[發(fā)明專利]一種基于載波調(diào)制方法的血氧飽和度及脈搏測量系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811546239.3
• 申請日: 2018-12-18
• 公開（公告）號: CN109363650A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海霞;曾宏翔;董紀(jì)騰;陳朋;張怡龍;梁榮華
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/1455;H04L27/00
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務(wù)所有限公司 33241
• 代理人: 王利強(qiáng)

1.一種基于載波調(diào)制方法的血氧飽和度及脈搏測量系統(tǒng)，其特征在于：所述系統(tǒng)包括控制電路模塊(1000)、面光源模塊(1200)、采集裝置模塊(1300)和計(jì)算機(jī)(1400)；所述控制電路模塊(1000)用于生成載波并驅(qū)動(dòng)面光源正常工作；所述面光源模塊(1100)用于發(fā)射兩種波長的平面光；所述采集裝置模塊(1200)用于采集手背的信息和避免環(huán)境光的影響；所述計(jì)算機(jī)(1300)用于實(shí)現(xiàn)對采集到的信息進(jìn)一步處理，得到最終所需的血氧飽和度信息和脈搏信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于載波調(diào)制方法的血氧飽和度及脈搏測量系統(tǒng)，其特征在于：所述的控制電路模塊(1000)由電源模塊(1001)、光源驅(qū)動(dòng)模塊(1002)、載波生成模塊(1003)組成，由電源模塊(1001)為光源驅(qū)動(dòng)模塊(1002)和載波生成模塊(1003)供電，光源驅(qū)動(dòng)模塊(1002)和載波生成模塊(1003)正常工作；面光源模塊(1100)發(fā)生光束經(jīng)過人體表皮的吸收和反射最終進(jìn)入采集模塊(1200)，光源驅(qū)動(dòng)模塊(1002)負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)660nm光源(1101)、850nm光源(1102)正常工作，兩個(gè)光源驅(qū)動(dòng)芯片在電源模塊(1001)的供電下分別以橫流的方式為660nm光源(1101)、850nm光源(1102)供電使其正常工作，載波生成模塊(1003)用于生成特定頻率的正弦波，采用脈沖寬度調(diào)制(SPWM)的方式，在FPGA的NEXYS-3開發(fā)板上使用分頻方法實(shí)現(xiàn)，正弦波的頻率大于10倍的人體脈搏頻率。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于載波調(diào)制方法的血氧飽和度及脈搏測量方法，其特征在于：所述的面光源模塊(1100)由21顆660nm光源(1101)、27顆850nm光源(1102)、霧面玻璃(1103)組成；兩種光源內(nèi)嵌在面光源模塊(1100)上工作，發(fā)出波長不同的光束透射過霧面玻璃(1103)形成均勻的面光源；660nm光源(1101)為散射角120度的LED光源；660nm光源(1101)在正常工作下可以發(fā)射中心波長在660nm的光束；850nm光源(1102)為散射角120度的LED光源。850nm光源(1102)在正常工作下可以發(fā)射中心波長在850nm的光束；霧面玻璃(1103)鑲嵌在面光源模塊表面，在光線透射過后，可以將直線光束變成發(fā)散的光束。將直射LED光源變成面光源。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于載波調(diào)制方法的血氧飽和度及脈搏測量方法，其特征在于：所述采集裝置模塊(1200)由遮光平臺(1201)、采集平臺(1202)、高速CCD(1203)組成，采集裝置為采集手部信息提供基礎(chǔ)條件，為采集結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性提供保障，遮光平臺(1201)用于避免環(huán)境光的干擾。環(huán)境光為全光譜，所以環(huán)境光既包含600nm有包含850nm，利用遮光平臺可以有效防止環(huán)境光的影響，防止環(huán)境光對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成誤差；采集平臺(1202)是一個(gè)可上下移動(dòng)的裝置，利用采集平臺也可以根據(jù)不同被測人手背厚度不同上下調(diào)整采集平臺表面距高速CCD(1203)鏡頭表面的距離。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于載波調(diào)制方法的血氧飽和度及脈搏測量方法，其特征在于：所述的計(jì)算機(jī)(1300)包括圖像處理單元(1301)、結(jié)果計(jì)算單元(1302)、結(jié)果顯示單元(1303)；圖像處理單元(1301)對得到的手背處灰度圖像進(jìn)行處理；結(jié)果計(jì)算單元(1302)對得到灰度值信息進(jìn)行正反傅里葉變換去噪；結(jié)果顯示單元(1303)將得到的最終結(jié)果顯示出來，便于結(jié)果呈現(xiàn)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于載波調(diào)制方法的血氧飽和度及脈搏測量方法，其特征在于：所述圖像處理單元(1301)中共分四步：第一步對獲取到的16位手部灰度圖進(jìn)行直方圖分解將660nm的光照信息與850nm的光照信息分離；第二步在每組光照信息中選取一組完整的采集記錄；第三步對采集記錄進(jìn)行識別區(qū)域選取；第四步建立新的灰度值表將識別區(qū)域內(nèi)的灰度值信息重新排列。