[發(fā)明專利]無創(chuàng)脈搏血氧儀的LED階梯調(diào)光方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911253041.0
• 申請日: 2019-12-09
• 公開（公告）號: CN110769561B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉東;楊海飛;楊豪放;胡繼松
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇蓋睿健康科技有限公司
• 主分類號: H05B45/30
• 分類號: H05B45/30
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 李鳳嬌

本發(fā)明公開了一種無創(chuàng)脈搏血氧儀的LED階梯調(diào)光方法，所述方法包括以下步驟：S1.系統(tǒng)初始化，將系統(tǒng)參數(shù)載入無創(chuàng)脈搏血氧儀的控制器內(nèi)存中；S2.實(shí)時(shí)檢測是否有探頭插入，如果檢測到探頭插入，則執(zhí)行步驟S3，否則繼續(xù)執(zhí)行S2；S3.實(shí)時(shí)檢測是否有手指插入，如果檢測到手指插入，則無創(chuàng)脈搏血氧儀的LED以默認(rèn)驅(qū)動電流強(qiáng)度發(fā)光，否則繼續(xù)執(zhí)行S3；S4.根據(jù)PPG基線確定目標(biāo)驅(qū)動電流強(qiáng)度；S5.調(diào)整驅(qū)動電流到目標(biāo)驅(qū)動電流強(qiáng)度，無創(chuàng)脈搏血氧儀的LED以目標(biāo)驅(qū)動電流強(qiáng)度發(fā)光。本發(fā)明的LED階梯調(diào)光方法應(yīng)用于無創(chuàng)脈搏血氧儀，無需復(fù)雜的計(jì)算，只需查表就可快速調(diào)整到特定的目標(biāo)驅(qū)動電流。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及LED調(diào)光領(lǐng)域，具體來說，涉及應(yīng)用于無創(chuàng)脈搏血氧儀的LED階梯調(diào)光方法。

背景技術(shù)

無創(chuàng)脈搏血氧儀是使用特定波長的光對人體組織進(jìn)行透射或反射，對接收到的光電容積脈搏波信號(PPG)進(jìn)行分析的醫(yī)療器械，通過對脈搏波交流、直流分量分離，提取脈搏波交流分量中的脈搏波幅度，可以計(jì)算并分析血氧參數(shù)。

無創(chuàng)脈搏血氧儀使用LED發(fā)射用于對人體組織進(jìn)行透射或反射的光，例如對手指進(jìn)行透射或反射。但是，由于被測人群可能涉及兒童、成人、男性、女性、辦公室人群、室外工作人群，不同被測人群的體質(zhì)不同，因此手指的粗細(xì)、膚色，角質(zhì)層厚度均會不同，如果LED采用統(tǒng)一的驅(qū)動電流強(qiáng)度進(jìn)行發(fā)光，由此產(chǎn)生的PPG基線的斜率也會不同，并導(dǎo)致最終測量結(jié)果不準(zhǔn)確。因此需要對LED進(jìn)行調(diào)光，以提供高質(zhì)量的PPG信號數(shù)據(jù)。

傳統(tǒng)的調(diào)光控制方法采用線性調(diào)光或二分法加微調(diào)的調(diào)光邏輯。

對于線性調(diào)光，多數(shù)算法將LED的發(fā)光強(qiáng)度和驅(qū)動電流看成線性關(guān)系，預(yù)測光強(qiáng)來調(diào)整PPG直流分量(即基線位置)。例如，專利文獻(xiàn)CN102389311A公開了一種多級調(diào)光的數(shù)字脈搏血氧儀及其使用方法，其采用分段線性調(diào)光，即在PPG基線超出上限值或低于下限值時(shí)，進(jìn)行線性調(diào)光。但實(shí)際情況中，LED的發(fā)光強(qiáng)度和驅(qū)動電流實(shí)際上只能在較小范圍內(nèi)維持線性，在整個(gè)額定驅(qū)動電流范圍內(nèi)，光強(qiáng)和驅(qū)動電流是曲線關(guān)系而非完美的直線。因此在大范圍電流調(diào)光時(shí)，容易導(dǎo)致基線調(diào)節(jié)差異較大，在調(diào)節(jié)過程中會出現(xiàn)振蕩，從而延長調(diào)光過程。

對于二分法加微調(diào)，需要不斷調(diào)整驅(qū)動電流，針對不同的驅(qū)動電流，對PPG基線信號進(jìn)行多次計(jì)算，實(shí)現(xiàn)PPG基線的逼近調(diào)整，使得PPG基線落入目標(biāo)區(qū)域，再通過比例法等算法計(jì)算驅(qū)動電流，多次調(diào)整后完成調(diào)光。專利文獻(xiàn)CN107773250A公開了一種自動增益控制的光電脈搏血氧儀快速調(diào)光控制方法，但是整個(gè)計(jì)算過程比較復(fù)雜，導(dǎo)致調(diào)光時(shí)間較長，系統(tǒng)復(fù)雜度較高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)過于復(fù)雜及調(diào)光時(shí)間較長的缺陷，本發(fā)明提出一種無創(chuàng)脈搏血氧儀的LED階梯調(diào)光方法。本發(fā)明能夠針對不同待測人群快速將無創(chuàng)脈搏血氧儀的LED光強(qiáng)調(diào)整到合適光強(qiáng)，而且不需要復(fù)雜的計(jì)算。

本發(fā)明公開了一種無創(chuàng)脈搏血氧儀的LED階梯調(diào)光方法，所述方法包括以下步驟：

S1.系統(tǒng)初始化，將系統(tǒng)參數(shù)載入無創(chuàng)脈搏血氧儀的控制器內(nèi)存中；

S2.實(shí)時(shí)檢測是否有探頭插入，如果檢測到探頭插入，則執(zhí)行步驟S3，否則繼續(xù)執(zhí)行S2；

S3.實(shí)時(shí)檢測是否有手指插入，如果檢測到手指插入，則無創(chuàng)脈搏血氧儀的LED以默認(rèn)驅(qū)動電流強(qiáng)度發(fā)光，否則繼續(xù)執(zhí)行S3；

S4.根據(jù)PPG基線確定目標(biāo)驅(qū)動電流強(qiáng)度；

S5.調(diào)整驅(qū)動電流到目標(biāo)驅(qū)動電流強(qiáng)度，無創(chuàng)脈搏血氧儀的LED以目標(biāo)驅(qū)動電流強(qiáng)度發(fā)光。

S6.進(jìn)行脈搏波提取，對脈搏波交流、直流分量進(jìn)行分離，最終根據(jù)定標(biāo)曲線計(jì)算血氧值。

S7.手指拔出或探頭拔出，重新初始化。