一种无创血氧检测及方法技术

技术编号:43992157 阅读:13 留言:0更新日期:2025-01-10 20:12
本发明专利技术属于血氧检测技术领域,具体为一种无创血氧检测及方法,包括血氧机和主机壳;所述主机壳设置在血氧机上部,所述血氧机下方设置有血氧传感器,且血氧传感器与主机壳电性连接,所述主机壳包括单片机、模拟前端驱动模块、显示模块、电路模块、信号接收模块、数字信号处理模块、存储模块,同时主机壳内设置有锂电池,为血氧机提供电源;所述血氧传感器与信号接收模块直连,组成血氧信号接收模组,所述血氧信号接收模组与数字信号处理模块连接,将电压信号转换成数字信号;本发明专利技术解决了检测信号脉搏波输出信号受到严重的环境噪声、硬件电路等噪声干扰的问题;解决了传统滤波方法造成的信号丢失与信号叠加问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及血氧检测,具体为一种无创血氧检测及方法


技术介绍

1、血氧饱和度(spo2),是血氧检测中最主要的指标,它表示血液中被氧结合的氧合血红蛋白(hbo2)的容量占全部可结合的血红蛋白(hb)容量的百分比。正常人体动脉血的血氧饱和度一般在95%-98%之间,静脉血约为75%;

2、血氧饱和度是反映呼吸、循环功能的一个重要生理参数。如果血氧饱和度低于正常范围,可能提示机体存在缺氧情况,如肺部疾病(肺炎、慢性阻塞性肺疾病等)、心血管疾病(心力衰竭等)或者高原反应等;

3、但是现有血氧检测还存在一些问题,例如不够准确,检测时受到的干扰比较多,比如环境干扰,硬件电路噪声干扰等,还有传统的滤波方法,容易造成信号丢失与信号叠加的问题,造成信号接收失真,都会对检测结果造成不利的影响,也是基于上述原因,我提出了一种无创血氧检测及方法。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种无创血氧检测及方法,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

2、为实现上述目的,本专利技术提供如下技术方案:一种无创血氧检测及方法,包括血氧机和主机壳;

3、所述主机壳设置在血氧机上部,所述血氧机下方设置有血氧传感器,且血氧传感器与主机壳电性连接,所述主机壳包括单片机、模拟前端驱动模块、显示模块、电路模块、信号接收模块、数字信号处理模块、存储模块,同时主机壳内设置有锂电池,为血氧机提供电源;

4、所述血氧传感器与信号接收模块直连,组成血氧信号接收模组,所述血氧信号接收模组与数字信号处理模块连接,将电压信号转换成数字信号;所述主机壳内的各部件之间通过数据传输线连接,且数据传输线外设置有屏蔽层;

5、所述血氧机采集的信号包括心电信号、光电容积脉搏波信号和皮肤温度信号,所述血氧机的检测方法是:

6、对采集到的生理信号进行预处理,去除噪声和干扰;

7、提取心电信号和光电容积脉搏波信号的特征参数,包括心率、脉搏波幅度、脉搏波传导时间;

8、根据提取的特征参数,采用ppg测量方法计算血氧饱和度;

9、对血氧检测进行优化,结合皮肤温度信号对计算得到的血氧饱和度进行修正,提高检测的准确性。

10、优选的,模拟前端驱动模块使用电源接口vin(3.3v/5v)、接地端口gnd、时钟接口scl、数据接口sda、中断接口int在内的五个接线端口,其中时钟接口scl连接单片机端口pb6,数据接口sda连接端口pb7,中断接口int连接端口pc8。

11、优选的,所述模拟前端驱动模块包括集成化的血氧信号采集器和i2c通信模块,集成化的血氧信号采集器采用微型5.6mm x 3.3mm x 1.55mm 14针光采集模块;所述模拟前端驱动模块中包括子系统,子系统包含环境光消除以及专有的离散时间滤波器。

12、优选的,对血氧检测方法进行优化,步骤如下:

13、s1,采集至少三种不同波长的光,对被测部位手指(至少采集三组不同手指)、耳垂进行照射,并同步采集透过或反射回来的光信号;不同波长的光对氧合血红蛋白和还原血红蛋白的吸收特性不同,多波长的光信号采集能够提供更丰富的信息;

14、s2,对采集到的光信号进行自适应滤波处理;自适应滤波算法根据信号的实时特性自动调整滤波器的参数。

15、s3,在检测前,测量被测者的一些基本生理特征,如皮肤颜色、组织厚度和血液成分;根据这些个体生理特征,建立个性化的光吸收校正模型,依据光吸收矫正模型对检测数据进行优化。

16、优选的,根据所述步骤s2,通过分析光信号的频率和幅度变化特征,识别出与运动相关的高频噪声成分,然后将其滤除。

17、优选的,根据所述步骤s3,对于肤色较深的个体,在计算血氧饱和度时,对光吸收系数进行相应的调整,以补偿黑色素对光吸收的影响。

18、与现有技术相比,本专利技术的有益效果是:

19、本专利技术解决了检测信号脉搏波输出信号受到严重的环境噪声、硬件电路等噪声干扰的问题;采用htf52352为核心处理器芯片与血氧信号采集模拟前端max30102相结合的硬件电路设计方式,降低了电路设计复杂度,设计硬件电路时相比传统电路而言,对血氧输入信号输入采用差分传输设计且增加屏蔽保护,能够有效避免电磁干扰,提高了信号的稳定性;

20、解决了传统滤波方法造成的信号丢失与信号叠加问题,对信号预处理方法、信号特征点检测算法进行研究与改进;根据采集得到的原始脉搏波信号,针对滤波过程中可能出现的信号数据丢失和发生畸变的问题,提出小波变换与fft相结合的方式对波形进行预处理,然后对信号进行重构,一定程度上去除了原始信号波形中的工频干扰、基线漂移等噪声。

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【技术保护点】

1.一种无创血氧检测及方法,包括血氧机(1)和主机壳(2),其特征在于,

2.根据权利要求1所述的一种无创血氧检测及方法,其特征在于:模拟前端驱动模块使用电源接口VIN(3.3V/5V)、接地端口GND、时钟接口SCL、数据接口SDA、中断接口INT在内的五个接线端口,其中时钟接口SCL连接单片机端口PB6,数据接口SDA连接端口PB7,中断接口INT连接端口PC8。

3.根据权利要求1所述的一种无创血氧检测及方法,其特征在于:所述模拟前端驱动模块包括集成化的血氧信号采集器和I2C通信模块,集成化的血氧信号采集器采用微型5.6mmx 3.3mm x 1.55mm 14针光采集模块;所述模拟前端驱动模块中包括子系统,子系统包含环境光消除以及专有的离散时间滤波器。

4.根据权利要求1所述的一种无创血氧检测及方法,其特征在于:对血氧检测方法进行优化,步骤如下:

5.根据权利要求4所述的一种无创血氧检测及方法,其特征在于:根据所述步骤S2,通过分析光信号的频率和幅度变化特征,识别出与运动相关的高频噪声成分,然后将其滤除。

6.根据权利要求4所述的一种无创血氧检测及方法,其特征在于:根据所述步骤S3,对于肤色较深的个体,在计算血氧饱和度时,对光吸收系数进行相应的调整,以补偿黑色素对光吸收的影响。

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【技术特征摘要】

1.一种无创血氧检测及方法,包括血氧机(1)和主机壳(2),其特征在于,

2.根据权利要求1所述的一种无创血氧检测及方法,其特征在于:模拟前端驱动模块使用电源接口vin(3.3v/5v)、接地端口gnd、时钟接口scl、数据接口sda、中断接口int在内的五个接线端口,其中时钟接口scl连接单片机端口pb6,数据接口sda连接端口pb7,中断接口int连接端口pc8。

3.根据权利要求1所述的一种无创血氧检测及方法,其特征在于:所述模拟前端驱动模块包括集成化的血氧信号采集器和i2c通信模块,集成化的血氧信号采集器采用微型5.6mmx 3.3mm x 1...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘远全
申请(专利权)人:重庆财经职业学院
类型:发明
国别省市:

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