一种脉搏信号的测量方法及装置的制造方法_2

文档序号:8419545阅读:来源:国知局
测量。
[0039]请参考图1,图1是根据本发明的脉搏信号的测量方法的一个【具体实施方式】的流程图。如图所示,该测量方法包括:
[0040]在步骤SlOl中,设置第一光源和第二光源均工作在第一光源频率下,其中,所述第一光源和第二光源发射相同类型的测量光,所述第一光源频率不同于环境光源的第二光源频率;
[0041]在步骤S102中,所述第一光源向被测量对象的动脉所对应的第一体表皮肤发送第一测量光,以及所述第二光源向所述被测量对象的非动脉所对应的第二体表皮肤发送第二测量光;
[0042]在步骤S103中,接收所述第一体表皮肤处的第一反射光并将该第一反射光转换为第一电信号,以及接收所述第二体表皮肤处的第二反射光并将该第二反射光转换为第二电信号;
[0043]在步骤S104中,以所述第一光源频率为中心频率对所述第一电信号进行带通滤波得到第三电信号以及对所述第二电信号进行带通滤波得到第四电信号;
[0044]在步骤S105中,对所述第三电信号和所述第四电信号进行差分处理得到第五电信号;
[0045]在步骤S106中,根据所述第五电信号得到所述被测量对象的脉搏信号。
[0046]具体地,在步骤SlOl中,测量装置采用光反射法对被测量对象的脉搏信号进行测量,其中,测量装置包括第一光源和第二光源,该第一光源和第二光源用于分别向被测量对象的体表皮肤发射相同类型的测量光。在本实施例中,所述第一光源和第二光源均为LED灯,该两个LED灯均发射红光作为测量光或者均发射红外光作为测量光。其中,第一光源和第二光源工作在相同的光源频率(下文称为第一光源频率)下,该第一光源频率不同于测量环境中所存在的环境光源的光源频率(下文称为第二光源频率)。在本实施例中,环境光源主要是指例如白炽灯等工作在工频50Hz下的光源,即第二光源频率等于50Hz。由于第一光源和第二光源的第一光源频率不同于环境光源的第二光源频率,因此第一光源和第二光源发射的测量光和环境光源发射的环境光其二者的频率不同,从而便于在后续测量脉搏信号时根据频率对测量光和环境光进行区分。为了后续可以根据频率将测量光和环境光准确地进行区分,优选地,第一光源频率至少是第二光源频率的2倍。在本实施例中,通过对第一光源和第二光源进行调制使其二者均工作在第一光源频率下。以第一光源和第二光源均是LED灯以及环境光源是白炽灯为例说明,通过对每一 LED灯分别进行脉冲宽度调制(PWM),其中调制频率等于IKHz (即第一光源频率等于IKHz),使得每一 LED灯发射出主频等于IKHz的交流光,而白炽灯工作在工频50Hz下(即第二光源频率等于50Hz)。
[0047]下面,将以第一光源和第二光源是LED灯以及环境光源是白炽灯为例进行说明。其中,该两个LED灯分别用第一 LED灯和第二 LED灯表示,该两个LED灯工作在IKHz的第一光源频率下;白炽灯工作在工频50Hz的第二光源频率下。
[0048]在步骤S102中,第一 LED灯和第二 LED灯同时发射测量光,下文中,将第一 LED灯发射的测量光称为第一测量光,将第二 LED灯发射的测量光称为第二测量光。其中,第一LED灯向被测量对象的动脉所对应的体表皮肤(下文称为第一体表皮肤)发送IKHz的第一测量光,同时第二 LED灯向被测量对象的非动脉所对应的体表皮肤(下文称为第二体表皮肤)发送IKHz的第二测量光。在一个优选实施例中,第一体表皮肤是被测量对象的桡动脉所对应的腕部体表皮肤,第二体表皮肤是被测量对象的非桡动脉所对应的腕部体表皮肤,也就是说,测量装置佩戴在被测量对象的腕部,其中第一 LED灯对准被测量对象桡动脉,第二 LED灯对准桡动脉以外的部位。
[0049]需要说明的是,在第一 LED灯和第二 LED灯向被测量对象的体表皮肤发送测量光的同时,白炽灯发出的灯光相应也会照射在被测量对象的体表皮肤上,也就是说,第一体表皮肤在接受第一测量光照射的同时也接受白炽灯灯光的照射,以及第二体表皮肤在接受第二测量光照射的同时也接受白炽灯灯光的照射。
[0050]在步骤S103中,第一测量光和白炽灯灯光透射过第一体表皮肤后,经过人体组织、骨赂、血液的反射后形成反射光(下文称为第一反射光),该第一反射光返回至第一体表皮肤处。同样地,第二测量光和白炽灯灯光透射过第二体表皮肤后,经过人体组织、骨骼、血液的反射后形成反射光(下文称为第二反射光),该第二反射光返回至第二体表皮肤处。接收所述第一体表皮肤处的第一反射光并将该第一反射光转换为第一电信号,以及接收所述第二体表皮肤处的第二反射光并将该第二反射光转换为第二电信号。具体地,利用第一光电传感器接收第一体表皮肤处的第一反射光并根据接收到的第一反射光将其转换为第一电流信号进行输出,利用第二光电传感器接收第二体表皮肤处的第二反射光并根据接收到的第二反射光将其转换为第二电流信号进行输出。现有技术中,人体脉搏信号通常以电压信号的形式输出,因此,在本实施例中,还需要利用第一电流电压转换器对第一电流信号进行转换以生成第一电压信号(即第一电信号),以及利用第二电流电压转换器对第二电流信号进行转换以生成第二电压信号(即第二电信号)。
[0051]由于第一 LED灯和第二 LED灯工作的第一光源频率和白炽灯工作的第二光源频率不同,使得测量光(即第一测量光和第二测量光)的主频与白炽灯灯光的主频不同,进而测量光和白炽灯灯光经由人体组织、骨骼、血液的反射光的主频不同。第一反射光包括了第一测量光的反射光以及白炽灯灯光的反射光,也就是说,第一反射光由主频不同的两个光信号构成。同样地,第二反射光包括了第二测量光的反射光以及白炽灯灯光的反射光,也就是说,第二反射光由主频不同的两个光信号构成。相应地,将第一反射光转换为第一电信号后,该第一电信号中包括主频不同的两个电信号,分别对应于第一测量光的反射光和白炽灯灯光的反射光;将第二反射光转换为第二电信号后,该第二电信号中包括主频不同两个电信号,分别对应于第二测量光的反射光和白炽灯灯光的反射光。
[0052]在步骤S104中,利用第一带通滤波器对第一电信号进行滤波,以及利用第二带通滤波器对第二电信号进行滤波,其中,第一带通滤波器和第二带通滤波器的中心频率均为IKHzο通过滤波可以得到第一电信号中与第一测量光的反射光相对应的主频等于IKHz的电信号(下文中称为第三电信号)以及得到第二电信号中与第二测量光的反射光相对应的主频等于IKHz的电信号(下文中称为第四电信号),而将第一电信号和第二电信号中与白炽灯灯光的反射光相对应的主频等于50Hz的电信号过滤掉,从而有效地滤除了白炽灯灯光对于脉搏信号测量所引入干扰。
[0053]在脉搏测量的过程中,若被测量对象佩戴测量装置的部位发生肌体抖动(例如手腕摆动引起的肌体抖动等),则测量光的反射光中会携带有肌体抖动的信息。也就是说,针对于被测量对象发生肌体抖动的情况,第一测量光的反射光除了携带有被测量对象的肌体抖动的信息之外,由于第一测量光对准被测量对象的脉搏因而其反射光还携带有被测量对象的脉搏的信息,而第二测量光由于并未对准被测量对象的脉搏因而其反射光仅携带有被测量对象的肌体抖动的信息。相应地,第三电信号同时包括了被测量对象的脉搏信号以及由肌体抖动引起的抖动信号,而第四电信号仅仅包括了被测量对象的由肌体抖动引起的抖动信号。
[0054]在步骤S105中,由于第三电信号和第四电信号中同时存在抖动信号这一共模干扰,因此通过对第三电信号和第四电信号进行差分处理可以消除该共模干扰的影响。其中,对第三电信号和第四电信号进行差分处理后得到第五电信号,该第五电信号仅携带有被测量对象的脉搏的信息。
[0055]在步骤S106中,在一个优选实施例中,根据第五电信号得到被测量对象的脉搏信号包括:根据所述第五电信号的信号强度自适应确定放大倍数,并根据该放大倍数对所述第五电信号进行放大;对放大后的第五电信号进行模数转换以得到所述被测量对象
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