[發(fā)明專利]一種嵌入式人體生理信息無創(chuàng)檢測(cè)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710356913.0
• 申請(qǐng)日: 2017-05-19
• 公開（公告）號(hào): CN107157492B
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊毅;劉華宜;余建華;邵璐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號(hào): A61B5/1455
• 分類號(hào): A61B5/1455;A61B5/024
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

本發(fā)明公開了一種嵌入式人體生理信息無創(chuàng)檢測(cè)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理方法，該系統(tǒng)包括檢測(cè)器殼體以及設(shè)置在檢測(cè)器殼體內(nèi)部的檢測(cè)電路板和檢測(cè)槽；檢測(cè)槽的兩側(cè)設(shè)置有紅外二極管陣列，檢測(cè)槽的底部設(shè)置有斜臺(tái)，斜臺(tái)上方設(shè)置有傾斜濾光片，且傾斜濾光片與斜臺(tái)的上表面相互平行；傾斜濾光片與斜臺(tái)之間設(shè)置有空腔，該空腔內(nèi)設(shè)置有圖像采集模塊和光電容積脈搏檢測(cè)電路；檢測(cè)槽與傾斜濾光片傾斜底部的連接位置設(shè)置有指尖腔，指尖腔內(nèi)部設(shè)置有手指開關(guān)。本發(fā)明使用方便、防塵防灰，可以連續(xù)、無創(chuàng)、實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)人體心率、血氧、血紅蛋白濃度等多相人體信息，同時(shí)可以方便、快速的采集用戶靜脈圖像，實(shí)現(xiàn)了高效、準(zhǔn)確的無創(chuàng)檢測(cè)，廣泛適用于醫(yī)院體檢測(cè)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種嵌入式人體生理信息無創(chuàng)檢測(cè)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理方法。

背景技術(shù)

隨著電子科技的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)滲透到各個(gè)行業(yè)，如網(wǎng)絡(luò)通信、消費(fèi)電子、工業(yè)控制等，特別是在數(shù)字醫(yī)療方面得到了廣泛的應(yīng)用。將嵌入式技術(shù)與生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理技術(shù)結(jié)合起來，是今后數(shù)字醫(yī)療儀器發(fā)展的必然趨勢(shì)。心率、血壓、血氧飽和度和血紅蛋白等生理信號(hào)的無創(chuàng)便捷檢測(cè)，在手術(shù)、輸血、獻(xiàn)血、營(yíng)養(yǎng)普查等方面具有重要的意義。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法檢測(cè)步驟復(fù)雜(血壓測(cè)量)，或者需要進(jìn)行破皮取血(血紅蛋白濃度檢測(cè))，不僅對(duì)受測(cè)者造成了生理及心理上的負(fù)擔(dān)，且無法連續(xù)、實(shí)時(shí)地檢測(cè)血紅蛋白濃度的變化情況。

光電容積脈搏波(photo?plethysmo?graphic,PPG)信號(hào)中包含很多人體生理信息，例如心率和血氧，因此利用光電容積脈搏波信號(hào)提取心率和血氧得到了廣泛的應(yīng)用。光電容積脈搏波(PPG)是指通過光學(xué)構(gòu)件獲得體積器官測(cè)量。常常采用脈搏血氧計(jì)，其檢測(cè)人類皮膚的光吸收性質(zhì)的改變。典型地，透射或反射血液PPG傳感器通過特定波長(zhǎng)處的吸收測(cè)量來監(jiān)視血液向皮膚的真皮和皮下組織的灌注。傳統(tǒng)的脈搏波檢測(cè)系統(tǒng)存在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功耗較高等問題。同時(shí)，光電容積脈搏波信號(hào)極易受到運(yùn)動(dòng)干擾的影響，嚴(yán)重影響心率和血氧飽和度檢測(cè)的準(zhǔn)確性，尤其當(dāng)光電容積脈搏波中包含突變波形時(shí)，利用傳統(tǒng)的算法得到的結(jié)果并不理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中脈搏波檢測(cè)系統(tǒng)存在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功耗較高的缺陷，提供一種嵌入式人體生理信息無創(chuàng)檢測(cè)系統(tǒng)及數(shù)據(jù)處理方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種嵌入式人體生理信息無創(chuàng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括檢測(cè)器殼體以及設(shè)置在檢測(cè)器殼體內(nèi)部的檢測(cè)電路板和檢測(cè)槽；其中：

檢測(cè)槽的兩側(cè)設(shè)置有紅外二極管陣列，檢測(cè)槽的底部設(shè)置有斜臺(tái)，斜臺(tái)上方設(shè)置有傾斜濾光片，且傾斜濾光片與斜臺(tái)的上表面相互平行；傾斜濾光片與斜臺(tái)之間設(shè)置有空腔，該空腔內(nèi)設(shè)置有圖像采集模塊和光電容積脈搏檢測(cè)電路；檢測(cè)槽與傾斜濾光片傾斜底部的連接位置設(shè)置有指尖腔，指尖腔內(nèi)部設(shè)置有手指開關(guān)；

檢測(cè)電路板包括控制器以及均與控制器相連的數(shù)據(jù)接口、存儲(chǔ)電路和電源電路，紅外二極管陣列、圖像采集模塊、光電容積脈搏檢測(cè)電路和手指開關(guān)均與控制器相連；

光電容積脈搏檢測(cè)電路包括多波長(zhǎng)LED陣列、驅(qū)動(dòng)電路、光電探測(cè)器和信號(hào)處理電路，多波長(zhǎng)LED陣列通過驅(qū)動(dòng)電路與控制器相連，光電探測(cè)器通過信號(hào)處理電路與控制器相連。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的檢測(cè)器殼體的頂部設(shè)置有滑軌，檢測(cè)槽上方設(shè)置有滑蓋，滑蓋與滑蓋滑動(dòng)連接。

進(jìn)一步地，本發(fā)明的圖像采集模塊采用CCD攝像頭或COMS攝像頭，圖像采集模塊與控制器之間通過SPI總線連接；紅外二極管陣列采用近紅外式紅外二極管，紅外二極管陣列采用PWM方式驅(qū)動(dòng)；光電容積脈搏檢測(cè)電路中的驅(qū)動(dòng)電路與控制器之間通過SPI總線連接；存儲(chǔ)電路采用SD存儲(chǔ)電路；電壓電路的供電電壓為+5V；手指開關(guān)采用微動(dòng)開關(guān)。