一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法和穿戴设备技术

本申请提供一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法和穿戴设备，穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线；该方法包括通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号；根据第一光电容积脉搏波描记信号得到人体的血氧饱和度；通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；根据所述第二光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的心率值；第一光检测器和第二光检测器共同接收所述第一反馈光线后，得到第三光电容积脉搏波描记信号；根据第三光电容积脉搏波描记信号得到人体的压力等级。通过上述方式，能够降低检测手腕部的血氧饱和度、心率值和压力等级的误差。

A Method for Calculating Blood Oxygen Saturation, Heart Rate and Pressure Level and Wearing Equipment

The present application provides a method for calculating oxygen saturation, heart rate value and pressure level of blood and a wearing device, which comprises a light emitting component and a light detector component, a light emitting component comprising a first light emitting element and a second light emitting element, and a light detector component comprising a first light detector and a second light emitting detector, a first light detector and a second light emitting element. The second photodetector is used to receive the first or the second feedback light together. The method includes receiving the second feedback light through the first photodetector and the second photodetector, obtaining the first photovoltaic pulse wave recording signal, and obtaining the oxygen saturation of human body according to the first photovoltaic pulse wave recording signal. The second photovoltaic pulse wave recording signal is obtained after receiving the first or second feedback light together by the first photodetector and the second photodetector; the heart rate value of the human body is obtained according to the second photovoltaic pulse wave recording signal; the joint receiving station of the first photodetector and the second photodetector After describing the first feedback light, the third photoelectric volume pulse wave recording signal is obtained, and the pressure level of human body is obtained according to the third photoelectric volume pulse wave recording signal. By using the above method, the error of blood oxygen saturation, heart rate and pressure grade of wrist can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法和穿戴设备
本申请涉及生物监测
，具体涉及一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法和穿戴设备。
技术介绍
随着近些年智能手环为代表的穿戴类产品相关技术的不断发展，用户对于产品的体验及相关功能的可信度要求也不断地提高，其中手环产品中可以嵌入血氧和心率监测功能，相对于其他心率监测产品，手环以其轻巧、便携等方面的优点赢得许多用户的青睐。本申请的专利技术人在长期研发中发现，血氧饱和度的计算依赖于信号的峰谷检测，现有技术中通过高频率采集手指的PPG(photoplethysmograph，光电容积脉搏波描记法)信号的方式，会提高产品的功耗，也会给用户的使用带来不便。若采集手腕部PPG信号的方式，用户的神经活动会对PPG信号产生干扰，导致峰谷检测会有一定失真性，血氧饱和度的误差较高。同时，在用户的手腕部测量用户的心率值和压力等级时，但PPG稳定性相对较差，容易受运动干扰、光学结构、电源稳定性等多方面的干扰，准确率较低。
技术实现思路
本申请提供一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法和穿戴设备，以解决现有技术中检测手腕部的血氧饱和度、心率值和压力等级的误差较高的问题。为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法，应用于穿戴设备，其中，穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到；第一光检测器的第一物理中心与第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，第一距离为2.8毫米～5.0毫米；第二光检测器的第二物理中心与第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，第二距离为4.0毫米～9.0毫米；方法包括：通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号；根据第一光电容积脉搏波描记信号得到人体的血氧饱和度；通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；根据第二光电容积脉搏波描记信号得到人体的心率值；通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线后，得到第三光电容积脉搏波描记信号；根据第三光电容积脉搏波描记信号得到人体的压力等级。为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种穿戴设备，其中，穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到；第一光检测器的第一物理中心与第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，第一距离为2.8毫米～5.0毫米；第二光检测器的第二物理中心与第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，第二距离为4.0毫米～9.0毫米；第一光检测器和第二光检测器共同用于人体的血氧饱和度、心率值和压力等级的计算。本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请提供一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法和穿戴设备，该血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法，应用于穿戴设备，其中，穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，第一光检测器和第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，第一反馈光线通过第一光线在皮肤反射后得到，第二反馈光线通过第二光线在皮肤反射后得到；第一光检测器的第一物理中心与第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，第一距离为2.8毫米～5.0毫米；第二光检测器的第二物理中心与第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，第二距离为4.0毫米～9.0毫米；方法包括通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号；根据第一光电容积脉搏波描记信号得到人体的血氧饱和度；通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；根据第二光电容积脉搏波描记信号得到人体的心率值；通过第一光检测器和第二光检测器共同接收第一反馈光线后，得到第三光电容积脉搏波描记信号；根据第三光电容积脉搏波描记信号得到人体的压力等级。通过将第一发光元件、第二发光元件、第一光检测器及第二光检测器按照一定距离设置，使得两个光检测器共同检测两个发光元件时的光电容积脉搏波描记信号更加准确，解决了现有技术中手腕部的血氧饱和度、心率值和压力等级的误差较高的问题。附图说明为了更清楚地说明申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：图1是本申请一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法一实施例的流程示意图；图2是本申请一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法中血氧饱和度的计算方法一实施例的流程示意图；图3是波峰和波谷进行带步长差分后的示意图；图4是图3所示波峰临近点和波谷临近点加窗后的示意图；图5是本申请一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法中心率值的计算方法一实施例的流程示意图；图6是本申请一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法中压力等级的计算方法一实施例的流程示意图；图7是本申请一种人体生理参数监测组件一实施例的结构示意图；图8是图7所示第一发光元件和第二发光元件的结构示意图；图9是图8所示发光组件和光检测器组件的物理中心的结构示意图；图10是本申请一种穿戴设备一实施例的结构示意图；图11是图10所示穿戴设备内部的结构示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动情况下所获得的所有其他实施例，均属于本申请保护的范围。需要说明，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。请参阅图1，图1是本申请一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法一实施例的流程示意图。本实施例揭示的方法应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法，应用于穿戴设备，其特征在于，所述穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，所述发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，所述第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，所述第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；所述光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，所述第一光检测器和所述第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，所述第一反馈光线通过所述第一光线在所述皮肤反射后得到，所述第二反馈光线通过所述第二光线在所述皮肤反射后得到；所述第一光检测器的第一物理中心与所述第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，所述第一距离为2.8毫米～5.0毫米；所述第二光检测器的第二物理中心与所述第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，所述第二距离为4.0毫米～9.0毫米；所述方法包括：通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号；根据所述第一光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的血氧饱和度；通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第一反馈光线或者所述第二反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；根据所述第二光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的心率值；通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第一反馈光线后，得到第三光电容积脉搏波描记信号；根据所述第三光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的压力等级。...

【技术特征摘要】
1.一种血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法，应用于穿戴设备，其特征在于，所述穿戴设备包括发光组件和光检测器组件，所述发光组件包括第一发光元件和第二发光元件，所述第一发光元件用于向皮肤发射第一光线，所述第二发光元件用于向皮肤发射第二光线；所述光检测器组件包括第一光检测器和第二光检测器，所述第一光检测器和所述第二光检测器用于共同接收第一反馈光线或者第二反馈光线，所述第一反馈光线通过所述第一光线在所述皮肤反射后得到，所述第二反馈光线通过所述第二光线在所述皮肤反射后得到；所述第一光检测器的第一物理中心与所述第一发光元件的第三物理中心之间具有第一距离，所述第一距离为2.8毫米～5.0毫米；所述第二光检测器的第二物理中心与所述第二发光元件的第四物理中心之间具有第二距离，所述第二距离为4.0毫米～9.0毫米；所述方法包括：通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号；根据所述第一光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的血氧饱和度；通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第一反馈光线或者所述第二反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；根据所述第二光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的心率值；通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第一反馈光线后，得到第三光电容积脉搏波描记信号；根据所述第三光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的压力等级。2.根据权利要求1所述血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法，其特征在于，所述第一距离为3.2毫米～4.5毫米；所述第二距离为6.5毫米～7.0毫米。3.根据权利要求2所述的血氧饱和度、心率值和压力等级的计算方法，其特征在于，所述第一发光元件、所述第二发光元件、所述第一光检测器及所述第二光检测器呈四边形分布，所述第一发光元件与所述第一光检测器分别设置于四边形第一对角线的两个顶点，所述第二发光元件与所述第二光检测器分别设置于四边形第二对角线的两个顶点；所述第一发光元件包括绿光光源，所述第二发光元件包括红光光源和红外光源；通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号的步骤包括：通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收手腕部反射的所述第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号，其中所述第一光电容积脉搏波描记信号包括波动血液的光强度值及非波动血液的光强度值；根据所述第一光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的血氧饱和度的步骤包括：增强所述第一光电容积脉搏波描记信号得到第四光电容积脉搏波描记信号；对所述第四光电容积脉搏波描记信号进行波峰和波谷检测，得到所述波峰和所述波谷；根据所述波峰和所述波谷得到峰谷；滤除所述第四光电容积脉搏波描记信号中的异常信号数据得到第五光电容积脉搏波描记信号；根据所述第五光电容积脉搏波描记信号计算出所述血氧饱和度。4.根据权利要求3所述的血氧饱和度和心率值的计算方法，其特征在于，增强所述第一光电容积脉搏波描记信号得到第四光电容积脉搏波描记信号的步骤包括：将所述第一光电容积脉搏波描记信号分解为所述带高频的波动血液的光强度值和所述带低频的非波动血液的光强度值，将所述带高频的波动血液的光强度值增大预设倍数得到第一带高频的波动血液的光强度值；将所述第一带高频的波动血液的光强度值与所述带低频的非波动血液的光强度值叠加，得到第四光电容积脉搏波描记信号。5.根据权利要求4所述的血氧饱和度和心率值的计算方法，其特征在于，对所述第四光电容积脉搏波描记信号进行波峰和波谷检测，得到所述波峰和所述波谷的步骤包括:对所述第四光电容积脉搏波描记信号进行第一带步长差分处理，得到第一波峰；对所述第四光电容积脉搏波描记信号进行第二带步长差分处理，得到第一波谷；根据所述波峰和所述波谷得到峰谷的步骤包括：获取第一阈值范围内的所述第一波峰和所述第一波谷，其中所述第一阈值范围内的起始点为所述第一波峰，终点为所述第一波谷；获取所述第一阈值范围内的最大值和最小值，得到所述峰谷。6.根据权利要求5所述的血氧饱和度和心率值的计算方法，其特征在于，建立坐标系，所述坐标系包括第一坐标轴和第二坐标轴，所述第一坐标轴与所述第二坐标轴垂直，对所述第四光电容积脉搏波描记信号进行第一带步长差分处理，得到第一波峰的步骤包括:根据公式(1)对所述第四光电容积脉搏波描记信号进行第一带步长差分处理，得到所述第一波峰；对所述第四光电容积脉搏波描记信号进行第二带步长差分处理，得到第一波谷的步骤包括:根据公式(2)对所述第四光电容积脉搏波描记信号进行第二带步长差分处理，得到所述第一波谷；其中，t为所述第一坐标轴，x为所述第二坐标轴，y为计算结果，即第一波峰或波谷，k1为第一步长，k2为第二步长，n为正整数。7.根据权利要求6所述的血氧饱和度和心率值的计算方法，其特征在于，通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收手腕部反射的所述第二反馈光线后，得到第一光电容积脉搏波描记信号的步骤之前，所述方法还包括：根据预设血氧饱和度对所述血氧饱和度进行校准。8.根据权利要求7所述的血氧饱和度和心率值的计算方法，其特征在于，根据预设血氧饱和度对所述血氧饱和度进行校准的步骤，包括：获取所述人体的手指部血氧饱和度为预设血氧饱和度；根据公式(3)计算出所述血氧饱和度的校准系数：其中，B为校准系数，A为第一拟合参数，a1为所述预设血氧饱和度，z为采集到的手腕血氧变量。9.根据权利要求6所述的血氧饱和度和心率值的计算方法，其特征在于，根据所述第五光电容积脉搏波描记信号计算出所述血氧饱和度的步骤包括包括：计算出所述第一阈值范围内时刻血氧饱和度的平均值为所述血氧饱和度；获取预设数量的所述时刻血氧饱和度的平均值，得到平滑的血氧饱和度曲线。10.根据权利要求9所述的血氧饱和度和心率值的计算方法，其特征在于，计算出所述第一阈值范围内时刻血氧饱和度的平均值为所述血氧饱和度的步骤包括：根据公式(4)和(5)计算出所述血氧饱和度；SpO2＝A-B·z+Cz2+…+Nzn(5)其中，I为光照强度，AC为所述波动血液的光强度值下标，DC为所述非波动血液的光强度值下标，λ1为红光光源波长上标，λ2为红外光源波长上标，SpO2为所述血氧饱和度，A为第一拟合参数，B为校准系数，C为第二拟合参数，N为第(N-1)拟合参数。11.根据权利要求3所述血氧饱和度和心率值的计算方法，其特征在于，通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收所述第一反馈光线或者所述第二反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号的步骤包括：通过所述第一光检测器和所述第二光检测器共同接收手腕部反射的所述第一反馈光线或者所述第二反馈光线后，得到第二光电容积脉搏波描记信号；所述根据所述第二光电容积脉搏波描记信号得到所述人体的心率值的步骤包括：将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：何岸，梁世春，李红波，许洽鑫，秦靖萱，刘荣，陈超，
申请(专利权)人：深圳市爱都科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44