專利名稱：檢測生化參數(shù)的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從生化電信號檢測所希望的生化參數(shù)，更具體而言，涉及從生化信號中除去人為產(chǎn)物以便更精確地檢測所希望的參數(shù)。
背景技術(shù)：
常常需要從電生化信號檢測生化參數(shù)。例如，利用已知的心電圖系統(tǒng)檢測涉及心臟功能的參數(shù)；利用已知的腦電圖系統(tǒng)檢測涉及腦的功能的參數(shù)；和利用已知的血氧計(jì)系統(tǒng)檢測血氧濃度和脈率的參數(shù)。在本申請的其余部分中將較詳細(xì)地描述脈搏血氧計(jì)系統(tǒng)，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，可將該描述中的系統(tǒng)，電路，和方法修改應(yīng)用到從電生化信號檢測生化參數(shù)的其他系統(tǒng)。
已知的血氧計(jì)系統(tǒng)使用光信號檢測血氧濃度。將兩種不同波長的光入射在充血的肉上，檢測發(fā)射的或反射的光，變換成電生化信號，處理電信號以便檢出血氧濃度的生化參數(shù)，全部采用已知的方式進(jìn)行。眾所周知，許多因素將噪聲引入電信號例如患者的移動(dòng)，周圍光水平的變化，和較次要的，來自血氧計(jì)系統(tǒng)附近的電源線和/或其他運(yùn)行的電設(shè)備的EMI。
為了提高準(zhǔn)確度，已經(jīng)做了許多工作，在這樣的系統(tǒng)的固有的噪聲中精確地檢測電的血氧測量信號。某些現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)將時(shí)間域的電生化信號(包括噪聲)變換到頻率域，并在頻率域中實(shí)行進(jìn)一步的處理。這樣的系統(tǒng)利用富里哀變換將電生化信號變換到頻率域。更具體而言，使用某種形式的離散的富里哀變換，最好是快速富里哀變換(FFT)。然后分析頻率或信號以便從噪聲中分離出生化信號并檢出所希望的參數(shù)。
2000年9月19日頒發(fā)給Kaestle等的美國專利6,122,535，示出一種系統(tǒng)，在其中計(jì)算由血氧測量的傳感器產(chǎn)生的IR和紅光的代表信號。通過FFT計(jì)算對于紅光和IR信號的幅度變換。對于信號之一的幅度變換被畫在X軸上，而兩個(gè)信號中的另一個(gè)的幅度變換被畫在y軸上。所得到的x-y圖包含從原點(diǎn)輻射狀向外延伸的指針。將這些指針的幅度和角度，和與它們有關(guān)的其他參數(shù)編輯成一張表。在表中的每個(gè)表列值是依據(jù)各種準(zhǔn)則記分的。具有最高分的項(xiàng)目被選作表示患者的實(shí)際脈率。然后處理與這個(gè)表列值有關(guān)的，經(jīng)過FFT的數(shù)據(jù)，以產(chǎn)生脈率和血氧濃度(SPO2)參數(shù)。
2000年7月25日頒發(fā)給Yorkey等的美國專利6,094,592示出另一種系統(tǒng)，在其中對由血氧測量傳感器產(chǎn)生的IR和紅光的代表信號計(jì)算FFT。對FFT中的每一點(diǎn)計(jì)算SPO2參數(shù)。然后由以前計(jì)算的所有的SPO2參數(shù)組成一個(gè)直方圖。依據(jù)一套規(guī)則從直方圖信息選取SPO2參數(shù)中的一個(gè)。將這個(gè)SPO2值作為血氧濃度參數(shù)顯示。
1999年7月20日頒發(fā)給Coetzee的美國專利5,924,980示出又一種系統(tǒng)，在其中對由血氧測量傳感器產(chǎn)生的IR和紅光的代表信號計(jì)算FFT。在本專利中，通過將光的代表信號與“理想的”波形作比較來辯別由血氧測量傳感器產(chǎn)生的光代表信號中“好的”和“差的”部分。通過將紅的和IR光的代表信號相關(guān)來識別和刪除局外物。作為相關(guān)的結(jié)果，減少了噪聲信號的有害影響，以更準(zhǔn)確的方式計(jì)算SPO2值。
所有這些現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)需要大量的處理，因而需要大量的功率。一種需要較少處理和消耗較少功率的系統(tǒng)是所希望的。
發(fā)明概述依據(jù)本發(fā)明的原理，一種用于從生化信號檢測生化參數(shù)的系統(tǒng)包括一個(gè)生化信號源；連到該信號源的電路，檢測該生化信號中的譜峰值；連到該譜峰值檢測電路的計(jì)算電路，計(jì)算與每個(gè)檢測到的譜峰值對應(yīng)的參數(shù)值；連到計(jì)算電路和譜峰值檢測電路的加權(quán)電路，依據(jù)信號的特點(diǎn)和與該峰值對應(yīng)的參數(shù)值將加權(quán)值分配給每個(gè)峰值；連到該加權(quán)電路的電路，依據(jù)一種預(yù)先確定的準(zhǔn)則選擇峰值；然后連到選擇電路和計(jì)算電路的輸出電路，產(chǎn)生與所選的峰值對應(yīng)的參數(shù)值。
附圖簡述圖中

圖1是用作說明依據(jù)本發(fā)明的原理的一種血氧濃度(SPO2)檢測系統(tǒng)方框圖；圖2是用作說明在圖1所示的系統(tǒng)中有用的檢測譜峰值的方法的簡圖。
發(fā)明詳述圖1是表示依據(jù)本發(fā)明的原理的血氧濃度(SPO2)檢測系統(tǒng)的一個(gè)方框圖。在圖1中，用光源14和光傳感器16的組合表示的血氧測量傳感器10被連到一個(gè)控制電路100。在圖1中，控制器102的輸出端被連到光源14的一個(gè)輸入端?？刂破?02的另一個(gè)輸出端被連到控制電路100內(nèi)其也電路各自的控制輸入端(未示出)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解需要什么樣的控制信號，如何產(chǎn)生它們，和如何將它們與控制電路100內(nèi)需要它們的電路相互連接。
正如所知道的那樣，光源14被配置成發(fā)射入射在充血肉5，如手指或耳垂上的光線。通過肉5發(fā)射或由此反射的光被光傳感器16接收。光傳感器16的一個(gè)輸出端被連到串聯(lián)的帶通濾波器(BPF)108，F(xiàn)FT計(jì)算電路110，幅度計(jì)算器112，峰值檢測器114，SPO2值計(jì)算器118，峰值加權(quán)電路120，峰值選擇電路122，分諧波檢查電路124，和產(chǎn)生表示SPO2和脈率參數(shù)的輸出信號的電路126。輸出電路126的第一輸出端產(chǎn)生SPO2參數(shù)值并被進(jìn)一步與監(jiān)視器128的輸入端連接，輸出電路126的第二輸出端產(chǎn)生脈率的代表信號。
在操作中，光源14包括至少兩個(gè)發(fā)光二極管一個(gè)發(fā)射紅光波長的光，另一個(gè)發(fā)射IR波長的光，對來自控制器102的控制信號作出響應(yīng)。控制器102對光源14提供信號，調(diào)整光源14產(chǎn)生交替的各個(gè)波長的光信號。另一種方案是，控制器102可以調(diào)整LED，在相互排斥的時(shí)間周期內(nèi)發(fā)光，包括任何一個(gè)LED都不發(fā)光的時(shí)間周期，全都用已知的方式進(jìn)行。光源16接收或者通過肉5或由此反射的光信號。信號被以適當(dāng)?shù)姆绞教幚?，用已知的方式產(chǎn)生分離的紅和IR電信號，表示從光源14中相應(yīng)的LED接收到的信號。這種處理可以包括噪聲過濾，黑(無LED光)周期的處理，增益控制，或許還包括對數(shù)字樣本的變換，全都用已知方式進(jìn)行。在本圖的其余部分中，除非另外特別說明，紅和IR電信號被用單一的信號線表示。本領(lǐng)域的技術(shù)人員也將理解，這種處理有些可在控制電路100內(nèi)進(jìn)行，雖然為了使圖簡化，未示出這樣的電路。
因?yàn)橐阎信d趣的電生化信號只存在于從0.5Hz到5Hz的頻段內(nèi)，帶通濾波器108過濾接收到的光代表信號，并只讓在這個(gè)通帶內(nèi)的那些頻率通過。FFT計(jì)算電路110實(shí)施將已濾波的紅的和IR信號變換到頻率域。紅的和IR的FFT被變換以便由量值計(jì)算器112以標(biāo)準(zhǔn)方式進(jìn)行幅度變換。電路114只檢測IR信號的幅度FFT中的峰值，許多用于檢測峰值的已知方法中任何一種可被用于IR量值的FFT以便檢測其峰值。
圖2是用作說明在圖1所示的系統(tǒng)中有用的檢測譜峰值的方法的簡圖。在圖2中，IR量值的FFT在頻率上被從dc點(diǎn)向上橫截。無論何時(shí)在IR FFT的量值下降到峰值以下預(yù)先規(guī)定的量以前，IR FFT的量值從起始點(diǎn)的量值上升至少預(yù)先規(guī)定的量(例如300)，則一個(gè)峰值被檢測到。檢測到的峰值與頻率和量值有關(guān)聯(lián)。檢測到的峰值的頻率是FFT中的頻率位置，在此位置上檢測到最大的量值，在此頻率位置上的最大量值是峰值量。
更具體地參考圖2，一個(gè)示范性的IR量值的FFT被示出。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，這樣的一種FFT由一組有序的量值組成，每個(gè)值表示在相應(yīng)頻率上IR信號的量值。然后，為了更清楚地描述用于檢測峰值的方法，這組值用表示幅度譜的線圖表示，在dc點(diǎn)202開始，IRFFT的量值被監(jiān)測，以便檢測何時(shí)它超出dc值一個(gè)預(yù)先確定的值，這個(gè)值在所示的實(shí)施方案中是300，在圖2中這種情況發(fā)生在點(diǎn)204上，從點(diǎn)204起，IR FFT量值的最大值被不斷地更新，IR FFT的量值被監(jiān)測以便檢測何時(shí)它從最大值降低預(yù)先規(guī)定的量(例如，300)。更具體地說，一個(gè)最大值在點(diǎn)206上被檢測到。這個(gè)最大值具有值為M1，頻率為F1。當(dāng)IR FFT的量值降低到最大量值M1以下預(yù)先規(guī)定的量(300)時(shí)選取這個(gè)峰值，這發(fā)生在點(diǎn)208上。從點(diǎn)208起，IR FFT的量值的最小值被不斷地更新，IR FFT的量值被監(jiān)測以便檢測何時(shí)它從最小值增加預(yù)先規(guī)定的量(300)。更具體地說，在點(diǎn)210上一個(gè)最小值被檢測到。當(dāng)IR FFT的量值超過點(diǎn)210上最小值量值預(yù)先規(guī)定的量(300)時(shí)，這個(gè)最小值被選取，這種情況發(fā)生在點(diǎn)212上。最小值點(diǎn)的量值和頻率并不是成比例的。
從點(diǎn)210起，上述的過程重復(fù)以便檢測其后的峰值。因此，如上所描述的那樣，從點(diǎn)212起，IR FFT的量值的最大值被不斷地更新，IR FFT的量值被監(jiān)測以便檢測何時(shí)它從最大值降低預(yù)先規(guī)定的量(300)。在點(diǎn)214上第二個(gè)最大值被檢測到。這個(gè)最大值具有值為M2和頻率為F2。當(dāng)IR FFT的量值降低到最大值的量值M2以下預(yù)先規(guī)定的量(300)時(shí)選取這個(gè)峰值，這種情況發(fā)生在點(diǎn)216上。所有這樣的峰值被以這種方式檢出。這些峰值被按以下描述的方式進(jìn)一步地處理。另一種方案是，預(yù)先確定的峰值的最大數(shù)目可被進(jìn)一步處理(例如10到30)。在這種情況下，如以下描述的那樣，具有最大量值的10到30個(gè)峰值被進(jìn)一步處理，而其余的被刪除。
計(jì)算電路118對于由峰值檢測電路114識別的每個(gè)峰值的頻率計(jì)算SPO2值。對于每個(gè)這樣的峰值，計(jì)算是基于在以下的等式(1)中給出的比率R，其中ACred表示在IR FFT中檢測到的峰值位置上紅光的FFT的量值；DCred表示在零頻(DC)位置上紅光的FFT的量值；ACir表示在峰值位置上IR FFT的量值，和DCir表示在零頻(DC)位置上IR FFT的量值。然后比率R被用作一個(gè)實(shí)驗(yàn)確定的查看表的輸入?yún)?shù)，以便確定與該比率對應(yīng)的SPO2值。R=logACred+DCredDCredlogACir+DCirDCir---(1)]]>然后由峰值檢測器114檢測到的每個(gè)峰值被加權(quán)電路120加權(quán)。一般，加權(quán)是基于在計(jì)算電路118中計(jì)算出的SPO2值和其他的信號特點(diǎn)。這些信號特點(diǎn)可以涉及到生化信號本身，或者涉及某些其他的信號，如在圖1的虛線框中由連到加權(quán)電路120的第二輸入端的信號線所示的那樣。這些信號的特性可以，例如，是在時(shí)間或頻率域中，包括生化信號的一個(gè)或多個(gè)信號的值，斜率或積分或某種其他的函數(shù)。
在所示的實(shí)施方案中，按以下的等式(2)中所示的方式計(jì)算加權(quán)值W，即取由計(jì)算電路118算得的SPO2值的平方并用相應(yīng)的IR FFT峰值的量值(ACir)相乘，產(chǎn)生與該峰值對應(yīng)的加權(quán)值W。
W＝(SPO2)2·ACir(2)選擇電路122依據(jù)一種預(yù)先規(guī)定的準(zhǔn)則選擇峰值。在所示的實(shí)施方案中，具有最大加權(quán)值W的峰值被選作表示實(shí)際脈率的峰值。
然而，如果選擇電路122所選的峰值在0.75Hz和1.4Hz之間，則可能這個(gè)峰值的頻率表示的不是脈率，而脈率的第一諧波，表示基波頻率的譜峰值被噪聲遮蓋。因此，在最后選擇表示脈率的峰值以前，可選地實(shí)施一種進(jìn)一步的檢查。
檢查電路124檢查由選擇電路122選取的峰值的頻率，確定是否它是在0.75Hz和1.4Hz之間。如果是的，則檢查由所選的峰值表示的頻率的1/2處量值IR FFT的位置，確定它是否已被識別為峰值。如果該位置不是一個(gè)峰值，則起初被選擇電路122選取的峰值被選為峰值，與該峰值對應(yīng)的脈率和SPO2值被產(chǎn)生在輸出電路126的輸出端并被顯示在監(jiān)視器128上。
另一方面，如果起初被選擇電路122選取的峰值的1/2頻率處量值IR FFT的位置被確定也是一個(gè)峰值，則該峰值(較低的峰值)的量值與由選擇電路122起初選取的峰值(較高的峰值)的量值作比較。如果較低峰值的量值大于較高峰值量值的兩倍，則為較低和較高峰值所計(jì)算的SPO2值被比較。如果對于較低峰值的SPO2值(被表達(dá)為百分?jǐn)?shù))大于對于較高峰值的SPO2值兩個(gè)百分?jǐn)?shù)，則較低峰值被假定為基波，較低峰值的頻率被假定用以表示脈率。在這種情況下，在輸出電路126的輸出端上產(chǎn)生與較低峰值對應(yīng)的脈率和SPO2值。并顯示在監(jiān)視器128上。否則，較高峰值被假定為基波，在輸出電路126的輸出端上產(chǎn)生與較高峰值對應(yīng)的脈率和SPO2值，并顯示在監(jiān)視器128上。
圖1中所示的系統(tǒng)被按由分離的相互連接的硬件部件組成的形式描述的，這樣的一種系統(tǒng)可以按這種方式實(shí)施。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，控制電路100也可以作為一種在控制程序的控制下運(yùn)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)施，在其中從光傳感器16接收到的信號以一種已知的方式被模擬-數(shù)字變換器變換成數(shù)字形式的樣本。數(shù)字樣本被計(jì)算機(jī)100接收到，所有的濾波，變換，和其他的計(jì)算及比較都用已知的方式由存儲在存儲器(未示出)中的程序的控制下由計(jì)算機(jī)完成。
通過檢測在電的紅色和IR光信號中的峰值，必需被執(zhí)行的計(jì)算量相對于以上所描述的先前技術(shù)方法是減少了，從而為檢測脈率和SPO2水平所需的功率也減少了。
權(quán)利要求
1.一種用于從生化信號檢測生化參數(shù)的系統(tǒng)，包括一個(gè)生化信號源；連到信號源，用于檢測生化信號中譜峰值的電路；連到譜峰值檢測電路，用于計(jì)算與每個(gè)被檢測到的譜峰值對應(yīng)的參數(shù)值的計(jì)算電路；連到計(jì)算電路，用于依據(jù)信號特性和與該峰值對應(yīng)的參數(shù)值對每個(gè)峰值加權(quán)的加權(quán)電路；連到加權(quán)電路，用于依據(jù)一種預(yù)先規(guī)定的準(zhǔn)則選擇峰值的電路；和連到選擇電路和計(jì)算電路，用于產(chǎn)生與所選的峰值對應(yīng)的參數(shù)值的輸出電路。
2.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)還包括一個(gè)帶通濾波器，連接在信號源和譜峰值檢測電路之間。
3.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該譜峰值檢測電路包括連到信號源，用于將生化信號變換到頻率域的變換電路；和用于檢測頻率域變換的生化信號的譜峰值的電路。
4.如權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其中該變換電路包括富里哀變換電路。
5.如權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其中該富里哀變換電路包括FFT電路；和該譜峰值檢測電路包括用于計(jì)算生化信號的FFT變換的量值的電路，和用于檢測量值的FFT變換中的峰值的電路。
6.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該加權(quán)電路依據(jù)一個(gè)或多個(gè)信號各自的信號特性和與該峰值對應(yīng)的參數(shù)值對每個(gè)峰值加權(quán)。
7.如權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該加權(quán)電路依據(jù)檢測到的譜峰值的量值和與該峰值對應(yīng)的參數(shù)值對每個(gè)峰值加權(quán)。
8.加權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中該選擇電路選擇具有最大加權(quán)值的峰值。
9.一種用于從生化信號檢測血氧濃度(SPO2)的系統(tǒng)，包括一個(gè)生化信號源；連到該信號源，用于檢測該生化信號中譜峰值的電路；連到該譜峰值檢測電路，用于計(jì)算與每個(gè)檢測到的譜峰值對應(yīng)的SPO2值的計(jì)算電路；連到該計(jì)算電路和該譜峰值檢測電路，用于依據(jù)檢測到的譜峰值的量值和與該峰值對應(yīng)的SPO2值對每個(gè)峰值加權(quán)的加權(quán)電路；連到該加權(quán)電路，用于選擇具有最大加權(quán)值的峰值的電路；和連到該選擇電路和該計(jì)算電路，用于產(chǎn)生與所選的峰值對應(yīng)的參數(shù)值的輸出電路。
10.如權(quán)利要求9的系統(tǒng)還包括一個(gè)帶通濾波器，連接在信號源和檢測電路之間。
11.如權(quán)利要求10的系統(tǒng)，其中該帶通濾波器的通帶在大約0.5Hz和大約5Hz之間。
12.如權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中該信號源包括一個(gè)表示接收到紅光的紅色信號源和一個(gè)表示接收到IR光的IR信號源。
13.如權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其中該譜峰值檢測電路包括一個(gè)富里哀變換電路，分別產(chǎn)生與紅的和IR信號對應(yīng)的被變換的紅的和IR信號；和該檢測電路檢測被變換的IR信號中的峰值。
14.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中該富里哀變換電路包括FFT電路；和該峰值檢測電路還包括一個(gè)用于產(chǎn)生IR信號的量值變換，和檢測IR信號的量值變換中的峰值的電路。
15.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中該計(jì)算電路包括用于依據(jù)以下等式計(jì)算比率R值的電路R=logACred+DCredDCredlogACir+DCirDCir]]>其中ACred表示在每個(gè)峰值上被變換的紅的信號的量值，DCred表示被變換的紅的信號的DC量值，ACir表示在每個(gè)峰值上被變換的IR信號的量值，DCir表示IR信號的DC量值；和依據(jù)比率R查看SPO2值的一張查看表。
16.如權(quán)利要求13的系統(tǒng)，其中該加權(quán)電路包括依據(jù)以下等式計(jì)算加權(quán)值W的電路。W＝(SPO2)2·ACir其中ACir表示在每個(gè)峰值上被變換的IR信號的量值。
17.如權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其中每個(gè)被檢測到的峰值還與頻率有關(guān)，該系統(tǒng)還包括用于確定是否與所選的峰值有關(guān)的頻率是在預(yù)先確定的頻率范圍內(nèi)的電路，如果與所選的峰值有關(guān)的頻率是在預(yù)先確定的頻率范圍內(nèi)，則檢查是否在所選的峰值有關(guān)的頻率的一半上被變換的信號也是一個(gè)峰值，如果在與所選的峰值有關(guān)的頻率的一半上的信號也是一個(gè)峰值，則將與所選的峰值有關(guān)的各個(gè)量值與和所選的峰值有關(guān)的頻率的一半上的峰值作比較，和如果在與所選的峰值有關(guān)的頻率的一半上的峰值的量值大于所選的峰值的量值一個(gè)預(yù)先確定的因數(shù)，與所選的峰值有關(guān)的頻率的一半上的峰值相關(guān)聯(lián)的SPO2值大于與所選的峰值有關(guān)的SPO2值一個(gè)預(yù)先確定的量，則選擇在所選峰值的頻率的一半上的峰值。
18.如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中該預(yù)先確定的因數(shù)大體上為2。
19.如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中將SPO2值表達(dá)為百分?jǐn)?shù)；預(yù)先確定的量大體上為2％。
20.如權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中該預(yù)先確定的頻率范圍是從大約0.5Hz到大約1.4Hz。
21.如權(quán)利要求9的系統(tǒng)，包括在一個(gè)控制程序控制下運(yùn)行的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中。
22.一種用于從生化信號檢測生化參數(shù)的方法，包括以下步驟接收表示該參數(shù)的生化信號；檢測該生化信號中的譜峰值；計(jì)算與每個(gè)峰值對應(yīng)的生化參數(shù)；依據(jù)信號的特性和與該峰值對應(yīng)的生化參數(shù)對每個(gè)峰值加權(quán)；依據(jù)一種預(yù)先確定的準(zhǔn)則選擇峰值；和產(chǎn)生與所選的峰值對應(yīng)的生化參數(shù)。
23.如權(quán)利要求22的方法，在峰值檢測步驟以前還包括限定生化信號帶寬的步驟。
24.如權(quán)利要求22的方法，其中該峰值檢測步驟包括以下步驟計(jì)算該生化信號的富里哀變換；和檢測該生化信號的變換中的峰值。
25.如權(quán)利要求24的方法，其中該峰值檢測步驟還包括計(jì)算該生化信號的量值富里哀變換的步驟。
26.如權(quán)利要求22的方法，其中該加權(quán)的步驟包括依據(jù)一個(gè)或多個(gè)信號各自的特性和與該峰值對應(yīng)的生化參數(shù)對每個(gè)峰值加權(quán)的步驟。
27.如權(quán)利要求26的方法，其中該加權(quán)的步驟包括依據(jù)峰值的量值和與該峰值對應(yīng)的生化參數(shù)對每個(gè)峰值加權(quán)的步驟。
28.如權(quán)利要求22的方法，其中該選擇步驟包括選擇具有最大加權(quán)值的峰值的步驟。
29.一種用于從生化信號檢測血氧濃度(SPO2)的方法，包括以下步驟接收表示SPO2值的生化信號；檢測生化信號中的譜峰值；計(jì)算與每個(gè)峰值對應(yīng)的SPO2值；依據(jù)峰值的量值和與該量值對應(yīng)的SPO2值對每個(gè)峰值加權(quán)；選擇具有最高加權(quán)值的峰值；和產(chǎn)生與所選的峰值對應(yīng)的SPO2值。
30.如權(quán)利要求29的方法，在檢測步驟以前還包括限制生化信號帶寬的步驟。
31.如權(quán)利要求30的方法，其中該限制步驟包括限制帶寬從大約0.5Hz到大約5Hz的步驟。
32.如權(quán)利要求29的方法，其中該接收步驟包括接收表示接收到的紅光的紅色信號和表示接收到的IR光的IR信號的步驟；該變換步驟包括分別將紅色和IR信號變換成被變換的紅色和IR信號的步驟；和該檢測步驟包括檢測在被變換的IR信號中的峰值的步驟。
33.如權(quán)利要求32的方法，其中該變換步驟還包括將紅色和IR信號分別變換成量值被變換的紅色和IR信號。
34.如權(quán)利要求32的方法，其中該被變換的生化信號具有DC量，計(jì)算步驟包括依據(jù)以下等式計(jì)算比率R值的步驟R=logACred+DCredDCredlogACir+DCirDCir]]>其中ACred表示在每個(gè)峰值上被變換的紅色信號的量值，DCred表示被變換的紅色信號的DC量值，ACir表示在每個(gè)峰值上被變換的IR信號的量值，DCir表示IR信號的DC量值；和依據(jù)比率R從查看表查看SPO2值。
35.如權(quán)利要求32的方法，其中該加權(quán)步驟包括依據(jù)以下等式計(jì)算加權(quán)值W的步驟W＝(SPO2)2·ACir其中ACir表示在每個(gè)峰值上被變換的IR信號的量值。
36.如權(quán)利要求29的方法，其中每個(gè)被檢測到的峰值還與頻率有關(guān)，該方法在選擇步驟以后還包括以下步驟確定是否與所選的峰值有關(guān)的頻率是在預(yù)先規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，如果與所選的峰值有關(guān)的頻率是在預(yù)先規(guī)定的頻率范圍內(nèi)，則執(zhí)行以下步驟檢查是否與所選的峰值有關(guān)的頻率的一半上被變換的信號也是一個(gè)峰值，如果與所選的峰值有關(guān)的頻率的一半上的信號也是一個(gè)峰值，則執(zhí)行以下步驟將與所選的峰值有關(guān)的各個(gè)量值和與所選的峰值有關(guān)的頻率的一半上的峰值作比較；和如果與所選的峰值有關(guān)的頻率的一半上的峰值的量值大于所選峰值的量值預(yù)先規(guī)定的因數(shù)倍，并且與所選的峰值有關(guān)的頻率的一半上的峰值關(guān)聯(lián)的SPO2值大于與所選的峰值有關(guān)的SPO2值一個(gè)預(yù)先規(guī)定的量，則選擇所選的峰值的頻率的一半上的峰值。
37.如權(quán)利要求36的方法，其中該預(yù)先規(guī)定的因數(shù)大體上為2。
38.如權(quán)利要求36的方法，其中該SPO2值被表達(dá)為百分?jǐn)?shù)；該預(yù)先規(guī)定的量大體上為2％。
39.如權(quán)利要求36的方法，其中該預(yù)先規(guī)定的頻率范圍是從大約0.5Hz到大約1.4Hz。
全文摘要
一種用于從生化信號檢測生化參數(shù)的系統(tǒng)包括一個(gè)生化信號源。連到該信號源的電路檢測生化信號中的譜峰值。連到該譜峰值檢測電路的計(jì)算電路計(jì)算與每個(gè)被檢測到的譜峰值對應(yīng)的參數(shù)值。連到該計(jì)算電路和譜峰值檢測電路的加權(quán)電路依據(jù)信號的特性和與該峰值對應(yīng)的參數(shù)值對每個(gè)峰值分配加權(quán)值。連到該加權(quán)電路的電路依據(jù)一種預(yù)先規(guī)定的準(zhǔn)則選擇峰值。連到該選擇電路和計(jì)算電路的輸出電路則產(chǎn)生與所選的峰值對應(yīng)的參數(shù)值。
文檔編號A61B5/00GK1441648SQ01804900
公開日2003年9月10日 申請日期2001年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月10日
發(fā)明者Z·埃爾格哈扎維 申請人:美國西門子醫(yī)療解決公司