Signl processing method and diagnostic algorithm for arterial oxygen-saturation measument

산소포화도 측정을 위한 신호처리방법 및 계산 알고리즘

A measurement unit and signal processing algorithm have been developed for predicting arterial oxygen saturation noninvasively. The measurement set-up was composed of a probe including light source and photodetector, optical signal processing section, LED driving circuit, PC interface software for data acquisition and data processing software. Light from the LED's was irradiated onto the finger nail bed and transmitted light was measured at different wavelengths. An effective baseline correction method was developed and measured data were analyzed by using various data processing methods and prediction algOlithms. For performance evaluation, a pulse oximeter simulator (Bio- Tek Instrument Inc.) was used as reference. The best performance in terms of the correlation coefficient and the standard deviation was obtained under the following conditions; when the arterial signals were computed in terms of area rather than peak-valley difference, and when the algorithm calculating by $In(I_p/I_v)/I_{avr}$ value for pulsation waveform was used. In in vivo test, prediction was improved when the developed baseline correction method was used. In addition, wavelengths of 660 nm and 940 nm provided better linearity and precision than wavelengths of 660 nm and 805 nm. 05 nm.

동맥혈의 맥동성분에 의한 파장별 광흡수도를 측정하여 비침습적으로 산소포화도 값을 알수 있는 펄스옥시미터 장치와 신호처리방법을 개발하고 예측 알고리즘을 적용하였다. 본 장치는 광원 및 검출기로 구성된 프로브와 광신호 처리부, LED 구동회로 PC 인터페이스부로 구성되었고 데이터의 수집을 위한 구동소프트웨어 및 데이터 처리 소프트웨어를 개발하였다. 개발된 산소포화도 측정장치의 성능을 평가하는데에는 Bio-Tek 사의 펄스 옥시미터 시뮬레이터를 사용하여 다양한 알고리즘 및 데이터처리 방법들을 비교분석한 결과 맥동파형의 $In(I_p/I_v) 값을 I_{avr}$값으로 보정하는 계산 알고리즘의 방법과 진폭비보다 면적비를 이용한 계산방법이 산소포화도와의 상관관계가 우수한 것으로 나타났다. 정확한 신호 획득을 위해 개발된 맥동의 기저선 보상처리 프로그램을 inv-vivo 테스트의 데이터 처리방법에 적용하여 결과가 향상되는 것을 확인하였고 광원으로 660nm(Red)와 805nm(IR)파장을 이용한 경우보다 660nm(Red)와 940nm(IR) 파장을 이용했을 때 산소포화도와의 상관관계 및 정밀도에서 더 우수한 결과를 얻을 수 있었다.