專利名稱：一種血氧飽和度檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，尤其涉及一種血氧飽和度檢測方法。
背景技術(shù)：
血氧飽和度是人體中含氧血紅蛋白濃度占總的比例，它反映了人體的心肺 功能狀況。然而，在血氧檢測儀器在實(shí)際使用中，由于測試者呼吸、晐嗽等生 理動作會使受試部位運(yùn)動，從而影響儀器測得的脈搏波信號質(zhì)量，降低血氧飽 和度的測量精度。目前常見的檢測血氧飽和度時(shí)消除受試部位運(yùn)動所產(chǎn)生干擾
的方法為
釆用傳感器來檢測運(yùn)動干擾信號，再通過最小均方誤差準(zhǔn)則(LMS)或是 最小誤差平方和準(zhǔn)則(RLS)等自適應(yīng)濾波算法來抵消運(yùn)動干擾；此方法抵消 運(yùn)動干擾的實(shí)時(shí)性較好，但需要額外增加傳感器，且計(jì)算復(fù)雜，需要硬件具有 較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，增加了檢測設(shè)備成本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種血氧飽和度檢測方法，能消除 與脈搏波信號頻帶重疊部分的運(yùn)動干擾信號的干擾，并且不需額外增加硬件。 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種血氧飽和度檢測方法，該方法包括
A、 釆集脈搏波信號，并從所采集的脈搏波信號中分離出紅光直流信號 (rdc)、紅光交流信號(rac)、近紅外光直流信號(irdc)和近紅外光交流信號 (irac);
B、 從rdc、 rac、 irdc和irac中各分離出多段局部脈搏波；各段所述局部脈 搏波的起始相位相同，終止相位也相同；c、將各路脈搏波信號的各段局部脈搏波分別作為待修正脈搏波，根據(jù)與
該待修正脈搏波相鄰的兩段或多段局部脈搏波上的脈搏波數(shù)據(jù)，修正該待修正
脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)；
D、根據(jù)各路脈搏波信號修正后的局部脈搏波計(jì)算血氧飽和度。 進(jìn)一步地，步驟B具體包括
分別從rdc、 rac、 irdc、 irac中截取一段信號，所截取的各段信號均對應(yīng)所 釆集的脈搏波信號的同一段信號；
確定從irac中所截取信號的各波谷所對應(yīng)的釆集點(diǎn)；從irac中所截取信號 各波谷所對應(yīng)的釆集點(diǎn)即為從rdc、 mc、 irdc中所截取信號各波谷所對應(yīng)的釆集 點(diǎn)；
以各波谷所對應(yīng)的釆樣點(diǎn)作為分割點(diǎn)，每相鄰兩分割點(diǎn)間的信號作為一段 局部脈搏波，將從imc、 rdc、 rac和irdc所截取的信號分割成多段局部脈搏波。 進(jìn)一步地，所述確定從imc中所截取信號的各波谷所對應(yīng)的采集點(diǎn)包括 設(shè)x(n)為釆樣點(diǎn)n對應(yīng)的該段從irac中所截取信號的脈搏波數(shù)據(jù),并對x(n) 相隔k個(gè)釆樣點(diǎn)取一次差分得到
通過如下函數(shù)
0， S,(")S77/2 S, (")>〃/2
得到所截取的信號每個(gè)從上升支到下降支的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即非零的&(");其中， H為中當(dāng)前釆樣點(diǎn)n之前的L個(gè)釆樣點(diǎn)所對應(yīng)數(shù)據(jù)的最大值，且L的取值 應(yīng)保證S(/)U^,^+t,..., —1中至少包含一個(gè)心率周期的脈搏波的下降沿；
從所截取的信號中取相鄰兩轉(zhuǎn)折點(diǎn)間的最小值，即得到所截取的信號的波谷。
進(jìn)一步地，步驟C具體包括
cl、取一路脈搏波信號的各段局部脈搏波；C2、將該路脈搏波信號的一段局部脈搏波作為待修正脈搏波；
C3、取在一個(gè)釆樣點(diǎn)所釆集的待修正脈搏波、以及與該待修正脈搏波相鄰
的2m段局部脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)，對所取出的脈搏波數(shù)據(jù)取中值，用該中值
替代該釆樣點(diǎn)所釆集的待修正脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)；
c4、重復(fù)執(zhí)行步驟c3，完成待修正脈搏波的其余釆樣值的替代。 c5、返回步驟c2,直到完成該路脈搏波信號的各段局部脈搏波的修正； c6、返回步驟cl，分別修正其余三路脈搏波信號的各段局部脈搏波。 進(jìn)一步地，步驟B進(jìn)一步包括
bl、取一路脈搏波信號的所述多段局部脈搏波的平均釆樣點(diǎn)數(shù)，釆用擬合 插值來對各段局部脈搏波進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)齊，使得各段局部脈搏波的釆樣點(diǎn)數(shù)相同； b2、將各段局部脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)組成如下矩陣
、,必一 匆(3、每必 海(3)…海J3)
尸 =
鮑(騎,匆(騎,
其中，從該路脈搏波信號中分離出M段局部脈搏波，每段局部脈搏波對應(yīng) N個(gè)采樣點(diǎn)，&gM(iV)為第N個(gè)釆樣點(diǎn)對應(yīng)的在第M段局部脈搏波上的脈搏波
數(shù)據(jù)；
b3、返回步驟bl，對其余三路脈搏波信號的局部脈搏波進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)齊。 進(jìn)一步地，經(jīng)步驟C修正后P矩陣中第i行第j列的數(shù)據(jù)表示為
尸(/,力==她^Sfe&,)(0，…&g,(/)…，&g(一)(！.》，i=l，2. .N, j=(m+l).. .(M-m)
尸(Z，;) = Seg; (0 = (/) ， i=l ，2…N， j=l ,2…m或j=(M-m+1)…M
其中，2m+l為中值濾波窗口寬度，MW(g為取中值操作，wg;.(/)為中值濾
波后第j段局部脈搏波的第i個(gè)釆樣點(diǎn)對應(yīng)的脈搏波數(shù)據(jù)。
進(jìn)一步地，步驟C進(jìn)一步包括對所述各路脈搏波信號修正后的局部脈搏 波進(jìn)行平滑濾波，得到P矩陣中第i行第j列的數(shù)據(jù)表示為尸(/，力=Seg;(/) = Mear"(&g:尸")(/),…5feg:(/).."&(+ )(/)} ， i=l,2., .N， j=(n+l). .(M-n)
戶(/J) = &g;(0 = Seg:。 ， i=l，2, .N， j=l，2...n或j=(M-n+l) .M
其中，2n+l為平滑濾波窗口寬度，Mew^為取均值操作，Seg;(/)為平滑濾
波后第j段局部脈搏波的第i個(gè)釆樣點(diǎn)對應(yīng)的脈搏波數(shù)據(jù)。 進(jìn)一步地，步驟E包括
根據(jù)rdc、 rac、 irdc和imc各自的平滑濾波后的第j段局部脈搏波，計(jì)算第 j段局部脈搏波對應(yīng)的瞬時(shí)的雙波長調(diào)制比i ,;
取各局部脈搏波對應(yīng)的瞬時(shí)的雙波長調(diào)制比平均值f;
將》代入擬合直線方程
S/ <92 =爿-
求得血氧飽和度；其中，^q為血氧飽和度，-B、 A分別為該擬合直線的
斜率和截距。
進(jìn)一步地，所述瞬時(shí)的雙波長調(diào)制比^的計(jì)算公式為
其中，r"。.W為rac的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波后得到的脈搏波數(shù)據(jù) 的最大值和最小值之差；W。.W為rdc的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波后得到 的脈搏波數(shù)據(jù)平均值；化。，)為irac的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波后得到 的脈搏波數(shù)據(jù)的最大值和最小值之差；Wc,力為irdc的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行
平滑濾波后得到的脈搏波數(shù)據(jù)平均值。
進(jìn)一步地，該方法進(jìn)一步包括將尸矩陣按列拉直，得到消除運(yùn)動干擾信 號后的脈搏波信號。
本發(fā)明提供的血氧飽和度檢測方法，從紅光直流信號(rdc)、紅光交流信 號(rac)、近紅外光直流信號(irdc)和近紅外光交流信號(irac)中各分離出 起始、終止相位相同的多段局部脈搏波，并通過根據(jù)相鄰的兩段或多段局部脈 搏波上的脈搏波數(shù)據(jù)對局部脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，可消除與脈搏波信號頻帶重疊部分的運(yùn)動干擾信號的干擾，進(jìn)而提高血氧飽和度檢測的精度。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例血氧飽和度檢測方法的流程示意圖2為本發(fā)明實(shí)施例rdc、 rac、 irdc和 irac的波形圖3為本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)齊后一路脈搏波信號的各段局部脈搏波波
形圖4為本發(fā)明實(shí)施例修正后 一路脈搏波信號的各局部脈搏波波形圖5為本發(fā)明實(shí)施例消除運(yùn)動干擾信號后的脈搏波信號波形圖6為存在突發(fā)抖動干擾的脈搏波信號與釆用本發(fā)明消除干擾后的脈搏波
信號對比的波形圖7為存在連續(xù)抖動干擾的脈搏波信號與釆用本發(fā)明消除干擾后的脈搏波
信號對比的波形圖8為存在轉(zhuǎn)動干擾的脈搏波信號與釆用本發(fā)明消除干擾后的脈搏波信號
對比的波形圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的基本思想是從rdc、 rac、 irdc和imc中各分離出多段局部脈搏波， 且各段所述局部脈搏波的起始相位相同，終止相位也相同；而脈搏波信號為準(zhǔn) 周期信號，不存在運(yùn)動干擾時(shí)，可認(rèn)為相同相位對應(yīng)的脈搏波數(shù)據(jù)相同，因此， 通過根據(jù)相鄰的兩段或多段局部脈搏波上的脈搏波數(shù)據(jù)對局部脈搏波的脈搏波 數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，即可消除與脈搏波信號頻帶重疊部分的運(yùn)動干擾信號的干擾， 進(jìn)而提高血氧飽和度檢測的精度。
具體的，本發(fā)明實(shí)施例血氧飽和度檢測方法的實(shí)現(xiàn)流程如圖1所示，包括 以下步驟
步驟101:釆集脈搏波信號，并從所釆集的脈搏波信號中分離出rdc、 rac、 irdc和irac，對rdc、 rac、 irdc和irac分別進(jìn)行FIR濾波或模擬濾波，以提高信號信噪比，如圖2所示。
步驟102:從rdc、 rac、 irdc和irac中各分離出多段局部脈搏波；各段所述 局部脈搏波的起始相位相同，終止相位也相同； 其中，分離出多段局部脈搏波具體包括
al、分別從rdc、 rac、 irdc、 irac中截取一段信號，所截取的各段信號均對 應(yīng)所釆集的脈搏波信號的同一段信號；
bl、確定從imc中所截取信號的各波谷所對應(yīng)的釆集點(diǎn)；從irac中所截取 信號各波谷所對應(yīng)的釆集點(diǎn)即為從rdc、 mc、 irdc中所截取信號各波谷所對應(yīng)的 釆集點(diǎn)；其中，rdc、 rac、 irdc、 irac由同 一路脈搏波信號分離出來，認(rèn)為rdc、 rac、 irdc、 irac的釆樣頻率、心率周期均相同，因此，從rdc、 rac、 irdc、 irac 中截取的釆集的脈搏波信號的同一段信號對應(yīng)的各段所述信號，其波谷對應(yīng)的 釆樣點(diǎn)相同，因此確定了從irac中所截取信號的各波谷所對應(yīng)的釆集點(diǎn)，即可 得知從rdc、 rac、 irdc中所截取信號各波谷所對應(yīng)的采集點(diǎn)；而rdc、 rac、 irdc、 irac中，irac的信噪比最高，較容易確定出波谷；
cl、以各波谷所對應(yīng)的釆樣點(diǎn)作為分割點(diǎn)，每相鄰兩分割點(diǎn)間的信號作為 一段局部脈搏波，將從imc、 rdc、 rac和irdc所截取的信號分割成多段局部脈搏 波。
步驟bl中，確定從irac中所截取信號的各波谷所對應(yīng)的釆集點(diǎn)具體包括 bll、設(shè)x(n)為釆樣點(diǎn)n對應(yīng)的該段從irac中所截取信號的脈搏波數(shù)據(jù)，并 對x(n)相隔k個(gè)釆樣點(diǎn)取一次差分得到
<formula>formula see original document page 11</formula>
M2、通過如下函數(shù)
<formula>formula see original document page 11</formula>
得到所截取的信號每個(gè)從上升支到下降支的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即非零的&(");其中，
H為S(w)中當(dāng)前釆樣點(diǎn)n之前的L個(gè)采樣點(diǎn)所對應(yīng)脈搏波數(shù)據(jù)的最大值，即// = Ma4^)|,= + —J,且L的取值應(yīng)保證S力')l,^^仏，n—,中至少包含一個(gè)心率
周期下降沿所截取的信號；
b13、從所截取的信號中取相鄰兩轉(zhuǎn)折點(diǎn)間的最小值，即得到所截取的信號 的波谷。
步驟103:取一路脈搏波信號的所述多段局部脈搏波的平均采樣點(diǎn)數(shù)，釆 用多項(xiàng)式擬合插值來對各段局部脈搏波進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)齊，使得各段局部脈搏波的 釆樣點(diǎn)數(shù)相同，如圖3所示；由于心率周期、采樣頻率相同，各段局部脈搏波 的釆樣點(diǎn)數(shù)應(yīng)該相同，但是因?yàn)槊}搏波信號存在偏差，因此，通過本步驟消除 偏差。
消除偏差后， 一路脈搏波信號的所述多段局部脈搏波可組成如下矩陣
匆(1》每2(1). 雄(1〉...^^1).
—趟(^雄2(^)...雄(^^(，
其中，從該路脈搏波信號中分離出M段局部脈搏波，每段局部脈搏波對應(yīng) N個(gè)采樣點(diǎn)，(AO為第N個(gè)采樣點(diǎn)對應(yīng)的在第M段局部脈搏波上的脈搏波數(shù)據(jù)。
步驟104:將各路脈搏波信號的各段局部脈搏波分別作為待修正脈搏波， 根據(jù)與該待修正脈搏波相鄰的兩段或多段局部脈搏波上的脈搏波數(shù)據(jù)，修正該 待修正脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)；
具體的修正方法包括
步驟c 1:對各路脈搏波信號的各段局部脈搏波進(jìn)行中值濾波；
步驟c2:對中值濾波后的所述各路脈搏波信號的局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波。
所述中值濾波的方法具體包括
cll、取一路脈搏波信號的各段局部脈搏波；
c12、將該路脈搏波信號的一段局部脈搏波作為待修正脈搏波；Cl3、取在一個(gè)采樣點(diǎn)所采集的待修正脈搏波、以及與該待修正脈搏波相鄰
的2m段局部脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)，對所取出的脈搏波數(shù)據(jù)取中值，用該中值
替代該采樣點(diǎn)所采集的待修正脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)；
c14、重復(fù)執(zhí)行步驟c3,完成待修正脈搏波的其余釆樣值的替代。 c15、返回步驟c2，直到完成該路脈搏波信號的各段局部脈搏波的修正； c16、返回步驟cl，分別修正其余三路脈搏波信號的各段局部脈搏波。 經(jīng)步驟cl修正后各局部脈搏波如圖4所示，消除了圖3中的畸變波形。 這里，由于各局部脈搏波采樣頻率相同，因此同一釆樣點(diǎn)對應(yīng)的相位相同，
因此可認(rèn)為同一釆樣點(diǎn)對應(yīng)的脈搏波數(shù)據(jù)相同。
經(jīng)步驟cl修正后P矩陣中第i行第j列的數(shù)據(jù)表示為
/U/) = >S^)(/) = iW^{&g(;_ )(,')，...&gy(a..，&&+ i)(,.)}， i=l,2—N，j=(m+l)...(M-m)
其中，2m+l為中值濾波窗口寬度，M^g為取中值操作，化g;.(/)為中值濾
波后第j段局部脈搏波的第i個(gè)釆樣點(diǎn)對應(yīng)的脈搏波數(shù)據(jù)。為了使輸出信號與輸 入信號等長，對信號的左右端進(jìn)行擴(kuò)展，如下
令尸(/,》&g;(0 = i:l，2…N，j-l，2…m或j=(M-m+l)…M
步驟cl用于消除突發(fā)性擾動干擾，由于突發(fā)性擾動干擾一般會出現(xiàn)在某個(gè) 局部脈搏波的某個(gè)或幾個(gè)相位上，這時(shí)該相位上所對應(yīng)的脈搏波數(shù)據(jù)就會明顯 大于/小于相鄰局部脈搏波同相位點(diǎn)的數(shù)據(jù)，對存在干擾的局部脈搏波，以及相 鄰局部脈搏波同相位點(diǎn)的脈搏波數(shù)據(jù)取中值，用所取中值替代存在干擾的局部 脈搏波該相位點(diǎn)的脈搏波數(shù)據(jù)，即可消除所述突發(fā)性擾動干擾。
步驟c2用于消除周期性擾動干擾，原理為在一些快速的擾動下，在不同 局部脈搏波的同一相位處，可能會出現(xiàn)均值為零的周期性擾動干擾。這時(shí)將該 相位點(diǎn)所對應(yīng)的脈搏波數(shù)據(jù)和與其相鄰的2m個(gè)局部脈搏波的相同相位點(diǎn)所對 應(yīng)的脈搏波數(shù)據(jù)取均值，并用該均值替代待修正局部脈搏波在待相位點(diǎn)所對應(yīng) 的脈搏波數(shù)據(jù)，即可消除該相位上周期性擾動的影響。
執(zhí)行步驟c2后，P矩陣中第i行第j列的數(shù)據(jù)表示為W,力=化g;(O = M^"{&g;,_ )W，…&g;(/)…,&g:,+")(W ， i=l，2...N， j=(n+l). .(M-n) 其中，2n+l為平滑濾波窗口寬度，M^"W為取均值搡作，Sg;(/)為平滑濾
波后第j段局部脈搏波的第i個(gè)采樣點(diǎn)對應(yīng)的脈搏波數(shù)據(jù)。為了使輸出信號與輸
入信號等長，對信號的左右端進(jìn)行擴(kuò)展，如下
令尸(/,/) = 5^;0) = &<力)，i=l,2...N，j=l，2...n或j=(M-n+l)…M
步驟105:根據(jù)各路脈搏波信號修正后的局部脈搏波計(jì)算血氧飽和度。 血氧飽和度的具體計(jì)算方法包括
根據(jù)rdc、 rac、 irdc和irac各自的平滑濾波后的第j段局部脈搏波，計(jì)算第 j段局部脈搏波對應(yīng)的瞬時(shí)的雙波長調(diào)制比& ;
取各局部脈搏波對應(yīng)的瞬時(shí)的雙波長調(diào)制比平均值》；
將^代入擬合直線方程
5^6>2 fi》
求得血氧飽和度；其中，Spq為血氧飽和度，-B、 A分別為該擬合直線的
斜率和截距。
所述擬合直線方程通過定標(biāo)實(shí)驗(yàn)獲得，具體包括
取大概30個(gè)人作為測量樣本，分別利用標(biāo)準(zhǔn)的血?dú)夥治龇椒y量其血氧飽 和度值Sp02作為真實(shí)值；
利用本發(fā)明所述方法測量其》值；
利用最小二乘線性擬合的方法建立X與Sp02的所述擬合直線。 雙波長調(diào)制比^的計(jì)算公式為
廣(Ta。0)，c/!力」 其中，&。勿為rac的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波后得到的脈搏波數(shù)據(jù) 的最大值和最小值之差;ra。^為rdc的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波后得到 的脈搏波數(shù)據(jù)平均值；&。(//")為irac的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波后得到 的脈搏波數(shù)據(jù)的最大值和最小值之差；r血/z"為irdc的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波后得到的脈搏波數(shù)據(jù)平均值。
步驟106:將P矩陣按列拉直，得到消除運(yùn)動干擾信號后的脈搏波信號，
如圖5所示；所得到信號的脈搏波數(shù)據(jù)的排列如下 l:(尸(l,l),尸(2,l),…尸(iV,l),尸(l，2),P(2,2)….尸(7V，A^
本發(fā)明可以消除多種運(yùn)動產(chǎn)生的干擾，圖6、圖7、圖8分別顯示了存在突 發(fā)抖動、連續(xù)抖動、轉(zhuǎn)動千擾的脈搏波信號，以及釆用本發(fā)明消除了干擾后的 脈搏波信號，通過對比可見本發(fā)明所提出的方法對多種運(yùn)動干擾均有較好的抗 干擾效果。
以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種血氧飽和度檢測方法，其特征在于，該方法包括A、采集脈搏波信號，并從所采集的脈搏波信號中分離出紅光直流信號(rdc)、紅光交流信號(rac)、近紅外光直流信號(irdc)和近紅外光交流信號(irac)；B、從rdc、rac、irdc和irac中各分離出多段局部脈搏波；各段所述局部脈搏波的起始相位相同，終止相位也相同；C、將各路脈搏波信號的各段局部脈搏波分別作為待修正脈搏波，根據(jù)與該待修正脈搏波相鄰的兩段或多段局部脈搏波上的脈搏波數(shù)據(jù)，修正該待修正脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)；D、根據(jù)各路脈搏波信號修正后的局部脈搏波計(jì)算血氧飽和度。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述血氧飽和度檢測方法，其特征在于，步驟B具體 包括分別從rdc、 rac、 irdc、 irac中截取一段信號，所截取的各段信號均對應(yīng)所 釆集的脈搏波信號的同一段信號；確定從imc中所截取信號的各波谷所對應(yīng)的釆集點(diǎn)；從irac中所截取信號 各波谷所對應(yīng)的釆集點(diǎn)即為從rdc、 mc、 irdc中所截取信號各波谷所對應(yīng)的釆集 點(diǎn)；以各波谷所對應(yīng)的釆樣點(diǎn)作為分割點(diǎn)，每相鄰兩分割點(diǎn)間的信號作為 一段 局部脈搏波，將從irac、 rdc、 mc和irdc所截取的信號分割成多段局部脈搏波。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述血氧飽和度檢測方法，其特征在于，所述確定從imc 中所截取信號的各波谷所對應(yīng)的釆集點(diǎn)包括設(shè)x(n)為采樣點(diǎn)n對應(yīng)的該段從imc中所截取信號的脈搏波數(shù)據(jù)，并對x(n) 相隔k個(gè)釆樣點(diǎn)取一次差分得到通過如下函數(shù)<formula>formula see original document page 3</formula>得到所截取的信號每個(gè)從上升支到下降支的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，即非零的&( );其中， H為中當(dāng)前采樣點(diǎn)ii之前的L個(gè)采樣點(diǎn)所對應(yīng)數(shù)據(jù)的最大值，且L的取值 應(yīng)保證&(0L^, +，....,中至少包含一個(gè)心率周期的脈搏波的下降沿；從所截取的信號中取相鄰兩轉(zhuǎn)折點(diǎn)間的最小值，即得到所截取的信號的波谷。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述血氧飽和度檢測方法，其特征在于，步驟C具體 包括cl、取一路脈搏波信號的各段局部脈搏波； c2、將該路脈搏波信號的一段局部脈搏波作為待修正脈搏波； c3、取在一個(gè)釆樣點(diǎn)所釆集的待修正脈搏波、以及與該待修正脈搏波相鄰 的2m段局部脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)，對所取出的脈搏波數(shù)據(jù)取中值，用該中值替代該采樣點(diǎn)所采集的待修正脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)；c4、重復(fù)執(zhí)行步驟c3，完成待修正脈搏波的其余采樣值的替代。c5、返回步驟c2，直到完成該路脈搏波信號的各段局部脈搏波的修正；c6、返回步驟cl,分別修正其余三路脈搏波信號的各段局部脈搏波。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述血氧飽和度檢測方法，其特征在于，步驟B進(jìn)一 步包括bl、取一路脈搏波信號的所述多段局部脈搏波的平均采樣點(diǎn)數(shù)，采用擬合 插值來對各段局部脈搏波進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)齊，使得各段局部脈搏波的釆樣點(diǎn)數(shù)相同； b2、將各段局部脈搏波的脈搏波數(shù)據(jù)組成如下矩陣<formula>formula see original document page 3</formula>其中，從該路脈搏波信號中分離出M段局部脈搏波，每段局部脈搏波對應(yīng) N個(gè)釆樣點(diǎn)，Se^(iV)為第N個(gè)釆樣點(diǎn)對應(yīng)的在第M段局部脈搏波上的脈搏波 數(shù)據(jù)；b3、返回步驟bl，對其余三路脈搏波信號的局部脈搏波進(jìn)行數(shù)據(jù)補(bǔ)齊。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述血氧飽和度檢測方法，其特征在于，經(jīng)步驟C修 正后P矩陣中第i行第j列的數(shù)據(jù)表示為=&g)(/) = MW{&g(")(/),...&g//).."&^+m)(/)} ， i=l，2...N，j=(m+l). .(M國m)尸(/，_/) = 5feg'乂(0 = ， i=l，2...N, j=l,2,,,m或j=(M-m+l) ...M其中，2m+l為中值濾波窗口寬度，M"p為取中值操作，wg;.(/)為中值濾波后第j段局部脈搏波的第i個(gè)釆樣點(diǎn)對應(yīng)的脈搏波數(shù)據(jù)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述血氧飽和度檢測方法，其特征在于，步驟C進(jìn)一 步包括對所述各路脈搏波信號修正后的局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波，得到P矩陣中第i行第j列的數(shù)據(jù)表示為== Mea"{&g;")0V.S< , i=l,2...N, j=(n+l).. .(M-n)= = Seg)(O ， i=l，2...N， j=l，2.. .n或j=(M-n+l) ...M其中，2n+l為平滑濾波窗口寬度，Me""p為取均值搡作，Seg;.(/)為平滑濾波后第j段局部脈搏波的第i個(gè)采樣點(diǎn)對應(yīng)的脈搏波數(shù)據(jù)。
8、根據(jù)權(quán)利要求7所述血氧飽和度檢測方法，其特征在于，步驟E包括: 根據(jù)rdc、 mc、 irdc和irac各自的平滑濾波后的第j段局部脈搏波，計(jì)算第j段局部脈搏波對應(yīng)的瞬時(shí)的雙波長調(diào)制比&;取各局部脈搏波對應(yīng)的瞬時(shí)的雙波長調(diào)制比平均值》；將》代入擬合直線方程糾=」-M求得血氧飽和度；其中，*02為血氧飽和度，-B、 A分別為該擬合直線的斜率和截距。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述血氧飽和度檢測方法，其特征在于，所述瞬時(shí)的雙 波長調(diào)制比及,的計(jì)算公式為及一其中，r"。勿為mc的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波后得到的脈搏波數(shù)據(jù) 的最大值和最小值之差；Wc/^為rdc的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波后得到 的脈搏波數(shù)據(jù)平均值；化。(/r)為irac的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波后得到 的脈搏波數(shù)據(jù)的最大值和最小值之差；Wc,》為irdc的第j個(gè)局部脈搏波進(jìn)行平滑濾波后得到的脈搏波數(shù)據(jù)平均值。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7所述血氧飽和度檢測方法，其特征在于，該方法進(jìn)一 步包括將^矩陣按列拉直，得到消除運(yùn)動干擾信號后的脈搏波信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種血氧飽和度檢測方法，該方法包括采集脈搏波信號，并從所采集的脈搏波信號中分離出紅光直流信號(rdc)、紅光交流信號(rac)、近紅外光直流信號(irdc)和近紅外光交流信號(irac)；從rdc、rac、irdc和irac中各分離出起始、終止相位相同的多段局部脈搏波；根據(jù)與局部脈搏波相鄰的兩段或多段局部脈搏波上的脈搏波數(shù)據(jù)來修正該局部脈搏波；根據(jù)各路脈搏波信號修正后的局部脈搏波計(jì)算血氧飽和度。采用本發(fā)明所述的方法，能消除與脈搏波信號頻帶重疊部分的運(yùn)動干擾信號的干擾，并且不需額外增加硬件。
文檔編號A61B5/145GK101433463SQ20081024018
公開日2009年5月20日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者張廣軍, 李慶波, 鑫 聶 申請人:北京航空航天大學(xué)