一种脉搏信号的测量方法及装置的制造方法_4

文档序号:8419545阅读:来源:国知局
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。
[0074]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、骨骼、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。
[0075]请参考图3中反射光接收处理部分,该反射光接收处理部分包括第一光接收转换模块204、第二光接收转换模块205、第一滤波模块206、第二滤波模块207、差分模块208以及处理模块209。
[0076]第一光接收转换模块204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,第二光接收转换模块205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。在本实施例中,所述第一光接收转换模块204包括第一光电传感器2041和第一电流电压转换器2042,所述第二光接收转换模块205包括第二光电传感器2051和第二电流电压转换器2052。其中,第一光电传感器2041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,第二光电传感器2051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,第一电流电压转换器2042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),第二电流电压转换器2052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)。
[0077]由于第一 LED灯202和第二 LED灯203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,第一光接收转换模块204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;第二光接收转换模块205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。
[0078]第一滤波模块206对第一电信号进行滤波,第二滤波模块207对第二电信号进行滤波。在本实施例中,所述第一滤波模块206和第二滤波模块207均是中心频率为IKHz的带通滤波器。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。
[0079]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。
[0080]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,因此差分模块208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,差分模块208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。
[0081]处理模块209根据第五电信号得到被测量对象的脉搏信号。在一个优选实施例中,处理模块209包括放大单元2091和转换单元2092,其中,放大单元2091用于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,转换单元2092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的脉搏信号。具体地,由于真实的人体脉搏信号比较微弱,其幅度大约是微伏到毫伏的数量级范围,因此,为了后续可以利用脉搏信号得到精确的人体生理参数以及做出准确的医学诊断以及危险预警,通常需要对差分处理后得到的携带有脉搏信息的第五电信号的信号强度进行放大。但是,由于不同的被测量对象具有不同的皮质以及脉搏强度,因此导致第五电信号的信号强度也相应存在差异。为了针对所有被测量对象都可以得到最优的增益效果,可以预先设定信号强度的范围阈值,当差分模块208处理得到第五电信号之后,首先放大单元2091对该第五电信号的信号强度进行检测,然后根据该检测结果自适应地确定放大倍数,使得根据该放大倍数放大后的第五电信号的信号强度位于预设的范围阈值内,接着放大单元2091按照该放大倍数对第五电信号进行放大,最后转换单元2092对放大后的第五电信号进行采样以生成数字信号,该数字信号即为最终的被测量对象的脉搏信号。如此一来,可以保证任何被测量对象的脉搏信号的信号强度始终保持在一个合适的范围内。在一个具体实施例中,所述放大单元2091是可调增益放大器,所述转换单元2092是A/D转换器。
[0082]需要说明的是,在测量过程中,如果测量装置并未佩戴在被测量对象的身上,而是摆放在可以接收白炽灯灯光的物体上,在这种情况下,第一光电传感器2041和第二光电传感器2051接收到的仅是白炽灯灯光,该白炽灯灯光经过第一滤波模块206和第二滤波模块207之后将被滤除,从而使得测量装置不会将白炽灯灯光误认为是测量光的反射光,进而保证测量装置不会根据白炽灯灯光得到无效的脉搏信号,如此一来,针对于集成了该测量装置以获得人体脉搏信号并进一步根据该脉搏信号得到人体生理参数的健康监测设备来说,在该健康监测设备仅接收白炽灯灯光的情况下,由于白炽灯灯光的干扰被滤除,因此测量装置将不会得到被测量对象的脉搏信号,进而该健康监测设备也不会相应输出人体生理参数,有效地解决了现有技术中虽然健康监测设备并未佩戴在被测量对象的身体部位上但是却显示人体生理参数的问题。
[0083]此外,还需要说明的是,在测量过程中,如果测量装置佩戴在被测量对象的身上但是第一 LED灯202并未对准动脉、又或者是测量装置未佩戴在被测量对象的身上而是对准了有可能产生其他抖动信号的物体上,在这种情况下,第三电信号和第四电信号基本相同的,都是仅仅包括了抖动信号,如此一来,差分模块208对第三电信号和第四电信号进行差分处理以后得到的第五电信号与真实脉搏信号之间存在很大的差异,因此很容易辨别出第五电信号是否所需要的脉搏信号。针对于集成了该测量装置以获得人体脉搏信号并进一步根据该脉搏信号得到人体生理参数的健康监测设备来说,当测量装置佩戴在被测量对象的身上但是第一 LED灯202并未对准动脉、又或者是测量装置未佩戴在被测量对象的身上而是对准了有可能产生其他抖动信号的物体上时,差分模块208在得到第五电信号之后判断该信号并非是所需要的脉搏信号以后将舍弃该第五电信号,因此处理模块209将不会得到被测量对象的脉搏信号,进而该健康监测设备也不会相应输出人体生理参数,有效地解决了现有技术中健康监测设备未正确佩戴以及未佩戴在被测量对象的身体部位上但
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