TW201517871A - 心率的檢測方法及裝置 - Google Patents
心率的檢測方法及裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201517871A TW201517871A TW103108909A TW103108909A TW201517871A TW 201517871 A TW201517871 A TW 201517871A TW 103108909 A TW103108909 A TW 103108909A TW 103108909 A TW103108909 A TW 103108909A TW 201517871 A TW201517871 A TW 201517871A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- infrared light
- heart rate
- blood
- red
- finger
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 17
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 42
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 42
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 35
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 14
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 3
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 12
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 12
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 3
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 3
- 108010064719 Oxyhemoglobins Proteins 0.000 description 2
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 230000003205 diastolic effect Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 210000002565 arteriole Anatomy 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 210000001736 capillary Anatomy 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000001121 heart beat frequency Effects 0.000 description 1
- 238000001361 intraarterial administration Methods 0.000 description 1
- 210000004072 lung Anatomy 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 210000005259 peripheral blood Anatomy 0.000 description 1
- 239000011886 peripheral blood Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 210000000264 venule Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
- A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
- A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
- A61B5/6825—Hand
- A61B5/6826—Finger
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02416—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
本發明適用於檢測領域，提供一種心率的檢測方法，該方法包括：以設定頻率向待測手指發出波長為940nm紅外光；接收紅外光透射手指後的紅外光強度IR值；存儲設定時間內的IR值，計算存儲的IR的極大值個數，該極大值個數即為心率P。本發明提供的技術方案提供的方法具有即時檢測心率的優點。
Description
本發明屬於檢測領域，尤其是關於一種心率的檢測方法及裝置。
氧含量：為100ml血液中血紅蛋白實際的帶氧量。主要是血紅蛋白實際結合的氧，極小量溶解於血漿的氧(僅有0.3ml%)。與氧結合的血紅蛋白成為氧合血紅蛋白(HbO2)，與氧離解的血紅蛋白成為還原血紅蛋白。血氧飽和度(SaO2)是指血液中(血紅蛋白)實際結合的氧氣(氧含量)占血液中(血紅蛋白)所能結合氧氣的最大量(氧容量)的百分比。因此，血氧飽和度的定義可表示為SaO2=CHbO2/(CHbO2+CHb)×100%
血氧飽和度：在100mL血中，血紅蛋白結合氧的最大量即可認為是血液的氧容量。血紅蛋白實際結合的氧稱為含氧量，含氧量所占氧容量的百分比稱之為血氧飽和度。
郎伯-比爾定律(Lambert-Beer Law)：朗博-比爾定律反映了光學吸收定律，即物質在一定波長處的吸光度與它的濃度成正比。朗博-比爾定律的意義在於：只要選擇適宜的波長，測定它的吸光度就可以求出溶液的濃度。
人體的血液通過心臟的收縮和舒張脈動的流過肺部，一定含量的還原血紅蛋白(Hb)與從肺泡攝取的氧氣結合變成了氧合血紅蛋白(HbO2)，約98%的氧合與血紅蛋白結合成氧合血紅蛋白後進入組織。這些氧通過動脈系統一直到達毛細血管，然後將氧釋放，維持組織的新陳代謝。在一個心動週期內，心室的收縮和舒張造成動脈內壓力的週期性波動，這種週期性的壓力波使動脈擴張和回縮，從而使動脈血管發生有規律的搏動。在心臟搏動週期內，外周血管中的微動脈、毛細血管和微靜脈內流過的血液相應的呈脈動性變化。當心臟收縮時血液容積最大，而在心臟舒張時容積最小。血液容積這種脈動性變化一般可通過光電容積感測器獲得，所得的波形中含有容積脈搏血流資訊。因此可以通過容積脈搏血流資訊和心臟搏動頻率之間的關係來獲得脈搏資訊。
在實現現有技術時，發現現有技術存在如下問題：現有技術提供的技術方案無法即時檢測脈搏，所以現有技術無法提供一種心率的檢測方法。
本發明實施例的目的在於提供一種心率的檢測方法，旨在解決現有的技術方案無法即時檢測心率的問題。
本發明具體實施方式提供一種心率的檢測方法，該方法包括：以設定頻率向待測手指發出波長為940nm紅外光；接收紅外光透射手指後的紅外光強度IR值；
存儲設定時間內的IR值，計算存儲的IR的極大值個數，該極大值個數即為心率P。
可選的，以設定頻率向待測手指發出波長為660nm的紅光；獲取單個週期內紅光變化量和紅外光變化量，計算出血液中血氧飽和度；
其中，SaO 2為血液中血氧飽和度，K為血液的光吸收係數，ΔRED為一個週期內紅光變化量，ΔIR為一個週期內紅外光變化量，ΔN為環境光所產生的干擾值。
本發明具體實施方式還提供一種心率的檢測裝置，該裝置包括：控制模組，用於以設定頻率向待測手指發出波長為940nm紅外光；檢測模組，用於接收紅外光透射手指後的紅外光強度IR值；存儲模組，用於存儲設定時間內的IR值；計算模組，用於計算存儲的IR的極大值個數，該極大值個數即為心率P。
可選的，該控制模組，還用於以設定頻率向待測手指發出波長為660nm的紅光；該計算模組，還用於獲取單個週期內紅光變化量和紅外光變化量，計算出血液中血氧飽和度；
其中，SaO 2為血液中血氧飽和度，K為血液的光吸收係
數，ΔRED為一個週期內紅光變化量，ΔIR為一個週期內紅外光變化量，ΔN為環境光所產生的干擾值。
在本發明實施例中，本發明提供的技術方案提供的方法具有即時檢測心率的優點。
21‧‧‧控制模組
22‧‧‧檢測模組
23‧‧‧存儲模組
24‧‧‧計算模組
圖1是本發明提供的心率的檢測方法的流程圖；圖2是本發明提供的心率的檢測裝置的結構圖。
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
本發明具體實施方式提供一種心率的檢測方法，該方法由脈搏血氧儀所用的探頭使用時是套在手指上的。上壁固定了兩個並列放置的發光二極體(LED)，發出波長為660nm的紅光和940nm的紅外光。下壁有-個光電檢測器，將透射過手指動脈血管的紅光和紅外光轉換成電信號，它所檢測到的光電信號越弱，表示光信號穿透探頭部位元時，被那裡的組織、骨頭和血液等吸收掉的越多。皮膚、肌肉、脂肪、靜脈血、色素和骨頭等對這兩種光的吸收係數是恒定的，因此它們只對光電信號中的直流分量大小發生影響。但是血液中的HbO2和Hb濃度隨著血液的脈動作週期性的改
變，因此它們對光的吸收也在脈動地變化，由此引起光電檢測器輸出的信號強度隨血液中的HbO2和Hb濃度比脈動地改變。如果用光吸收來表示，紅光和紅外光作用時，信號的變化規律大致一樣，但脈動分量的幅度可能不同，用一個定時電路來控制兩個LED的發光次序，即：(1)紅光LED點燃；(2)紅光LED熄滅，紅外光LED點燃；(3)兩個LED均熄滅；這個發光時序以400次/秒(50Hz交流電)的頻率重複出現，可以增強對環境光的抑制能力。讓上述兩種波長的紅光和紅外光輪流通過檢測部位，並將這兩個信號中的脈動成分分離出來，經過放大和濾波後，分別由模/數轉換器轉換成數位量。該方法如圖1所示，包括：S101、以設定頻率向待測手指發出波長為940nm紅外光；S102、接收紅外光透射手指後的紅外光強度IR值；S103、存儲設定時間內的IR值，計算存儲的IR的極大值個數，該極大值個數即為心率P。
上述極大值個數的計算方法可以採用現有技術的方法，本發明具體實施方式並不顯著上述極大值個數的具體方式。
本發明提供的方法通過紅外光的IR值即可以獲取心率P，所以其能夠獲取心率的優點。
可選的，上述方法在S103之後還包括：以設定頻率向待測手指發出波長為660nm的紅光；獲取單個週期內紅光變化量和紅外光變化量，計算出血液中血氧飽和度；
其中，SaO 2為血液中血氧飽和度，K為血液的光吸收係數，ΔRED為一個週期內紅光變化量，ΔIR為一個週期內紅外光變化量，ΔN為環境光所產生的干擾值。
本發明具體實施方式還提供一種心率的檢測裝置，該裝置如圖2所示，包括：控制模組21，用於以設定頻率向待測手指發出波長為940nm紅外光；檢測模組22，用於接收紅外光透射手指後的紅外光強度IR值；存儲模組23，用於存儲設定時間內的IR值；計算模組24，用於計算存儲的IR的極大值個數，該極大值個數即為心率P。
可選的，控制模組21，還用於以設定頻率向待測手指發出波長為660nm的紅光；計算模組24，還用於獲取單個週期內紅光變化量和紅外光變化量，計算出血液中血氧飽和度；
其中，SaO 2為血液中血氧飽和度，K為血液的光吸收係數，ΔRED為一個週期內紅光變化量，ΔIR為一個週期內紅外光變化量，ΔN為環境光所產生的干擾值。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，
均應包含在本發明的保護範圍之內。
Claims (4)
- 一種心率的檢測方法，其特徵在於，該方法包括：以設定頻率向待測手指發出波長為940nm紅外光；接收紅外光透射手指後的紅外光強度IR值；存儲設定時間內的IR值，計算存儲的IR的極大值個數，該極大值個數即為心率P。
- 如請求項1所述的心率的檢測方法，其中，該方法還包括：以設定頻率向待測手指發出波長為660nm的紅光；獲取單個週期內紅光變化量和紅外光變化量，計算出血液中血氧飽和度；
- 一種心率的檢測裝置，其特徵在於，該心率的檢測裝置包括：控制模組，用於以設定頻率向待測手指發出波長為940nm紅外光；檢測模組，用於接收紅外光透射手指後的紅外光強度IR值；存儲模組，用於存儲設定時間內的IR值；計算模組，用於計算存儲的IR的極大值個數，該極大值個數即為心率P。
- 根如請求項3所述的心率的檢測裝置，其中，該控制模組，還用於以設定頻率向待測手指發出波長為660nm的紅光；該計算模組，還用於獲取單個週期內紅光變化量和紅外光變化量，計算出血液中血氧飽和度；
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310542330.9A CN103767696B (zh) | 2013-11-05 | 2013-11-05 | 心率的检测方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201517871A true TW201517871A (zh) | 2015-05-16 |
| TWI538659B TWI538659B (zh) | 2016-06-21 |
Family
ID=50560785
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW103108909A TWI538659B (zh) | 2013-11-05 | 2014-03-13 | 心率的檢測方法及裝置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103767696B (zh) |
| HK (1) | HK1191834A1 (zh) |
| TW (1) | TWI538659B (zh) |
| WO (1) | WO2015066876A1 (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| HK1202762A2 (zh) | 2014-07-18 | 2015-10-02 | Well Being Digital Ltd | 個適合於測驗身體局部動脈血的儀器與方法 |
| CN104688214B (zh) * | 2015-03-18 | 2017-04-12 | 四川九洲电器集团有限责任公司 | 一种基于软件滤波与数据统计算法的心率计算装置和心率计算方法 |
| CN105249949A (zh) * | 2015-09-22 | 2016-01-20 | 深圳市元征科技股份有限公司 | 心率测试方法及装置 |
| CN109171685B (zh) * | 2018-09-20 | 2021-10-08 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 模拟人体生理信号的方法、设备及存储介质 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100518630C (zh) * | 2004-05-08 | 2009-07-29 | 香港中文大学 | 指环式生理信息监测装置 |
| CN101006915A (zh) * | 2006-01-26 | 2007-08-01 | 香港中文大学 | 非接触式关键生理参数测量方法 |
| CN100407993C (zh) * | 2006-09-05 | 2008-08-06 | 西安交通大学 | 一种光-频率转换式脉搏血氧仪的数字信号处理方法 |
| CN201033073Y (zh) * | 2007-02-07 | 2008-03-12 | 深圳市科瑞康实业有限公司 | 一种脉搏血氧检测装置 |
-
2013
- 2013-11-05 CN CN201310542330.9A patent/CN103767696B/zh active Active
- 2013-11-07 WO PCT/CN2013/086710 patent/WO2015066876A1/zh active Application Filing
-
2014
- 2014-03-13 TW TW103108909A patent/TWI538659B/zh active
- 2014-06-03 HK HK14105170.5A patent/HK1191834A1/zh unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HK1191834A1 (zh) | 2014-08-08 |
| TWI538659B (zh) | 2016-06-21 |
| CN103767696B (zh) | 2016-08-17 |
| WO2015066876A1 (zh) | 2015-05-14 |
| CN103767696A (zh) | 2014-05-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI536968B (zh) | 血液中血氧飽和度的測量方法及系統 | |
| US6709402B2 (en) | Apparatus and method for monitoring respiration with a pulse oximeter | |
| US7001337B2 (en) | Monitoring physiological parameters based on variations in a photoplethysmographic signal | |
| JP5096310B2 (ja) | 身体の部位における血液の灌流を決定するための方法及び装置 | |
| US20110105912A1 (en) | Cerebral autoregulation indices | |
| JP2006231012A (ja) | 酸素運搬の循環時間測定方法および装置 | |
| TWI538659B (zh) | 心率的檢測方法及裝置 | |
| CN115988985A (zh) | 用于补偿外周动脉张力的评估的装置和方法 | |
| WO2014043302A1 (en) | Systems and methods for determining fluid responsiveness | |
| JP2023532318A (ja) | 末梢動脈緊張を評価するための方法及び装置 | |
| US20140187992A1 (en) | System and method for non-invasively determining cardiac output | |
| EP3570738A1 (en) | Pulse oximetry sensors and methods | |
| JP2016187539A (ja) | 生体情報測定システム | |
| US20210219882A1 (en) | Methods and systems for non-invasive measurement and monitoring of physiological parameters | |
| US20170251961A1 (en) | Biological information measurement device, mixed venous oxygen saturation estimation method, and program | |
| Timm et al. | Optical sensor system for continuous non-invasive hemodynamic monitoring in real-time | |
| Liou et al. | Investigated blood flow measurement of lights with different wavelengths system | |
| US20230148884A1 (en) | Method and device for determining volemic status and vascular tone | |
| Uguz | Design of a multipurpose photoplethysmography sensor to assist cardiovascular and respiratory diagnosis | |
| JP2024031483A (ja) | 呼吸情報取得装置、呼吸情報取得システム、処理装置、および呼吸情報取得方法 | |
| JP2022138625A (ja) | モニタ装置、生体信号処理装置、およびコンピュータプログラム | |
| Gao et al. | Notice of Retraction: A Simultaneous Monitoring System for Non-Invasive Blood Pressure and Blood Oxygen Saturation | |
| Șerban et al. | ARDUINO BASED DEVICE WITH BLUETOOTH FOR MEASURING PULSE | |
| Cheang | Feasibility of non-contact photoplethysmography | |
| López-Silva et al. | Transmittance photoplethysmography with near-infrared laser diodes in intra-peritoneal organs |