本發(fā)明涉及血氧檢測，具體為一種無創(chuàng)血氧檢測及方法。

背景技術(shù)：

1、血氧飽和度(spo2)，是血氧檢測中最主要的指標，它表示血液中被氧結(jié)合的氧合血紅蛋白(hbo2)的容量占全部可結(jié)合的血紅蛋白(hb)容量的百分比。正常人體動脈血的血氧飽和度一般在95％-98％之間，靜脈血約為75％；

2、血氧飽和度是反映呼吸、循環(huán)功能的一個重要生理參數(shù)。如果血氧飽和度低于正常范圍，可能提示機體存在缺氧情況，如肺部疾病(肺炎、慢性阻塞性肺疾病等)、心血管疾病(心力衰竭等)或者高原反應(yīng)等；

3、但是現(xiàn)有血氧檢測還存在一些問題，例如不夠準確，檢測時受到的干擾比較多，比如環(huán)境干擾，硬件電路噪聲干擾等，還有傳統(tǒng)的濾波方法，容易造成信號丟失與信號疊加的問題，造成信號接收失真，都會對檢測結(jié)果造成不利的影響，也是基于上述原因，我提出了一種無創(chuàng)血氧檢測及方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種無創(chuàng)血氧檢測及方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種無創(chuàng)血氧檢測及方法，包括血氧機和主機殼；

3、所述主機殼設(shè)置在血氧機上部，所述血氧機下方設(shè)置有血氧傳感器，且血氧傳感器與主機殼電性連接，所述主機殼包括單片機、模擬前端驅(qū)動模塊、顯示模塊、電路模塊、信號接收模塊、數(shù)字信號處理模塊、存儲模塊，同時主機殼內(nèi)設(shè)置有鋰電池，為血氧機提供電源；

4、所述血氧傳感器與信號接收模塊直連，組成血氧信號接收模組，所述血氧信號接收模組與數(shù)字信號處理模塊連接，將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；所述主機殼內(nèi)的各部件之間通過數(shù)據(jù)傳輸線連接，且數(shù)據(jù)傳輸線外設(shè)置有屏蔽層；

5、所述血氧機采集的信號包括心電信號、光電容積脈搏波信號和皮膚溫度信號，所述血氧機的檢測方法是：

6、對采集到的生理信號進行預(yù)處理，去除噪聲和干擾；

7、提取心電信號和光電容積脈搏波信號的特征參數(shù)，包括心率、脈搏波幅度、脈搏波傳導(dǎo)時間；

8、根據(jù)提取的特征參數(shù)，采用ppg測量方法計算血氧飽和度；

9、對血氧檢測進行優(yōu)化，結(jié)合皮膚溫度信號對計算得到的血氧飽和度進行修正，提高檢測的準確性。

10、優(yōu)選的，模擬前端驅(qū)動模塊使用電源接口vin(3.3v/5v)、接地端口gnd、時鐘接口scl、數(shù)據(jù)接口sda、中斷接口int在內(nèi)的五個接線端口，其中時鐘接口scl連接單片機端口pb6，數(shù)據(jù)接口sda連接端口pb7，中斷接口int連接端口pc8。

11、優(yōu)選的，所述模擬前端驅(qū)動模塊包括集成化的血氧信號采集器和i2c通信模塊，集成化的血氧信號采集器采用微型5.6mm?x?3.3mm?x?1.55mm?14針光采集模塊；所述模擬前端驅(qū)動模塊中包括子系統(tǒng)，子系統(tǒng)包含環(huán)境光消除以及專有的離散時間濾波器。

12、優(yōu)選的，對血氧檢測方法進行優(yōu)化，步驟如下：

13、s1，采集至少三種不同波長的光，對被測部位手指(至少采集三組不同手指)、耳垂進行照射，并同步采集透過或反射回來的光信號；不同波長的光對氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白的吸收特性不同，多波長的光信號采集能夠提供更豐富的信息；

14、s2，對采集到的光信號進行自適應(yīng)濾波處理；自適應(yīng)濾波算法根據(jù)信號的實時特性自動調(diào)整濾波器的參數(shù)。

15、s3，在檢測前，測量被測者的一些基本生理特征，如皮膚顏色、組織厚度和血液成分；根據(jù)這些個體生理特征，建立個性化的光吸收校正模型，依據(jù)光吸收矯正模型對檢測數(shù)據(jù)進行優(yōu)化。

16、優(yōu)選的，根據(jù)所述步驟s2，通過分析光信號的頻率和幅度變化特征，識別出與運動相關(guān)的高頻噪聲成分，然后將其濾除。

17、優(yōu)選的，根據(jù)所述步驟s3，對于膚色較深的個體，在計算血氧飽和度時，對光吸收系數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整，以補償黑色素對光吸收的影響。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

19、本發(fā)明解決了檢測信號脈搏波輸出信號受到嚴重的環(huán)境噪聲、硬件電路等噪聲干擾的問題；采用htf52352為核心處理器芯片與血氧信號采集模擬前端max30102相結(jié)合的硬件電路設(shè)計方式，降低了電路設(shè)計復(fù)雜度，設(shè)計硬件電路時相比傳統(tǒng)電路而言，對血氧輸入信號輸入采用差分傳輸設(shè)計且增加屏蔽保護，能夠有效避免電磁干擾，提高了信號的穩(wěn)定性；

20、解決了傳統(tǒng)濾波方法造成的信號丟失與信號疊加問題，對信號預(yù)處理方法、信號特征點檢測算法進行研究與改進；根據(jù)采集得到的原始脈搏波信號，針對濾波過程中可能出現(xiàn)的信號數(shù)據(jù)丟失和發(fā)生畸變的問題，提出小波變換與fft相結(jié)合的方式對波形進行預(yù)處理，然后對信號進行重構(gòu)，一定程度上去除了原始信號波形中的工頻干擾、基線漂移等噪聲。

技術(shù)特征：

1.一種無創(chuàng)血氧檢測及方法，包括血氧機(1)和主機殼(2)，其特征在于，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無創(chuàng)血氧檢測及方法，其特征在于：模擬前端驅(qū)動模塊使用電源接口vin(3.3v/5v)、接地端口gnd、時鐘接口scl、數(shù)據(jù)接口sda、中斷接口int在內(nèi)的五個接線端口，其中時鐘接口scl連接單片機端口pb6，數(shù)據(jù)接口sda連接端口pb7，中斷接口int連接端口pc8。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無創(chuàng)血氧檢測及方法，其特征在于：所述模擬前端驅(qū)動模塊包括集成化的血氧信號采集器和i2c通信模塊，集成化的血氧信號采集器采用微型5.6mmx?3.3mm?x?1.55mm?14針光采集模塊；所述模擬前端驅(qū)動模塊中包括子系統(tǒng)，子系統(tǒng)包含環(huán)境光消除以及專有的離散時間濾波器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無創(chuàng)血氧檢測及方法，其特征在于：對血氧檢測方法進行優(yōu)化，步驟如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無創(chuàng)血氧檢測及方法，其特征在于：根據(jù)所述步驟s2，通過分析光信號的頻率和幅度變化特征，識別出與運動相關(guān)的高頻噪聲成分，然后將其濾除。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無創(chuàng)血氧檢測及方法，其特征在于：根據(jù)所述步驟s3，對于膚色較深的個體，在計算血氧飽和度時，對光吸收系數(shù)進行相應(yīng)的調(diào)整，以補償黑色素對光吸收的影響。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于血氧檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種無創(chuàng)血氧檢測及方法，包括血氧機和主機殼；所述主機殼設(shè)置在血氧機上部，所述血氧機下方設(shè)置有血氧傳感器，且血氧傳感器與主機殼電性連接，所述主機殼包括單片機、模擬前端驅(qū)動模塊、顯示模塊、電路模塊、信號接收模塊、數(shù)字信號處理模塊、存儲模塊，同時主機殼內(nèi)設(shè)置有鋰電池，為血氧機提供電源；所述血氧傳感器與信號接收模塊直連，組成血氧信號接收模組，所述血氧信號接收模組與數(shù)字信號處理模塊連接，將電壓信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號；本發(fā)明解決了檢測信號脈搏波輸出信號受到嚴重的環(huán)境噪聲、硬件電路等噪聲干擾的問題；解決了傳統(tǒng)濾波方法造成的信號丟失與信號疊加問題。

技術(shù)研發(fā)人員：劉遠全
受保護的技術(shù)使用者：重慶財經(jīng)職業(yè)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9