Filter Design to Eliminate Motion Artifact of Pulse Oximetery

펄스 옥시메터의 동잡음 제거 필터 설계

  • 이주원 (경상대학교 전자공학과) ;
  • 이종희 (경상대학교 전자공학과) ;
  • 강익태 (연암공업대학교 컴퓨터 정보기술과) ;
  • 김경하 (연세대학교 의과대학 의공학교실) ;
  • 이건기 (경상대학교 전자공학과)
  • Published : 2001.10.01

Abstract

Oxygen saturation of blood is defined as ratio of total hemoglobins density to oxyhemoglobins density And the accuracy of pulse oxymeter that measures the oxygen saturation of blood by a noninvasive method is influenced by a measuring environment, breathing and motion of patient. Especially when patient moved his arms and fingers, it is difficult to eliminate motion artifact because the motion artifact signal has features that are overlap or closed at normal signal in frequency domain. We propose the filtering method that construct the filter banks and a matched falter to improve the Problem. When experimented by the proposed method, the ratio regulation of the proposed methods has 4.1% below than an adaptive filter (39.7%) and a moving average filter (11.2%). So. the Proposed method will be able to get a stable ratio of SpO2.

동맥혈액의 총 혈색소 농도와 산화 혈색소 농도의 비율로 정의되는 산소포화도를 비관혈적으로 측정하는 펄스 옥시메터는 주위환경 요인과 피측정자의 호흡 및 움직임에 의한 영향을 받는다. 특히 환자가 움직였을 때 동잡음 신호는 주파수영역에서 정상적인 수신광 신호와 중첩 또는 인접하게 나타나 잡음제거가 어렵다 이러한 문제점을 개선하기 위해 본 논문에서는 필터뱅크와 정합필터를 이용하여 동잡음을 제거하기 위한 방법을 제안한다. 그리고 제안된 방법으로 실험한 결과. ratio의 평균 변화율이 이동평균필터(11.2%)와 적응필터(39.7%)를 이용하였을 때 보다 변화 폭이 4.1%로 나타나 환자의 움직임에서도 보다 안정적인 산소포화도를 측정이 가능할 것으로 사료된다.

Keywords

References

  1. Pulse Oximetry v.3 Pulse oximetry and oxygen transform K.K. Tremper;S.J. Barker
  2. Anessthesiology v.76 Recent development in pulse oximetry J.W. Severinghaus;J.F. Kelleher
  3. Am Rev Respir Dis In vivo continuous art erial oxygen saturation measurements by oximetry M.R. Flick;A.J. Block
  4. Clinical application of blood gases(5th ed.) Shapiro BA;Peruzzi WT;Templin R
  5. Proc. IEEE Conf. Medicine and Biology v.12 Motion artifact in pulse oximetry M.R. Neuman;N. Wang
  6. Comput. Biol. Med. v.26 no.2 Signal Processing Methods for Pulse Oximetry T.L. Rusch;R. Sankar;J.E. Schharf
  7. U.S. Patent. 5 Pulse Oximeter T. Ukawa;K. Ito;T. Nakayama
  8. Design of Pulse Oximeters v.9 J.G. Webster
  9. IEEE Trans. Biomed. Eng. v.38 no.12 Simple Photon Diffusion Analysis of the Effects of Multiple Scattering on Pulse Oximetry J.M. Schmitt
  10. Proc. IEEE Conf. Medicine and Biology v.12 Motion artifact in pulse oximetry M.R.Neuman;N.Wang
  11. IEEE Trans. Biomed. Eng. v.48 no.4 A New Method for Pulse Oximetry Possessing Inherent Insensitivity to Artifact M.J. Hayes;Peter R. Smith