[發(fā)明專利]一種光電式脈搏信號測量方法、裝置及測量設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410852910.2
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104706336A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉崧;樓廈廈;李波
• 申請（專利權(quán)）人: 歌爾聲學(xué)股份有限公司
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02
• 代理公司: 北京市隆安律師事務(wù)所 11323
• 代理人: 權(quán)鮮枝;吳昊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能夠抑制噪聲干擾、增強(qiáng)脈搏檢測信號強(qiáng)度的光電式脈搏信號測量方法、裝置及測量設(shè)備。

背景技術(shù)

光電式脈搏信號檢測因其使用方式便捷，體積小巧，功耗低的特點(diǎn)，在醫(yī)療和消費(fèi)電子領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，特別在可穿戴設(shè)備中引人注目。

光電式脈搏信號檢測的原理主要是，當(dāng)光照射到皮膚上時(shí)，一部分被吸收，一部分被反射，當(dāng)心臟搏動時(shí)，動脈血在血管中的流速呈現(xiàn)與心跳周期相同的周期運(yùn)動，引起反射光強(qiáng)度的周期變化。光電發(fā)射器發(fā)射光束到皮膚上，經(jīng)過皮膚反射，由光電接收器接收，根據(jù)反射光強(qiáng)度的變化趨勢，就可以得到心跳的周期和頻率。

在實(shí)際應(yīng)用中，光電式脈搏檢測常會遇到環(huán)境光干擾。光電傳感器以外的自然光和人造光照射到光電接收器上，形成干擾，影響反射光的信號能量統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而影響心跳周期檢測精度。

以往的技術(shù)中，消除和減弱環(huán)境光干擾，一種慣用方法為改進(jìn)結(jié)構(gòu)，盡量減小光傳感器和外部環(huán)境之間的縫隙以遮擋環(huán)境光；又一種慣用方法為加強(qiáng)光源的發(fā)射強(qiáng)度。然而，這些方法在便攜設(shè)備和可穿戴設(shè)備中適用性會降低，在這類設(shè)備中，為了使用方便和舒適，傳感器和皮膚的貼合并不緊密，容易出現(xiàn)縫隙，且縫隙的大小還會隨著相對運(yùn)動而變化，難以有效遮擋環(huán)境光；在可穿戴設(shè)備中需要設(shè)備有較長的工作時(shí)間，增大光源強(qiáng)度，會使功耗過大，縮短使用時(shí)間，并不適用。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供了一種光電式脈搏信號測量方法、裝置及測量設(shè)備，能夠簡單、有效地消除脈搏信號測量時(shí)的環(huán)境光干擾。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光電式脈搏信號測量方法，該方法包?括：

獲取一路光電發(fā)射器發(fā)出的從皮下有動脈的皮膚表面反射回來的主路光信號，獲取至少一路接收環(huán)境光信號的輔路光信號；

依據(jù)所述至少一路輔路光信號自適應(yīng)濾除所述主路光信號中的環(huán)境光干擾，獲取自適應(yīng)濾波結(jié)果；

從自適應(yīng)濾波結(jié)果中提取出脈搏信號。

其中，所述獲取一路光電發(fā)射器發(fā)出的從皮下有動脈的皮膚表面反射回來的主路光信號，獲取至少一路接收環(huán)境光信號的輔路光信號包括：

在可佩戴測量設(shè)備上設(shè)置一個(gè)光電發(fā)射器和兩個(gè)以上的光電接收器，其中一個(gè)光電接收器為主接收器，其余的為輔接收器；

在使用者佩戴所述測量設(shè)備進(jìn)行脈搏信號測量時(shí)，將主接收器和所述光電發(fā)射器置于皮膚的指定位置，使所述主接收器與所述光電發(fā)射器之間至少有一條動脈經(jīng)過，各輔接收器朝向外環(huán)境，所述各輔接收器與所述光電發(fā)射器的距離大于距離閾值，以使所述光電發(fā)射器產(chǎn)生的反射光不會進(jìn)入各輔接收器；

利用所述主接收器接收光電發(fā)射器發(fā)出的從皮下有動脈的皮膚表面反射回來的光信號，利用所述各輔接收器接收環(huán)境光信號。

其中，在依據(jù)所述至少一路輔路光信號自適應(yīng)濾除所述主路光信號中的環(huán)境光干擾之前，該方法還包括：

濾除主路光信號和各輔路光信號中的直流成分和高頻成分。

在將主路光信號和輔路光信號中的直流成分和高頻成分濾除之后，該方法還包括：

對濾除直流成分和高頻成分的主路光信號和各輔路光信號分別進(jìn)行與脈搏信號有關(guān)的頻率能量均衡。

其中，所述依據(jù)所述至少一路輔路光信號自適應(yīng)濾除所述主路光信號中的環(huán)境光干擾包括：

根據(jù)各輔路光信號中的環(huán)境光與主路光信號中的環(huán)境光的光強(qiáng)度關(guān)系，得到各輔路光信號的傳輸路徑濾波器；

在一次自適應(yīng)濾波周期中，計(jì)算各輔路光信號經(jīng)過對應(yīng)的傳輸路徑濾波?器的輸出信號；

從主路光信號中減去各輔路光信號的輸出信號，得到本次自適應(yīng)濾波周期下輸出的濾波結(jié)果。

進(jìn)一步地，在得到本次自適應(yīng)濾波周期下輸出的濾波結(jié)果之后，該方法還包括：

根據(jù)本次自適應(yīng)濾波周期下的濾波結(jié)果與各輔路光信號的相關(guān)函數(shù)，計(jì)算各輔路光信號的傳輸路徑濾波器系數(shù)的更新量；

將所述更新量對應(yīng)疊加到各輔路光信號的傳輸路徑濾波器系數(shù)中，對各輔路光信號的傳輸路徑濾波器進(jìn)行更新，得到下一自適應(yīng)濾波周期下各輔路光信號的傳輸路徑濾波器。

更進(jìn)一步地，在對各輔路光信號的傳輸路徑濾波器進(jìn)行更新后，該方法還包括：