[发明专利]一种提升测量系统测量精度的方法及系统

权利要求书

1.一种提升测量系统测量精度的方法，应用于血氧测量系统，血氧测量系统至少包括发光单元、光电转换单元、A/D模数转换单元、驱动调节单元、算法处理单元，其特征在于，

所述发光单元发射至少一路光信号，穿透人体组织；

所述光电转换单元接收发光单元发射的穿透人体组织的光信号，并转换成电信号，所述电信号包含了生理组织中至少一种生理信号特征，所述电信号发送至A/D模数转换单元；

所述A/D模数转换单元转换所述电信号为数字信号，所述A/D模数转换单元还具备一个信噪比优化模块，该模块完成对数字信号的信噪比优化，并输出驱动调节单元所需的调节系数，优化后的数字信号传输到算法处理单元，调节系数传输到驱动调节单元；

所述信噪比优化模块，针对载波信号、调制信号、解调信号和滤波器这四种元素建立了包括消除高频噪声、提升采样精度和消除低频干扰的逻辑策略对数字信号的信噪比进行优化，所述逻辑策略包含载波信号、调制信号、解调信号和滤波器四种元素中的至少两种元素，所述滤波器是低通、高通、带通、带阻和自适应的至少一种类型；

所述逻辑策略包括消除高频噪声：载波信号、低通滤波器、调制信号依次满足至少4倍比例原则，即载波信号频率是低通滤波器截止频率的至少4倍，低通滤波器截止频率是调制信号频率的至少4倍，其中低通滤波器用于对载波信号滤波，消除调制信号中的高频干扰部分；

所述逻辑策略包括提升采样精度：调制信号和解调信号建立自适应宽度调节机制，其中自适应宽度调节，是指调制信号脉宽长度可以自适应增加或减少，解调信号根据脉宽变化自适应补偿精度，实现信噪比提升；

所述逻辑策略包括消除低频干扰：解调信号和自适应滤波器建立自适应滤波机制，动态调整滤波的窗长度，实现动态低频干扰的滤除；

所述驱动调节单元，基于经过信噪比优化模块的逻辑策略处理后的数字信号生成调节系数，调节发光单元驱动电流的大小，血氧测量系统是红光和红外光的交替发光策略，通过控制发光单元交替发光形成光电转换单元所获得的调制信号；

所述算法处理单元，基于经过信噪比优化模块的逻辑策略处理后的数字信号，进行生理参数的转换和计算，得到至少一种生理参数，解调信号获取有效的生理信号；

其中，所述提升采样精度的逻辑策略中自适应宽度调节包括如下步骤：

对获取的采样信号进行交直流分离处理获取交流分量和直流分量，

基于所述交流分量和直流分量计算得到幅度特性或者灌注指数特性，和，

依据所述幅度特性或者灌注指数特性来调节调制信号实际脉宽长度的增加或减少，其中，按照幅度特性或者灌注指数特性，调整调制信号的实际脉宽长度，按照实际情况进行增加或减少，以自适应的方式补偿或修正灌注度。

2.根据权利要求1所述的提升测量系统测量精度的方法，其特征在于，所述信噪比优化模块还包括下述逻辑策略：调制信号和解调信号建立自适应幅度调节机制，其中自适应幅度调节是指调制信号幅度大小可以自适应增加或减少，解调信号根据幅度变化自适应补偿精度，实现信噪比提升，或者，

所述信噪比优化模块中，所述调制信号脉宽长度可以自适应增加或减少采用以下方式：

每个采样点对应是时间单位就是脉宽信息，采样点数的增加或减少，对应的调制信号的脉宽长度也在相对应的增加或减少，采样脉宽长度的调节，或者说采样数值平均个数，取决于信噪比优化模块最后的输出结果的反馈，基于该输出结果计算得到幅度特性或者灌注指数特性，来调节实际脉宽的加长或缩短；和，

所述解调信号根据脉宽变化自适应补偿精度，采用以最大驱动脉宽为基准，逆向构建驱动脉宽调节体系的方式，包括：在驱动脉宽的采样点数基础上，乘以调节增益扩展到在最大驱动脉宽的采样点数，以累计和作为最终输出，在驱动脉宽获取的采样值不足时，自动补足精度。

3.根据权利要求1所述的提升测量系统测量精度的方法，其特征在于，所述调节调制信号实际脉宽长度的增加或减少包括如下步骤：

建立幅度特性或者灌注指数特性与调节系数的映射关系；

判断采样信号是否存在干扰；

如果存在干扰则维持当前的采样脉冲宽度输出；

如果不存在干扰则选择与当前幅度特性或者该灌注指数特性匹配的调节系数；

应用选择后的所述调节系数调节输出的采样脉冲宽度。