[发明专利]一种PPG信号快速自适应获取装置及获取方法

说明书

本发明揭示了一种PPG信号快速自适应获取装置及获取方法，装置由两个脉搏波测量模块、脉搏波检测处理器、存储模块、通信模块及脉搏波显示模块构成；方法主要包括对PPG信号快速自适应获取装置进行配置、对所采集的两对PPG信号进行初步处理、对PPG信号进行特征点检测、对PPG信号进行特征参数提取及利用特征参数判断相同波长的两段PPG信号中更优质的一段等五个步骤。本发明创造性地引入了特征参数来衡量PPG信号的规律性及其程度，实现了对PPG信号质量的准确描述，而且本发明也在克服了因被测人群的个体差异而导致的信号质量偏差。

技术领域

本发明为一种信号获取装置及获取方法，具体而言，是一种针对PPG信号的快速自适应获取装置及应用该装置的获取方法，涉及医学信号处理领域。

背景技术

信号特征提取是指对信号的相关特征信息进行分析，进而提取能有效区分和识别信号的过程，它被广泛地运用在图像识别、噪声处理、故障检测和医疗诊断等几乎所有涉及数字信息处理的领域中。可以说，信号特征提取是数字信息处理技术的基础和关键，所提取的信号特征是否准确、完善将直接影响整个系统的识别效果。但由于实际存在的信号具有很强的复杂性和不规律性，因此，如何有效地进行信号特征提取一直是业内的研究重点和难点。至今为止，信号特征提取的方式和算法层出不穷，但基本都存在以下两点不足：其一是难以准确描述系统的非线性及信号的非平稳特征；其二是难以解决信号特征的定量评价问题。

PPG（Photoplethysmography，光电容积脉搏波）信号是近年来医学信号处理领域的研究热门，其已经被广泛用于多项生理参数的测量，如心率、血氧饱和度、呼吸频率等等。但同样的，这些参数测量的准确度完全依赖于所采集到的信号的质量。在实际场景中，PPG信号经常会受到背景光、运动等因素的干扰，当干扰十分严重时，难以通过传统的滤波方式得到可用的PPG信号。显然，如果继续使用这样低质量的PPG信号进行各类生理参数的测量，测量结果的准确性将会大打折扣。

另外，就PPG信号的采集过程而言，由于被测人群的个体差异，被测部位的不同也会使得所得到的信号质量存在差异性。综上所述，如果能够针对上述研究现状和所存在的问题，提出一种全新的、针对PPG信号的获取装置及获取方法，进而得到更为优质的PPG信号，那么势必可以为医学信号处理领域的后续发展提供巨大的帮助。

发明内容

鉴于现有技术存在上述缺陷，本发明的目的是提出一种针对PPG信号的快速自适应获取装置及应用该装置的获取方法，具体如下。

一种PPG信号快速自适应获取装置，包括：

两个脉搏波测量模块，分别设置于被测人员身体上的不同被测部位，用于对被测部位的PPG信号进行采样、预处理，并将所得到的两对PPG信号进行上传；

脉搏波检测处理器，输入端分别与两个所述脉搏波测量模块的输出端电性连接，用于接收来自两个所述脉搏波测量模块的PPG信号，对两对PPG信号进行特征参数提取，并择优选择其中质量更佳的PPG信号进行输出；

存储模块，输入端与所述脉搏波检测处理器的输出端电性连接，用于接收和保存所述脉搏波检测处理器的输出；

通信模块，输入端与所述脉搏波检测处理器的输出端电性连接，用于接收和转发所述脉搏波检测处理器的输出；

脉搏波显示模块，输入端与所述通信模块的输出端电性连接，用于接收和显示所述脉搏波检测处理器的输出。

优选地，两个所述脉搏波测量模块的构造相同，均包括：

双波段发射器子模块，包括660nm的红光发射装置及905nm的红外光发射装置，用于采集和转发被测人员身体上、被测部位的PPG信号；

信号接收子模块，输入端与所述双波段发射器子模块的输出端电性连接，用于接收和转发被测部位的PPG信号；