信号品质检测方法及其信号检测装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种信号品质检测方法及其信号检测装置，用于一耳挂式生理测量装置，该信号品质检测方法包含有：由该耳挂式生理测量装置接收一感测信号；对该感测信号进行滤波以产生一前处理信号；根据该前处理信号计算一生理指标；以及计算该前处理信号中一红光交流成分及一红外光交流成分的一相似度及该红光交流成分的多个互相关系数，并据以产生该生理指标的一信赖指数；其中，该信赖指数指示多个信号品质中一者。品质中一者。品质中一者。

【技术实现步骤摘要】
信号品质检测方法及其信号检测装置


[0001]本专利技术涉及一种用于一耳挂式生理测量装置的信号品质检测方法及其信号检测装置，特别是一种可即时指示所检测生理指标的信赖指数，据以协助使用者调整配戴位置而具有较高精确度的信号品质检测方法及其信号检测装置。

技术介绍

[0002]光体积变化描记图法(Photoplethysmography，PPG)可无创检测血液的容积变化，进而测量心率、血氧浓度等生理指标。简单来说，光体积变化描记图法的感测元件主要为发光二极管及光电二极管组成，由发光二极管发出光源，光电二极管接收通过血管的光源信号，其交流(alternating current，AC)成分反映心脏搏动造成的血液变化，而直流(direct current，DC)成分反映皮下组织、静脉血液等对光吸收不变部分。其中，光体积变化描记图法所测得光学信号极为容易受到外界的杂讯干扰，在低频杂讯多为来自运动以及呼吸干扰，会在直流成分造成振幅飘移，高频杂讯则多来自于环境光源，会在交流成分造成扰动。
[0003]现行测量血氧浓度的穿戴式装置大部分为指夹式的血氧脉博机，通常将待测物包覆测量，以隔绝外在光线。一般血氧测量装置可借由更换探头选择夹式或贴片式，而目前文献比较手指、耳垂、额头及脚趾等测量位置后，得出在耳垂上的探头有相对较高的准确性。然而，现有耳挂式装置测量血氧浓度时面临两大挑战。首先，无法直接在视觉上看出是否有不良配戴的情形，使用者耳腔容易因没有贴合装置感测器，使得光源散射或是光电二极管接收了混合外在光源的杂讯。其次，感测器采用反射式的光学模块，无法完全隔绝外在杂讯。在此情况下，若用于血氧浓度测量的红光波形信号品质不佳，将大幅的影响血氧浓度计算的准确性；此外，生理数据也因多方因素会有数值上的波动，导致使用者在记录上的不精确。
[0004]有鉴于此，现有技术实有改进的必要。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术的主要目的即在于提供一种可即时指示所检测生理指标的信赖指数，据以协助使用者调整配戴位置而具有较高精确度的信号品质检测方法及其信号检测装置。
[0006]本专利技术公开一种信号品质检测方法，用于一耳挂式生理测量装置，该信号品质检测方法包含有：由该耳挂式生理测量装置接收一感测信号；对该感测信号进行滤波以产生一前处理信号；根据该前处理信号计算一生理指标；以及计算该前处理信号中一红光交流成分及一红外光交流成分的一相似度及该红光交流成分的多个互相关系数，并据以产生该生理指标的一信赖指数；其中，该信赖指数指示多个信号品质中一者。
[0007]本专利技术另公开一种信号检测装置，用于一耳挂式生理测量装置，该信号检测装置包含有：一输入模块，用来由该耳挂式生理测量装置接收一感测信号；一前处理模块，用来对该感测信号进行滤波以产生一前处理信号；一处理器，用来执行一程序；以及一存储单
元，耦接于该处理器，用来存储该程序；其中该程序用来指示该处理器执行以下步骤：根据该前处理信号计算一生理指标；以及计算该前处理信号中一红光交流成分及一红外光交流成分的一相似度及该红光交流成分的多个互相关系数，并据以产生该生理指标的一信赖指数；其中，该信赖指数指示多个信号品质中一者。
附图说明
[0008]图1为本专利技术实施例一信号检测装置的示意图。
[0009]图2为本专利技术实施例一相似度判断流程的示意图。
[0010]图3为本专利技术实施例一红光互相关判断流程的示意图。
[0011]图4为本专利技术实施例一信赖指数指示为高信号品质的波形示意图。
[0012]图5为本专利技术实施例信赖指数指示为中信号品质的波形示意图。
[0013]图6为本专利技术实施例信赖指数指示为低信号品质的波形示意图。
[0014]图7为本专利技术实施例一信赖指数判断流程的示意图。
[0015]图8为本专利技术实施例一信号品质检测流程的示意图。
[0016]其中，附图标记说明如下：
[0017]10：信号检测装置
[0018]100：输入模块
[0019]102：前处理模块
[0020]104：血氧浓度计算模块
[0021]106：信号品质检测模块
[0022]108：输出模块
[0023]110：带通滤波器
[0024]112：低通滤波器
[0025]20,30,70,80：步骤
[0026]800～810：流程
[0027]SEN：感测信号
[0028]AC
Red
：红光交流成分
[0029]AC
IR
：红外光交流成分
[0030]DC
Red
：红光直流成分
[0031]DC
IR
：红外光直流成分
[0032]SPO2：血氧浓度
[0033]RI：信赖指数
[0034]SAM
Red
：红光采样信号
[0035]SAM
IR
：红外光采样信号
[0036]SQI
RICORR
：相似度
[0037]SQI
XCORR
：互相关系数
[0038]TEM
Red
：样板信号
[0039]T1
Red
,T2
Red
：红光测试信号
[0040]RI
t
：当前信赖指数
[0041]RI
t
‑2,RI
t
‑4：先前信赖指数
具体实施方式
[0042]一般来说，光体积变化描记图法(Photoplethysmography，PPG)进行血氧浓度测量是以两种不同波长的光谱，如红光与红外光，判断人体组织不同成分的吸收程度变化。具体而言，心脏收缩及舒张将导致脉动而引起血管体积变化，血液中带氧与不带氧的血红素也会随之改变，亦会影响到光的吸收度，故光感测器对于接收到的光强度有所不同，而产生微小的交流信号。红光与红外光接收到的血氧波信号可分为直流成分DC
Red
、DC
IR
及交流成分AC
Red
、AC
IR
，可依公式(1)得到一比例值R，再经由比例值R实验分析获得血氧浓度：
[0043][0044]由于血液对红光的吸收率高，因此反射回去的光强差异较小，换句话说，红光的振幅较小而杂讯相对较大，红光交流成分DC
Red
容易受干扰而波形信号品质不佳，造成计算血氧浓度上的误差。
[0045]请参考图1，图1为本专利技术实施例一信号检测装置10的示意图。信号检测装置10用于一耳挂式生理测量装置(如一Thor耳挂式装置)，耳挂式生理测量装置与耳壁接触，包含一光体积变化描记图法模块用来发送及接受绿光、红光以及红外光，以产生一感测信号SEN。简单来说，信号检测装置10包含一输入模块100、一前处理模块102、一血氧浓度计算模块104、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种信号品质检测方法，用于一耳挂式生理测量装置，包含有以下步骤：由该耳挂式生理测量装置接收一感测信号；对该感测信号进行滤波以产生一前处理信号；根据该前处理信号计算一生理指标；以及计算该前处理信号中一红光交流成分及一红外光交流成分的一相似度及该红光交流成分的多个互相关系数，并据以产生该生理指标的一信赖指数；其中，该信赖指数指示多个信号品质中一者。2.如权利要求1所述的信号品质检测方法，其中，对该感测信号进行滤波以产生该前处理信号的步骤包含有：对该感测信号进行带通滤波以产生该前处理信号中该红光交流成分及该红外光交流成分。3.如权利要求1所述的信号品质检测方法，其中，计算该前处理信号中该红光交流成分及该红外光交流成分的该相似度及该红光交流成分的该多个互相关系数，并据以产生该生理指标的该信赖指数的步骤包含有：撷取一采样时段内的该红光交流成分及该红外光交流成分做为一红光采样信号及一红外光采样信号；计算该红光采样信号及该红外光采样信号的该相似度；以及当该相似度小于一相似度门限值时，产生该信赖指数指示该多个信号品质中一低信号品质。4.如权利要求1所述的信号品质检测方法，其另包含有以下步骤：当该相似度大于该相似度门限值时，计算该红光交流成分的该多个互相关系数。5.如权利要求1所述的信号品质检测方法，其中，计算该前处理信号中该红光交流成分及该红外光交流成分的该相似度及该红光交流成分的该多个互相关系数，并据以产生该生理指标的该信赖指数的步骤包含有：以前一采样时段内所撷取的该红光交流成分作为一样板信号；将一当前采样时段内所撷取的一红光采样信号分为多个红光测试信号；计算该多个红光测试信号及该样板信号的该多个互相关系数；以及根据该多个互相关系数及多个互相关门限值，产生该信赖指数指示该多个信号品质中该一者。6.如权利要求5所述的信号品质检测方法，其中，根据该多个互相关系数及该多个互相关门限值，产生该信赖指数指示该多个信号品质中该一者的步骤包含有：若该多个互相关系数中一者小于一第一互相关门限值，则产生该信赖指数指示该多个信号品质中一低信号品质；若该多个互相关系数介于该第一互相关门限值与一第二互相关门限值之间，则产生该信赖指数指示该多个信号品质中一中信号品质；若该多个互相关系数高于该第二互相关门限值，则产生该信赖指数指示该多个信号品质中一高信号品质。7.如权利要求5所述的信号品质检测方法，其中，计算该前处理信号中该红光交流成分及该红外光交流成分的该相似度及该红光交流成分的该多个互相关系数，并据以产生该生理指标的该信赖指数的步骤包含有：根据该当前采样时段所产生的一当前信赖指数及多个先前采样时段内所产生的多个
先前信赖指数，产生该信赖指数。8.如权利要求7所述的信号品质检测方法，其中，根据该当前采样时段所产生的该当前信赖指数及该多个先前采样时段内所产生的该多个先前信赖指数，产生该信赖指数的步骤包含有：将该当前信赖指数及该多个先前信赖指数中指示该多个信号品质中一最高者作为该信赖指数。9.如权利要求7所述的信号品质检测方法，其中，根据该当前采样时段所产生的该当前信赖指数及该多个先前采样时段内所产生的该多个先前信赖指数，产生该信赖指数的步骤包含有：根据该当前信赖指数及该多个先前信赖指数所对应的多个权重、该当前信赖指数及该多个先前信赖指数，产生该信赖指数。10.一种信号检测装置，用于一耳挂式生理测量装置，包含有：一输入模块，用来由该...

【专利技术属性】
技术研发人员：张铉宗，黄国庭，卓卿安，周颢恭，
申请(专利权)人：纬创资通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：