一种三波长血氧饱和度检测方法与装置以及可穿戴设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种三波长血氧饱和度检测方法与装置以及可穿戴设备，所述方法包括：血氧检测步骤，误差检测步骤，误差计算步骤，以及血氧计算步骤。按照本发明专利技术实施例的三波长血氧饱和度检测方法与装置以及包含该装置的可穿戴设备，能够消除活动引起的噪声导致的检测误差，可以得到更准确的血氧饱和度检测结果。

A method and device for detecting three wavelength oxygen saturation and wearable equipment

The invention discloses a three wavelength blood oxygen saturation detection method and device, and a wearable device. The method includes: the blood oxygen detection step, the error detection step, the error calculation step and the blood oxygen calculation step. According to the embodiment of the invention, the detection method and device of the three wavelength oxygen saturation and the wearable device including the device can eliminate the detection error caused by the activity induced noise, and obtain a more accurate detection result of the blood oxygen saturation.

【技术实现步骤摘要】
一种三波长血氧饱和度检测方法与装置以及可穿戴设备
本专利技术涉及一种血氧饱和度检测方法与装置，特别是涉及一种三波长血氧饱和度检测方法与装置以及包含该装置的可穿戴设备。
技术介绍
血氧饱和度是血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比，即血液中血氧的浓度。血氧饱和度含量一般用血液中氧合血红蛋白（Hbo2）占总血红蛋白的百分比来表示，其表达式为：Spo2=CHbo2/(CHbo2+CHb)×100%，其中CHbo2为血液中氧合血红蛋白含量，CHb为还原血红蛋白含量。血氧饱和度的无创测量常用双波长光电容积描记（PPG）法，即利用氧合血红蛋白和还原血红蛋白对不同波长的LED光源吸收率不同，通过两者的比值来获得人体血氧值，其计算公式如下：R=Ired/Iir，Spo2=AR+B，其中Ired和Iir为利用光电传感器获得红光和红外光的归一化交流光信号，Spo2为血氧饱和度含量值，A和B为标定常数。然而，当被测用户在活动的情况下进行测量时，如利用可穿戴设备测量时，测量信号中会叠加有活动引起的噪声，此时：Ired_move=Ired+Nred，Iir_move=Iir+Nir，其中Nred和Nir为活动引起的噪声。显而易见，在此情况下，会造成计算结果的误差。因此，需要一种能够消除活动引起的噪声导致的误差的血氧饱和度检测方法与装置，以便得到更准确的检测结果。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的缺陷，提供一种三波长血氧饱和度检测方法与装置以及包含该装置的可穿戴设备。为了实现这一目的，本专利技术所采取的技术方案如下：按照本专利技术实施例的第一方面，提供一种用于校正血氧饱和度计算的误差检测方法，包括：误差检测步骤，利用等吸收点波长光源通过光电容积描记法分别检测用户静止状态下和活动状态下的归一化交流光信号；以及误差计算步骤，用于将检测的活动状态下的归一化交流光信号减去静止状态下的归一化交流光信号，得到活动噪声信号。按照一个实施例，所述的用于校正血氧饱和度计算的误差检测方法还包括状态判断步骤，利用加速度传感器的输出值是否达到预定阈值，来判断用户是否处于活动状态。按照本专利技术实施例的第二方面，提供一种三波长血氧饱和度检测方法，包括：血氧检测步骤，利用不同波长的双光源通过光电容积描记法分别检测氧合血红蛋白和还原血红蛋白的归一化交流光信号；误差检测步骤，利用等吸收点波长光源通过光电容积描记法分别检测用户静止状态下和活动状态下的归一化交流光信号；误差计算步骤，用于将利用等吸收点波长光源检测的活动状态下的归一化交流光信号减去静止状态下的归一化交流光信号，得到活动噪声信号；以及血氧计算步骤，用于将氧合血红蛋白和还原血红蛋白的归一化交流光信号分别减去噪声信号，据此计算血氧饱和度。按照一个实施例，所述的三波长血氧饱和度检测方法还包括状态判断步骤，利用加速度传感器的输出值是否达到预定阈值，来判断用户是否处于活动状态。按照再一个实施例，所述等吸收点波长是指氧合血红蛋白和还原血红蛋白吸收率一致的光的波长。按照另一个实施例，所述等吸收点波长为氧合血红蛋白和还原血红蛋白吸收率曲线的交点处的波长。按照又一个实施例，所述等吸收点波长为810nm。按照本专利技术实施例的第三方面，提供一种用于校正血氧饱和度计算的误差检测装置，包括：误差检测模块，利用等吸收点波长光源通过光电容积描记法分别检测用户静止状态下和活动状态下的归一化交流光信号；以及误差计算模块，用于将检测的活动状态下的归一化交流光信号减去静止状态下的归一化交流光信号，得到活动噪声信号。按照一个实施例，所述的用于校正血氧饱和度计算的误差检测装置还包括状态判断模块，利用加速度传感器的输出值是否达到预定阈值，来判断用户是否处于活动状态。按照本专利技术实施例的第四方面，提供一种三波长血氧饱和度检测装置，包括：血氧检测模块，利用不同波长的双光源通过光电容积描记法分别检测氧合血红蛋白和还原血红蛋白的归一化交流光信号；误差检测模块，利用等吸收点波长光源通过光电容积描记法分别检测用户静止状态下和活动状态下的归一化交流光信号；误差计算模块，用于将利用等吸收点波长光源检测的活动状态下的归一化交流光信号减去静止状态下的归一化交流光信号，得到活动噪声信号；以及血氧计算模块，用于将氧合血红蛋白和还原血红蛋白的归一化交流光信号分别减去噪声信号，据此计算血氧饱和度。按照一个实施例，所述的三波长血氧饱和度检测装置还包括：状态判断模块，利用加速度传感器的输出值是否达到预定阈值，来判断用户是否处于活动状态。按照再一个实施例，不同波长的双光源以及等吸收点波长光源紧密排布在一起。按照本专利技术实施例的第五方面，提供一种可穿戴设备，包括按照本专利技术实施例的第四方面所述的三波长血氧饱和度检测装置。按照本专利技术实施例的三波长血氧饱和度检测方法与装置以及包含该装置的可穿戴设备，能够消除活动引起的噪声导致的检测误差，可以得到更准确的血氧饱和度检测结果。下面将结合附图并通过实施例对本专利技术进行具体说明，其中相同或基本相同的部件采用相同的附图标记指示。附图说明图1是氧合血红蛋白和还原血红蛋白对不同波长光线的吸收率曲线图；图2是按照本专利技术一个实施例的用于校正血氧饱和度计算的误差检测方法的示意性流程图；图3是按照本专利技术一个实施例的三波长血氧饱和度检测方法的示意性流程图；图4是按照本专利技术一个实施例的用于校正血氧饱和度计算的误差检测装置的示意性结构框图；图5是按照本专利技术一个实施例的三波长血氧饱和度检测装置的示意性结构框图；以及图6按照本专利技术一个实施例的包含三波长血氧饱和度检测装置的可穿戴设备的示意性结构框图。具体实施方式为了解决血氧饱和度检测中用户活动引起的干扰问题，按照本专利技术的实施例提出一种三波长的血氧饱和度检测方法及装置，除典型的红光和红外两路LED光源外，另外使用一个等吸收点波长的LED。等吸收点波长指氧合血红蛋白和还原血红蛋白对光的吸收率一致的波长，即图1中两种蛋白的吸收率曲线的交点处，其典型值为810nm。等吸收点波长的特性为：接收到的归一化交流光信号值Iequal仅与LED强度、光路径损失、接收电路的放大系数有关，而与人体的实际血氧数值无关。因此，可以据此检测和计算活动引起的干扰信号。如图2所示，是按照本专利技术一个实施例的用于校正血氧饱和度计算的误差检测方法的示意性流程图，主要包括误差检测步骤202和误差计算步骤204；其中在误差检测步骤中，可以人工控制以检测用户静止状态下和活动状态下的归一化交流光信号时，但是，在一个实施例中，还可选包括状态判断步骤200，由此来自动进行静止状态和活动状态下的检测。下面进行具体说明。在状态判断步骤200中，利用加速度传感器的输出值是否达到预定阈值，来判断用户是否处于活动状态。在一个实施例中，可利用用户佩戴的可穿戴设备（如手环）识别判断用户的活动状态，运动手环中配置有加速度计，依据一定时间内采集的加速度数据进行计算，可以得到用户佩戴部位的活动状态。通常情况下，佩戴部位（如手腕）的活动状态可以指示用户处于静止状态或活动状态。加速度变化情况可作为人体活动情况的评估依据之一，如每25笔加速度数据进行一次变化量累加和计算（传感器的采样率是25Hz，即1s采集25笔数据），每1秒内相邻两笔采样数据相减的差值取绝对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于校正血氧饱和度计算的误差检测方法，其特征在于，包括：误差检测步骤，利用等吸收点波长光源通过光电容积描记法分别检测用户静止状态下和活动状态下的归一化交流光信号；以及误差计算步骤，用于将检测的活动状态下的归一化交流光信号减去静止状态下的归一化交流光信号，得到活动噪声信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于校正血氧饱和度计算的误差检测方法，其特征在于，包括：误差检测步骤，利用等吸收点波长光源通过光电容积描记法分别检测用户静止状态下和活动状态下的归一化交流光信号；以及误差计算步骤，用于将检测的活动状态下的归一化交流光信号减去静止状态下的归一化交流光信号，得到活动噪声信号。2.如权利要求1所述的用于校正血氧饱和度计算的误差检测方法，其特征在于，还包括：状态判断步骤，利用加速度传感器的输出值是否达到预定阈值，来判断用户是否处于活动状态。3.一种三波长血氧饱和度检测方法，其特征在于，包括：血氧检测步骤，利用不同波长的双光源通过光电容积描记法分别检测氧合血红蛋白和还原血红蛋白的归一化交流光信号；误差检测步骤，利用等吸收点波长光源通过光电容积描记法分别检测用户静止状态下和活动状态下的归一化交流光信号；误差计算步骤，用于将利用等吸收点波长光源检测的活动状态下的归一化交流光信号减去静止状态下的归一化交流光信号，得到活动噪声信号；以及血氧计算步骤，用于将氧合血红蛋白和还原血红蛋白的归一化交流光信号分别减去噪声信号，据此计算血氧饱和度。4.如权利要求3所述的三波长血氧饱和度检测方法，其特征在于，还包括：状态判断步骤，利用加速度传感器的输出值是否达到预定阈值，来判断用户是否处于活动状态。5.如权利要求3或4所述的用于校正血氧饱和度计算的误差检测方法，其特征在于：所述等吸收点波长是指氧合血红蛋白和还原血红蛋白吸收率一致的光的波长。6.如权利要求5所述的三波长血氧饱和度检测方法，其特征在于：所述等吸收点波长为8...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔荣涛，杨震，孙昕，
申请(专利权)人：广东乐心医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44