng)險(xiǎn)。
　　無(wú)創(chuàng)檢測(cè)的常規(guī)方法是基于雙波長(zhǎng)的脈搏血氧飽和度測(cè)量原理;同時(shí)基于三波長(zhǎng)的測(cè)量方法可以克服運(yùn)動(dòng)干擾;也有學(xué)者研究了基于五波長(zhǎng)、八波長(zhǎng)的反射式血氧儀。而為了

2、利用更多光譜信息，同時(shí)減少非動(dòng)脈血液的人體組織對(duì)吸光度的影響，本文采用多波長(zhǎng)脈搏波信號(hào)的動(dòng)態(tài)光譜，建立預(yù)測(cè)模型達(dá)到測(cè)量血氧飽和度的目的。
　　本文基于動(dòng)態(tài)光譜的多波長(zhǎng)脈搏血氧飽和度測(cè)量方法，實(shí)驗(yàn)樣本選取醫(yī)院ICU患者，用超高靈敏度光纖光譜儀AvaSpec-HS1024x58TEC對(duì)55名受試者進(jìn)行人體指端多波長(zhǎng)原始光譜的采集，通過(guò)波長(zhǎng)篩選，選擇波長(zhǎng)范圍652.43nm～842.75nm，波長(zhǎng)間隔0.92nm，并用差值提取法對(duì)采集光

3、譜進(jìn)行預(yù)處理以減少個(gè)體差異對(duì)測(cè)量的影響，最后獲取55組可用于建立預(yù)測(cè)模型的歸一化動(dòng)態(tài)光譜-血氧飽和度數(shù)據(jù)。
　　進(jìn)一步采用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法和廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，建立血氧飽和度的預(yù)測(cè)模型。其中徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法的預(yù)測(cè)效果最佳，其預(yù)測(cè)均方根誤差RMSEP為0.8259，同時(shí)以血?dú)夥治鰞x的血氧飽和度為參考真值，得出預(yù)測(cè)值與參考真值之間的相關(guān)系數(shù)為0.8546;而傳統(tǒng)的血氧監(jiān)護(hù)儀測(cè)量值的均方根誤差RMSEP為1.53