[发明专利]一种用于PPG心率测量的运动伪差消除系统及其实现方法

权利要求书

1.一种用于PPG心率测量的运动伪差消除系统，其特征在于：包括两组能够产生不同光强度和光频谱的光源、光电传感器和系统控制电路，系统控制电路分别与两组光源和光电传感器相连接；两组光源位置临近并且相对于光电传感器的中心等距设置，系统控制电路通过光电传感器交替采集两组光源对应的光强度数据后进行运动伪差消除处理。

2.根据权利要求1所述的一种用于PPG心率测量的运动伪差消除系统，其特征在于：所述两组光源为如下两种光源：第一种光源具有穿透皮肤和肌肉组织的能力，信号中包含运动伪差和血液容积的变化信息；第二种光源不具有穿透皮肤和肌肉组织的能力，信号中仅有运动伪差信息。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于PPG心率测量的运动伪差消除系统，其特征在于：所述光源采用LED灯。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于PPG心率测量的运动伪差消除系统，其特征在于：所述系统控制电路由MCU及其外围电路连接构成。

5.如权利要求1至4任一项所述一种用于PPG心率测量的运动伪差消除系统的实现方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1、系统控制电路控制两组光源交替发出不同光强度和光频谱的光线，并通过光电传感器采集分别包括原始PPG信号和参考信号的两路传感器数据；

步骤2、系统控制电路对两路传感器数据采用离线训练方法学习参考信号的映射模型；

步骤3、使用参考信号的映射模型对原始参考信号数据进行映射处理，得到映射后的参考数据；

步骤4、将映射后的参考数据与原始PPG信号进行差分处理，去除PPG信号中的运动伪差信息，最终得到处理后的干净的PPG数据进行后续的信号处理。

6.根据权利要求5所述的一种用于PPG心率测量的运动伪差消除系统的实现方法，其特征在于：所述光源采用LED灯。

7.根据权利要求5所述的一种用于PPG心率测量的运动伪差消除系统的实现方法，其特征在于：所述原始PPG信号包含运动伪差和血液容积的变化信息，所述参考信号运动伪差信息。

8.根据权利要求5所述的一种用于PPG心率测量的运动伪差消除系统的实现方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：对两路传感器数据进行收集，保存一批成对的离线数据，使用数据训练的方法来学习参考信号的映射模型。

9.根据权利要求5所述的一种用于PPG心率测量的运动伪差消除系统的实现方法，其特征在于：所述对两路传感器数据进行离线训练采用最小二乘法实现。

10.根据权利要求5所述的一种用于PPG心率测量的运动伪差消除系统的实现方法，其特征在于：所述参考信号的映射模型使用线性映射模型、分段线性映射模型或非线性映射模型。