DE10217543A1

Method for the spectroscopic determination of the oxygen saturation of blood in the presence of optical disturbance variables

Abstract

The task was to determine the oxygen saturation as simply and quickly as possible, but with high accuracy. DOLLAR A According to the invention, a limited number of spectral measured values ​​are compared with known reference data for hemoglobin and oxihemoglobin, taking into account a special disturbance variable correction. The oxygen saturation is determined from the comparison of the changed data of this corrected measurement spectrum with the data of the reference spectra. DOLLAR A The invention is used in particular for the non-invasive, in vivo or in vitro examination of blood vessels which lie in front of, behind or in a likewise pigmented and light-scattering tissue, for example blood vessels of the fundus.

DE10217543A1, drawing sheet 1
Sheet 1 of 2

Term

Term ended

Projected expiry passed 17 April 2022, 4.4 years ago.

  1. Priority and filed
  2. Published
  3. Projected expiry
  4. Today

3 claims: 1 independent, 2 dependent

  1. 1
    Verfahren zur Bestimmung der Sauerstoffsättigung von Blut in Gegenwart optischer Störgrößen, insbesondere durch ein das Blutgefäß umgebendes biologisches Gewebe und/oder des Blutes bzw. des Blutgefäßes selbst, bei dem durch Transmissions- bzw. Reflexionsmessung in einem Mess-Spektrum spektrale Messwerte (M i ) bei für Hämoglobin (Hb) und Oxihämoglobin (HbO 2 ) isosbestischen Wellenlängen und mindestens ein anderer Messwert (M a ) bei einer Wellenlänge, bei welcher sich die Referenzwerte von Hämoglobin und Oxihämoglobin unterscheiden, erzeugt sowie mit bekannten Referenzwerten der Referenz-Spektren von Hämoglobin und Oxihämoglobin verglichen werden, dadurch gekennzeichnet , a) dass in dem Mess-Spektrum zumindest zwei besagte spektrale Messwerte (M i1 , M i2 ), bei für Hämoglobin und Oxihämoglobin isosbestischen Wellenlängen (λ i1 , λ i2 ) und zumindest der andere Messwert (M a ) bei einer Wellenlänge (λ a ), bei welcher sich die Referenzwerte von Hämoglobin und Oxihämoglobin in den Referenz-Spektren möglichst weitgehend unterscheiden, erfasst werden, wobei zumindest aus zwei der Messwerte (M i1 , M i2 ) für isosbestische Wellenlängen (λ i1 , λ i2 ) eine Hilfsfunktion (F H ) generiert wird, b) dass in den Referenz-Spektren aus den mit den für dieselben isosbestischen Wellenlängen (λ i1 λ i2 ) des Hämoglobins und Oxihämoglobins der im Mess-Spektrum ermittelten zumindest zwei Messwerte (M i1 , M i2 ) korrespondierenden Referenzwerten (R i1 , R i2 ) eine Referenzfunktion (F R ) gleichen Typs generiert wird, c) dass aus der Hilfsfunktion (F H ) des Mess-Spektrums, auf welcher die besagten zumindest zwei Messwerte (M i1 , M i2 ) für isosbestische Wellenlängen (λ i1 , λ i2 ) liegen und aus der Referenzfunktion (F R ) der Referenz-Spektren, auf welcher die zu den zumindest zwei Messwerte (M i1 , M i2 ) korrespondierenden zumindest zwei Referenzwerte (R i1 , R i2 ) liegen eine Korrekturfunktion (F K ) gebildet wird, mit welcher in einem korrigierten Mess-Spektrum eine korrigierte Hilfsfunktion (F Hk ) erzeugt wird, die mit der Referenzfunktion (F R ) in den Referenz-Spektren identisch ist und d) dass die Sauerstoffsättigung des Blutes aus dem auf die korrigierte Hilfsfunktion (F Hk ) des korrigierten Mess-Spektrums umgerechneten anderen Messwert (M a ") in Relation zu den Referenzwerten für Hämoglobin und Oxihämoglobin bei dieser Wellenlänge (λ a ) ermittelt wird.
  2. 2
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, a) dass drei besagte spektrale Messwerte (M i1 , M i2 , M i3 ) bei für Hämoglobin und Oxihämoglobin isosbestischen Wellenlängen (λ i1 , λ i2 , λ i3 ) und ein anderer Messwert (M a ) bei einer Wellenlänge (λ a ), bei welcher sich die Referenzwerte von Hämoglobin und Oxihämoglobin in den Referenz-Spektren möglichst weitgehend unterscheiden, logarithmisch erfasst werden, wobei aus zwei logarithmischen Messwerten (M i1 , M i2 ) für isosbestische Wellenlängen (λ i1 , λ i2 ) eine lineare Hilfsfunktion (F H ) generiert wird, b) dass in den Referenz-Spektren aus den mit den für dieselben isosbestischen Wellenlängen (λ i1 , λ i2 ) des Hämoglobins und Oxihämoglobins der im Mess-Spektrum ermittelten Messwerte (M i1 M i2 ) korrespondierenden Referenzwerten (R i1 , R i2 ) eine ebenfalls lineare Referenzfunktion (F R ) generiert wird, c) dass aus der Hilfsfunktion (F H ) des Mess-Spektrums und aus der Referenzfunktion (F R ) der Referenz-Spektren eine lineare Korrekturfunktion (F K ) gebildet wird, mit welcher im korrigierten Mess-Spektrum eine ebenfalls lineare korrigierte Hilfsfunktion (F Hk ) erzeugt wird, die mit der linearen Referenzfunktion (F R ) in den Referenz-Spektren identisch ist, d) dass die übrigen korrigierten spektralen Messwerte, d. h. der dritte spektrale Messwert (M i3 ') bei für Hämoglobin und Oxihämoglobin isosbestischer Wellenlänge (λ i3 ) und der andere Messwert (M a ') bei einer Wellenlänge (λ a ), bei welcher sich die Referenzwerte von Hämoglobin und Oxihämoglobin in den Referenz-Spektren möglichst weitgehend unterscheiden, mit einem konstanten Multiplikator beaufschlagt werden, welcher so bestimmt wird, dass der hierdurch korrigierte dritte spektrale Messwert (M i3 ") des korrigierten Mess-Spektrums mit dem korrespondierenden Referenzwert der Referenz- Spektren übereinstimmt und e) dass die Sauerstoffsättigung des Blutes an dem auf die korrigierte Hilfsfunktion (F Hk ) des korrigierten Mess-Spektrums umgerechneten anderen Messwert (M a ") auf einer durch die Referenzwerte für Hämoglobin und Oxihämoglobin bei dieser Wellenlänge (λ a ) aufgespannten Skala von 0 bis 1 abgelesen wird.
  3. 3
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur zweidimensionalen Darstellung der Sauerstoffsättigung des Blutes vier monochromatische Einzelbilder der spektralen Messwerte (M i , M a ) erzeugt werden und dass die Sauerstoffsättigung gemäß der Schritte a) bis d) für jeden Bildpunkt ermittelt wird.