[发明专利]无创脉搏血氧仪的LED阶梯调光方法

说明书

本发明公开了一种无创脉搏血氧仪的LED阶梯调光方法，所述方法包括以下步骤：S1.系统初始化，将系统参数载入无创脉搏血氧仪的控制器内存中；S2.实时检测是否有探头插入，如果检测到探头插入，则执行步骤S3，否则继续执行S2；S3.实时检测是否有手指插入，如果检测到手指插入，则无创脉搏血氧仪的LED以默认驱动电流强度发光，否则继续执行S3；S4.根据PPG基线确定目标驱动电流强度；S5.调整驱动电流到目标驱动电流强度，无创脉搏血氧仪的LED以目标驱动电流强度发光。本发明的LED阶梯调光方法应用于无创脉搏血氧仪，无需复杂的计算，只需查表就可快速调整到特定的目标驱动电流。

技术领域

本发明涉及LED调光领域，具体来说，涉及应用于无创脉搏血氧仪的LED阶梯调光方法。

背景技术

无创脉搏血氧仪是使用特定波长的光对人体组织进行透射或反射，对接收到的光电容积脉搏波信号(PPG)进行分析的医疗器械，通过对脉搏波交流、直流分量分离，提取脉搏波交流分量中的脉搏波幅度，可以计算并分析血氧参数。

无创脉搏血氧仪使用LED发射用于对人体组织进行透射或反射的光，例如对手指进行透射或反射。但是，由于被测人群可能涉及儿童、成人、男性、女性、办公室人群、室外工作人群，不同被测人群的体质不同，因此手指的粗细、肤色，角质层厚度均会不同，如果LED采用统一的驱动电流强度进行发光，由此产生的PPG基线的斜率也会不同，并导致最终测量结果不准确。因此需要对LED进行调光，以提供高质量的PPG信号数据。

传统的调光控制方法采用线性调光或二分法加微调的调光逻辑。

对于线性调光，多数算法将LED的发光强度和驱动电流看成线性关系，预测光强来调整PPG直流分量(即基线位置)。例如，专利文献CN102389311A公开了一种多级调光的数字脉搏血氧仪及其使用方法，其采用分段线性调光，即在PPG基线超出上限值或低于下限值时，进行线性调光。但实际情况中，LED的发光强度和驱动电流实际上只能在较小范围内维持线性，在整个额定驱动电流范围内，光强和驱动电流是曲线关系而非完美的直线。因此在大范围电流调光时，容易导致基线调节差异较大，在调节过程中会出现振荡，从而延长调光过程。

对于二分法加微调，需要不断调整驱动电流，针对不同的驱动电流，对PPG基线信号进行多次计算，实现PPG基线的逼近调整，使得PPG基线落入目标区域，再通过比例法等算法计算驱动电流，多次调整后完成调光。专利文献CN107773250A公开了一种自动增益控制的光电脉搏血氧仪快速调光控制方法，但是整个计算过程比较复杂，导致调光时间较长，系统复杂度较高。

发明内容

针对现有技术过于复杂及调光时间较长的缺陷，本发明提出一种无创脉搏血氧仪的LED阶梯调光方法。本发明能够针对不同待测人群快速将无创脉搏血氧仪的LED光强调整到合适光强，而且不需要复杂的计算。

本发明公开了一种无创脉搏血氧仪的LED阶梯调光方法，所述方法包括以下步骤：

S1.系统初始化，将系统参数载入无创脉搏血氧仪的控制器内存中；

S2.实时检测是否有探头插入，如果检测到探头插入，则执行步骤S3，否则继续执行S2；

S3.实时检测是否有手指插入，如果检测到手指插入，则无创脉搏血氧仪的LED以默认驱动电流强度发光，否则继续执行S3；

S4.根据PPG基线确定目标驱动电流强度；

S5.调整驱动电流到目标驱动电流强度，无创脉搏血氧仪的LED以目标驱动电流强度发光。

S6.进行脉搏波提取，对脉搏波交流、直流分量进行分离，最终根据定标曲线计算血氧值。

S7.手指拔出或探头拔出，重新初始化。