CN111657875A - 一种血氧测试方法、装置及其存储介质 - Google Patents

一种血氧测试方法、装置及其存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种血氧测试方法、装置及其存储介质，方法包括如下步骤：S1：血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间填充有水膜为标准状态，获取标准状态下血氧传感器的读数为标准读数Z；S2：标准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的按压状态，获取按压状态下血氧传感器的读数为按压读数Y；以及，S3：计算差值读数C=按压读数Y‑标准读数Z，计算拟合读数N=标准读数Z‑2*差值读数C。本申请具有提高血氧传感器的数据准确度的效果。

Description

一种血氧测试方法、装置及其存储介质
技术领域
本申请涉及血样测试领域，尤其是涉及一种血氧测试方法、装置及其存储介质。
背景技术
血氧，就是血液中的氧气，人体正常含氧量为90%左右，血液中含氧量越高，人的新陈代谢就越好，过低会造成机体供氧不足。因为人体内的所有细胞都需要氧气，因此血氧含量异常就会影响到身体的大部分机能，所以血氧饱和度的检测在内科、外科、重症监护室等的临床应用非常普遍。
现有的专业的血氧检测设备通常都比较昂贵，所以日常生活中，大家会佩戴一些集成有血氧检测功能的可穿戴设备，例如手环。现在的智能可穿戴设备，在技术上采用的也是多光源融合技术，使用红光测血氧就是其中之一，解决了腕部血氧测量难的问题，在日常的血氧检测中具备很强的实用性。
针对上述中的相关技术，发明人认为：当使用者佩戴手环时，若手环上传感器与皮肤之间沾有外界的水分或者产生汗液后，光闯过手环上传感器与皮肤之间的区域时会有损失，从而具有降低检测精度的缺陷。
发明内容
为了在传感器与皮肤之间沾有外界的水分或者产生汗液后提高血氧检测精度，本申请提供一种血氧测试方法、装置及其存储介质。
第一方面，本申请提供一种血氧测试方法，采用如下的技术方案：
一种血氧测试方法，基于佩戴在手腕上的血氧传感器，血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间没有水膜为基准状态，包括如下步骤：
S1：血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间填充有水膜为标准状态，获取标准状态下血氧传感器的读数为标准读数Z；
S2：标准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的按压状态，获取按压状态下血氧传感器的读数为按压读数Y；以及，
S3：计算差值读数C=按压读数Y-标准读数Z，计算拟合读数N=标准读数Z-2*差值读数C。
通过采用上述技术方案，在基准状态下的读数是误差最小的读数，而有水膜且未按压的读数是误差最大的读数，因为水膜中的水以及杂质会增加光的损耗，在有水膜时按压血氧传感器，用物理手段挤出部分水与杂质，让水膜变薄，降低光的损耗，提高读数准确度，同时，转动血氧传感器，让水膜中的杂质分布地更均匀，进一步降低血氧传感器的误差，而在按压时转动传感器，能让水膜克服水的张力，浸透人体皮肤表面的每个毛发之间的缝隙，进一步减小水膜的厚度同时不让光多次进出不同的介质，再次降低光的损耗，提高血氧传感器的数据准确度。
优选的，方法还包括如下步骤：
S4：获取基准状态下血氧传感器的读数为基准读数J；
S5：基准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的校准状态，获取校准状态下血氧传感器的读数为校准读数J1；
S6：重复步骤S1-S3；以及，
S7：计算校准误差W=校准读数J1-基准读数J,计算校准差值C1=差值读数C-校准误差W,计算拟合读数N1=标准读数Z-2*差值读数C1。
通过采用上述技术方案，按压会产生局部的血液不通畅，会降低局部的血氧，基准状态时按压并转动血氧传感器能够得到没有水膜时的误差程度，利于降低标准状态下降低按压带来的数据误差，提高数据精准度。
优选的，所述血氧传感器周围设置有包围所述血氧传感器的吸水带，所述吸水带的表面凸出于所述血氧传感器的表面，方法包括：
S8：重复M次步骤S4-S7后，重复M1次步骤S1-S3，得到M个N1和M1个N；以及，
S9：计算最终读数N2=（M×N1+M1×N）/（M+M1）。
通过采用上述技术方案，测得并融合从基准状态进入标准状态时的数据，得到最终读数，降低血氧传感器在水分变化而带来温度变化后的传感器本身误差，提高数据精度。
优选的，所述步骤S8中还包括：
M+M1＜M2，M2为设定时间内的等周期的测量次数，且，M2＜5，M＜2。
通过采用上述技术方案，利用设定的测量次数范围内的数据，不让采用的数据过多而影响数据的准确性。
第二方面，本申请提供一种血氧测试装置，采用如下的技术方案：
一种血氧测试装置，基于佩戴在手腕上的血氧传感器，血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间没有水膜为基准状态，包括如下模块：
标准读取模块，用于获取标准状态下血氧传感器的读数为标准读数Z，血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间填充有水膜为标准状态；
按压读取模块，用于提示用户在标准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的按压状态，并获取按压状态下血氧传感器的读数为按压读数Y；以及，
计算拟合模块，用于计算差值读数C=按压读数Y-标准读数Z，计算拟合读数N=标准读数Z-2*差值读数C。
通过采用上述技术方案，在基准状态下的读数是误差最小的读数，标准读取模块的读数是误差最大的读数，因为水膜中的水以及杂质会增加光的损耗，按压读取模块的读数是提高了精度的读数，在有水膜时按压血氧传感器，用物理手段挤出部分水与杂质，让水膜变薄，降低光的损耗，提高读数准确度，同时，转动血氧传感器，让水膜中的杂质分布地更均匀，进一步降低血氧传感器的误差，而在按压时转动传感器，能让水膜克服水的张力，浸透人体皮肤表面的每个毛发之间的缝隙，进一步减小水膜的厚度同时不让光多次进出不同的介质，再次降低光的损耗，计算拟合模块能提高血氧传感器的数据准确度。
优选的，装置还包括如下模块：
基准读取模块，用于在获取基准状态下血氧传感器的读数为基准读数J；
校准读取模块，用于提示用户在基准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的校准状态，并获取校准状态下血氧传感器的读数为校准读数J1；
重复执行模块，用于重复执行标准读取模块、按压读取模块以及计算拟合模块；以及，
校准拟合模块，用于计算校准误差W=校准读数J1-基准读数J,计算校准差值C1=差值读数C-校准误差W,计算拟合读数N1=标准读数Z-2*差值读数C1。
通过采用上述技术方案，按压会产生局部的血液不通畅，会降低局部的血氧，基准状态时按压并转动血氧传感器能够得到没有水膜时的误差程度，利于降低标准状态下降低按压带来的数据误差，校准拟合模块进一步提高数据精准度。
优选的，所述血氧传感器周围设置有包围所述血氧传感器的吸水带，所述吸水带的表面凸出于所述血氧传感器的表面，装置还包括如下模块：
重复循环模块，用于重复M次执行基准读取模块、校准读取模块、重复执行模块以及校准拟合模块后，重复M1次执行重复执行模块，得到M个N1和M1个N；以及，
最终读数模块，用于计算最终读数N2=（M×N1+M1×N）/（M+M1）。
通过采用上述技术方案，重复循环模块测得并融合从基准状态进入标准状态时的数据，最终读数模块得到最终读数，降低血氧传感器在水分变化而带来温度变化后的传感器本身误差，提高数据精度。
优选的，所述重复循环模块中还包括：
M+M1＜M2，M2为设定时间内的等周期的测量次数，且，M2＜5，M＜2。
通过采用上述技术方案，利用设定的测量次数范围内的数据，不让采用的数据过多而影响数据的准确性。
第三方面，本申请提供一种计算机存储介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述任一种血氧测试方法的计算机程序。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：在基准状态下的读数是误差最小的读数，而有水膜且未按压的读数是误差最大的读数，因为水膜中的水以及杂质会增加光的损耗，在有水膜时按压血氧传感器，用物理手段挤出部分水与杂质，让水膜变薄，降低光的损耗，提高读数准确度，按压会产生局部的血液不通畅，会降低局部的血氧，基准状态时按压并转动血氧传感器能够得到没有水膜时的误差程度，利于降低标准状态下降低按压带来的数据误差。转动血氧传感器让水膜中的杂质分布地更均匀，按压时转动传感器能让水膜克服水的张力，浸透人体皮肤表面的每个毛发之间的缝隙，进一步减小水膜的厚度同时不让光多次进出不同的介质，再次降低光的损耗。测得并融合从基准状态进入标准状态时的数据，得到最终读数，降低血氧传感器在水分变化而带来温度变化后的传感器本身误差，提高数据精度。
附图说明
图1是本申请血氧测试方法的方法流程示意图。
图2是本申请血氧测试装置的装置结构框图。
附图标记：1、标准读取模块；2、按压读取模块；3、计算拟合模块；4、基准读取模块；5、校准读取模块；6、重复执行模块；7、校准拟合模块；8、重复循环模块；9、最终读数模块。
具体实施方式
以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。
下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。
本申请实施例公开一种血氧测试方法，如图1所示，基于佩戴在手腕上的血氧传感器，血氧传感器嵌入式地设置在手表或者手环内侧，并与手腕表面皮肤接触。手表或者手环内侧也嵌入式固定连接有环形或者弧形的吸水带，血氧吸水带包围血氧传感器，吸水带的表面略微凸出于血氧传感器的表面，且不会使血氧传感器脱离手腕皮肤表面。血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间没有水膜为基准状态。水膜可有外界的水进入血氧传感器与皮肤之间形成，或者是皮肤下汗腺分泌出的汗液形成，水膜内有水分与杂质，且通常分布不均。
方法包括如下步骤：
S1：血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间填充有水膜为标准状态，获取标准状态下血氧传感器的读数为标准读数Z。
S2：标准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的按压状态，获取按压状态下血氧传感器的读数为按压读数Y。Y的误差小于Z。
S3：计算差值读数C=按压读数Y-标准读数Z，计算拟合读数N=标准读数Z-2*差值读数C。C的误差小于Z。
S4：获取基准状态下血氧传感器的读数为基准读数J。J的误差最小。
S5：基准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的校准状态，获取校准状态下血氧传感器的读数为校准读数J1。J1的误差大于J而小于Z，按压会产生局部的血液不通畅，会降低局部的血氧，基准状态时按压并转动血氧传感器能够得到没有水膜时的误差程度，用于降低标准状态下降低按压带来的数据误差。
S6：重复步骤S1-S3；
S7：计算校准误差W=校准读数J1-基准读数J,计算校准差值C1=差值读数C-校准误差W,计算拟合读数N1=标准读数Z-2*差值读数C1。因为随着按压力度以及温度的不同，人体的状态不同以及血氧传感器的偏差不同，N1的误差大于J而小于J1或者N1的误差大于J1而小于Z。
S8：重复M次步骤S4-S7后，重复M1次步骤S1-S3，得到M个N1和M1个N，其中，M+M1＜M2，M2为设定时间内的等周期的测量次数，且，M2＜5，M＜2，利用设定的测量次数范围内的数据，不让采用的数据过多而影响数据的准确性。
以及，
S9：计算最终读数N2=（M×N1+M1×N）/（M+M1）。
本申请实施例一种血氧测试的实施原理为：在基准状态下的读数是误差最小的读数，而有水膜且未按压的读数是误差最大的读数，因为水膜中的水以及杂质会增加光的损耗。在有汗水形成的水膜时按压血氧传感器，用物理手段挤出部分水与杂质，或者让水与杂质进入到吸水带中，让水膜变薄，降低光的损耗，挤出部分水与杂质，或者让水与杂质进入到吸水带中，让水膜变薄，降低光的损耗。在有外界水形成的水膜时按压血氧传感器，用物理手段挤压前，吸水带会先吸水，在挤压时，吸水带受力而释放水分，一部分水进入水膜中，让水膜充分浸润在血氧传感器与皮肤之间，一部分水则被挤出手表与水环之间；不再挤压后，吸水带内能再吸水，从而吸走血氧传感器与皮肤之间的水分，利于提高下次按压测试的数据精度，在设定的次数范围内按压得次数越多，数据越准确。
在按压的同时还转动血氧传感器，让水膜中的杂质分布地更均匀，还能让水膜克服水的张力，浸透人体皮肤表面的每个毛发之间的缝隙，不让光多次进出不同的介质，再次降低光的损耗。测得并融合从基准状态进入标准状态时的数据，得到最终读数，降低血氧传感器在水分变化而带来温度变化后的传感器本身误差，提高数据精度。
本申请实施例还公开一种血氧测试装置，如图2所示，基于佩戴在手腕上的血氧传感器，血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间没有水膜为基准状态，包括如下模块：
标准读取模块1，用于获取标准状态下血氧传感器的读数为标准读数Z，血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间填充有水膜为标准状态；
按压读取模块2，用于提示用户在标准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的按压状态，并获取按压状态下血氧传感器的读数为按压读数Y；以及，
计算拟合模块3，用于计算差值读数C=按压读数Y-标准读数Z，计算拟合读数N=标准读数Z-2*差值读数C。
基准读取模块4，用于在获取基准状态下血氧传感器的读数为基准读数J；
校准读取模块5，用于提示用户在基准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的校准状态，并获取校准状态下血氧传感器的读数为校准读数J1；
重复执行模块6，用于重复执行标准读取模块1、按压读取模块2以及计算拟合模块3；以及，
校准拟合模块7，用于计算校准误差W=校准读数J1-基准读数J,计算校准差值C1=差值读数C-校准误差W,计算拟合读数N1=标准读数Z-2*差值读数C1。
血氧传感器周围设置有包围血氧传感器的吸水带，吸水带的表面凸出于血氧传感器的表面，装置还包括如下模块：
重复循环模块8，用于重复M次执行基准读取模块4、校准读取模块5、重复执行模块6以及校准拟合模块7后，重复M1次执行重复执行模块6，得到M个N1和M1个N。M+M1＜M2，M2为设定时间内的等周期的测量次数，且，M2＜5，M＜2。
以及，
最终读数模块9，用于计算最终读数N2=（M×N1+M1×N）/（M+M1）。
本申请实施例还一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行上述记载的血氧测试方法的计算机程序。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种血氧测试方法，基于佩戴在手腕上的血氧传感器，血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间没有水膜为基准状态，其特征在于：包括如下步骤：
S1：血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间填充有水膜为标准状态，获取标准状态下血氧传感器的读数为标准读数Z；
S2：标准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的按压状态，获取按压状态下血氧传感器的读数为按压读数Y；以及，
S3：计算差值读数C=按压读数Y-标准读数Z，计算拟合读数N=标准读数Z-2*差值读数C。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：方法还包括如下步骤：
S4：获取基准状态下血氧传感器的读数为基准读数J；
S5：基准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的校准状态，获取校准状态下血氧传感器的读数为校准读数J1；
S6：重复步骤S1-S3；以及，
S7：计算校准误差W=校准读数J1-基准读数J,计算校准差值C1=差值读数C-校准误差W,计算拟合读数N1=标准读数Z-2*差值读数C1。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述血氧传感器周围设置有包围所述血氧传感器的吸水带，所述吸水带的表面凸出于所述血氧传感器的表面，方法包括：
S8：重复M次步骤S4-S7后，重复M1次步骤S1-S3，得到M个N1和M1个N；以及，
S9：计算最终读数N2=（M×N1+M1×N）/（M+M1）。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤S8中还包括：
M+M1＜M2，M2为设定时间内的等周期的测量次数，且，M2＜5，M＜2。
5.一种血氧测试装置，基于佩戴在手腕上的血氧传感器，血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间没有水膜为基准状态，其特征在于：包括如下模块：
标准读取模块（1），用于获取标准状态下血氧传感器的读数为标准读数Z，血氧传感器自然贴附在手腕表皮上且之间填充有水膜为标准状态；
按压读取模块（2），用于提示用户在标准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的按压状态，并获取按压状态下血氧传感器的读数为按压读数Y；以及，
计算拟合模块（3），用于计算差值读数C=按压读数Y-标准读数Z，计算拟合读数N=标准读数Z-2*差值读数C。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：装置还包括如下模块：
基准读取模块（4），用于在获取基准状态下血氧传感器的读数为基准读数J；
校准读取模块（5），用于提示用户在基准状态时按压并转动血氧传感器，让血氧传感器呈凹陷入手腕表皮的校准状态，并获取校准状态下血氧传感器的读数为校准读数J1；
重复执行模块（6），用于重复执行标准读取模块（1）、按压读取模块（2）以及计算拟合模块（3）；以及，
校准拟合模块（7），用于计算校准误差W=校准读数J1-基准读数J,计算校准差值C1=差值读数C-校准误差W,计算拟合读数N1=标准读数Z-2*差值读数C1。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述血氧传感器周围设置有包围所述血氧传感器的吸水带，所述吸水带的表面凸出于所述血氧传感器的表面，装置还包括如下模块：
重复循环模块（8），用于重复M次执行基准读取模块（4）、校准读取模块（5）、重复执行模块（6）以及校准拟合模块（7）后，重复M1次执行重复执行模块（6），得到M个N1和M1个N；以及，
最终读数模块（9），用于计算最终读数N2=（M×N1+M1×N）/（M+M1）。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于：所述重复循环模块（8）中还包括：
M+M1＜M2，M2为设定时间内的等周期的测量次数，且，M2＜5，M＜2。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于：存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至4中任一种方法的计算机程序。
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