本发明专利技术涉及检测技术领域，具体公开了一种心率血氧检测方法及装置、可穿戴设备，该方法包括：设置光源发射器，光源发射器的数量为至少两个，两个光源发射器发射的光线分别为红光和红外光；光源发射器发射的光传播至光接收器，光接收器与光源发射器一一对应，光源发射器和光接收器上均集成有超透镜，光接收器将收集到的光信号转换为电信号；电信号输出至处理模块，处理模块获取光接收器的信号强度，获取足量信号强度后，利用算法软件计算并得到对应值。本申请实现了LED光束在人体血管内的聚焦和高效率LED反透射光束的收集，相比于传统心率血氧传感器，集成超透镜可极大减小设备体积，方便集成进小型可穿戴设备。方便集成进小型可穿戴设备。方便集成进小型可穿戴设备。
【技术实现步骤摘要】
心率血氧检测方法及装置、可穿戴设备
[0001]本专利技术属于检测
，特别涉及一种心率血氧检测方法及装置、可穿戴设备。
技术介绍
[0002]近年来，随着人们对健康的关注度日益提高，实时监测人体心率血氧的需求也逐渐增多。结合目前消费电子产品的蓬勃发展，将实时监测人体心率血氧的传感器集成进随身佩戴的电子产品中已经成为大势所趋，其中常见的可佩戴电子产品包括手机，手环，手表，耳机，眼镜等。这些消费电子产品都有着一个体积小的共同点，这就意味着可留给我们集成心率血氧探测器的空间体积较小，从而给心率血氧传感器的制备提出了一定挑战。
[0003]同时随着运动行业的兴起，运动已经成为人们生命中不可或缺的一部分。而人体的心率和血氧情况将随着人的运动状态随之改变，例如在运动过程中，心率将存在增大情况，而血氧含量略微降低，所以在运动过程中实时监控人体心率和血氧情况具有较大的实际意义，尤其是对于患有心脏病或心血管疾病的患者，更能起到提前预警的效果。
[0004]然而目前搭载在手环或手表上的心率血氧传感器始终无法避免由于佩戴存在不同的松紧程度而导致的测量精度不准的问题，同时在人体运动过程中，由于手环和手表的不同程度晃动，导致测量过程中引入误差，所以将心率血氧探测器集成在稳定性更高的耳机或眼镜上将更有利于提高测量精度，但是耳机和眼镜上可供搭载心率血氧探测器的空间相对于手机和手环来说更小，所以进一步对心率血氧探测器的制备提出了挑战。
技术实现思路
[0005]本申请提供了一种心率血氧检测方法及传感器、可穿戴设备，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
[0006]本申请实施例提供一种心率血氧检测方法，所述方法包括：设置光源发射器，所述光源发射器的数量为至少两个；数量为两个时，两个所述光源发射器发射的光线分别发射的光线分别为红光和红外光；所述光源发射器发射的光传播至光接收器，所述光接收器与所述光源发射器一一对应，所述光源发射器和所述光接收器上均集成有超透镜，所述光接收器将收集到的光信号转换为电信号；所述电信号输出至处理模块，所述处理模块获取所述光接收器接收到的信号强度，获取足量信号强度后，利用算法软件计算并得到对应值。
[0007]在一可实施方式中，所述超透镜的数量为一个或四个。
[0008]在一可实施方式中，所述光源发射器发射的光线为660nm的红光和860nm的红外光。
[0009]在一可实施方式中，检测心率包括以下步骤：A1、运行算法软件并以100
‑
300Hz的频率采集PPG信号；A2、判断采集的信号数量是否足够；若采集的信号数量不足，则继续进行信号采集；A3、利用算法软件对采集的PPG信号进行平滑处理，并计算单位时间内PPG信号周
期数，以计算得到心率值。
[0010]在一可实施方式中，检测血氧包括以下步骤：B1、运行算法软件并以100
‑
300Hz的频率采集PPG信号；B2、判断采集的信号数量是否足够；若采集的信号数量不足，则继续进行信号采集；B3、利用算法软件对采集的PPG信号进行平滑处理，并计算得到R值；B4、多次重复进行B1
‑
B3，分别得到对应R值，取所有R值的平均值，以计算得到血氧饱和度值。
[0011]本申请实施例还提供一种心率血氧检测装置，包括光源发射器、光接收器和读取电路；所述光源发射器的数量为至少两个；数量为两个时，两个所述光源发射器发射的光线分别为660nm的红光和860nm的红外光，所述光源发射器发射的光传播至光接收器，所述光接收器上集成有超透镜；所述读取电路与所述光接收器电连接，所述读取电路接收所述光接收器传输的电信号。
[0012]在一可实施方式中，用于制备所述光源发射器的衬底材料为近红外波段和可见光波段均透明的介质材料；介质材料选用二氧化硅、二氧化钛、氮化硅、聚甲基丙烯酸甲酯和聚二甲基硅氧烷中的任意一种。
[0013]本申请实施例还提供一种可穿戴设备，包括上述任一可实施方式中的心率血氧检测装置。
[0014]本申请实施例提供的一种心率血氧检测方法及装置、可穿戴设备，该心率血氧检测装置具有微型化、低能耗和高稳定性的特性，有利于将该心率血氧检测装置安装于体积较小的可穿戴设备中。且本申请实现了LED光束在人体血管内的聚焦和高效率LED反透射光束的收集，相比于采用传统心率血氧传感器，集成超透镜可极大减小设备体积，提高发射光的聚焦效率和反射光的收集效率，方便集成进小型可穿戴设备。
附图说明
[0015]图1是本申请实施例中心率血氧探测器的结构示意图；图2是本申请实施例中超透镜数量为四个时心率血氧探测器的结构示意图；图3是本申请实施例中心率血氧探测器的光路示意图；图4是本申请实施例中光束发射模块的结构示意图；图5是本申请实施例中光束接收模块的结构示意图；图6是本申请实施例中超透镜数量为一个时心率血氧探测器的结构示意图。
具体实施方式
[0016]为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开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公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0017]本申请专利技术人研究发现，目前市面上对于心率和血氧探测器的原理大都是基于光电容积脉搏波描记法（photoplethysmography，PPG）进行探测，其主要原理为：利用发射器
和接收器组成光路，通过探测人体组织（例如肌肉，骨骼，静脉，动脉等）对于不同波长光的不同吸收量，从而实时计算出此时人体的心率，血氧含量情况。
[0018]正常情况下人体组织中骨骼，皮肤和肌肉对入射光的吸收量为恒定值，构成输出电信号中的直流分量，而由于心脏收缩引起的血管内血液容积的变化，将改变光吸收量，从而在直流分量上产生波动，即构成电信号中的交流分量。例如人体中还原血红蛋白（Hb）对660nm的红光吸收率较高而对860nm的红外光吸收率较低，而氧合血红蛋白（HbO2）则相反，对红外光吸收率较高，而对红光吸收率较低，利用这种吸收率的差异，可以测量人体血管中的Hb和HbO2含量，从而计算人体血氧饱和度值，同时依据Hb对红光吸收率的周期性变化情况，通过对PPG信号的提取和分析，可以较为准确的检测人体心率。
[0019]一般接收器用于接收经手指反射或透射的光信号，从而表征人体对不同波段光的吸收率。由于血液中氧合血红蛋白和还原血红蛋白对光的散射作用，导致接收器中接收到的光信号较弱，通常都是依靠提高光源发射强度或增加接收器个数来增强可探测到的光信号，但这种做法也将增加设备功耗和体积。
[0020]此外，其他波段的光散射信号也将对心率和血氧的探测造成干扰，目前通常可通过过滤电路，对光信号转换的电信号进行滤波处理，如果可以在其源头采用光学滤波的方式，过滤杂散光的干扰，也将对电路优化产生极大的帮助。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种心率血氧检测方法，其特征在于，所述方法包括：设置光源发射器，所述光源发射器的数量为至少两个；数量为两个时，两个所述光源发射器发射的光线分别为红光和红外光；所述光源发射器发射的光传播至光接收器，所述光接收器与所述光源发射器一一对应，所述光源发射器和所述光接收器上均集成有超透镜，所述光接收器将收集到的光信号转换为电信号；所述电信号输出至处理模块，所述处理模块获取所述光接收器接收到的信号强度，获取足量信号强度后，利用算法软件计算并得到对应值。2.根据权利要求1所述的一种心率血氧检测方法，其特征在于：所述超透镜的数量为一个或四个。3.根据权利要求1所述的一种心率血氧检测方法，其特征在于：所述光源发射器发射的光线为660nm的红光和860nm的红外光。4.根据权利要求1所述的一种心率血氧检测方法，其特征在于，检测心率包括以下步骤：A1、运行算法软件并以100
‑
300Hz的频率采集PPG信号；A2、判断采集的信号数量是否足够；若采集的信号数量不足，则继续进行信号采集；A3、利用算法软件对采集的PPG信号进行平滑处理，并计算单位时间内PPG信号周期数，以计算得到心率值。5.根据权利要求1所述的一种心率血氧检测方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚永兴，聂佳强，
申请(专利权)人：杭州纳境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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