[发明专利]一种光学信号检测与处理方法与装置

说明书

本发明提供一种光学信号检测与处理方法与装置，在光学设备工作过程中通过光电传感器在人体组织血管中检测血液容积变化而得到光学探测的生理信号，其特征在于，所述方法包括在所述光学设备的计算模块内执行如下步骤：设置一个数据缓冲区，该数据缓冲区能够储存至少3个预定时间单位的光学探测的生理信号；采集和计算步骤，将采集到的光学探测的生理信号的各个DC分量存入所述数据缓冲区，对所述DC分量的值求方差，获得第一波形参考指标值；比对步骤；将所述第一波形参考指标值与预存的基准指标值范围进行比对；判定步骤，若所述第一波形参考指标值大于所述基准指标值的最大值，则输出设备脱落的信号；若所述第一波形参考指标值不大于所述基准指标值的最大值，继续采集新的光学探测的生理信号，然后执行所述采集和计算步骤。

技术领域

本发明涉及人体健康监测设备领域，更具体而言，涉及一种光学信号检测与处理方法与装置。

背景技术

血氧饱和度(oxygen saturation，SpO2)和心率(heart rate,HR)是两个非常重要的人体参数，对它们的实时检测可以帮助人们随时了解自己的身体状况。一定程度上能够避免由于心血管疾病和心肺功能不足等因素引起的意外事件的发生。特别是血氧饱和度的实时监测已成为判断人体供氧状况以及人体呼吸系统和循环系统是否正常的一个重要指标。通过光学探测的生理信号，例如PPG信号光电容积脉搏波(photoplethysmographic,PPG)信号来监测SpO2，光学探测的生理信号中包含诸如心率和血氧等的很多人体生理信息，利用光电容积脉搏波信号提取心率和血氧得到了广泛的应用。出于便利性的考虑，内置电池或采用干电池的小型化和便携化的生理信号光学设备的普及越来越广泛。例如，可以采用指套式光电感测器来测量血氧饱和度。测量时，只需将感测器套在人手指上，利用手指作为盛装血红蛋白的透明容器，使用例如波长660nm的红光和940nm的近红外光作为射入光源，测定通过组织床的光传导强度，来计算血红蛋白浓度及血氧饱和度，仪器即可显示人体血氧饱和度，为临床提供了一种连续无损伤血氧测量仪器。

便携式光学设备一般使用电池，为了确保续航时间，在设备从手指脱落时都会进入休眠或低功耗状态。目前，例如对于SpO2这种光学设备来判断人体组织脱落的基本方案，主要有生理信号特征判断方案和监测光照强度判断脱落状态的方案。但这两者的方案中，要么需要的设备的低功耗运算单元进行耗能较多的复杂计算，占用便携设备宝贵的运算资源；要么要保持发光器件的发光来进行判断，仍然会消耗较多的电量。对于监测光照强度的方案来说，在脱落的情况下，光学设备仍然正常发光，仅仅是把发光强度降低。该方案的led需要一直处于发光状态，这样就不适合电池供电等低功耗产品。对于使用分析生理信号的方案来说，也不适合低功耗产品，因为在生理分析的过程中会涉及到大量的数据计算，一般低功耗的MCU，也并不适合进行大量的数据计算，这样不单单会浪费操作时间，还会消耗一定的电量。此外，对于监测光照强度的方案来说，如果特意去遮挡接收器，这个时候设备可能会错误的识别成插入了手指，开始监测工作。从而影响监测结果的精确度。

发明内容

为了解决现有技术中的不足和缺陷，本公开文本提出了一种用于SpO2光学设备的脱落检测方法。

在根据本发明的一个方面，在所述光学设备工作过程中通过光电传感器在人体组织血管中检测血液容积变化而得到光学探测的生理信号，所述方法包括在所述光学设备的计算模块内执行如下步骤：

设置一个数据缓冲区，该数据缓冲区能够储存至少3个预定时间单位的光学探测的生理信号；

采集和计算步骤，将采集到的光学探测的生理信号的各个DC分量存入所述数据缓冲区，对所述DC分量的值求方差，获得第一波形参考指标值；

比对步骤；将第一波形参考指标值与预存的基准指标值范围进行比对；

判定步骤，若第一波形参考指标值大于所述基准指标值的最大值，则输出设备脱落的信号；若第一波形参考指标值不大于所述基准指标值的最大值，继续采集新的光学探测的生理信号，然后执行采集和计算步骤。