[發(fā)明專利]一種血氧飽和度的測(cè)量方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011449326.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112587133A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳保盛;陳亞佩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市奮達(dá)智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/1455
• 分類號(hào): A61B5/1455;A61B5/024
• 代理公司: 深圳市精英專利事務(wù)所 44242
• 代理人: 劉貽盛

1.一種血氧飽和度的測(cè)量方法，其特征在于，所述血氧飽和度的測(cè)量方法包括有如下步驟：

S10、采集紅光、紅外光的PPG信號(hào)，PPG信號(hào)中包含目標(biāo)信號(hào)和干擾信號(hào)；

S20、對(duì)PPG信號(hào)進(jìn)行低通濾波提取直流分量得到PPG直流分量信號(hào)，去除PPG直流分量信號(hào)中的低頻干擾，得到目標(biāo)信號(hào)的直流分量，其中紅光的目標(biāo)信號(hào)直流分量為S_rddc，紅外光的目標(biāo)信號(hào)直流分量為S_irdc；

S30、對(duì)PPG信號(hào)進(jìn)行帶通濾波提取交流分量得到PPG交流分量信號(hào)，利用平均卷積核對(duì)提取的PPG交流分量信號(hào)進(jìn)行卷積濾波；

S40、使用LMS自適應(yīng)濾波算法對(duì)經(jīng)過(guò)卷積濾波的PPG交流分量信號(hào)中的干擾信號(hào)進(jìn)行消除處理；

S50、通過(guò)組建信號(hào)特征序列檢測(cè)PPG交流分量信號(hào)的有效信號(hào)周期并對(duì)應(yīng)設(shè)為標(biāo)定周期，對(duì)標(biāo)定周期內(nèi)的有效波峰值點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定；

S60、通過(guò)標(biāo)定周期內(nèi)的有效波峰值點(diǎn)找到最接近的波谷值點(diǎn)，求取PPG交流分量信號(hào)的波峰波谷差值，得到目標(biāo)信號(hào)的交流分量，其中紅光的目標(biāo)信號(hào)交流分量為S_rdac，紅外光的目標(biāo)信號(hào)交流分量為S_irac；

S70、計(jì)算血氧飽和度的R值，計(jì)算公式為根據(jù)算出的R值計(jì)算血氧飽和度，計(jì)算公式為SpO₂＝A*R²+B*R+C，其中，A、B、C是由參考血氧儀測(cè)出的血氧數(shù)值以及相對(duì)應(yīng)信號(hào)計(jì)算出的R值通過(guò)擬合計(jì)算出來(lái)的數(shù)值。

2.如權(quán)利要求1所述的血氧飽和度的測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟S20進(jìn)一步包括有步驟：

S21，利用巴特沃斯濾波器對(duì)PPG信號(hào)進(jìn)行低通濾波提取直流分量得到PPG直流分量信號(hào)；

S22，對(duì)經(jīng)過(guò)低通濾波后的PPG直流分量信號(hào)計(jì)算包絡(luò)線，通過(guò)上、下包絡(luò)線計(jì)算出包絡(luò)線的均值，利用包絡(luò)線均值對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理去除PPG直流分量信號(hào)中的低頻噪聲干擾；

S23，利用經(jīng)過(guò)步驟S22處理后的PPG直流分量信號(hào)計(jì)算紅光的目標(biāo)信號(hào)直流分量為S_rddc和紅外光的目標(biāo)信號(hào)直流分量為S_irdc。

3.如權(quán)利要求2所述的血氧飽和度的測(cè)量方法，其特征在于，包絡(luò)線的計(jì)算方法為：利用差分法來(lái)計(jì)算信號(hào)中的極值點(diǎn)，進(jìn)行差分處理的信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)值相對(duì)應(yīng)的是PPG信號(hào)的極值點(diǎn)；以極值點(diǎn)為原始數(shù)據(jù)點(diǎn)，采用插值計(jì)算的方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行擴(kuò)充得到PPG信號(hào)的包絡(luò)線。

4.如權(quán)利要求1所述的血氧飽和度的測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟S40進(jìn)一步包括有步驟：

S41，利用紅光、紅外光的PPG信號(hào)的交流分量差值作為參考信號(hào)N(t)＝[n(t),n(t-1)...n(t-k+1)]；

S42，將參考信號(hào)與紅光、紅外光的PPG交流分量信號(hào)輸入自適應(yīng)濾波器進(jìn)行自適應(yīng)處理消去運(yùn)動(dòng)干擾噪聲，處理器的輸出為y_t＝W(t)X(t)，處理器輸出跟交流分量的誤差為e_T＝P_ac-y_t，k為自適應(yīng)濾波的長(zhǎng)度，W(t)為處理器系數(shù)。

5.如權(quán)利要求1所述的血氧飽和度的測(cè)量方法，其特征在于，所述步驟S50進(jìn)一步包括有步驟：

S51，對(duì)紅光、紅外光的PPG交流分量信號(hào)進(jìn)行極值檢測(cè)，獲得紅光、紅外光的PPG交流分量信號(hào)的極值點(diǎn)，獲得波峰值點(diǎn)；

S52，根據(jù)紅光、紅外光的PPG交流分量信號(hào)的波峰值篩選紅光、紅外光的PPG交流分量信號(hào)的擬標(biāo)定周期和保留待定周期；

S53，計(jì)算擬標(biāo)定周期和保留待定周期內(nèi)PPG交流分量信號(hào)雙色光間的波峰值點(diǎn)間隔，若不超出間隔閾值范圍，則表明是對(duì)應(yīng)周期屬于標(biāo)定周期，對(duì)標(biāo)定周期的波峰值點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)定；

S54，分別對(duì)標(biāo)定周期內(nèi)的紅光、紅外光的PPG交流分量信號(hào)的所有波峰值進(jìn)行一級(jí)差分運(yùn)算，若不超出差分閾值范圍，則該波峰值點(diǎn)保留，否則刪除。