一种光－频率转换式脉搏血氧仪的数字信号处理方法

摘要

本发明公开了一种光－频率转换式脉搏血氧仪的数字信号处理方法，并提供了一种实现上述方法的光－频转换式数字脉搏血氧仪。该方法采用光频率转换器LFC直接将从人体组织接收的光信号转换成其频率和透射强度成比例的电脉冲信号，由具有捕捉逻辑接口的微处理器对电脉冲信号进行定数脉冲串累积计数和捕捉计时，并进行数字信号计算，求出血氧饱和度和心率值。本发明方法能有效解决现有技术在测量LFC输出脉冲频率和周期所遇到的速度、功耗和动态范围调节的问题，可用很低的成本达到了专业级脉搏血氧仪抗干扰特性及弱灌注条件下测量精度的要求。

主权项

1.一种光-频率转换式脉搏血氧仪的数字信号处理方法，其特征是，包括下述步骤：a.在仪器上电复位后，微处理器(1)预设一个脉冲串预定计数值CNT0，按第I、第II时序依次驱动红光发光管(3)和红外发光管(4)，测量相应光频率转换器(5)的输出脉冲周期，用预定计时窗口T±ΔT的中值除以光频率转换器(5)输出脉冲周期就分别得到对应于红光和红外光的预定计数值RD_CNT和IR_CNT；b.在后续的采样周期中，微处理器(1)依次驱动红光发光管(3)和红外发光管(4)并对光频率转换器(5)输出的脉冲串同时进行脉冲累积计数和捕捉计时；c.当脉冲计数值分别达到预定数目RD_CNT和IR_CNT时，微处理器(1)就立即记下捕捉计时值并停止相应发光管的驱动，所得到的两个捕捉计时值分别等于预定数目的红光和红外光脉冲串的累计周期占时；d.在第III时序的采样周期剩余时间T_DARK，对暗电流产生的低频脉冲串进行脉冲捕捉计数，在该周期结束时记下捕捉计数值DARK_CNT，由微处理器(1)通过数据计算得出光频率转换器(5)输出脉冲的周期、频率及所代表的交直流分量；e.在测量过程中对光电容积脉搏波测量的动态范围进行实时自动调节，即在每一采样周期中，都检测光频率转换器(5)输出脉冲串的占时是否落在计时窗口T±ΔT中。当脉冲串的占时在此窗口内，测量将正常进行，否则将返回步骤a重新测算预定计数值RD_CNT和IR_CNT。