[發(fā)明專(zhuān)利]基于光纖墊的生理參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810991708.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109222946B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方震;何光強(qiáng);湯敏芳;趙榮建;陳賢祥;杜利東;趙湛
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/024
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/024;A61B5/08
• 代理公司: 中科專(zhuān)利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 鄢功軍

1.一種基于光纖墊的生理參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

光纖墊，感測(cè)人體作用于光纖的壓力；

解析設(shè)備，其光纖連接至所述光纖墊，包括：

連接端子，包括：

發(fā)射裝置，其連接所述光纖墊，發(fā)出某波長(zhǎng)的光信號(hào)；

接收裝置，其連接所述光纖墊，將經(jīng)過(guò)所述光纖墊傳輸后的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)；以及

數(shù)據(jù)解析模塊，包括依次電連接的：

信號(hào)放大模塊，將所述接收裝置輸出的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)；

高精度采樣模塊，采集所述信號(hào)放大模塊輸出的電壓信號(hào)并放大；

微處理器，其連接所述發(fā)射裝置的驅(qū)動(dòng)模塊和所述高精度采樣模塊，控制所述發(fā)射裝置發(fā)出穩(wěn)定波長(zhǎng)的光信號(hào)，同時(shí)處理所述高精度采樣模塊接收的電壓信號(hào)；以及

外設(shè)指示控制，指示所述解析設(shè)備與移動(dòng)客戶(hù)端或光纖墊的連接狀態(tài)；

通信模塊，傳輸所述微處理器發(fā)出的信號(hào)；

移動(dòng)客戶(hù)端，藍(lán)牙連接至所述通信模塊，顯示和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；以及

數(shù)據(jù)分析模塊，網(wǎng)絡(luò)連接至所述移動(dòng)客戶(hù)端，跟蹤用戶(hù)的生理參數(shù)信息，判斷用戶(hù)的生理狀況并提供指導(dǎo)建議，所述生理參數(shù)包括心率；

所述數(shù)據(jù)解析模塊用于心率檢測(cè)，具體包括：

(11)統(tǒng)計(jì)分類(lèi)滿(mǎn)足3倍頻關(guān)系的頻率點(diǎn)；

(12)依據(jù)心率所處的頻率范圍劃分出基頻和兩個(gè)諧波所處的頻率空間，再對(duì)所述頻率空間尋找滿(mǎn)足3倍頻的K組頻率點(diǎn)，所述K組頻率點(diǎn)包含一組對(duì)應(yīng)心率的頻率點(diǎn)；

(13)篩選出一組頻率點(diǎn)計(jì)算心率，具體包括：尋找頻譜的基頻在低頻處具有最大幅值的頻率點(diǎn)，其次諧波為基頻的整數(shù)倍，具體為三倍頻關(guān)系6f₁＝3f₂＝2f₃，其中f₁為基頻，f₂為二次諧波，f₃為三次諧波，根據(jù)找到的所述頻譜的峰值點(diǎn)的幅值高度判斷信號(hào)的信噪比；

若所述峰值點(diǎn)的幅值高于設(shè)定的閾值Th₁，則根據(jù)HR₁＝fr₁*60計(jì)算心率，其中，HR₁為心率，fr₁為滿(mǎn)足3倍頻關(guān)系的基頻；

在一段時(shí)間窗口T₂內(nèi)實(shí)時(shí)刷新HR₁，并對(duì)HR₁進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分類(lèi)得到統(tǒng)計(jì)心率HR₂；

若所述峰值點(diǎn)的幅值低于設(shè)定的閾值Th₁，則進(jìn)行如下子步驟：

(131)根據(jù)心率的頻譜成分劃分為三個(gè)區(qū)間分別對(duì)應(yīng)基頻M1，二次諧波M2、三次諧波M3，其中M1的范圍是0.666-3Hz，M2的范圍是1.332-6Hz，M3的范圍是1.998-9Hz；

(132)依據(jù)三倍頻的關(guān)系從M1、M2、M3的對(duì)應(yīng)區(qū)間內(nèi)分別找出K組符合三倍頻的頻率點(diǎn)；

(133)計(jì)算相鄰心跳值差的最大值CH_Max，

具體為

其中，fs為采樣頻率，JJ_i-1為步驟(13)中的統(tǒng)計(jì)心率值HR₂的心跳間期，JJ_i為JJ_i-1與常數(shù)C的和；

(134)通過(guò)如下公式計(jì)算心率值：HR₃＝fr₃*60，其中fr₃表示為從步驟(132)的K組頻率中篩選出的一組滿(mǎn)足三倍頻關(guān)系的基頻頻率值fr₃，fr₃滿(mǎn)足|fr₃*60-HR₂|CH_Max。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖墊的生理參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：

所述連接端子為卡扣結(jié)構(gòu)；

所述的連接端子外部覆蓋金屬屏蔽罩和屏蔽環(huán)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光纖墊的生理參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：

所述信號(hào)放大模塊為微弱信號(hào)放大裝置，用于提高信噪比。