用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法和用于脈搏波檢測的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法和用于脈搏波檢測的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]脈搏波中蘊(yùn)藏著極豐富的心血管系統(tǒng)生理病理信息，其能夠反映人體心血管系統(tǒng)的健康狀況。脈搏波所表現(xiàn)出的形態(tài)(波的形狀)、強(qiáng)度(波的幅值)、速率(波的速度)與節(jié)律(波的周期)等方面的綜合信息在相當(dāng)程度上可以反映出人體心血管系統(tǒng)的許多生理和病理特征。因此，通過對脈搏波進(jìn)行監(jiān)測和分析，可以及時了解人體的健康狀況。
[0003]在脈搏波檢測中，通常需要檢測血氧飽和度。為了獲得血氧飽和度信息，通常采用兩種光，即紅光和紅外光，來檢測脈搏波。利用還原血紅蛋白和氧合血紅蛋白對紅光和紅外光的吸收系數(shù)的差別可以計算出血氧飽和度。因此，在脈搏波檢測系統(tǒng)中，通常采用兩種光源，即紅光光源和紅外光源，它們分別發(fā)射波長為660nm左右的可見紅光和波長為920?950nm的不可見紅外光。當(dāng)這兩種光照射到人的指尖上時，接收器可以接收到反射光或透射光并將反射光或透射光轉(zhuǎn)換為電信號(本文稱為“輸出信號”)并將其輸出，進(jìn)而根據(jù)接收器的輸出信號獲得所需的脈搏波信息。
[0004]在傳統(tǒng)的脈搏波檢測系統(tǒng)中，雖然采用了兩路光源，但是接收器只有一路，因此兩路光源需要交替照射(或說掃描)，才能將利用兩路光源所檢測到的脈搏波信息區(qū)分開。然而，使紅光光源與紅外光源交替照射的問題在于，光源進(jìn)行亮滅切換的速度是有限的，也就是掃描頻率是有限的。掃描頻率的局限會影響利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)對輸出信號進(jìn)行ADC采樣時的采樣精度，即會導(dǎo)致量化誤差。
[0005]因此，需要提供一種用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法，以至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法，包括:生成第一光驅(qū)動信號和第二光驅(qū)動信號；以及利用第一光驅(qū)動信號和第二光驅(qū)動信號分別驅(qū)動用于脈搏波檢測的第一光源和第二光源，以使得第一光源和第二光源同時發(fā)光；其中，第一光驅(qū)動信號和第二光驅(qū)動信號分別是已調(diào)制信號，使得同時檢測到第一光源所發(fā)射的第一光和第二光源所發(fā)射的第二光的接收器的輸出信號被解調(diào)后，能夠分離為第一電信號和第二電信號。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于脈搏波檢測的方法，其包括上述的用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法。
[0008]根據(jù)本發(fā)明提供的用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法和用于脈搏波檢測的方法，由于使第一光源和第二光源同時發(fā)光，因此可以提高脈搏波檢測中光源的掃描頻率，進(jìn)而提高對接收器輸出的輸出信號進(jìn)行ADC采樣時的采樣精度，可以優(yōu)化脈搏波檢測。
[0009]在
【發(fā)明內(nèi)容】
中引入了一系列簡化的概念，這些概念將在【具體實施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0010]以下結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)點和特征。
【附圖說明】
[0011]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施方式及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。在附圖中，
[0012]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法的示意圖；
[0013]圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的、用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法應(yīng)用于其中的脈搏波檢測系統(tǒng)的示意圖；
[0014]圖3a示出現(xiàn)有技術(shù)中的紅光驅(qū)動信號和紅外光驅(qū)動信號的波形示意圖；
[0015]圖3b示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的紅光驅(qū)動信號和紅外光驅(qū)動信號的波形示意圖；
[0016]圖3c示出根據(jù)圖3b所示實施例的驅(qū)動信號對光源進(jìn)行驅(qū)動，檢測所述光源的接收器的輸出信號的波形示意圖；
[0017]圖4a示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的紅光驅(qū)動信號和紅外光驅(qū)動信號的波形示意圖；以及
[0018]圖4b示出根據(jù)圖4a所示實施例的驅(qū)動信號對光源進(jìn)行驅(qū)動，檢測所述光源的接收器的輸出信號的波形示意圖。
【具體實施方式】
[0019]在下文的描述中，提供了大量的細(xì)節(jié)以便能夠徹底地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，如下描述僅涉及本發(fā)明的較佳實施例，本發(fā)明可以無需一個或多個這樣的細(xì)節(jié)而得以實施。此外，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法。下面結(jié)合圖1和圖2描述本發(fā)明提供的用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法。圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法100的示意圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的、用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法100應(yīng)用于其中的脈搏波檢測系統(tǒng)的示意圖。圖2所示的脈搏波檢測系統(tǒng)僅是示例，用于說明本文所述的用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法。如圖1所示，用于驅(qū)動脈搏波檢測的方法100包括以下步驟。
[0021]在步驟S110，生成第一光驅(qū)動信號和第二光驅(qū)動信號。在步驟S120，利用第一光驅(qū)動信號和第二光驅(qū)動信號分別驅(qū)動用于脈搏波檢測的第一光源和第二光源，以使得第一光源和第二光源同時發(fā)光。第一光驅(qū)動信號和第二光驅(qū)動信號分別是已調(diào)制信號，使得同時檢測到第一光源所發(fā)射的第一光和第二光源所發(fā)射的第二光的接收器的輸出信號被解調(diào)后，能夠分離為第一電信號和第二電信號。
[0022]第一光源和第二光源可以是任何已知的或?qū)砜赡軐崿F(xiàn)的、用于檢測脈搏波信息，尤其是檢測血氧飽和度信息的光源，本發(fā)明不對此進(jìn)行限制。可選地，第一光源可以是可見光二極管，例如紅光二極管，其可以發(fā)射波長為660nm左右的可見紅光。第一光驅(qū)動信號可以為可見光驅(qū)動信號，例如紅光驅(qū)動信號?？蛇x地，第二光源可以是紅外二極管，其可以發(fā)射920?950nm的不可見紅外光。第二光驅(qū)動信號可以為紅外光驅(qū)動信號。為了描述方便，下文將以第一光驅(qū)動信號為紅光驅(qū)動信號并且第二光驅(qū)動信號為紅外光驅(qū)動信號為例描述本發(fā)明。
[0023]參考圖2，脈搏波檢測系統(tǒng)可以包括至少四部分:計算電路210、探頭驅(qū)動電路220、光電檢測器(也可以稱為“探頭”)230以及放大和去直流電路240。探頭230中包括紅光光源(即第一光源，未示出)和紅外光源(即第二光源，未示出)，其分別發(fā)射紅光(即第一光)和紅外光(即第二光)。探頭230的探頭接口說明如下:1為地線端口，6、7分別為外屏蔽線端口和內(nèi)屏蔽線端口，2為紅外光輸入正極或紅光輸入負(fù)極端口，3為紅光輸入正極或紅外光輸入負(fù)極端口，9為探頭輸出正極端口，5為探頭輸出負(fù)極端口。
[0024]探頭驅(qū)動電路220可以生成紅光驅(qū)動信號(即第一光驅(qū)動信號)和紅外光驅(qū)動信號(即第二光驅(qū)動信號)，以分別對紅光光源和紅外光源進(jìn)行驅(qū)動。探頭驅(qū)動電路220可以由包括對稱的兩組三極管的兩個子驅(qū)動電路構(gòu)成，如圖2所示。兩個子驅(qū)動電路分別用于生成紅光驅(qū)動信號和紅外光驅(qū)動信號。
[0025]探頭驅(qū)動電路220與計算電路210的兩個輸入/輸出端口(10端口)211和兩個數(shù)模轉(zhuǎn)換端口(DA端口)212相連接。兩個10端口 211分別輸出兩個開關(guān)控制信號，即紅光開關(guān)信號VS_LED_0N和紅外光開關(guān)信號IR_LED_0N。這兩個開關(guān)控制信號分別用于控制兩個子驅(qū)動電路的通斷，進(jìn)而控制兩路光的開關(guān)。兩個DA端口 212分別輸出兩個電平值控制信號，即紅光電平值信號VS_LED_LEVEL和紅外光電平值信號IR_LED_LEVEL。這兩個電平值控制信號分別用于控制兩個子驅(qū)動電路生成的紅光驅(qū)動信號和紅外光驅(qū)動信號的電平值，進(jìn)而控制兩路光的強(qiáng)度。開關(guān)控制信號和電平值控制信號可以由計算電路210的主控芯片生成。
[0026]放大和去直流電路240由兩級運算放大器(簡稱為“運放”)構(gòu)成，一級運放將探頭230中的接收器所輸出的輸出信號(其為電流信號)放大為電壓信號。該電壓信號包含交流分量和較大的直流分量，交流分量和直流分量分別對應(yīng)著測量部位(例如人的指尖)的動脈血和其他成分，因此可以用二級運放進(jìn)行去直流處理，以將與動脈血相關(guān)的交流分量提取出來。計算電路210可以接收二級運放所輸出的輸出信號(其為模擬信號)，對輸出信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，并以反饋形式為探頭驅(qū)動電路220以及放大和去直流電路240中的去直流電路部分提供參考電壓。對探頭驅(qū)動電路220的反饋是指計算電路210通過兩個DA端口 212輸出的兩個電平值控制信號。
[0027]如上所述，在現(xiàn)有技術(shù)中，為了將利用紅光和紅外光所檢測到的脈搏波信息區(qū)分開，紅光光源和紅外光源是交替照射的，即在時間軸