CN104825170A - 一种血氧测量仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测量心脏早搏信号的方法，其包括步骤：1）测量人体心脏早搏信号；2）根据步骤1）所测得的人体心脏早搏信号进行相应提示。利用该方法能够在测量人体血氧含量的同时测量人体心脏早搏信号，从而得知人体心脏是否发生早搏，并据此给出相应的提示信息，帮助用户对被测者的心脏情况作出早期的判断，使被测者了解身体健康状况并及时就诊。

Description

一种血氧测量仪

技术领域

本发明涉及人体生理参数测量技术领域，具体的，本发明涉及一种通过测量血氧信号从而测量人体心脏早搏信号的方法以及一种血氧测量仪。

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，而血液含氧量和心电信号尤其是心脏早搏信号是表征人体健康状况的一项重要指标。能够随时获知自身的血氧含量值和心脏早搏信号对于人们的日常保健具有重要的意义。目前普遍采用心电图机或监护仪来监测心脏早搏信号，但在实际应用中存在设备较大，携带及测量不便的问题。

作为改进，中国专利CN203369903U公开了一种超小型早搏检测装置，包括有源心电电极、能够与有源心电电极通信的处理装置，有源心电电极贴在人体心脏附近，采集心电信号经过调整转换后，通过接口电路送入处理装置中进行处理，送出状态信号，具有功耗低、体积小的优点，但是需将有源心电电极贴在人体心脏附近进行检测，对于需要持续监测和长期监测的患者来说十分不方便和不舒适，而且粘贴电极有可能造成皮肤过敏、破损等问题。

如今，利用光电容积脉搏波分析获取血流参数的方法已经逐渐被广泛应用，其简单易用的特点已引起人们更多的关注。即根据外周微血管的血液容积随心脏搏动而产生的脉动性变化，再通过光电容积描记法（photoplethysmography ,PPG）获得的光电容积脉搏波信号来获取人体脉搏参数及血氧含量参数。然而，目前的脉搏血氧仪仅能够利用光电容积脉搏波信号计算出人体血氧含量参数及脉搏参数，而不能利用光电容积脉搏波提取更多的特征信息，计算出更多的人体生理参数。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种通过测量血氧信号从而测量人体心脏早搏信号的方法，利用该方法能够在测量人体血氧含量的同时测量人体心脏早搏信号，从而得知人体心脏是否发生早搏，并据此给出相应的提示信息，帮助用户对被测者的心脏情况作出早期的判断，使被测者了解身体健康状况并及时就诊。

为解决上述问题，本发明还提供一种血氧测量仪，其同样能够测量人体的心脏早搏信号和血氧含量，并据此给出相应的提示信息，从而帮助用户对被测者的心脏健康状况作出正确的判断。

为此，本发明提供一种测量人体心脏早搏信号的方法，其包括下述步骤：

1）测量人体心脏早搏信号；

2）根据步骤1）所测得的人体心脏早搏信号进行相应提示。

具体地，当测量时间内测量到人体心脏早搏信号的次数大于或等于1次的时候执行步骤2）。

可选地，当测量时间内平均每小时测量到人体心脏早搏信号的次数大于或等于1次的时候执行步骤2）。

具体地，在步骤2）中，进行相应提示的方式包括图像和/或声音和/或振动和/或闪光。

优选地，在步骤2）中，还包括将人体心脏早搏信号的次数和/或人体心脏早搏信号的波形进行显示和/或自动存储和/或无线发送。

具体地，在步骤1）中，测量人体心脏早搏信号的步骤还包括：

         11）计算当前脉搏波形的周期；

        12）计算正常脉搏周期；

        13）将当前脉搏波形的周期与正常脉搏周期进行比较，如果两者的比值在大于等于1且小于等于2，则判断出现一次人体心脏早搏信号。

具体地，在步骤1）中，测量人体心脏早搏信号的步骤还包括：

　　　14）计算当前脉搏波形的上升斜率；

　　　15）计算正常脉搏波形的上升斜率；

　　　16）将当前脉搏波形的上升斜率与正常脉搏波形的上升斜率进行比较，如果两者的比值大于等于0.8且小于等于1.2，则判断出现一次人体心脏早搏信号。

此外，本发明还提供一种血氧测量仪，包括控制单元、测量单元、输出单元、电源管理单元、数据存储单元及人机交互单元，其中，所述测量单元用于根据所述控制单元的指令而获取搏波信号并发送至所述控制单元；所述控制单元用于根据来自所述测量单元的脉搏波信号计算得出人体血氧含量值和/或人体心脏早搏信号，并指示所述输出单元进行相应提示；所述数据存储单元用于根据所述控制单元的指令存储所述人体血氧含量值和/或人体心脏早搏信号次数和/或人体心脏早搏信号波形；所述人机交互单元用于向所述控制单元发出指令。

具体地，所述控制单元用于当测量时间内测量到人体心脏早搏信号的次数大于或等于1次的时候指示人机交互单元进行相应提示。

可选地，所述控制单元用于当测量时间内平均每小时测量到人体心脏早搏信号的次数大于或等于1次的时候指示人机交互单元进行相应提示。

具体地，所述控制单元用于计算当前脉搏波的周期以及正常脉搏周期，并将当前脉搏波的周期与正常脉搏周期进行比较，如果两者的比值在大于等于1且小于等于2，则判断出现一次人体心脏早搏信号。

具体地，所述控制单元用于计算当前脉搏波的上升斜率以及算正常脉搏波的上升斜率，并将当前脉搏波的上升斜率与正常脉搏波的上升斜率进行比较，如果两者的比值大于等于0.8且小于等于1.2，则判断出现一次人体心脏早搏信号。

本发明具有下述有益效果：

本发明所提供的测量人体心脏早搏信号的方法，能够测量人体的血氧含量和人体心脏早搏信号，然后根据上述血氧含量和人体心脏早搏信号给出相应的提示。因此，应用上述方法在测量人体血氧含量的同时，能够测量被测者的心脏早搏信号，并将测量结果一并提示给用户，从而使用于得知被测者心脏是否发生早搏，帮助用户对被测者的心脏情况作出早期的判断，使被测者了解身体健康状况并及时就诊。

本发明所提供的血氧测量仪，包括测量单元、控制单元、输出单元、人机交互单元以及电源管理单元。其中，控制单元指示测量单元对人体脉搏波信号进行测量，并对信号进行处理，得到人体血氧值和人体心脏早搏信号，并根据所测得的血氧含量值和人体心脏早搏信号而指示输出单元将测量结果一并提示给用户，从而帮助用户对被测者的血氧含量乃至心脏健康状况作出正确的判断。

本发明所提供的测量人体心脏早搏信号的方法及应用该方法测量人体心脏早搏信号的血氧仪，结构简单，体积小，功耗低，且无需通过粘贴电极的方式进行测量，使用方便、舒适、安全。

附图说明

图1为本发明提供的测量人体心脏早搏信号的方法的流程示意图；

图2为本发明提供的测量人体心脏早搏信号的方法的一个具体实施例的流程图；

图3为图2中测得的人体心脏早搏信号的波形示意图；

图4为本发明提供的血氧测量仪一个具体实施例的原理框图。

具体实施方式

为使本领域的技术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测量心脏早搏信号的方法和血氧测量仪进行详细描述。

请参阅图1，为本发明所提供的一种测量人体心脏早搏信号的方法的流程示意图。该方法包括下述步骤：

具体包括：1）获取光电容积脉搏波信号并进行处理得到人体心脏早搏信号；2）根据步骤1）所测得的人体心脏早搏信号进行相应提示。

其中，步骤1）还包括获取光电容积脉搏波信号并进行处理得到人体血氧含量。测量人体血氧含量与测量心脏早搏信号同时进行或单独进行或依次进行。

具体地，步骤1）包括先计算得出人体血氧含量值再计算得出人体心脏早搏信号，或者同时计算得出人体血氧含量值和人体心脏早搏信号，或者先计算得出人体心脏早搏信号再计算得出人体血氧含量值，或者仅计算得出人体血氧含量值，或者仅计算得出人体心脏早搏信号。

在步骤,1）中，对于人体心脏早搏信号的测量可以采用如下方式，即：记录在测量时间内测得人体心脏早搏信号的次数，即早搏次数，当早搏次数达到大于或等于1的时候执行步骤2）。

或者，记录在测量时间内测得人体心脏早搏信号的次数，然后计算平均每小时内的早搏次数，该次数达到大于或等于1的时候执行步骤2）。

或者，当单位时间内出现的早搏次数达到一定值时，机器自动保存病态波形以备日后查询。

这里，上述步骤2）的提示操作可以采用多种方式实现，例如，利用图像、声音、振动以及闪光等方式中的一种或几种方式的组合均可；具体的，可以利用图像直接提示出现心脏早搏信号、显示所测得的人体心脏早搏次数和血氧含量值，或者利用声音将上述数值直接读出等等。

优选地，使用者收到提示后可以立即查看心脏早搏波形，还可以选择将早搏波形发送至网络或其他设备。

图2为本发明所提供的测量人体心脏早搏信号的方法的一个具体实施例的流程图，图3为本方法所测得的人体心脏早搏信号的波形示意图。该方法中采取先测量人体心脏早搏信号，后测量血氧含量值的顺序，该方法具体包括下述步骤：

S1：接收来自光敏管的光电容积脉搏波信号；

S2：对接收到的信号进行滤波处理，得到更光滑的脉搏波波形；

S3：判断波峰和波谷；

如图3，波峰为点E、点G，波谷为点D、点F、点H。

S4：计算当前脉搏周期；

如图3，当前脉搏周期依次为Time(D,F)、Time(F,H)。

S5：计算正常周期T；

其中，将当前脉搏周期区分为两种类型，大多数周期时间较短的波形判断为正常波形，如Time(D,F)；少数时间较长的波形判断为早搏波形，如Time(F,H)，在一定时间内的正常波形的周期的平均值为正常周期T。

其中，也可根据医学常识或技术人员的经验自定义一个正常周期T，例如一般正常人的心率在60-100次/分，则正常周期T可定义为0.6S至1S。

S6：判断，如果nTTime(F,H)2T则进入S7，若否，进入

S11：血氧含量值计算；

其中，n为1-1.2之间的一个数值。

S7：计算早搏波波峰G的高度Hg和正常波波峰E的高度He；

公式：

　　　Hg=Height(G)-(Height(F)+Height(H))

　　　He=Height(E)-(Height(D)+Height(F))

S8：计算两个高度的绝对值Abs(Hg)和Abs(He),并判断两者大小，如果Abs(Hg)>NAbs(He)，（N为1-1.2或1-1.5）则判断为出现一个早搏波形FGH，反之，进入

S9：计算两种波上升段的平均斜率K(D,E）和K(F,G)（即高度比时间），并判断两者大小，如果两个斜率大致相等（满足一定比例M），则判断为出现一个早搏波形，进入

S10：进行相应提示；

反之，进入

S11：血氧含量值计算。

综上所述，本发明所提供的测量心脏早搏信号的方法，具有依次测量人体心脏早搏信号和血氧含量值的步骤，并且可根据所测得的血氧含量和心脏早搏信号进行相应提示，从而使用户能够及时得知被测者的血氧含量以及心脏早搏情况，便于对被测者的健康状况作出正确评估。

优选地，本发明提供的测量心脏早搏信号的方法，还具有记录测量时间内的早搏次数，或者计算测量时间内平均每小时的早搏次数，并在早搏次数达到一定值的时候进行提示的步骤，能够进一步增加测量结果的准确性和可信度，当测量得到的早搏信号是偶然性的一次早搏或因信号测量误差而得出的一次错误的早搏信号时不进行提示，能够准确的提示被测者的心脏健康状况，从而避免引起不必要的恐慌。

因此，本发明提供的测量心脏早搏信号的方法，不但能测量人体血氧含量，还能得出人体心脏早搏信号，这一生理参数对于被测者心脏健康状况的判断具有重要意义。

容易想到的是，如果不需要测量血氧含量值，仅需测量心脏早搏信号，则步骤S11可以为结束测量。

作为另一种技术方案，本发明还提供一种血氧测量仪。请参阅图4，即为本发明提供的血氧测量仪一个具体实施例的原理框图。该血氧测量仪包括控制单元、测量单元、输出单元、电源管理单元、数据存储单元及人机交互单元。其中，测量单元用于获取光电容积脉搏波信号，控制单元控制测量单元对获取的脉搏波信号进行处理，得到人体血氧含量值和/或人体心脏早搏信号，并根据所测得的血氧含量值和/或人体心脏早搏信号而控制输出单元将测量结果一并提示给用户，从而帮助用户对被测者的血氧含量乃至心脏健康状况作出正确的判断。

具体地，当测量时间内测量到人体心脏早搏信号的次数大于或等于1次的时候，控制单元控制输出单元进行相应提示。

优选地，当测量时间内测量到人体心脏早搏信号的次数大于或等于1次，并且测量时间内平均每小时测量到人体心脏早搏信号的次数大于或等于1次的时候，控制单元控制输出单元进行相应提示。

具体地，控制单元计算当前脉搏波的周期以及正常脉搏周期，并将当前脉搏波的周期与正常脉搏周期进行比较，如果两者的比值在大于等于1且小于等于2，则控制单元判断出现一次人体心脏早搏信号。

优选地，当前脉搏波的周期与正常脉搏周期的比值大于等于1且小于等于2时，控制单元计算当前脉搏波的上升斜率以及算正常脉搏波的上升斜率，并将当前脉搏波的上升斜率与正常脉搏波的上升斜率进行比较，如果两者的比值大于等于0.8且小于等于1.2，则控制单元判断出现一次人体心脏早搏信号。

在实际应用中，测量单元由上/下两部分组成，其中一部分为发射端，具体为发光二极管，另一部分为接收端，具体为光敏管，发射端和接收端分别设置在发射电路板和接收电路板上。

在实际应用中，控制单元可以采用一种微控制器单元（Micro Controller Unit，简称MCU或单片机）。

数据存储单元用于根据控制单元的指令存储来自输出单元的人体血氧含量值和/或人体心脏早搏信号次数和/或人体心脏早搏信号波形，并且所有存储在数据存储单元中的数据均可供控制单元随时调用。电源管理单元则用于为各个单元和组件进行供电。

人机交互单元用于向控制单元发出测量指令，包括测量、存储数据、显示数据及发送数据等等。

具体地，人机交互单元包括按键、按钮或触摸屏。

输出单元包括显示屏、喇叭或按钮。输出单元通过图像、声音、振动、闪光等方式中的至少一种来提示测量结果。

除上述各单元之外，本发明提供的血氧测量仪还可以设置有通信接口，例如蓝牙接口和/或USB接口等，用以在控制单元的控制下与PC或上位机进行通信。

优选地，当输出单元发出提示后，可以通过人机交互单元向控制单元发出指令，由控制单元控制输出单元显示早搏波形，或通过通信接口将早搏波形发送出去。

综上所述，本发明所提供的血氧测量仪，具有可测量人体血氧含量和人体心脏早搏信号的测量单元，在控制单元的控制下，可将上述血氧含量及人体心脏早搏信号在输出单元进行相应提示。从而使用户能够及时得知被测者的血氧含量值和心脏是否发生早搏情况，了解自身健康状况并做出相应措施。此外，本发明所提供的血氧测量仪还可以记录测量时间内的早搏次数，或者计算测量时间内平均每小时的早搏次数，并在早搏次数达到一定值的时候进行提示，能够进一步增加测量结果的准确性和可信度，当测量得到的早搏信号是偶然性的一次早搏或因信号测量误差而得出的一次错误的早搏信号时不进行提示，能够准确的提示被测者的心脏健康状况，从而避免引起不必要的恐慌。

优选地，本发明提供的血氧测量仪，还能够自动保存病态波形，以备日后查询，这样能够保存测量数据，为被测者健康状况的诊断提供依据。

因此，本发明提供的血氧测量仪，不仅能够测量人体血氧含量值，还能测量人体心脏早搏信号及早搏次数并进行相应提示，从而能够有效地帮助用户对被测者的血氧含量乃至心脏健康状况作出准确评估。

本发明所提供的测量人体心脏早搏信号的方法及应用该方法测量人体心脏早搏信号的血氧仪，结构简单，体积小，功耗低，且无需通过粘贴电极的方式进行测量，使用方便、舒适、安全。

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。

Claims (12)

1.一种测量人体心脏早搏信号的方法，其特征在于，包括下述步骤：

1）测量人体心脏早搏信号；

2）根据步骤1）所测得的人体心脏早搏信号进行相应提示。

2.根据权利要求1所述的测量人体心脏早搏信号的方法，其特征在于，在步骤1）中，当测量时间内测量到人体心脏早搏信号的次数大于或等于1次的时候执行步骤2）。

3.根据权利要求2所述的测量人体心脏早搏信号的方法，其特征在于，在步骤1）中，当测量时间内平均每小时测量到人体心脏早搏信号的次数大于或等于1次的时候执行步骤2）。

4.根据权利要求1所述的测量人体心脏早搏信号的方法，其特征在于，在步骤2）中，进行相应提示的方式包括图像和/或声音和/或振动和/或闪光。

5.根据权利要求1所述的测量人体心脏早搏信号的方法，其特征在于，在步骤2）中，还包括将人体心脏早搏信号的次数和/或人体心脏早搏信号的波形进行显示和/或自动存储和/或无线发送。

6.根据权利要求1所述的测量人体心脏早搏信号的方法，其特征在于，在步骤1）中，测量人体心脏早搏信号的步骤还包括：

11）计算当前脉搏波形的周期；

12）计算正常脉搏周期；

13）将当前脉搏波形的周期与正常脉搏周期进行比较，如果两者的比值在大于等于1且小于等于2，则判断出现一次人体心脏早搏信号。

7.根据权利要求6所述的测量人体心脏早搏信号的方法，其特征在于，在步骤1）中，测量人体心脏早搏信号的步骤还包括：

14）计算当前脉搏波形的上升斜率；

15）计算正常脉搏波形的上升斜率；

16）将当前脉搏波形的上升斜率与正常脉搏波形的上升斜率进行比较，如果两者的比值大于等于0.8且小于等于1.2，则判断出现一次人体心脏早搏信号。

8. 一种血氧测量仪，包括控制单元、测量单元、输出单元、电源管理单元、数据存储单元及人机交互单元，其特征在于，

所述测量单元用于根据所述控制单元的指令而获取搏波信号并发送至所述控制单元；

所述控制单元用于根据来自所述测量单元的脉搏波信号计算得出人体血氧含量值和/或人体心脏早搏信号，并指示所述输出单元进行相应提示；

所述数据存储单元用于根据所述控制单元的指令存储所述人体血氧含量值和/或人体心脏早搏信号次数和/或人体心脏早搏信号波形；

所述人机交互单元用于向所述控制单元发出指令。

9.根据权利要求8所述的血氧测量仪，其特征在于，所述控制单元用于当测量时间内测量到人体心脏早搏信号的次数大于或等于1次的时候指示人机交互单元进行相应提示。

10. 根据权利要求2所述的血氧测量仪，其特征在于，所述控制单元用于当测量时间内平均每小时测量到人体心脏早搏信号的次数大于或等于1次的时候指示人机交互单元进行相应提示。

11.根据权利要求8所述的血氧测量仪，其特征在于，所述控制单元用于计算当前脉搏波的周期以及正常脉搏周期，并将当前脉搏波的周期与正常脉搏周期进行比较，如果两者的比值在大于等于1且小于等于2，则判断出现一次人体心脏早搏信号。

12.根据权利要求8所述的血氧测量仪，其特征在于，所述控制单元用于计算当前脉搏波的上升斜率以及算正常脉搏波的上升斜率，并将当前脉搏波的上升斜率与正常脉搏波的上升斜率进行比较，如果两者的比值大于等于0.8且小于等于1.2，则判断出现一次人体心脏早搏信号。