一种多光电探测器并联的血氧检测方法及装置[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011548142.3
(22)申请日 2020.09.09
(62)分案原申请数据
202010943525.4 2020.09.09
(71)申请人 华为技术有限公司
地址 518129 广东省深圳市龙岗区坂田华
为总部办公楼
(72)发明人 李玥　叶际隆　李玮楠　杨斌　
陈文娟　
(51)Int.Cl.
A61B 5/1455(2006.01)
A61B 5/00(2006.01)
(54)发明名称一种多光电探测器并联的血氧检测方法及装置(57)摘要本申请提供一种多光电探测器并联的血氧检测方法及装置，涉及血氧检测技术领域，可以降低电子设备进行血氧检测的PPG检测模组的驱动电流，从而降低血氧检测的功耗，提升用户体验。

该方法包括：电子设备根据多个检测数据确定所述电子设备当前进行血氧检测的场景类别，检测数据用于描述对应的光电探测器输出的检测电流是否异常，或者检测数据用于描述电子设备的当前穿戴状态；根据场景类别确定根据多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，和/或，根据检测数据提示用户重
新调整穿戴状态。

权利要求书3页 说明书15页 附图4页CN 112741626 A 2021.05.04
C N 112741626
A
1.一种多光电探测器并联的血氧检测方法，应用于电子设备，其特征在于，所述电子设备配置有至少一个光源和并联的多个光电探测器PD，所述方法包括：
根据多个检测数据确定所述电子设备当前进行血氧检测的场景类别，具体包括：
根据多个检测数据与所述检测数据对应的预设阈值，确定所述检测数据对应的PD是否异常；
根据所述多个PD中的正常PD个数或者所述正常PD的比例是否满足预设条件，确定所述电子设备当前进行血氧检测的场景类别；
所述检测数据用于描述对应的光电探测器输出的检测电流是否异常，或者所述检测数据用于描述所述电子设备的当前穿戴状态；
根据所述场景类别确定根据所述多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，和/或，根据所述检测数据提示用户重新调整穿戴状态。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测数据包括红光对应的光电容积脉搏波描记法PPG信号、红外光对应的PPG信号、绿光对应的PPG信号或者PD检测电流中的至少一种，其中，PD检测电流包括至少一个PD接收到所述至少一个光源发出的光束经被测用户人体组织反射的光信号经过光电转换处理得到的电信号。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述检测数据包括惯性传感器获取的监测数据，用于描述所述电子设备的当前穿戴状态是否满足穿戴规范。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述并联的多个PD对应的检测数据均满足对应的预设阈值的情况下，确定所述电子设备当前进行血氧检测的场景类别为第一类别，则根据所述场景类别确定根据所述多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，具体包括：
确定所述并联的多个PD对应的并联PD检测电流作为输出电流进行血氧饱和度计算，得到对应的血氧饱和度参数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述多个PD中的正常PD个数或者所述正常PD的比例小于第一阈值的情况下，确定所述电子设备当前进行血氧检测的场景类别为第二类别，则根据所述场景类别确定根据所述多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，和/或，根据所述检测数据提示用户重新调整穿戴状态，具体包括：根据所述多个PD中的异常PD的布局位置，提示用户异常检测的原因，和/或提醒用户重新调整穿戴状态。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述多个PD中的正常PD个数或者所述正常PD的比例大于或者等于第一阈值的情况下，确定所述电子设备当前进行血氧检测的场景类别为第三类别，则根据所述场景类别确定根据所述多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，和/或，根据所述检测数据提示用户重新调整穿戴状态，具体包括：
确定所述并联的多个PD中的正常PD对应的PD检测电流作为输出电流进行血氧饱和度计算，得到对应的血氧饱和度参数；
根据所述多个PD中的异常PD的布局位置，提示用户异常检测的原因，和/或提醒用户重新调整穿戴状态。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述异常检测的原因包括所述电子设
备处于局部压迫、佩戴侧翻、一边翘起或者整体上拱中的至少一种。

8.根据权利要求1‑7任一项所述的方法，其特征在于，所述多个PD中至少两个PD与所述光源之间的间距不相同。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述根据所述场景类别确定根据所述多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度之前，所述方法还包括：根据进行血氧检测的当前环境的温度数据，确定所述场景类别为短间距类别或者长间距类别；
则所述根据所述场景类别确定根据所述多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，具体包括：
若所述场景类别为所述短间距类别，则根据所述多个PD中选择与所述光源之间的距离较短的至少一个PD输出的检测电流计算得到血氧饱和度；
若所述场景类别为所述长间距类别，则根据所述多个PD中选择与所述光源之间的距离较长的至少一个PD输出的检测电流计算得到血氧饱和度。

10.一种多光电探测器并联的血氧检测装置，其特征在于，所述装置配置有至少一个光源和并联的多个光电探测器PD，所述装置包括：
检测模块，用于根据多个检测数据确定所述装置当前进行血氧检测的场景类别，所述检测数据用于描述对应的光电探测器输出的检测电流是否异常，或者所述检测数据用于描述所述装置的当前穿戴状态；
处理模块，用于根据所述场景类别确定根据所述多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，和/或，根据所述检测数据提示用户重新调整穿戴状态。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述检测数据包括红光对应的光电容积脉搏波描记法PPG信号、红外光对应的PPG信号、绿光对应的PPG信号或者PD检测电流中的至少一种，其中，PD检测电流包括至少一个PD接收到所述至少一个光源发出的光束经被测用户人体组织反射的光信号经过光电转换处理得到的电信号。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述检测数据包括惯性传感器获取的监测数据，用于描述所述装置的当前穿戴状态是否满足穿戴规范。

13.根据权利要求10‑12任一项所述的装置，其特征在于，所述检测模块具体用于：
根据多个检测数据与所述检测数据对应的预设阈值，确定所述检测数据对应的PD是否异常；
根据所述多个PD中的正常PD个数或者所述正常PD的比例是否满足预设条件，确定所述装置当前进行血氧检测的场景类别。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，当所述并联的多个PD对应的检测数据均满足对应的预设阈值的情况下，确定所述装置当前进行血氧检测的场景类别为第一类别，则所述处理模块具体用于：
确定所述并联的多个PD对应的并联PD检测电流作为输出电流进行血氧饱和度计算，得到对应的血氧饱和度参数。

15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，当所述多个PD中的正常PD个数或者所述正常PD的比例小于第一阈值的情况下，确定所述装置当前进行血氧检测的场景类别为第二类别，则所述处理模块具体用于：
根据所述多个PD中的异常PD的布局位置，提示用户异常检测的原因，和/或提醒用户重新调整穿戴状态。

16.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，当所述多个PD中的正常PD个数或者所述正常PD的比例大于或者等于第一阈值的情况下，确定所述装置当前进行血氧检测的场景类别为第三类别，则所述处理模块具体用于：
确定所述并联的多个PD中的正常PD对应的PD检测电流作为输出电流进行血氧饱和度计算，得到对应的血氧饱和度参数；
根据所述多个PD中的异常PD的布局位置，提示用户异常检测的原因，和/或提醒用户重新调整穿戴状态。

17.根据权利要求15或16所述的装置，其特征在于，所述异常检测的原因包括所述装置处于局部压迫、佩戴侧翻、一边翘起或者整体上拱中的至少一种。

18.根据权利要求10‑17任一项所述的装置，其特征在于，所述多个PD中至少两个PD与所述光源之间的间距不相同。

19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述检测模块还用于：
根据进行血氧检测的当前环境的温度数据，确定所述场景类别为短间距类别或者长间距类别；
则所述处理模块具体用于：
若所述场景类别为所述短间距类别，则根据所述多个PD中选择与所述光源之间的距离较短的至少一个PD输出的检测电流计算得到血氧饱和度；
若所述场景类别为所述长间距类别，则根据所述多个PD中选择与所述光源之间的距离较长的至少一个PD输出的检测电流计算得到血氧饱和度。

20.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如权利要求1至9中任一项所述的方法。

21.一种计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机可读存储介质中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行如权利要求1至9中任一项所述的方法。

22.一种计算机程序产品，其特征在于，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1至9中任一项所述的方法。

一种多光电探测器并联的血氧检测方法及装置
技术领域
[0001]本申请涉及血氧检测技术领域，尤其涉及一种多光电探测器并联的血氧检测方法及装置。

背景技术
[0002]当前，越来越多类型的电子设备进入用户的工作和生活，如通过可穿戴设备可以实现监测用户的健康指数，例如，用户通过佩戴智能手表可以进行血氧饱和度的测量并查看测量结果。

其中，血氧饱和度(Oxygen Saturation，SpO2)是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占总血红蛋白(hemoglobin，Hb)容量的百分比，即血液中血氧的浓度。

[0003]电子设备进行血氧检测依据的技术原理包括光电容积脉搏波描记法(Photo Plethysmo Graphy，PPG)，简单来说就是通过光电转换在人体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法。

通过将一定波长的光束照射到皮肤表面，光束通过透射或反射方式经被测体的皮肤、肌肉、骨骼和血液等人体组织传送到光电探测器(Pho toelectric Detector，PD)。

在此过程中光信号受到吸收衰减，检测器接收到的光强度减弱，可以将此光强度变化信号转换成电信号PPG信号。

其中皮肤、肌肉、静脉、骨骼等组织对光的吸收在整个血液循环中是基本恒定不变的，而动脉对光的吸收随着脉搏周期变化，故光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化，PPG信号包括交流电(Alternating Current，AC)信号和直流电(Direct Current，DC)信号。

而人体血液中的氧合血红蛋白HbO2和没被氧合的还原血红蛋白Hb对于不同波长光的吸收系数是不同的。

因此，可以通过发射两种以上的光束进行双谱定量分析，也就是计算该两种以上的光束分别对应的PPG信号中DC成分与AC成分的比例，进而换算得到血氧饱和度SpO2。

[0004]当通过可穿戴电子设备进行长时间连续测量或周期性测量SpO2时，光源需要持续亮灯或周期亮灯，为了保证PPG检测信号的质量较好，光电探测器的PD检测电流需要达到一定幅值，进而要求光源驱动电流需要达到对应的幅值。

因此，在进行连续测量或者周期性测量的场景中，现有的PPG检测模组功耗较大，会显著降低可穿戴电子设备的续航时间。

另外，由于佩戴电子设备不规范而频繁导致血氧检测不成功，其抗干扰性能也较差。

发明内容
[0005]本申请提供一种多光电探测器并联的血氧检测方法及装置，解决了现有技术中PPG检测模组驱动电流较大，进行连续测量或者周期性血氧检测的功耗太大，降低产品的续航时间的问题。

另外，由于佩戴的不规范导致血氧检测不成功，抗干扰性能也较差。

[0006]为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：
[0007]第一方面，提供一种多光电探测器并联的血氧检测方法，应用于电子设备，该电子设备配置有至少一个光源和并联的多个光电探测器PD。

该方法包括：根据多个检测数据确定电子设备当前进行血氧检测的场景类别，检测数据用于描述对应的光电探测器输出的检测电流是否异常，或者检测数据用于描述电子设备的当前穿戴状态；根据场景类别确定根
据多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，和/或，根据检测数据提示用户重新调整穿戴状态。

[0008]上述技术方案中，电子设备能够根据实时采集到的检测数据，确定当前进行血氧检测的场景类别，同时，电子设备通过设置多个PD检测模块，从而可以根据场景类别从多个并联PD检测模块中确定用户进行血氧检测计算的至少一个PD的检测数据，该PD可以为工作正常的PD或者接收到的PPG信号较强的PD。

在进行连续测量或者周期性测量的场景中，多个并联的PD检测模块能够有效降低光源的激励电流，从而降低电子设备的功耗；另外，根据多并联PD得到的检测电流进行血氧值计算还可以提高血氧检测的准确度。

[0009]在一种可能的设计方式中，检测数据包括红光对应的光电容积脉搏波描记法PPG 信号、红外光对应的PPG信号、绿光对应的PPG信号或者PD检测电流中的至少一种，其中，PD 检测电流包括至少一个PD接收到至少一个光源发出的光束经被测用户人体组织反射的光信号经过光电转换处理得到的电信号。

[0010]上述可能的实现方式中，电子设备可以根据采集到的红光PPG信号、外外光PPG信号、绿光PPG信号或PD检测电流中的至少一种，确定对应的PD检测模块的是否工作正常，从而判断用于计算血氧值的PD即其对应的PD检测电流，提高血氧检测的准确度。

[0011]在一种可能的设计方式中，检测数据包括惯性传感器获取的监测数据，用于描述电子设备的当前穿戴状态是否满足穿戴规范。

[0012]上述可能的实现方式中，电子设备可以根据惯性传感器采集到的数据，确定当前该电子设备的穿戴状态是否异常，从而根据穿戴状态确定当前的PD检测数据是否可以采用，并进一步根据穿戴状态生成提示信息，告知用户检测异常的原因，从而提高与用户的交互效率，提升用户体验。

[0013]在一种可能的设计方式中，根据多个检测数据确定电子设备当前进行血氧检测的场景类别，具体包括：根据多个检测数据与检测数据对应的预设阈值，确定检测数据对应的PD是否异常；根据多个PD中的正常PD个数或者正常PD的比例是否满足预设条件，确定电子设备当前进行血氧检测的场景类别。

[0014]上述可能的实现方式中，电子设备可以根据上述示例的几种检测数据结合预设阈值判断对应的PD是否异常，从而可以从多个维度检测出异常PD。

并且，电子设备可以根据正常PD的个数或者正常PD比例确定场景类别，以划分每种场景类别下不同的血氧检测计算方式或检测异常的处理方式，提高电子设备处理血氧检测的灵活性。

[0015]在一种可能的设计方式中，当并联的多个PD对应的检测数据均满足对应的预设阈值的情况下，确定电子设备当前进行血氧检测的场景类别为第一类别，则根据场景类别确定根据多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，具体包括：确定并联的多个PD对应的并联PD检测电流作为输出电流进行血氧饱和度计算，得到对应的血氧饱和度参数。

[0016]上述可能的实现方式中，当电子设备根据检测数据确定当前所有PD均正常时，可以根据配置的多个并联PD输出的检测电流计算当前血氧值，使得光源所需驱动电流较低，有效节省血氧检测的功耗，提升可穿戴电子设备的续航时间。

另外，多PD检测计算血氧值可以有效提高血氧计算的准确度。

[0017]在一种可能的设计方式中，当多个PD中的正常PD个数或者正常PD的比例小于第一
阈值的情况下，确定电子设备当前进行血氧检测的场景类别为第二类别，则根据场景类别确定根据多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，和/或，根据检测数据提示用户重新调整穿戴状态，具体包括：根据多个PD中的异常PD的布局位置，提示用户异常检测的原因，和/或提醒用户重新调整穿戴状态。

[0018]上述可能的实现方式中，在电子设备的多数PD检测异常的情况下，能够根据异常PD的布局位置，得到检测异常原因及对应的用户提醒，从而用户可以准确地调整佩戴方式，提升用户体验。

[0019]在一种可能的设计方式中，当多个PD中的正常PD个数或者正常PD的比例大于或者等于第一阈值的情况下，确定电子设备当前进行血氧检测的场景类别为第三类别，则根据场景类别确定根据多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，和/或，根据检测数据提示用户重新调整穿戴状态，具体包括：确定并联的多个PD中的正常PD对应的PD检测电流作为输出电流进行血氧饱和度计算，得到对应的血氧饱和度参数；根据多个PD中的异常PD的布局位置，提示用户异常检测的原因，和/或提醒用户重新调整穿戴状态。

[0020]上述可能的实现方式中，电子设备可以在某个PD检测异常的情况下，还能够根据正常PD的检测电流计算血氧值，从而提高血氧检测的抗干扰性和灵活性。

同时，还能够根据异常PD的布局位置，得到检测异常原因及对应的用户提醒，从而用户可以准确地调整佩戴方式，提升用户体验。

[0021]在一种可能的设计方式中，异常检测的原因包括电子设备处于局部压迫、佩戴侧翻、一边翘起或者整体上拱中的至少一种。

[0022]上述可能的实现方式中，电子设备可以根据PD异常的布局位置，确定当前检测可能处于局部压迫、佩戴侧翻、一边翘起或者整体上拱等具体的异常情况，从而准确地指导用户调整佩戴方式，提升血氧检测的效率，提升用户的使用体验。

[0023]在一种可能的设计方式中，多个PD中至少两个PD与光源之间的间距不相同。

[0024]上述可能的实现方式中，电子设备可以布局PD与光源之间的间距不相同的多个PD，从而满足用户的不同检测深度的检测场景，提高电子设备血氧检测的抗干扰性和灵活性。

[0025]在一种可能的设计方式中，根据场景类别确定根据多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度之前，方法还包括：根据进行血氧检测的当前环境的温度数据，确定场景类别为短间距类别或者长间距类别；则根据场景类别确定根据多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，具体包括：若场景类别为短间距类别，则根据多个PD中选择与光源之间的距离较短的至少一个PD输出的检测电流计算得到血氧饱和度；若场景类别为长间距类别，则根据多个PD中选择与光源之间的距离较长的至少一个PD输出的检测电流计算得到血氧饱和度。

[0026]上述可能的实现方式中，电子设备可以根据采集到的当前环境的温度数据，确定用户进行血氧检测的不同检测深度的场景，从而选择较长检测深度的PD或者较短检测深度的PD进行血氧检测或者进行最终血氧值的计算，有效提高特定场景下的血氧检测准确度，提高血氧检测的灵活性。

[0027]第二方面，提供一种多光电探测器并联的血氧检测装置，该装置配置有至少一个
光源和并联的多个光电探测器PD，该装置包括：检测模块，用于根据多个检测数据确定装置当前进行血氧检测的场景类别，检测数据用于描述对应的光电探测器输出的检测电流是否异常，或者检测数据用于描述装置的当前穿戴状态；处理模块，用于根据场景类别确定根据多个PD中的至少一个PD输出的检测电流进行计算得到血氧饱和度，和/或，根据检测数据提示用户重新调整穿戴状态。

[0028]在一种可能的设计方式中，检测数据包括红光对应的光电容积脉搏波描记法PPG 信号、红外光对应的PPG信号、绿光对应的PPG信号或者PD检测电流中的至少一种，其中，PD 检测电流包括至少一个PD接收到至少一个光源发出的光束经被测用户人体组织反射的光信号经过光电转换处理得到的电信号。

[0029]在一种可能的设计方式中，检测数据包括惯性传感器获取的监测数据，用于描述装置的当前穿戴状态是否满足穿戴规范。

[0030]在一种可能的设计方式中，检测模块具体用于：根据多个检测数据与检测数据对应的预设阈值，确定检测数据对应的PD是否异常；根据多个PD中的正常PD个数或者正常PD 的比例是否满足预设条件，确定装置当前进行血氧检测的场景类别。

[0031]在一种可能的设计方式中，当并联的多个PD对应的检测数据均满足对应的预设阈值的情况下，确定装置当前进行血氧检测的场景类别为第一类别，则处理模块具体用于：确定并联的多个PD对应的并联PD检测电流作为输出电流进行血氧饱和度计算，得到对应的血氧饱和度参数。

[0032]在一种可能的设计方式中，当多个PD中的正常PD个数或者正常PD的比例小于第一阈值的情况下，确定装置当前进行血氧检测的场景类别为第二类别，则处理模块具体用于：根据多个PD中的异常PD的布局位置，提示用户异常检测的原因，和/或提醒用户重新调整穿戴状态。

[0033]在一种可能的设计方式中，当多个PD中的正常PD个数或者正常PD的比例大于或者等于第一阈值的情况下，确定装置当前进行血氧检测的场景类别为第三类别，则处理模块具体用于：确定并联的多个PD中的正常PD对应的PD检测电流作为输出电流进行血氧饱和度计算，得到对应的血氧饱和度参数；根据多个PD中的异常PD的布局位置，提示用户异常检测的原因，和/或提醒用户重新调整穿戴状态。

[0034]在一种可能的设计方式中，异常检测的原因包括装置处于局部压迫、佩戴侧翻、一边翘起或者整体上拱中的至少一种。

[0035]在一种可能的设计方式中，多个PD中至少两个PD与光源之间的间距不相同。

[0036]在一种可能的设计方式中，检测模块还用于：根据进行血氧检测的当前环境的温度数据，确定场景类别为短间距类别或者长间距类别；则处理模块具体用于：若场景类别为短间距类别，则根据多个PD中选择与光源之间的距离较短的至少一个PD输出的检测电流计算得到血氧饱和度；若场景类别为长间距类别，则根据多个PD中选择与光源之间的距离较长的至少一个PD输出的检测电流计算得到血氧饱和度。

[0037]第三方面，提供一种电子设备，该电子设备包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为执行所述指令，以实现如上述第一方面中任一项所述的方法。

[0038]第四方面，提供一种计算机可读存储介质，当所述计算机可读存储介质中的指令。