[发明专利]消除运动干扰的血氧饱和度测量方法

摘要

本发明公开了一种消除运动干扰的血氧饱和度测量方法，由于受到运动的影响，光电容积脉搏波(PPG)受到干扰，使无创血氧饱和度测量产生较大误差。该方法首先利用两波长标准化PPG信号之差作为理想信号构建自适应滤波器，对两波长PPG信号进行滤波以消弱部分干扰，而后按照0～100％的血氧饱和度分别构建参考信号系列，使用参考信号与原始信号的FFT系数间的相关性作为动脉血氧饱和度的识别方法计算出当前动脉血氧饱和度。

主权项

1、一种消除运动干扰的血氧饱和度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立PPG运动干扰模型：$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{IR}=\mathrm{\η}+S+M\\ \mathrm{RD}=\mathrm{\η}+(r_a\×S)+(r_v\×M)\end{array}\right.$其中，IR和RD分别表示标准化了的红外光和红光PPG信号，η表示由于传感器探头与接触皮肤间耦合系数所引起的干扰，这部分干扰由于与测量光的波长无关，称为与波长无关干扰，S和M分别表示理想的未受干扰的标准化PPG信号和运动对静脉血液影响所引起的干扰部分，这两部分与测量光波长相关，ra和rv分别由动脉及静脉血液的血氧饱和度所决定；(2)从传感器获取两波长PPG信号，首先进行A/D转换，实现数字化；使用数字信号处理的方法得到信号的交流部分和直流部分，而后将两部分信号之比作为标准化信号，以便后续计算，及消除信号中的部分乘积干扰；(3)使用上述两标准化PPG信号之差作为理想信号，分别对两标准化PPG信号进行自适应滤波处理；(4)按照动脉血氧饱和度从0到100％所对应的r′，根据等式RS＝r′×IR-RD构建一系列参考信号，将参考信号的快速付里叶变换系数与标准化信号IR的快速付里叶变换系数进行相关系数计算，得到一系列相关系数构成相关系数曲线；其中，r′与动脉血氧饱和度之间的关系与测量系统有关，可通过事先标定得到；为尽量减小快速付里叶变换的旁瓣影响，在进行快速付里叶变换前，对数据进行加窗处理；(5)从相关系数曲线提取两极小值，分别对应着动脉血氧饱和度和静脉血氧饱和度，对相关系数从100％处开始搜索至第一个极小值，其所对应的血氧饱和度即为动脉血氧饱和度。