Способ определения степени насыщения крови кислородом в кровеносном сосуде Советский патент 1991 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к определению параметров кровотока, а именно к способам определения степени насыщения крови кислородом оптическими методами в отраженном свете.

Целью изобретения является повышение точности определения путем учета спектральных характеристик окружающей сосуд ткани.

На фиг. 1 показана схема устройства для определения степени насыщения крови кислородом в сосуде по предлагаемому способу; на фиг. 2 - фотометрируемые участки.

Указанная цель достигается тем, что световым пучком освещают ткань, содержащую сосуд, а также участок ткани, не содержащий сосуд, регистрируют интенсивность излучения, рассеянного сосудом и вторым участком в красной и зеленой области спектра, а степень насыщения крови кислородом определяют по соотношению AI ( к ) . А2 ( з ) А1(з) А2 ( к V

У

где У - степень насыщения крови кислородом в кровеносном сосуде;

AI(K) - интенсивность светового излучения с первого фотометрируемого участи в красной области спектра;

Ai(s) - интенсивность светового излучения с первого фотометрируемого участка в зеленой области спектра;

А2(з) - интенсивность светового излучения с второго фотометрируемого участка в зеленой области спектра;

А2(к) - интенсивность светового излучения с второго фотометрируемого участка в красной области спектра.

Это позволяет учесть спектральные характеристики окружающей сосуд ткани.

Предлагаемое устройство содержит осветительную систему 1, состоящую из лампы 2 и конденсатора 3, а также диафрагмы 4, два фотоприемника 5 и 6 и два светофильтра 7 и 8, установленные перед фотоприемниками, при этом светофильтр 7 пропускает

(Л

С

о

00

о о о о

излучение в красной области спектра, а светофильтр 8 - в зеленой области спектра.

Фотометрируемый участок 9, темно- польный контактный объектив 10, узел выделения фотометрируемого участка 11 и узел раздвоения светового пучка 12 расположены последовательно на оптической оси 13, фотоприемники 5 и 6 со светофильтрами 7 и 8 размещены соосно с выходами 14 и 15 узла раздвоения светового пучка 12. Выходы фотоприемников 5 и 6 подключены к входам вычислительно-индикационного узла 16, который в свою очередь состоит из первого блока деления 17, блока памяти 18, второго блока деления 19, блока индикации 20 и блока управления 21, Выход осветительной системы 1 подсоединен к контактному объективу 10.

Узел выделения фотометрируемого участка 11 содержит вогнутый зеркальный экран 22 с отверстием 23 и визирную трубку 24, при этом экран 22 расположен в плоскости изображения контактного объектива 10, отверстие 23 находится на оптической оси 13 устройства, а оптическая ось 25 визирной трубки 24 пересекает оптическую ось 13 устройства в месте расположения отверстия 23. Оператор 26 имеет постоянную возможность наблюдения через трубку 24 изображения на зеркальном экране 22.

Узел раздвоения светового пучка 12 выполнен в виде полупрозрачной пластинки 27, расположенной под углом 45° к оптической оси 13 устройства.

Узел перемещения изображения кровеносного сосуда относительно оптической оси устройства содержит механизм 28 грубого перемещения и механизм точного перемещения (оптический клин) 29, при этом механизм 28 грубого перемещения связан с исследуемым объектом 30, а механизм 29 точного перемещения представляет собой оптический клин, установленный на оптической оси 13 устройства между контактным объективом 10 и зеркальным экраном 22 с возможностью вращения вокруг оптической оси 13, Механизм 28 перемещает весь исследуемый объект 30 относительно оптической оси 13 устройства в двух взаимно перпендикулярных направлениях, а оптический клин 29 позволяет перемещать в небольших пределах по окружности изображение на зеркальном экране 22 в процессе своего вращения вокруг оптической оси 13.

На фиг. 2 схематически изображена картина, наблюдаемая оператором в визирную трубку 24 на экране 22. Видна подсвеченная снизу ткань изучаемого объекта с выбранным кровеносным сосудом31. Фотометрируемый участок 32 виден как черное

пятнышко, которое перемещается при вращении клина 29 (на фиг. 1) по траектории 33 (фактически пятнышко остается на месте, а по круговой траектории перемещается вся

остальная видимая картина). Оператор выбирает два положения фотометрируемого участка 32 и 34 на траектории 33, в которых проводятся дальнейшие измерения.

Способ осуществляют следующим образом.

Включают осветительную систему 1 и, наблюдая в визирную трубку 24 за увеличенным изображением объекта, перемещают объект 30 при помощи механизма 28, выбирая сосуд, в котором необходимо определить степень насыщения крови кислородом. Устанавливают траекторию перемещения фотометрируемого участка при вращении клина 29, т. е. часть.траектории должна про-,

ходить по кровеносному сосуду, а часть - вне его. После этого устанавливают фото- метрируемый участок 32 и включают блок управления 21. Излучение от фотометрируемого участка, пройдя через отверстие 23,

делится на две равные части на пластинке 27 и поступает на фотоприемники 5 и 6, пройдя предварительно через светофильтры 7 и 8. Сигналы с фотоприемников воспринимаются первым блоком деления 17,

делятся один на другой, и по команде с блока управления 21 результат деления заносится в блок памяти 18. После этого перемещают фотометрируемый участок по траектории 33 на участок 34, вращая оптический клин 29 и вторично запускают блок управления 21, Повторяется аналогичный процесс с той лишь разницей, что теперь излучение не проходит через кровеносный сосуд 31. По дальнейшей команде с блока

управления первый и второй результаты деления считываются с блока памяти 18 и поступают во второй блок деления 19, где делятся один на другой, Результат высвечивается на блоке индикации 20.

Формула изобретения

Способ определения степени насыщения крови кислородом в кровеносном сосуде путем освещения ткани, содержащей сосуд, световым пучком, регистрации интенсивности излучения, рассеянного сосудом в красной и зеленой областях спектра, отличающийся тем, что, с целью

повышения точности путем учета спектральных характеристик, ткани, окружающей сосуд, дополнительно освещают световым пучком участок ткани, не содержащей сосуд, и регистрируют интенсивность рассеянного излучения в тех же областях спектра, при

этом степень насыщения крови кислородом. V определяют по следующему соотношению:

Y ;

А2(з

А2(К

где AI(K) - интенсивность светового излучения с фотометрируемого участка, содержащего сосуд в красной области спектра; Ai(a) - то же, в зеленой области спектра, А2(к) - интенсивность светового излучения с фотометрируемого участка, не содержащего сосуд в красной области спектра; А2(з) - то же, в зеленой области спектра.

Изобретение относится к определению параметров кровотока, а именно к способам определения степени насыщения крови кислородом & кровеносном сосуде. Цель - повышение точности за счет учета спектральных характеристик ткани. Участок ткани, содержащий сосуд, а также участок ткани, не содержащий сосуд, освещают пучком света регистрируют интенсивность излучения, рассеянного этими участками, и определяют степень насыщения крови кислородом, У определяют по следующему соотношению : (K)/ Ai(a) А2(з)/А2(к), где AI(K), А2(к) - интенсивность светового излученияс первого и второго фотометрируемыхучасЛсов в красной области спектра; А2(к), А2(э) - то же для зеленой области спектра. 2 ил.

Т

1В

Фиг.1

Фм.2