专利名称：血氧测量仪及计步方法
技术领域：
本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种血氧测量仪及计步方法。
背景技术：
随着生活水平的提高，人们越来越关注自己以及家人的身体健康。通常人们喜欢通过各种各样的运动来强身健体，但是运动也是双刃剑，一些剧烈、刺激性强的运动，可造成血压升高，心率增加，心肌缺氧导致脑溢血、心绞痛、心肌梗塞，甚至猝死。因此，步行或慢跑已经成为一种更受欢迎的运动方式。但是即便是步行或慢跑运动，也需要控制运动量，尤其是对于患有呼吸道疾病、心脏病、高血压等疾病的患者来说，如果运动量太大可能会出现心肌缺氧，心率过速等危及生命的情况。为了防止出现这种情况，最好的方法就是为这些患者佩戴生理参数及运动参数测量装置，但是目前市场上没有比较好的可在测量诸如血氧值、脉搏值等生理参数同时，还可测量诸如行走的步数等运动参量的仪器。因此，人们需要一种可将生理参数值与运动参数同时测出的仪器，用以提醒用户运动是否过量，以防止用户因运动过量而导致身体不适甚至危及生命。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种血氧测量仪，其不仅可测量使用者的血氧，还可计量使用者的步数。为解决上述技术问题，本发明提供了一种计步方法，其简单且准确度较高。为此，本发明提供了一种血氧测量仪，其包括血氧数据采集单元、运动数据检测单元、血氧数据处理单元、计步单元和控制单元，其中所述控制单元用于控制所述血氧数据采集单元、运动数据检测单元、血氧数据处理单元和计步单元执行相应的操作；所述血氧数据采集单元用于根据所述控制单元的指示进行血氧数据采集，并将采集到的血氧数据发送至所述血氧数据处理单元；所述运动数据检测单元用于根据所述控制单元的指示检测运动数据，并将所检测到的运动数据发送至所述计步单元；所述血氧数据处理单元用于基于所述血氧数据采集单元所采集的血氧数据而得到血氧值；所述计步单元用于基于所述运动数据检测单元所检测的运动数据而计量运动步数。其中，所述运动数据检测单元用于实时检测使用者的运动加速度，并将所检测到的运动加速度发送到所述计步单元；所述计步单元基于所述运动加速度而计量运动步数。其中，所述计步单元包括波峰波谷判断模块，其用于基于加速度基准值判断运动加速度的波峰和波谷，并将判断结果发送至所述控制单元；其中，当所述加速度超过所述基准值的第一上限，并且随后又降低到所述基准值的第一下限时，所述波峰波谷判断模块判断出现一个波峰；当所述加速度低于所述基准值的第二下限，并且随后又超过所述基准值的第二上限时，所述波峰波谷判断模块判断出现一个波谷。其中，所述计步单元还包括计数模块，当所述波峰波谷判断模块判断出一个相邻的波峰和波谷时，所述控制单元指示所述计数模块使表征运动步数的计数值加1 ；反之则不计数。其中，所述计步单元还包括计时模块，其用于计算当前波峰的时间间隔和当前波谷的时间间隔，并将当前波峰的时间间隔和当前波谷的时间间隔发送至所述控制单元；所述控制单元判断当前波峰的时间间隔和当前波谷的时间间隔是否处于设定时间间隔范围内；如果是，则判定当前波峰和波谷有效，并指示所述计数模块使表征运动步数的运动步数加1，反之则判定当前波峰和波谷无效，并且不进行指示。其中，所述当前波峰的时间间隔为加速度从所述基准值的第一上限到所述基准值的第一下限的时间间隔；所述当前波谷的时间间隔为加速度从所述基准值的第二下限到所述基准值第二上限的时间间隔。其中，所述基准值为恒定基准值或动态基准值。其中，所述动态基准值为设定时间间隔内加速度的平均值。其中，所述计时模块还用于计算当前波峰波谷与前一波峰波谷的时间间隔，并将计时结果发送至所述控制单元；所述控制单元判断当前波峰波谷与前一波峰波谷的时间间隔是否处于设定时间间隔内；如果所述控制单元判定当前波峰波谷与前一波峰波谷的时间间隔处于设定时间间隔内，则指示所述计数模块使表征运动步数的计数值加1 ；反之，则所述控制单元判断当前连续行走步数是否小于设定值，若是，则指示所述计数模块重新计数， 反之则指示所述计数模块使表征运动步数的计数值加1。其中，所述控制单元包括模式选择模块，其为使用者提供血氧测量模式和计步模式选择，并将选择结果发送至所述控制单元。其中，所述控制单元包括使用者状态判断模块，其用于判断使用者是否处于运动状态，并将判断结果发送至所述控制单元；所述控制单元根据所述使用者状态判断模块的判断结果指示所述血氧数据处理单元执行相应的数据处理模式。其中，所述数据处理模式包括静止状态数据模式和运动状态数据处理模式。其中，在所述静止状态数据处理模式中，所述血氧数据处理单元基于所采集的血氧数据得到血氧值；在所述运动状态数据处理模式中，所述血氧数据处理单元基于所采集的血氧数据和所检测到的运动数据而得到血氧值。其中，在所述运动状态数据处理模式中，所述血氧数据单元基于所采集的血氧数据得到的第一血氧值，利用所检测到的运动数据对第一血氧值进行修正，得到最终要输出的血氧值。其中，所述运动数据检测单元包括压电式加速度传感器、电容式加速度传感器或热感应式加速度传感器。此外，本发明还提供了一种计步方法，该方法包括下述步骤1)测量使用者的运动加速度，并得出所述运动加速度的变化曲线；2)基于加速度基准值判断所述加速度曲线的波峰和波谷；幻每当判断出一个相邻的波峰和一个波谷时使表征运动步数的计数值加1。其中，所述步骤幻具体包括下述内容若所述加速先超过所述基准值的第一上限，并且随后又降低到所述基准值的第一下限，则判断出现一个波峰；若所述加速度低于所述基准值的第二下限，随后又超过所述基准值的第二上限时，则判断出现一个波谷。其中，在所述步骤2、中还包括下述步骤判断当前波峰的时间间隔和当前波谷的时间间隔是否处于设定时间范围内，如果是，则判定当前波峰和波谷有效，反之则判定当前波峰和波谷无效。其中，所述当前波峰的时间间隔为加速度从所述基准值的第一上限到所述基准值的第一下限的时间间隔；所述当前波谷的时间间隔为加速度从所述基准值的第二下限到所述基准值第二上限的时间间隔。其中，所述基准值为恒定基准值或动态基准值。其中，所述动态基准值为设定时间间隔内加速度的平均值。其中，在所述步骤幻中还包括下述步骤判断当前波峰波谷与前一波峰波谷的时间间隔是否处于设定时间间隔内，若是，则使表征运动步数的计数值加1 ；反之则判断当前连续行走步数是否小于设定值，若是，则使计数清零并重新计数，反之则使表征运动步数的计数值加1。本发明具有如下有益效果本发明提供的血氧测量仪，通过设置运动数据检测单元来检测运动数据，并通过计步单元基于所检测的运动数据计量运动步数，因此，其既可以单独测量血氧值，也可以单独测量运动步数，还可以可同时实现测量血氧和计步的功能，使使用者在运动的时候可实时知道运动量和生理状态参数，防止因运动过量造成身体不适甚至危及生命。在一种优选实施方式中，本发明提供的血氧测量仪还基于所采集的运动数据对血氧测量进行修正，从而使得在运动状态下测得的血氧值也具有较高的准确度。在一种优选实施方式中，本发明的血氧测量仪同时测量血氧值与运动步数时，可以根据需要基于运动步数变化快慢对血氧值进行修正，从而使得所测量的血氧值具有较高的参考价值。本发明提供的计步方法既简单又具有较高的准度，非常适用于在上述血氧测量仪中使用。
图1为本发明第一实施例提供的血氧测量仪的结构示意图；图2为本发明第二实施例提供的血氧测量仪的结构示意图；图3为本发明第二实施例提供的血氧测量仪的第一测量流程图；图4为本发明第二实施例提供的血氧测量仪的第二测量流程图；图5为本发明提供的计步方法的流程图。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明提供的血氧测量仪及计步方法进行详细描述。如图1所示，本发明第一实施例提供的血氧测量仪包括血氧数据采集单元10、运动数据检测单元11、控制单元12、血氧数据处理单元13、计步单元14和显示单元15。其中，控制单元12用于控制血氧数据采集单元10、运动数据检测单元11、血氧数据处理单元13、计步单元14和显示单元15执行相应的操作；血氧数据采集单元10用于根据控制单元 12的指示采集使用者的血氧数据，并将所采集的血氧数据发送至血氧数据处理单元13 ；运动数据检测单元11用于根据控制单元12的指示检测使用者的运动数据，并将所检测到的运动数据发送至计步单元14 ；血氧数据处理单元13基于所采集到的血氧数据和得到血氧值；计步单元14基于所检测到的运动数据计量运动步数；显示单元15根据控制单元12的指示显示测量结果。在实际应用中，血氧数据采集单元10包括发光管和光电探测器，发光管发出的光信号到达人体诸如手指或耳垂的部位，经该部位内人体组织的衰减后被反射或透射至光电探测器，光电探测器接收该光信号并将接收到的光信号输出至血氧数据处理单元13，血氧数据处理单元13对该光信号进行处理生成血氧值。此外，由于在实际应用中会经常遇到需要运动在运动中测量血氧的情形，而运动会对血氧测量的准确度造成影响，因此为了更准确的在运动测量血氧，控制单元12还可将来自计步单元14的运动步数发送至血氧数据处理单元13 ；血氧数据处理单元13在控制单元12的控制下可根据需要基于运动步数变化快慢对血氧值进行修正。运动数据检测单元11可包括加速度传感器，例如压电式加速度传感器、电容式加速度传感器或者热感应式加速度传感器，通过传感器检测是否存在运动加速度，并将检测结果发送至计步单元14，计步单元14基于所检测到的运动加速度而计量运动步数。下面以电容式加速度传感器的技术原理为例，说明运动加速度(运动数据)的检测方法运动数据检测单元11包括电容式加速度传感器，能够感测不同方向的加速度或振动等运动状况，其主要利用硅的机械性质设计出的可移动机构，该机构包括两组硅梳齿，一组固定，另一组随运动物体移动；前者相当于固定的电极，后者相当于可移动电极，当可移动的梳齿产生了位移，就会随之产生与位移成比例的电容值的改变(δ C)，此时运动数据检测单元11即检测到运动加速度。在实际使用中，可使用各种加速度传感器，此时仅以电容式加速度传感器为例说明本实施例提供的血氧测量仪运动数据的检测方法。此外，在实际使用中还可以实用其他参量作为运动数据，以及与该参量相应的传感器作为运动数据检测单元11。本实施例中的计步单元14包括数据处理模块、波峰波谷判断模块、计数模块和计时模块。其中，数据处理模块用于对运动数据检测单元11所检测到的运动运动加速度进行处理，例如根据运动数据检测单元11所检测到的各方向的加速度计算合加速度值，并对所得到的运动加速度的曲线进行滤波处理，以去去除噪音和尖锐部分使曲线平滑，当然还可进行其他处理。在实际使用中，由于运动时前进方向与重力方向的加速度较大，而其他方向的加速度对步伐的计算影响较小，因此数据处理模块计算合加速度时，可不用计算各方向的合加速度，仅对运动时前进方向的加速度或者对运动时前进方向与重力方向的加速度值进行加权修，使得合加速度信号更加清晰明显，计步更加准确。波峰波谷判断模块用于判断数据处理模块所得到的合加速的波峰和波谷，并将判断结果发送至控制单元12。在加速度曲线上，从波谷到波峰可以认为迈步开始，从波峰到波谷可以认为是落脚踩地，一个“波谷-波峰-波谷”可以认为是一个走步周期，因此每当波峰波谷判断模块判断出一个相邻的波峰和波谷时，则代表完成一步，控制单元12指示计数
8模块使表征运动步数的计数值加1，即，运动步数加1，如果波峰波谷判断模块没有判断出相邻的波峰和波谷，则控制单元12不进行相应的指示，计数模块无变化，即运动步数不变。在一种实施方式中，波峰波谷判断模块可通过下述方法判断运动加速度的波峰和波谷当所述加速度超过所述基准值的第一上限，并且随后又降低到所述基准值的第一下限时，波峰波谷判断模块可判断出现一个波峰；当所述加速度低于所述基准值的第二下限， 并且随后又超过所述基准值的第二上限时，波峰波谷判断模块可判断出现一个波谷。其中， 所述基准值的第一上限指的是该基准值加上第一变化量所得的值，所述基准值的第一下限指的是该基准值减去第一变化量所得的值，所述基准值的第二上限指的是该基准值加上第二变化量所得的值，所述基准值的第二下限指的是该基准值减去第二变化量所得的值。在实际应用中，所述基准值、第一变化量、第二变化量均可根据经验或每个使用者的具体情况进行设定。当然所述基准值还可采用动态基准值，即，以一定时间段内的合加速平均值作为基准值，例如，可以当前时刻的前2秒内所有加速度的平均值作为动态基准值，在实际应用中，可根据具体需要设定相应的时间。在实际应用中，由于加速度传感器会检测到许多干扰信号，表现在加速度曲线上就是有的波峰波谷并不代表实际完成了一步，为了更精确计量运动步数，计步单元14还设置了计时模块，其用于计算当前波峰的时间间隔，即，加速度从所述基准值的第一上限到所述基准值的第一下限的时间间隔，以及当前波谷的时间间隔，即，加速度从所述基准值的第二下限到所述基准值第二上限的时间间隔，并将计算结果发送至控制单元12。控制单元12 判断当前波峰的时间间隔和当前波谷的时间间隔是否处于设定室间隔范围内，例如判断当前波峰时间间隔是否在0. 3秒到0. 5秒之间，如果是则判定当前波峰有效。当同时判定当前波峰和波谷有效时，则控制单元12才指示计数模块使表征运动步数的计数值加1，如果有一个无效则不进行指示，即，不计数。在实际应用中，此处的设定时间间隔为根据经验及具体情况设定的一个时间范围，其与使用者完成一步所需时间有关，可根据使用者的身体状况、年龄进行设定或者采用一个较普遍的统计值。进一步地，为了更准确的计量运动步数，计数模块还用于计算当前波峰波谷和前一波峰波谷的时间间隔，并将计算结果发送至控制单元12。控制单元12判断当前波峰波谷和前一波峰波谷的时间间隔是否处于设定时间间隔内，如果是，则指示计数模块使表征运动步数的计数值加1 ；反之则判断当前连续行走步数，即，当前连续出现的满足设定时间间隔的波峰波谷个数，如果当前连续行走步数小于设定值，则控制单元12指示计数模块清零并重新计数，反之则指示计数模块使表征运动步数的计数值加1。此处的设定时间间隔为正常行走和跑步时相邻两步的时间间隔，例如0. 3秒至1. 8秒，如果相邻两步的时间间隔不在此范围内，则表示这两步不是连续行走状态下的相邻两步，此时通过判断已经连续行走的步数可排除计步初始阶段的误差或者仅计量超过一定数量的连续行走步数。例如为了排除计步初始阶段的误差，该设定值可设置为4-10步，当出现相邻两步的时间间隔不处于设定间隔范围内时，如果连续行走步数小于该设定值，则表示该连续行走步数为误差出现的步数，不代表实际行走步数，需要清零并重新计步。请参阅图2，本发明第二实施例提供的血氧测量仪包括血氧数据采集单元10、运动数据检测单元11、控制单元12、血氧数据处理单元13、计步单元14和显示单元15。其中， 控制单元12包括模式选择模块20和使用者状态判断模块21。模式选择模块20用于为使用者提供计步模式和血氧测量模式选择，并将选择结果发送至控制单元12，控制单元12根据选择结果控制进入相应的模式。使用者状态判断模块21用于根据运动检测单元11的检测数据判断使用者是否处于运动状态，并将判断结果发送至控制单元12，控制单元12根据判断结果控制血氧数据处理单元13执行相应的数据处理模式来得到血氧值。具体地，使用者状态判断模块21根据所述运动数据检测单元11所检测到的运动数据判断使用者的状态，即使用者是处于静止状态还是处于运动状态，控制单元12根据判断结果选择相应的数据处理模式。当使用者状态判断模块21判断使用者处于静止状态时， 控制单元12选择静止状态数据处理模式，并指示血氧数据处理单元13执行静止状态数据处理模式来得到血氧值，即，血氧数据处理单元13基于所采集的血氧数据得到血氧值；当使用者状态判断模块21判断使用者处于运动状态时，则控制单元12选择运动状态处理模式，并指示血氧数据处理单元13执行运动状态数据处理模式来得到血氧值，即，血氧数据处理单元13基于所采集的血氧数据和所检测到的运动数据得到血氧值。在一种可选实施方式中，使用者状态判断模块21可设定为自动判断模式和人工判断模式中的任意一种或两种模式。在自动判断模式中，使用者状态判断模块21首先根据运动数据检测单元11的检测结果判断使用者运动状态，控制单元12根据判断结果选择相应的数据处理模式。具体地，当运动数据检测单元11检测到运动数据、运动数据检测单元 11检测到的运动数据超过某一阈值或者运动数据检测单元11在一段时间内持续检测到运动数据，则使用者状态判断模块21判定使用者处于运动状态，控制单元12选择运动状态数据处理模式，反之使用者状态判断模块21判定使用者处于静止状态，控制单元12选择静止状态数据处理模式。在人工判断模式中，使用者状态判断模块21在运动数据检测单元11 检测到运动数据时会向使用者提示存在运动数据，使用者根据实际情况做出判断，并通过使用者状态判断模块21做出相应的判断结果，随后控制单元12根据该判断结果选择相应的数据处理模式。本实施例中的静止状态数据处理模式和常规血氧仪的血氧数据处理模式相同，运动状态数据处理模式可根据实际情形选择适合的处理方式。具体地，血氧数据处理单元13 首先基于血氧数据得到第一血氧值，然后再基于运动数据对得到的第一血氧值进行修正， 并以修正后的血氧值作为最终测量结果；或者血氧数据处理单元13首先基于运动数据对所采集的血氧数据进行修正，然后再基于修正后的血氧数据得到血氧值。在一种实施方式中，所述修正包括基于当前运动状态数据进行的修正。在这种修正中，将当前运动状态涉及到的生理生化参数和运动学参数作为影响因子，利用所述影响因子并基于运动学中该当前运动状态下对血液流速、呼吸速度、肺活量、心率、血压等生理生化参数和/或运动学参数的经验值得到血氧因子，再基于该血氧因子对所述血氧数据或血氧值进行修正。在实际应用中可利用多种生理生化参数和/或运动学参数得到上述血氧因子，也可仅其中一种生理生化参数和/或运动学参数，例如心率作为得到上述血氧因子来进行修正。在另一种实施方式中，所述修正还包括基于历史运动状态血氧值进行的修正。在这种修正中，依据当前运动状态数据查询血样测量仪中已经存储的历史记录中符合此类运动状态数据时经过最终修正的历史血氧值，对该些历史血氧值进行处理，例如去平均值或者进行各种符合生理生化统计学或运动统计学规律的数学处理，将处理得到的血氧值作为血氧因子，再基于该血氧因子对血氧数据处理单元13基于所采集的血氧数据得到的血氧值进行修正。在又一种实施方式中，所述修正包括上述两种修正方式，S卩，基于当前运动状态数据得到第一血氧因子，以及基于历史运动状态血氧值得到第二血氧因子，并且基于所述第一血氧因子和第二血氧因子进行修正。在实际应用中，可基于第一血氧因子和第二血氧因子对基于所采集的血氧数据得到的血氧值进行修正；或者首先，基于第一血氧因子对所采集的血氧数据进行修正，然后血氧数据处理单元13基于修正的血氧数据得到血氧值，接着基于第二血氧因子对所得到的血氧值进行修正，并以修正后的血氧值作为最终测量结果。需要说明的是，本文中所采及的血氧数据指的是血氧数据采集单元10所采集的未经过上述修正处理的数据，基于所采集的血氧数据得到的血氧值指的是，血氧数据处理单元基于未经上述修正处理的血氧数据所得到的处理结果。还需要说明的是，本发明的各实施方式中，这些当前运动状态数据或历史运动状态数据包括血液流速、呼吸速度、肺活量、心率、血压等生理生化指标参数和加速度、速度等运动学参数。这些参数和/或指标的获得是在相应的实施方式中增加对这些参数和/或指标的测量单元或者传感器而获取的。例如，对于加速度，可以采用二维平面加速度传感器和 /或重力加速度传感器作为附加模块增加到本发明提供的血氧测量仪中，或者通过其他方式将这些参数和/或指标输入到本发明提供的血氧测量仪中。本领域技术人员应当清楚的是，对这些血液流速、呼吸速度、肺活量、心率、血压等生理生化指标参数和运动学参数中的一个或者多个的选择是依据使用者的需求而定的，本发明提供的血氧测量仪可以根据上述需求适当地增设相应的测量单元或传感器，或被进一步设计成能够从外部检测设备中接收相应的测量结果。至于这些参数和/或指标、相应的测量单元或传感器以及这些测量装置的设置、在本发明提供的血氧测量仪中的结构位置和测量方法都是本领域技术人员所明了并根据具体情形设置的，本发明在此不作赘述。下面结合图3和图4来说明本实施例提供的血氧测量仪的测试流程。如图3所示，当开启本实施例提供的血氧测量仪时，模式选择模块20会让使用者选择是否进入血氧测量模式，若使用者选择进入血氧测量模式，使用者状态判断模块21会判断使用者是否处于运动状态，控制单元12根据判断结果选择相应的数据处理模式，并指示血氧数据处理单元13执行相应的数据处理模式，即，当处于静止状态时执行静止状态数据处理模式，当处于运动状态时，执行运动状态数据处理模式；最后通过显示单元15显示测量结果；反之，则进入计步模式，计步单元14根据运动数据检测单元11的检测数据开始计步，并通过显示单元15显示计步数；在实际应用中，本实施例提供的血氧测量仪还可执行如图4所示的测量流程。具体地，当开启本实施例提供的血氧测量仪时，首先使用者状态判断模块21判断是否处于运动状态，如果不处于运动状态，则模式选择模块20让使用者选择是否进入血氧测量模式， 如果进入则控制单元12指示血氧数据采集单元10采集血氧数据，血氧数据处理单元13基于所采集的血氧数据执行静止状态数据处理模式来得到血氧值，并通过显示单元15显示测量结果；如果使用者选择不进入血氧模式，则控制单元12控制血氧测量仪进入待机状态或关机。如果使用者状态判断模块21判断处于运动状态，则模式选择模块20让使用者选择是否进入血氧测量模式，如果选择进入则控制单元12根据该选择结果指示血氧数据处理单元13基于所采集的血氧数据执行运动状态数据处理模式来得到血氧值，并通过显示单元15显示测量结果；如果不选择进入血氧测量模式，则自动进入计步模式，则计步单元14 根据运动数据检测单元11的检测数据开始计步，并将测量结果发送至显示单元15显示。需要说明的是，在实际应用中，本实施例提供的血氧测量仪不局限于上述图3和图4所示测量流程，可根据需要进行相应变化或和设置。此外，在实际应用中，模式选择模块20可设置为当开启本实施例提供的血氧测量仪后，经过设定时间(在此时间内使用者没有选择模式)则自动进入默认选择模式，该默认选择模式为血氧测量模式或运动信息获取模式，所述设定时间可根据实际需要进行具体设定。还需说明的是在实际应用中，本实施例提供的血氧测量仪的血氧数据处理单元13 可包括自动校正模块，其用于对血氧数据处理单元13的处理结果进行自动校正，并将校正后的结果发送至控制单元12。在实际使用中，首先在使用者自身血氧稳定的情况下，利用医院等地精确和准度度更高的血氧测量仪测量使用者的血氧值，并将该血氧值存储于数据存储单元中，然后利用本实施例提供的血氧测量仪再次测量，自动校正模块根据存储单元中精度和准度更高的血氧值对血氧数据处理单元13的处理值进行校正。此外，自动校正模块除可对血氧数据处理单元13的每一或每组处理值进行自动校正外，还可根据前一处理值对后一处理值进行叠加校正。本实施例提供的血氧测量仪，使用者状态判断模块可根据运动数据检测单元所检测的运动数据，判断使用者是否处于运动状态，并根据判断结果选择相应的数据处理模式。 如处于运动状态，则选择运动状态数据处理模式，在血氧数据处理过程中会基于运动数据对测量结果进行修正，从而使得使用者处于运动状态时也可得到准确度较高的测量结果； 反之则不进行修正，同现有技术的血氧仪一样基于血氧数据得到血氧值，其同样具有较高的准确度。因此，本发明提供的血氧测量仪不论使用者处于静止状态还是运动状态都能获得高准确度测量结果。可以理解得是，在实际使用中，本发明提供的血氧测量仪不仅可使用指夹式或指套式结构，还可使用于其他形状和结构，只要其应用本发明提供的测量原理及测量模式即可。作为本发明的另一种技术方案，本发明还提供了一种计步方法。如图5所示，本发明提供的计步方法包括下述步骤Sl 测量使用者的运动加速度，并得出所述运动加速度的变化曲线；S2 基于加速度基准值判断所述加速度曲线的波峰和波谷；S3 每当判断出一个相邻的波峰和一个波谷时使表征运动步数的计数值加1。在一种实施方式中，可通过下述方法判断运动加速度的波峰和波谷当所述加速度超过所述基准值的第一上限，并且随后又降低到所述基准值的第一下限时，可判断出现一个波峰；当所述加速度低于所述基准值的第二下限，并且随后又超过所述基准值的第二上限时，可判断出现一个波谷。其中，所述基准值的第一上限指的是该基准值加上第一变化量所得的值，所述基准值的第一下限指的是该基准值减去第一变化量所得的值，所述基准值的第二上限指的是该基准值加上第二变化量所得的值，所述基准值的第二下限指的是该基准值减去第二变化量所得的值。在实际应用中，所述基准值、第一变化量、第二变化量均可根据经验或每个使用者的具体情况进行设定。当然所述基准值还可采用动态基准值，即，以一定时间段内的合加速平均值作为基准值，例如，可以当前时刻的前2秒内所有加速度的平均值作为动态基准值，在实际应用中，可根据具体需要设定相应的时间。在实际应用中，为了更准确计量运动步数，步骤S2还包括下述步骤判断当前波峰的时间间隔和当前波谷的时间间隔是否处于设定时间范围内，如果是，则判定当前波峰和波谷有效，反之则判定当前波峰和波谷无效。其中，所述当前波峰的时间间隔为加速度从所述基准值的第一上限到所述基准值的第一下限的时间间隔；所述当前波谷的时间间隔为加速度从所述基准值的第二下限到所述基准值第二上限的时间间隔。此处的设定时间间隔为根据经验及具体情况设定的一个时间范围，其与使用者完成一歩所需时间有关，可根据使用者的身体状况、年龄进行设定或者采用ー个较普遍的统计值。因此，若当前波峰的时间间隔和当前波谷的时间间隔不处于设定时间范围内，则表示该波峰波谷不代表实际完成了一歩，为干扰信号或噪声，可以排出，通过该步骤可以使计量步数更准确。进ー步地，为了更准确的计量运动步数，步骤S3还包括下述步骤判断当前波峰波谷与前一波峰波谷的时间间隔是否处于设定时间间隔内，若是，则使表征运动歩数的计数值加1 ；反之则判断当前连续行走步数是否小于设定值，即，当前连续出现的满足设定时间间隔的波峰波谷个数是否小于设定值，若是，则使计数清零并重新计数，反之则使表征运动步数的计数值加1。此处的设定时间间隔为正常行走和跑步时相邻两步的时间间隔，例如0. 3秒至1. 8秒，如果相邻两步的时间间隔不在此范围内，则表示这两步不是连续行走状态下的相邻两步，此时通过判断已经连续行走的歩数可排除计步初始阶段的误差或者仅计量超过一定数量的连续行走歩数。例如为了排除计步初始阶段的误差，该设定值可设置为 4-10歩，当出现相邻两步的时间间隔不处于设定间隔范围内吋，如果连续行走歩数小于该设定值，则表示该连续行走歩数为误差出现的步数，不代表实际行走歩数，需要清零并重新计少。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种血氧测量仪，其特征在于，包括血氧数据采集单元、运动数据检测单元、血氧数据处理单元、计步单元和控制单元，其中所述控制单元用于控制所述血氧数据采集单元、运动数据检测单元、血氧数据处理单元和计步单元执行相应的操作；所述血氧数据采集单元用于根据所述控制单元的指示进行血氧数据采集，并将采集到的血氧数据发送至所述血氧数据处理单元；所述运动数据检测单元用于根据所述控制单元的指示检测运动数据，并将所检测到的运动数据发送至所述计步单元；所述血氧数据处理单元用于基于所述血氧数据采集单元所采集的血氧数据而得到血氧值；所述计步单元用于基于所述运动数据检测单元所检测的运动数据而计量运动步数。
2.如权利要求1所述的血氧测量仪，其特征在于，所述运动数据检测单元用于实时检测使用者的运动加速度，并将所检测到的运动加速度发送到所述计步单元；所述计步单元基于所述运动加速度而计量运动步数。
3.如权利要求2所述的血氧测量仪，其特征在于，所述计步单元包括波峰波谷判断模块，其用于基于基准值判断运动加速度的波峰和波谷，并将判断结果发送至所述控制单元。
4.如权利要求3所述的血氧测量仪，其特征在于，当所述加速度超过所述基准值的第一上限，并且随后又降低到所述基准值的第一下限时，所述波峰波谷判断模块判断出现一个波峰；当所述加速度低于所述基准值的第二下限，并且随后又超过所述基准值的第二上限时，所述波峰波谷判断模块判断出现一个波谷。
5.如权利要求3或4所述的血氧测量仪，其特征在于，所述计步单元还包括计数模块， 当所述波峰波谷判断模块判断出一个相邻的波峰和波谷时，所述控制单元指示所述计数模块使表征运动步数的计数值加1 ；反之则不计数。
6.如权利要求5所述的血氧测量仪，其特征在于，所述计步单元还包括计时模块，其用于计算当前波峰的时间间隔和当前波谷的时间间隔，并将当前波峰的时间间隔和当前波谷的时间间隔发送至所述控制单元；所述控制单元判断当前波峰的时间间隔和当前波谷的时间间隔是否处于设定时间间隔范围内；如果是，则判定当前波峰和波谷有效，并指示所述计数模块使表征运动步数的计数值加1，反之则判定当前波峰和波谷无效，并且不进行指示。
7.如权利要求6所述的血氧测量仪，其特征在于，所述当前波峰的时间间隔为加速度从所述基准值的第一上限到所述基准值的第一下限的时间间隔；所述当前波谷的时间间隔为加速度从所述基准值的第二下限到所述基准值第二上限的时间间隔。
8.如权利要求3-7任意一项所述的血氧测量仪，其特征在于，所述基准值为恒定基准值或动态基准值。
9.如权利要求8所述的血氧测量仪，其特征在于，所述动态基准值为设定时间间隔内加速度的平均值。
10.如权利要求6或7所述的血氧测量仪，其特征在于，所述计时模块还用于计算当前波峰波谷与前一波峰波谷的时间间隔，并将计时结果发送至所述控制单元；所述控制单元判断当前波峰波谷与前一波峰波谷的时间间隔是否处于设定时间间隔内；如果所述控制单元判定当前波峰波谷与前一波峰波谷的时间间隔处于设定时间间隔内，则指示所述计数模块使表征运动步数的计数值加1 ；反之，则所述控制单元判断当前连续行走步数是否小于设定值，若是，则指示所述计数模块重新计数，反之则指示所述计数模块使表征运动步数的计数值加1。
11.如权利要求1所述的血氧测量仪，其特征在于，所述控制单元包括模式选择模块， 其为使用者提供血氧测量模式和计步模式选择，并将选择结果发送至所述控制单元。
12.如权利要求1所述的血氧测量仪，其特征在于，所述控制单元包括使用者状态判断模块，其用于判断使用者是否处于运动状态，并将判断结果发送至所述控制单元； 所述控制单元根据所述使用者状态判断模块的判断结果指示所述血氧数据处理单元执行相应的数据处理模式。
13.如权利要求12所述的血氧测量仪，其特征在于，所述数据处理模式包括静止状态数据模式和运动状态数据处理模式。
14.如权利要求13所述的血氧测量仪，其特征在于，在所述静止状态数据处理模式中， 所述血氧数据处理单元基于所采集的血氧数据得到血氧值；在所述运动状态数据处理模式中，所述血氧数据处理单元基于所采集的血氧数据和所检测到的运动数据而得到血氧值。
15.如权利要求14所述的血氧测量仪，其特征在于，在所述运动状态数据处理模式中， 所述血氧数据单元基于所采集的血氧数据得到的第一血氧值，利用所检测到的运动数据对第一血氧值进行修正，得到最终要输出的血氧值。
16.如权利要求1或2所述的血氧测量仪，其特征在于，所述运动数据检测单元包括压电式加速度传感器、电容式加速度传感器或热感应式加速度传感器。
17.一种计步方法，其特征在于，该方法包括下述步骤1)测量使用者的运动加速度，并得出所述运动加速度的变化曲线；2)基于加速度基准值判断所述加速度曲线的波峰和波谷；3)每当判断出一个相邻的波峰和一个波谷时使表征运动步数的计数值加1。
18.如权利要求17所述的计步方法，其特征在于，所述步骤2)具体包括下述内容若所述加速先超过所述基准值的第一上限，并且随后又降低到所述基准值的第一下限，则判断出现一个波峰；若所述加速度低于所述基准值的第二下限，随后又超过所述基准值的第二上限时，则判断出现一个波谷。
19.如权利要求18所述的计步方法，其特征在于，在所述步骤幻中还包括下述步骤 判断当前波峰的时间间隔和当前波谷的时间间隔是否处于设定时间范围内，如果是，则判定当前波峰和波谷有效，反之则判定当前波峰和波谷无效。
20.如权利要求19所述的计步方法，其特征在于，所述当前波峰的时间间隔为加速度从所述基准值的第一上限到所述基准值的第一下限的时间间隔；所述当前波谷的时间间隔为加速度从所述基准值的第二下限到所述基准值第二上限的时间间隔。
21.如权利要求17-20任意一项所述的计步方法，其特征在于，所述基准值为恒定基准值或动态基准值。
22.如权利要求21所述的计步方法，其特征在于，所述动态基准值为设定时间间隔内加速度的平均值。
23.如权利要求17-20任意一项所述的计步方法，其特征在于，在所述步骤幻中还包括下述步骤判断当前波峰波谷与前一波峰波谷的时间间隔是否处于设定时间间隔内，若是， 则使表征运动步数的计数值加1 ；反之则判断当前连续行走步数是否小于设定值，若是，则使计数清零并重新计数，反之则使表征运动步数的计数值加1。
全文摘要
本发明公开了一种血氧测量仪，其包括血氧数据采集单元、运动数据检测单元、血氧数据处理单元、计步单元和控制单元，控制单元用于控制所述血氧数据采集单元、运动数据检测单元、血氧数据处理单元和计步单元执行相应的操作；血氧数据采集单元用于根据控制单元的指示进行血氧数据采集，并将采集到的血氧数据发送至血氧数据处理单元；运动数据检测单元用于根据控制单元的指示检测运动数据，并将所检测到的运动数据发送至计步单元；血氧数据处理单元用于基于血氧数据采集单元所采集的血氧数据而得到血氧值；计步单元用于基于运动数据检测单元所检测的运动数据而计量运动步数。本发明提供的血氧测量仪不仅可测量使用者的血氧，还可计量使用者的步数。
文档编号A61B5/1455GK102551735SQ20111045915
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年12月31日
发明者刘博 , 刘树海, 刘福山, 张燕清, 张秋京 申请人:北京超思电子技术有限责任公司