CN114343627A - 一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开的用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，步骤包括：预设待测参数；预设传感器组：根据待测成分对近红外光谱的共振吸收状况配置传感器组；传感器组布局：根据传感器组对近红外光谱的共振吸收状况，预设发射传感器、透射和反射接收传感器的布局数量以及安装策略；预设传感器响应：将发射传感器配置响应控制时序，使发射传感器由控制指令依次响应开启，使各光谱波长传感器组进行数据采集互不干扰，精准得到光电信号通过各待测成分形成的脉搏波形，从而完成传感器组的作业布局。本发明涉及的技术方案，其能够对被测人员的血液组份浓度值进行便捷快速数据采集，确保得到准确计算数据，为后续测试计算提供准确的数据前提。

Description

一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法

技术领域

本申请涉及血液成分检测技术领域，更具体地说，尤其涉及一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法。

背景技术

根据世界卫生组织统计显示，全球平均每人每年至少进行5次左右的血液检测，大多检测为一般性感染的血常规检测、三高人群的血脂类检测和糖尿病人的血糖检测。基本所有的检测均需到医疗机构抽取静/动脉血或扎针取指尖血，进行生化检测。其中特别针对幼儿感冒这类常规的疾病，由于其不能完整表述自己症状和过程，基本上只要进医院，都要进行血常规检测。而对于世界上超过4.2亿的糖尿病患者，并且每年仍有1000万的新增患者而言，其中度或重度糖尿病患者都需要进行日常血糖监测。

目前，在申请号为2021115083685的发明专利公开了一种用于无创血液成分检测的传感器组，其利用特定的传感器组能够对血液组成成分数据进行快速采集；并且，在后续研究也通过此传感器组设计出一种集成多种检测机制的血液成分检定方法，基于血液中不同组份的物质分子对近红外光谱中的特定波长信号的共振吸收现象，其中血液中葡萄糖对近红外光谱的敏感吸收波长为1200nm～1300nm；水分子对近红外光谱的敏感吸收波长为1400nm～1600nm；血红蛋白对近红外光谱的敏感洗波长包括600nm～700nm以及900nm～1000nm，进行血液中常见组成成分数值的检定。但是，在血液成分数值的检测过程中，实验发现，由于受到人体组织以及血液活跃流动程度等因素的影响，即使设置的发射传感器的光源发射波长与血液组成成分一致，如果传感器组的作业布局方式不对，采集获取的数据也会与实际的血液成分数值存在偏差；而此处的作业布局方式包括传感器组的布局数据、布局位置，重点是传感器组中的发射传感器的时序布局，是影响数据采集准确性的关键。

因此，如何提供一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其能够对传感器组的响应时序合理调整，精准采集传感器组发出的光电信号经过被测人体组织后形成的脉搏波形，为后续计算提供准确的数据基础，已经成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本申请提供一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其能够对传感器组的响应时序合理调整，精准采集传感器组发出的光电信号经过被测人体组织后形成的脉搏波形，为后续计算提供准确的数据基础。

本申请的技术方案：

本申请提供一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，包括以下步骤：S1、预设待测参数：根据检测需求，确定血液组成中的待测成分；所述待测成分包括葡萄糖、血红蛋白以及水；S2、预设传感器组：根据待测成分对近红外光谱的共振吸收状况配置所述传感器组；所述传感器组包括：用于采集血红蛋白成分数据，且光谱波长依次增大的第一发射传感器和第二发射传感器；用于采集葡萄糖成分数据的第三发射传感器；以及用于采集水成分数据的第四发射传感器；分别采集穿过葡萄糖、血红蛋白以及水成分后形成的脉搏波形的第一透射接收传感器、第二透射接收传感器以及第三透射接收传感器；分别用于采集经葡萄糖、血红蛋白以及水成分后反射形成的脉搏波形的第一反射接收传感器、第二反射接收传感器以及第三反射接收传感器；S3、传感器组布局：根据所述传感器组对近红外光谱的共振吸收状况，预设发射传感器、透射和反射接收传感器的布局数量以及安装策略；S4、预设传感器响应：将所述发射传感器配置响应控制时序，使所述发射传感器由控制指令依次响应开启，使各光谱波长传感器组进行数据采集互不干扰，精准得到光电信号通过各待测成分形成的脉搏波形，从而完成传感器组的作业布局。

进一步地，在本发明一种优选方式中，所述第一发射传感器具体为 600nm～800nm发射传感器，所述第二发射传感器具体为800nm～1100nm发射传感器；所述第三发射传感器具体为1100nm～1300nm发射传感器；所述第四发射传感器具体为1400nm～1600nm发射传感器。

进一步地，在本发明一种优选方式中，所述第一透射传感器具体为 500nm～1000nm透射接收传感器以及900nm～1500nm透射接收传感器；所述第二透射接收传感器具体为900nm～1500nm透射接收传感器；所述第三透射传感器具体为900nm～1500nm透射接收传感器以及1500nm～2000nm透射接收传感器。

进一步地，在本发明一种优选方式中，所述第一反射传感器具体为 500nm～1000nm反射接收传感器以及900nm～1500nm反射接收传感器；所述第二反射接收传感器具体为900nm～1500nm反射接收传感器；所述第三反射传感器具体为900nm～1500nm反射接收传感器以及1500nm～2000nm反射接收传感器。

进一步地，在本发明一种优选方式中，在步骤S3中，所述传感器组布局的步骤具体包括：

S301、将1个所述600nm～800nm发射传感器搭载1个所述500nm～1000nm 透射接收传感器以及2个所述500nm～1000nm反射接收传感器；所述发射传感器与所述透射接收传感器相对设置，与所述反射接收传感平行并排设置，构成第一检测传感器组；

S302、将1个所述800nm～1100nm发射传感器相对设置1个所述 500nm～1000nm透射接收传感和1个900nm～1500nm透射接收传感器，人体待测组织设于之间，且平行并排设置1个所述500nm～1000nm反射接收传感和1个900nm～1500nm反射接收传感器，构成第二检测传感器组；

S303、将1个所述1100nm～1300nm发射传感器搭载1个900nm～1500nm 透射接收传感器以及2个所述900nm～1500nm反射接收传感器；所述发射传感器与所述透射接收传感器相对设置，与所述反射接收传感平行并排设置，构成第三检测传感器组；

S304、将1个所述1400nm～1600nm发射传感器相对设置1个所述 900nm～1500nm透射接收传感器和1个1500nm～2000nm透射接收传感器，且平行并排设置1个所述900nm～1500nm反射接收传感器和1个 1500nm～2000nm反射接收传感器，构成第四检测传感器组。

进一步地，在本发明一种优选方式中，在所述步骤S3中，所述第一检测传感器组、第二检测传感器组、第三检测传感器组以及第四检测传感器组均设有2套，环绕人体待测组织设置，且相同的2套检测传感器组两两相对设置。

进一步地，在本发明一种优选方式中，在所述步骤S4中，所述发射传感器由控制指令依次开启的操作步骤包括：

S401、将所述第一检测传感器组、所述第二检测传感器组、所述第三检测传感器组以及所述第四检测传感器组的输入端连接时序控制单元，其输入端连接示波控制单元；

S402、调用时序控制单元向所述第一检测传感器组发送第一执行指令，所述第一检测传感器组中600nm～800nm发射传感器启动，所述 500nm～1000nm透射接收传感器和500nm～100nm反射接收传感器分别接收光电信号透过人体组织，以及经过人体组织后反射形成的脉搏波形；待输出的脉搏波形稳定，所述示波控制单元向时序控制单元反馈第一回馈信号；

S403、所述时序控制单元接收第一回馈信号，控制所述600nm～800nm发射传感器立即关闭，并向其500nm～1000nm透射接收传感器和500nm～100nm 反射接收传感器发送第一延时指令，进行延时关闭；

S404、与此同时，时序控制单元向所述第二检测传感器发送第二执行指令，第二检测传感器组中800nm～1100nm发射传感器启动，所述 500nm～1000nm透射接收传感、900nm～1500nm透射接收传感器和所述 500nm～1000nm反射接收传感和900nm～1500nm反射接收传感器分别接收光电信号透过人体组织，以及经过人体组织后反射形成的脉搏波形；待输出的脉搏波形稳定，所述示波控制单元向时序控制单元反馈第二回馈信号；

S405、所述时序控制单元接收第二回馈信号，控制所述800nm～1100nm 发射传感器立即关闭，并向其500nm～1000nm透射接收传感、900nm～1500nm 透射接收传感器和所述500nm～1000nm反射接收传感和900nm～1500nm反射接收传感器发送第二延时指令，进行延时关闭；

S406、与此同时，时序控制单元向所述第三检测传感器发送第三执行指令，第三检测传感器组中1100nm～1300nm发射传感器启动，所述 900nm～1500nm透射接收传感器和900nm～1500nm反射接收传感器分别接收光电信号透过人体组织，以及经过人体组织后反射形成的脉搏波形；待输出的脉搏波形稳定，所述示波控制单元向时序控制单元反馈第三回馈信号；

S407、所述时序控制单元接收第三回馈信号，控制所述1100nm～1300nm 发射传感器立即关闭，并向其900nm～1500nm透射接收传感、900nm～1500nm 透射接收传感器发送第三延时指令，进行延时关闭；

S408、与此同时，时序控制单元向所述第四检测传感器发送第四执行指令，第四检测传感器组中1400nm～1600nm发射传感器启动，所述 900nm～1500nm透射接收传感器、1500nm～2000nm透射接收传感器和所述 900nm～1500nm反射接收传感和1500nm～2000nm反射接收传感器分别接收光电信号透过人体组织，以及经过人体组织后反射形成的脉搏波形；待输出的脉搏波形稳定，所述示波控制单元向时序控制单元反馈第四回馈信号，关闭所有传感器组，完成数据采集。

进一步地，在本发明一种优选方式中，在所述脉搏波形稳定的判断标准为：在输出的单条所述脉搏波形中，若波形线条中连续出现相同形状的波峰与波谷，则说明输出的脉搏波形稳定；否则，则说明输出的脉搏波形不稳定。

进一步地，在本发明一种优选方式中，还包括：S5、数据模型计算：将所述脉搏波形进行数据转化，随后建立血液成分输血计算模型，将所述脉搏波形作为模型特征输，并将其进行定量分析训练，计算得出血液组成中所述待测成分的数值。

进一步地，在本发明一种优选方式中，在所述步骤S5中，所述数据模型计算的步骤具体为：

S601、提取训练样本数据：取确定血液成分数值的所述待测成分的脉搏波波形，从所述脉搏波波形中提取其代表的信息数据；

S602、建立训练模型：建立血液成分数学计算模型，将所述待测成分确定的成分数值与其对应脉搏波波形代表的信息数据作为特征输入，输入至所述血液成分数学计算模型中进行训练，得到训练样本集；

S603、提取实验样本数据：将血液成分检定中预设的待测成分，利用所述传感器组获取与其对应的所述脉搏波波形，提取其代表的信息数据，作为实验样本集，输入至所述血液成分数学模型中进行样本训练分析；

S604、获取实验样本训练结果：所述血液成分数学计算模型根据所述训练样本集的分析逻辑，对所述实验样本集进行数据分析，基于所述脉搏波波形代表的信息数据，分析计算得到所述待测成分的数值。

本发明提供的一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，与现有技术相比，包括以下步骤：S1、预设待测参数：根据检测需求，确定血液组成中的待测成分；所述待测成分包括葡萄糖、血红蛋白以及水；S2、预设传感器组：根据待测成分对近红外光谱的共振吸收状况配置所述传感器组；所述传感器组包括：用于采集血红蛋白成分数据，且光谱波长依次增大的第一发射传感器和第二发射传感器；用于采集葡萄糖成分数据的第三发射传感器；以及用于采集水成分数据的第四发射传感器；分别采集穿过葡萄糖、血红蛋白以及水成分后形成的脉搏波形的第一透射接收传感器、第二透射接收传感器以及第三透射接收传感器；分别用于采集经葡萄糖、血红蛋白以及水成分后反射形成的脉搏波形的第一反射接收传感器、第二反射接收传感器以及第三反射接收传感器；S3、传感器组布局：根据所述传感器组对近红外光谱的共振吸收状况，预设发射传感器、透射和反射接收传感器的布局数量以及安装策略；S4、预设传感器响应：将所述发射传感器配置响应控制时序，使所述发射传感器由控制指令依次响应开启，使各光谱波长传感器组进行数据采集互不干扰，精准得到光电信号通过各待测成分形成的脉搏波形，从而完成传感器组的作业布局。本发明申请公开一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，基于血液中不同组份的物质分子对不同的检测光谱中的特定波长信号具有很强的共振吸收现象，通过对不同的所述传感器组进行作业布局：针对不同的血液成分，配置不同光谱波长的所述传感器组，并且在数据采集模式上，采取“透射加反射”相结合的布局方式，使其分别能够快速对血液组成成分中的血红蛋白、葡萄糖和水成分进行精准的数据采集，为后续成分数值的计算提供准确的数据前提；其次，通过采集各传感器组发出的光电信号通过人体组织后形成的脉搏波形，并通过控制指令和反馈信号对各传感器组的开启时序进行调节，使各传感器组中的接收传感器获取的所述脉搏波形互不干扰，进一步保证数据采集的精准性。本发明申请公开一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，相对于现有技术，其能够对传感器组的响应时序合理调整，精准采集传感器组发出的光电信号经过被测人体组织后形成的脉搏波形，为后续计算提供准确的数据基础。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法的步骤流程框图；

图2为本发明实施例提供的所述传感器组布局的步骤流程图；

图3为本发明实施例提供的所述检测传感器组的布局结构图。

附图标记说明：

第一检测传感器组1；第二检测传感器组2；第三检测传感器组3；第四检测传感器组4。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“第一”、“第二”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

如图1至图3所示，本发明提供的一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，包括以下步骤：S1、预设待测参数：根据检测需求，确定血液组成中的待测成分；所述待测成分包括葡萄糖、血红蛋白以及水；S2、预设传感器组：根据待测成分对近红外光谱的共振吸收状况配置所述传感器组；所述传感器组包括：用于采集血红蛋白成分数据，且光谱波长依次增大的第一发射传感器和第二发射传感器；用于采集葡萄糖成分数据的第三发射传感器；以及用于采集水成分数据的第四发射传感器；分别采集穿过葡萄糖、血红蛋白以及水成分后形成的脉搏波形的第一透射接收传感器、第二透射接收传感器以及第三透射接收传感器；分别用于采集经葡萄糖、血红蛋白以及水成分后反射形成的脉搏波形的第一反射接收传感器、第二反射接收传感器以及第三反射接收传感器；S3、传感器组布局：根据所述传感器组对近红外光谱的共振吸收状况，预设发射传感器、透射和反射接收传感器的布局数量以及安装策略；S4、预设传感器响应：将所述发射传感器配置响应控制时序，使所述发射传感器由控制指令依次响应开启，使各光谱波长传感器组进行数据采集互不干扰，精准得到光电信号通过各待测成分形成的脉搏波形，从而完成传感器组的作业布局。本发明申请公开一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，基于血液中不同组份的物质分子对不同的检测光谱中的特定波长信号具有很强的共振吸收现象，通过对不同的所述传感器组进行作业布局：针对不同的血液成分，配置不同光谱波长的所述传感器组，并且在数据采集模式上，采取“透射加反射”相结合的布局方式，使其分别能够快速对血液组成成分中的血红蛋白、葡萄糖和水成分进行精准的数据采集，为后续成分数值的计算提供准确的数据前提；其次，通过采集各传感器组发出的光电信号通过人体组织后形成的脉搏波形，并通过控制指令和反馈信号对各传感器组的开启时序进行调节，使各传感器组中的接收传感器获取的所述脉搏波形互不干扰，进一步保证数据采集的精准性。本发明申请公开一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，相对于现有技术，其能够对传感器组的响应时序合理调整，精准采集传感器组发出的光电信号经过被测人体组织后形成的脉搏波形，为后续计算提供准确的数据基础。

本申请公开了一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，具体包括以下步骤：S1、预设待测参数：根据检测需求，确定血液组成中的待测成分；所述待测成分包括葡萄糖、血红蛋白以及水。

不同血液组成成分对不同的检测光谱中的特定波长信号的共振吸收状况的不同；在本发明实施例中，利用血红蛋白、葡萄糖以及水对近红外光谱的敏感吸收状况存在的差异；其中，血红蛋白、葡萄糖以及水对近红外光谱的敏感吸收状况具体为：

血液中葡萄糖对近红外光谱的敏感吸收波长为1200nm～1300nm；水分子对近红外光谱的敏感吸收波长为1400nm～1600nm；血红蛋白对近红外光谱的敏感洗波长包括600nm～700nm以及900nm～1000nm。

S2、预设传感器组：根据待测成分对近红外光谱的共振吸收状况配置所述传感器组；所述传感器组包括：用于采集血红蛋白成分数据，且光谱波长依次增大的第一发射传感器和第二发射传感器；用于采集葡萄糖成分数据的第三发射传感器；以及用于采集水成分数据的第四发射传感器；分别采集穿过葡萄糖、血红蛋白以及水成分后形成的脉搏波形的第一透射接收传感器、第二透射接收传感器以及第三透射接收传感器；分别用于采集经葡萄糖、血红蛋白以及水成分后反射形成的脉搏波形的第一反射接收传感器、第二反射接收传感器以及第三反射接收传感器。

其中，在本发明实施例中，基于血液中血红蛋白、葡萄糖以及水对近红外光谱的共振吸收状况，分为发射传感器、透射接收传感器以及反射接收传感。所述发射传感器加上透射接收传感器构成“光谱透射”数据采集模式，所述发射传感器加上所述反射接收传感器构成“光谱反射”数据采集模式。

具体地，在本发明的实施例中，所述第一发射传感器具体为600nm～800nm 发射传感器，所述第二发射传感器具体为800nm～1100nm发射传感器；所述第三发射传感器具体为1100nm～1300nm发射传感器；所述第四发射传感器具体为1400nm～1600nm发射传感器。

具体地，在本发明的实施例中，所述第一透射传感器具体为 500nm～1000nm透射接收传感器以及900nm～1500nm透射接收传感器；所述第二透射接收传感器具体为900nm～1500nm透射接收传感器；所述第三透射传感器具体为900nm～1500nm透射接收传感器以及1500nm～2000nm透射接收传感器。

具体地，在本发明的实施例中，所述第一反射传感器具体为 500nm～1000nm反射接收传感器以及900nm～1500nm反射接收传感器；所述第二反射接收传感器具体为900nm～1500nm反射接收传感器；所述第三反射传感器具体为900nm～1500nm反射接收传感器以及1500nm～2000nm反射接收传感器。

S3、传感器组布局：根据所述传感器组对近红外光谱的共振吸收状况，预设发射传感器、透射和反射接收传感器的布局数量以及安装策略。

具体地，在本发明的实施例中，在步骤S3中，所述传感器组布局的步骤具体包括：S301、将1个所述600nm～800nm发射传感器搭载1个所述 500nm～1000nm透射接收传感器以及2个所述500nm～1000nm反射接收传感器；所述发射传感器与所述透射接收传感器相对设置，与所述反射接收传感平行并排设置，构成第一检测传感器组1；

S302、将1个所述800nm～1100nm发射传感器相对设置1个所述 500nm～1000nm透射接收传感和1个900nm～1500nm透射接收传感器，人体待测组织设于之间，且平行并排设置1个所述500nm～1000nm反射接收传感和1个900nm～1500nm反射接收传感器，构成第二检测传感器组2；

S303、将1个所述1100nm～1300nm发射传感器搭载1个900nm～1500nm 透射接收传感器以及2个所述900nm～1500nm反射接收传感器；所述发射传感器与所述透射接收传感器相对设置，与所述反射接收传感平行并排设置，构成第三检测传感器组3；

S304、将1个所述1400nm～1600nm发射传感器相对设置1个所述900nm～1500nm透射接收传感器和1个1500nm～2000nm透射接收传感器，且平行并排设置1个所述900nm～1500nm反射接收传感器和1个 1500nm～2000nm反射接收传感器，构成第四检测传感器组4。

通过步骤S3，用以对所述传感器组进行数量布局，使其通过对不同的血液组成成分数据的采集，配置4类传感器组，分别为：第一检测传感器组1、第二检测传感器组2、第三检测传感器组3以及第四检测传感器组4；其中，对于数据采集模式的设定，通过在每个所述传感器组同时布局所述透射接收传感器以及反射接收传感器，采用“光谱透射、反射”数据采集模式；并且，所述第一检测传感器组1和第二检测传感器组2，用以采集光电信号透射穿过血红蛋白，以及经过血红蛋白反射形成的所述脉搏波形；所述第三检测传感器，用以采集光电信号透射穿过葡萄糖，以及经过葡萄糖反射形成的所述脉搏波形；所述第四检测传感器组4，用以采集光电信号透射穿过水，以及经过随反射形成的所述脉搏波形。

具体地，在本发明的实施例中，所述第一检测传感器组1、第二检测传感器组2、第三检测传感器组3以及第四检测传感器组4均设有2套，环绕人体待测组织设置，且相同的2套检测传感器组两两相对设置。

其中，将各所述检测传感器组在人体检测部位布局为两套，且两者相对设置。第一，采集样本数据增多，能够提高数据的准确度；第二，两者相对设置，在每套所述传感器组中，所述透射接收传感器以及反射接收传感器能够相互配合使用，简单来说，第一套检测传感器组上的透射接收传感器能够接收第二套检测传感器组，经过反射形成的所述脉搏波形；第一套检测传感器组上的反射接收传感器能够接收第二套检测传感器组，发出的光电信号经过透射形成的所述脉搏波形，使各检测传感器组获取的所述脉搏波形的数据能够更加准确。

具体地，在本发明的实施例中，在所述脉搏波形稳定的判断标准为：在输出的单条所述脉搏波形中，若波形线条中连续出现相同形状的波峰与波谷，则说明输出的脉搏波形稳定；否则，则说明输出的脉搏波形不稳定。

具体地，在本发明的实施例中，还包括：S5、数据模型计算：将所述脉搏波形进行数据转化，随后建立血液成分输血计算模型，将所述脉搏波形作为模型特征输，并将其进行定量分析训练，计算得出血液组成中所述待测成分的数值。

具体地，在本发明的实施例中，在所述步骤S5中，所述数据模型计算的步骤具体为：S601、提取训练样本数据：取确定血液成分数值的所述待测成分的脉搏波波形，从所述脉搏波波形中提取其代表的信息数据；S602、建立训练模型：建立血液成分数学计算模型，将所述待测成分确定的成分数值与其对应脉搏波波形代表的信息数据作为特征输入，输入至所述血液成分数学计算模型中进行训练，得到训练样本集；S603、提取实验样本数据：将血液成分检定中预设的待测成分，利用所述传感器组获取与其对应的所述脉搏波波形，提取其代表的信息数据，作为实验样本集，输入至所述血液成分数学模型中进行样本训练分析；

S604、获取实验样本训练结果：所述血液成分数学计算模型根据所述训练样本集的分析逻辑，对所述实验样本集进行数据分析，基于所述脉搏波波形代表的信息数据，分析计算得到所述待测成分的数值。

具体地，在本发明的实施例中，所述脉搏波波形中提取其代表的信息数据的方法包括：曲线跟踪法或者波形扫描法。

其中，所述波形扫描法的具体步骤包括：

步骤一、将所述脉搏波波形作为输入，输入至扫描仪中进行特征提取，并根据数据分辨力需求，确定所述扫描仪的分辨力；

步骤二、按照无损格式存储所述脉搏波波形图；

步骤三、切割分解图片为仅含单一波形的波形图，所述单一波形为单一所述待测成分的波形图，并去除明显的噪声；

步骤四、提取波形图基线，并对其进行倾斜校正以及幅度定标；

步骤五、进行波形数据。

由上所述，本发明申请公开的用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，基于血液中不同组份的物质分子对不同的检测光谱中的特定波长信号具有很强的共振吸收现象，通过对不同的所述传感器组进行作业布局：针对不同的血液成分，配置不同光谱波长的所述传感器组，并且在数据采集模式上，采取“透射加反射”相结合的布局方式，使其分别能够快速对血液组成成分中的血红蛋白、葡萄糖和水成分进行精准的数据采集，为后续成分数值的计算提供准确的数据前提；其次，通过采集各传感器组发出的光电信号通过人体组织后形成的脉搏波形，并通过控制指令和反馈信号对各传感器组的开启时序进行调节，使各传感器组中的接收传感器获取的所述脉搏波形互不干扰，进一步保证数据采集的精准性。本发明申请公开一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，相对于现有技术，其能够对传感器组的响应时序合理调整，精准采集传感器组发出的光电信号经过被测人体组织后形成的脉搏波形，为后续计算提供准确的数据基础。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、预设待测参数：根据检测需求，确定血液组成中的待测成分；所述待测成分包括葡萄糖、血红蛋白以及水；

S2、预设传感器组：根据待测成分对近红外光谱的共振吸收状况配置所述传感器组；所述传感器组包括：

用于采集血红蛋白成分数据，且光谱波长依次增大的第一发射传感器和第二发射传感器；用于采集葡萄糖成分数据的第三发射传感器；以及用于采集水成分数据的第四发射传感器；

分别采集穿过葡萄糖、血红蛋白以及水成分后形成的脉搏波形的第一透射接收传感器、第二透射接收传感器以及第三透射接收传感器；

分别用于采集经葡萄糖、血红蛋白以及水成分后反射形成的脉搏波形的第一反射接收传感器、第二反射接收传感器以及第三反射接收传感器；

S3、传感器组布局：根据所述传感器组对近红外光谱的共振吸收状况，预设发射传感器、透射和反射接收传感器的布局数量以及安装策略；

S4、预设传感器响应：将所述发射传感器配置响应控制时序，使所述发射传感器由控制指令依次响应开启，使各光谱波长传感器组进行数据采集互不干扰，精准得到光电信号通过各待测成分形成的脉搏波形，从而完成传感器组的作业布局。

2.根据权利要求1所述的用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其特征在于，所述第一发射传感器具体为600nm~800nm发射传感器，所述第二发射传感器具体为800nm~1100nm发射传感器；所述第三发射传感器具体为1100nm~1300nm发射传感器；所述第四发射传感器具体为1400nm~1600nm发射传感器。

3.根据权利要求2所述的用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其特征在于，所述第一透射传感器具体为500nm~1000nm透射接收传感器以及900nm~1500nm透射接收传感器；所述第二透射接收传感器具体为900nm~1500nm透射接收传感器；所述第三透射传感器具体为900nm~1500nm透射接收传感器以及1500nm~2000nm透射接收传感器。

4.根据权利要求3所述的用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其特征在于，所述第一反射传感器具体为500nm~1000nm反射接收传感器以及900nm~1500nm反射接收传感器；所述第二反射接收传感器具体为900nm~1500nm反射接收传感器；所述第三反射传感器具体为900nm~1500nm反射接收传感器以及1500nm~2000nm反射接收传感器。

5.根据权利要求4所述的用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其特征在于，在步骤S3中，所述传感器组布局的步骤具体包括：

S301、将1个所述600nm~800nm发射传感器搭载1个所述500nm~1000nm透射接收传感器以及2个所述500nm~1000nm反射接收传感器；所述发射传感器与所述透射接收传感器相对设置，与所述反射接收传感平行并排设置，构成第一检测传感器组；

S302、将1个所述800nm~1100nm发射传感器相对设置1个所述500nm~1000nm透射接收传感和1个900nm~1500nm透射接收传感器，人体待测组织设于之间，且平行并排设置1个所述500nm~1000nm反射接收传感和1个900nm~1500nm反射接收传感器，构成第二检测传感器组；

S303、将1个所述1100nm~1300nm发射传感器搭载1个900nm~1500nm透射接收传感器以及2个所述900nm~1500nm反射接收传感器；所述发射传感器与所述透射接收传感器相对设置，与所述反射接收传感平行并排设置，构成第三检测传感器组；

S304、将1个所述1400nm~1600nm发射传感器相对设置1个所述900nm~1500nm透射接收传感器和1个1500nm~2000nm透射接收传感器，且平行并排设置1个所述900nm~1500nm反射接收传感器和1个1500nm~2000nm反射接收传感器，构成第四检测传感器组。

6.根据权利要求5所述的用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述第一检测传感器组、第二检测传感器组、第三检测传感器组以及第四检测传感器组均设有2套，环绕人体待测组织设置，且相同的2套检测传感器组两两相对设置。

7.根据权利要求5所述的用以无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其特征在于，在所述步骤S4中，所述发射传感器由控制指令依次开启的操作步骤包括：

S401、将所述第一检测传感器组、所述第二检测传感器组、所述第三检测传感器组以及所述第四检测传感器组的输入端连接时序控制单元，其输入端连接示波控制单元；

S402、调用时序控制单元向所述第一检测传感器组发送第一执行指令，所述第一检测传感器组中600nm~800nm发射传感器启动，所述500nm~1000nm透射接收传感器和500nm~100nm反射接收传感器分别接收光电信号透过人体组织，以及经过人体组织后反射形成的脉搏波形；待输出的脉搏波形稳定，所述示波控制单元向时序控制单元反馈第一回馈信号；

S403、所述时序控制单元接收第一回馈信号，控制所述600nm~800nm发射传感器立即关闭，并向其500nm~1000nm透射接收传感器和500nm~100nm反射接收传感器发送第一延时指令，进行延时关闭；

S404、与此同时，时序控制单元向所述第二检测传感器发送第二执行指令，第二检测传感器组中800nm~1100nm发射传感器启动，所述500nm~1000nm透射接收传感、900nm~1500nm透射接收传感器和所述500nm~1000nm反射接收传感和900nm~1500nm反射接收传感器分别接收光电信号透过人体组织，以及经过人体组织后反射形成的脉搏波形；待输出的脉搏波形稳定，所述示波控制单元向时序控制单元反馈第二回馈信号；

S405、所述时序控制单元接收第二回馈信号，控制所述800nm~1100nm发射传感器立即关闭，并向其500nm~1000nm透射接收传感、900nm~1500nm透射接收传感器和所述500nm~1000nm反射接收传感和900nm~1500nm反射接收传感器发送第二延时指令，进行延时关闭；

S406、与此同时，时序控制单元向所述第三检测传感器发送第三执行指令，第三检测传感器组中1100nm~1300nm发射传感器启动，所述900nm~1500nm透射接收传感器和900nm~1500nm反射接收传感器分别接收光电信号透过人体组织，以及经过人体组织后反射形成的脉搏波形；待输出的脉搏波形稳定，所述示波控制单元向时序控制单元反馈第三回馈信号；

S407、所述时序控制单元接收第三回馈信号，控制所述1100nm~1300nm发射传感器立即关闭，并向其900nm~1500nm透射接收传感、900nm~1500nm透射接收传感器发送第三延时指令，进行延时关闭；

S408、与此同时，时序控制单元向所述第四检测传感器发送第四执行指令，第四检测传感器组中1400nm~1600nm发射传感器启动，所述900nm~1500nm透射接收传感器、1500nm~2000nm透射接收传感器和所述900nm~1500nm反射接收传感和1500nm~2000nm反射接收传感器分别接收光电信号透过人体组织，以及经过人体组织后反射形成的脉搏波形；待输出的脉搏波形稳定，所述示波控制单元向时序控制单元反馈第四回馈信号，关闭所有传感器组，完成数据采集。

8.根据权利要求7所述的用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其特征在于，在所述脉搏波形稳定的判断标准为：

在输出的单条所述脉搏波形中，若波形线条中连续出现相同形状的波峰与波谷，则说明输出的脉搏波形稳定；否则，则说明输出的脉搏波形不稳定。

9.根据权利要求1所述的用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其特征在于，还包括：S5、数据模型计算：将所述脉搏波形进行数据转化，随后建立血液成分输血计算模型，将所述脉搏波形作为模型特征输，并将其进行定量分析训练，计算得出血液组成中所述待测成分的数值。

10.根据权利要求9所述的用于无创血液成分检测传感器组的作业布局方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述数据模型计算的步骤具体为：

S601、提取训练样本数据：取确定血液成分数值的所述待测成分的脉搏波波形，从所述脉搏波波形中提取其代表的信息数据；

S602、建立训练模型：建立血液成分数学计算模型，将所述待测成分确定的成分数值与其对应脉搏波波形代表的信息数据作为特征输入，输入至所述血液成分数学计算模型中进行训练，得到训练样本集；

S603、提取实验样本数据：将血液成分检定中预设的待测成分，利用所述传感器组获取与其对应的所述脉搏波波形，提取其代表的信息数据，作为实验样本集，输入至所述血液成分数学模型中进行样本训练分析；

S604、获取实验样本训练结果：所述血液成分数学计算模型根据所述训练样本集的分析逻辑，对所述实验样本集进行数据分析，基于所述脉搏波波形代表的信息数据，分析计算得到所述待测成分的数值。

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