用于驱动脉搏波检测的方法和用于脉搏波检测的方法

文档序号:9622633
用于驱动脉搏波检测的方法和用于脉搏波检测的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号处理领域,具体地,涉及一种用于驱动脉搏波检测的方法和用于脉搏波检测的方法。
【背景技术】
[0002]脉搏波中蕴藏着极丰富的心血管系统生理病理信息,其能够反映人体心血管系统的健康状况。脉搏波所表现出的形态(波的形状)、强度(波的幅值)、速率(波的速度)与节律(波的周期)等方面的综合信息在相当程度上可以反映出人体心血管系统的许多生理和病理特征。因此,通过对脉搏波进行监测和分析,可以及时了解人体的健康状况。
[0003]在脉搏波检测中,通常需要检测血氧饱和度。为了获得血氧饱和度信息,通常采用两种光,即红光和红外光,来检测脉搏波。利用还原血红蛋白和氧合血红蛋白对红光和红外光的吸收系数的差别可以计算出血氧饱和度。因此,在脉搏波检测系统中,通常采用两种光源,即红光光源和红外光源,它们分别发射波长为660nm左右的可见红光和波长为920?950nm的不可见红外光。当这两种光照射到人的指尖上时,接收器可以接收到反射光或透射光并将反射光或透射光转换为电信号(本文称为“输出信号”)并将其输出,进而根据接收器的输出信号获得所需的脉搏波信息。
[0004]在传统的脉搏波检测系统中,虽然采用了两路光源,但是接收器只有一路,因此两路光源需要交替照射(或说扫描),才能将利用两路光源所检测到的脉搏波信息区分开。然而,使红光光源与红外光源交替照射的问题在于,光源进行亮灭切换的速度是有限的,也就是扫描频率是有限的。扫描频率的局限会影响利用模数转换器(ADC)对输出信号进行ADC采样时的采样精度,即会导致量化误差。
[0005]因此,需要提供一种用于驱动脉搏波检测的方法,以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

【发明内容】

[0006]为了至少部分地解决现有技术中存在的问题,根据本发明的一个方面,提供一种用于驱动脉搏波检测的方法,包括:生成第一光驱动信号和第二光驱动信号;以及利用第一光驱动信号和第二光驱动信号分别驱动用于脉搏波检测的第一光源和第二光源,以使得第一光源和第二光源同时发光;其中,第一光驱动信号和第二光驱动信号分别是已调制信号,使得同时检测到第一光源所发射的第一光和第二光源所发射的第二光的接收器的输出信号被解调后,能够分离为第一电信号和第二电信号。
[0007]根据本发明的另一方面,提供一种用于脉搏波检测的方法,其包括上述的用于驱动脉搏波检测的方法。
[0008]根据本发明提供的用于驱动脉搏波检测的方法和用于脉搏波检测的方法,由于使第一光源和第二光源同时发光,因此可以提高脉搏波检测中光源的扫描频率,进而提高对接收器输出的输出信号进行ADC采样时的采样精度,可以优化脉搏波检测。
[0009]在
【发明内容】
中引入了一系列简化的概念,这些概念将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0010]以下结合附图,详细说明本发明的优点和特征。
【附图说明】
[0011]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述,用来解释本发明的原理。在附图中,
[0012]图1示出根据本发明一个实施例的用于驱动脉搏波检测的方法的示意图;
[0013]图2示出根据本发明一个实施例的、用于驱动脉搏波检测的方法应用于其中的脉搏波检测系统的示意图;
[0014]图3a示出现有技术中的红光驱动信号和红外光驱动信号的波形示意图;
[0015]图3b示出根据本发明一个实施例的红光驱动信号和红外光驱动信号的波形示意图;
[0016]图3c示出根据图3b所示实施例的驱动信号对光源进行驱动,检测所述光源的接收器的输出信号的波形示意图;
[0017]图4a示出根据本发明另一个实施例的红光驱动信号和红外光驱动信号的波形示意图;以及
[0018]图4b示出根据图4a所示实施例的驱动信号对光源进行驱动,检测所述光源的接收器的输出信号的波形示意图。
【具体实施方式】
[0019]在下文的描述中,提供了大量的细节以便能够彻底地理解本发明。然而,本领域技术人员可以了解,如下描述仅涉及本发明的较佳实施例,本发明可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0020]根据本发明的一个方面,提供一种用于驱动脉搏波检测的方法。下面结合图1和图2描述本发明提供的用于驱动脉搏波检测的方法。图1示出根据本发明一个实施例的用于驱动脉搏波检测的方法100的示意图。图2示出根据本发明一个实施例的、用于驱动脉搏波检测的方法100应用于其中的脉搏波检测系统的示意图。图2所示的脉搏波检测系统仅是示例,用于说明本文所述的用于驱动脉搏波检测的方法。如图1所示,用于驱动脉搏波检测的方法100包括以下步骤。
[0021]在步骤S110,生成第一光驱动信号和第二光驱动信号。在步骤S120,利用第一光驱动信号和第二光驱动信号分别驱动用于脉搏波检测的第一光源和第二光源,以使得第一光源和第二光源同时发光。第一光驱动信号和第二光驱动信号分别是已调制信号,使得同时检测到第一光源所发射的第一光和第二光源所发射的第二光的接收器的输出信号被解调后,能够分离为第一电信号和第二电信号。
[0022]第一光源和第二光源可以是任何已知的或将来可能实现的、用于检测脉搏波信息,尤其是检测血氧饱和度信息的光源,本发明不对此进行限制。可选地,第一光源可以是可见光二极管,例如红光二极管,其可以发射波长为660nm左右的可见红光。第一光驱动信号可以为可见光驱动信号,例如红光驱动信号。可选地,第二光源可以是红外二极管,其可以发射920?950nm的不可见红外光。第二光驱动信号可以为红外光驱动信号。为了描述方便,下文将以第一光驱动信号为红光驱动信号并且第二光驱动信号为红外光驱动信号为例描述本发明。
[0023]参考图2,脉搏波检测系统可以包括至少四部分:计算电路210、探头驱动电路220、光电检测器(也可以称为“探头”)230以及放大和去直流电路240。探头230中包括红光光源(即第一光源,未示出)和红外光源(即第二光源,未示出),其分别发射红光(即第一光)和红外光(即第二光)。探头230的探头接口说明如下:1为地线端口,6、7分别为外屏蔽线端口和内屏蔽线端口,2为红外光输入正极或红光输入负极端口,3为红光输入正极或红外光输入负极端口,9为探头输出正极端口,5为探头输出负极端口。
[0024]探头驱动电路220可以生成红光驱动信号(即第一光驱动信号)和红外光驱动信号(即第二光驱动信号),以分别对红光光源和红外光源进行驱动。探头驱动电路220可以由包括对称的两组三极管的两个子驱动电路构成,如图2所示。两个子驱动电路分别用于生成红光驱动信号和红外光驱动信号。
[0025]探头驱动电路220与计算电路210的两个输入/输出端口(10端口)211和两个数模转换端口(DA端口)212相连接。两个10端口 211分别输出两个开关控制信号,即红光开关信号VS_LED_0N和红外光开关信号IR_LED_0N。这两个开关控制信号分别用于控制两个子驱动电路的通断,进而控制两路光的开关。两个DA端口 212分别输出两个电平值控制信号,即红光电平值信号VS_LED_LEVEL和红外光电平值信号IR_LED_LEVEL。这两个电平值控制信号分别用于控制两个子驱动电路生成的红光驱动信号和红外光驱动信号的电平值,进而控制两路光的强度。开关控制信号和电平值控制信号可以由计算电路210的主控芯片生成。
[0026]放大和去直流电路240由两级运算放大器(简称为“运放”)构成,一级运放将探头230中的接收器所输出的输出信号(其为电流信号)放大为电压信号。该电压信号包含交流分量和较大的直流分量,交流分量和直流分量分别对应着测量部位(例如人的指尖)的动脉血和其他成分,因此可以用二级运放进行去直流处理,以将与动脉血相关的交流分量提取出来。计算电路210可以接收二级运放所输出的输出信号(其为模拟信号),对输出信号进行模数转换,并以反馈形式为探头驱动电路220以及放大和去直流电路240中的去直流电路部分提供参考电压。对探头驱动电路220的反馈是指计算电路210通过两个DA端口 212输出的两个电平值控制信号。
[0027]如上所述,在现有技术中,为了将利用红光和红外光所检测到的脉搏波信息区分开,红光光源和红外光源是交替照射的,即在时间轴
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