一种血氧饱和度检测方法

摘要

本发明公开了一种血氧饱和度检测方法，该方法包括采集脉搏波信号，并从所采集的脉搏波信号中分离出红光直流信号(rdc)、红光交流信号(rac)、近红外光直流信号(irdc)和近红外光交流信号(irac)；从rdc、rac、irdc和irac中各分离出起始、终止相位相同的多段局部脉搏波；根据与局部脉搏波相邻的两段或多段局部脉搏波上的脉搏波数据来修正该局部脉搏波；根据各路脉搏波信号修正后的局部脉搏波计算血氧饱和度。采用本发明所述的方法，能消除与脉搏波信号频带重叠部分的运动干扰信号的干扰，并且不需额外增加硬件。

权利要求

1、一种血氧饱和度检测方法，其特征在于，该方法包括：

A、采集脉搏波信号，并从所采集的脉搏波信号中分离出红光直流信号、 红光交流信号、近红外光直流信号和近红外光交流信号；

B、从红光直流信号、红光交流信号、近红外光直流信号和近红外光交流 信号中各分离出多段局部脉搏波；各路脉搏波信号的各段所述局部脉搏波的起 始相位相同，终止相位也相同；

C、将各路脉搏波信号的各段局部脉搏波分别作为待修正脉搏波，根据与 该待修正脉搏波相邻的两段或多段局部脉搏波上的脉搏波数据，修正该待修正 脉搏波的脉搏波数据；

D、根据各路脉搏波信号修正后的局部脉搏波计算血氧饱和度。

2、根据权利要求1所述血氧饱和度检测方法，其特征在于，步骤B具体 包括：

分别从红光直流信号、红光交流信号、近红外光直流信号、近红外光交流 信号中截取一段信号，所截取的各段信号均对应所采集的脉搏波信号的同一段 信号；

确定从近红外光交流信号中所截取信号的各波谷所对应的采集点；从近红 外光交流信号中所截取信号各波谷所对应的采集点即为从红光直流信号、红光 交流信号、近红外光直流信号中所截取信号各波谷所对应的采集点；

以各波谷所对应的采样点作为分割点，每相邻两分割点间的信号作为一段 局部脉搏波，将从近红外光交流信号、红光直流信号、红光交流信号和近红外 光直流信号所截取的信号分割成多段局部脉搏波。

3、根据权利要求2所述血氧饱和度检测方法，其特征在于，所述确定从近 红外光交流信号中所截取信号的各波谷所对应的采集点包括：

设x(n)为采样点n对应的该段从近红外光交流信号中所截取信号的脉搏波 数据，并对x(n)相隔k个采样点取一次差分得到：

S1(n)＝|x(n)-x(n-k)|

通过如下函数：

$S_2\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}0,& S_1\left(n\right)\le H/2\\ \left|S_1\left(n\right)\right|,& S_1\left(n\right)>H/2\end{array}\right.$得到所截取的信号每个从上升支到下降支的转折点，即非零的S2(n)；其中， H为S1(n)中当前采样点n之前的L个采样点所对应数据的最大值，且L的取值 应保证S1(i)|i＝n-L，n-L+1，...，n-1中至少包含一个心率周期的脉搏波的下降沿；

从所截取的信号中取相邻两转折点间的最小值，即得到所截取的信号的波 谷。

4、根据权利要求1所述血氧饱和度检测方法，其特征在于，步骤C具体 包括：

c1、取一路脉搏波信号的各段局部脉搏波；

c2、将该路脉搏波信号的一段局部脉搏波作为待修正脉搏波；

c3、取在一个采样点所采集的待修正脉搏波、以及与该待修正脉搏波相邻 的2m段局部脉搏波的脉搏波数据，对所取出的脉搏波数据取中值，用该中值 替代该采样点所采集的待修正脉搏波的脉搏波数据；其中，m为一个数值；

c4、重复执行步骤c3，完成待修正脉搏波的其余采样值的替代；

c5、返回步骤c2，直到完成该路脉搏波信号的各段局部脉搏波的修正；

c6、返回步骤c1，分别修正其余三路脉搏波信号的各段局部脉搏波。

5、根据权利要求1所述血氧饱和度检测方法，其特征在于，步骤B进一 步包括：

b1、取一路脉搏波信号的所述多段局部脉搏波的平均采样点数，采用拟合 插值来对各段局部脉搏波进行数据补齐，使得各段局部脉搏波的采样点数相同；

b2、将各段局部脉搏波的脉搏波数据组成如下矩阵：

$P_{N\times M}=\left[\begin{array}{cccccc}{\mathrm{Seg}}_1\left(1\right),& {\mathrm{Seg}}_2\left(1\right)& ........& {\mathrm{Seg}}_i\left(1\right)& .....& {\mathrm{Seg}}_M\left(1\right)\\ {\mathrm{Seg}}_1\left(2\right),& {\mathrm{Seg}}_2\left(2\right)& .......& {\mathrm{Seg}}_i\left(2\right)& ....& {\mathrm{Seg}}_M\left(2\right)\\ {\mathrm{Seg}}_1\left(3\right),& {\mathrm{Seg}}_2\left(3\right)& ........& {\mathrm{Seg}}_i\left(3\right)& ....& {\mathrm{Seg}}_M\left(3\right)\\ .& .& & .& & .\\ .& .& & .& & .\\ {\mathrm{Seg}}_1\left(N\right),& {\mathrm{Seg}}_2\left(N\right)& ....& {\mathrm{Seg}}_i\left(N\right)& ..& {\mathrm{Seg}}_M\left(N\right)\end{array}\right]$其中，从该路脉搏波信号中分离出M段局部脉搏波，每段局部脉搏波对应 N个采样点，SegM(N)为第N个采样点对应的在第M段局部脉搏波上的脉搏波 数据；

b3、返回步骤b1，对其余三路脉搏波信号的局部脉搏波进行数据补齐。

6、根据权利要求5所述血氧饱和度检测方法，其特征在于，经步骤C修 正后P矩阵中第i行第j列的数据表示为：

P(i，j)＝Seg′j(i)＝Med{Seg(j-m)(i)，...Segj(i)...，Seg(j+m)(i)}，i＝1，2...N，j＝(m+1)...(M-m)P(i，j)＝Seg′j(i)＝Segj(i)，i＝1，2...N，j＝1，2...m或j＝(M-m+1)...M

其中，2m+1为中值滤波窗口宽度，Med{Seg(j-m)(i)，...Segj(i)...，Seg(j+m)(i)}为取中 值操作，seg′j(i)为中值滤波后第j段局部脉搏波的第i个采样点对应的脉搏波数 据。

7、根据权利要求6所述血氧饱和度检测方法，其特征在于，步骤C进一 步包括：对所述各路脉搏波信号修正后的局部脉搏波进行平滑滤波，得到P矩 阵中第i行第j列的数据表示为：P(i，j)＝Segj#(i)＝Mean{Seg′(j-n)(i)，...Seg′j(i)...，Seg′(j+n)(i)}，i＝1，2...N，j＝(n+1)...(M-n)P(i，j)＝Segj#(i)＝Seg′j(i)，i＝1，2...N，j＝1，2...n或j＝(M-n+1)...M

其中，2n+1为平滑滤波窗口宽度，Mean{Seg′(j-n)(i)，...Seg′j(i)...，Seg′(j+n)(i)}为取均 值操作，Segj#(i)为平滑滤波后第j段局部脉搏波的第i个采样点对应的脉搏波数 据。

8、根据权利要求7所述血氧饱和度检测方法，其特征在于，步骤E包括：

根据红光直流信号、红光交流信号、近红外光直流信号和近红外光交流信 号各自的平滑滤波后的第j段局部脉搏波，计算第j段局部脉搏波对应的瞬时的 双波长调制比Rj；

取各局部脉搏波对应的瞬时的双波长调制比平均值R；

将R代入拟合直线方程：

SpO2＝A-BR

求得血氧饱和度；其中，SpO2为血氧饱和度，-B、A分别为该拟合直线的 斜率和截距。

9、根据权利要求8所述血氧饱和度检测方法，其特征在于，所述瞬时的双 波长调制比Rj的计算公式为：

$R_j=\frac{({\mathrm{Vac}}_j\left(r\right)/{\mathrm{Vdc}}_j\left(r\right))}{\left({\mathrm{Vac}}_j\left(\mathrm{ir}\right)\right)/{\mathrm{Vdc}}_j\left(\mathrm{ir}\right))}$其中，Vacj(r)为红光交流信号的第j个局部脉搏波进行平滑滤波后得到的脉 搏波数据的最大值和最小值之差；Vdcj(r)为红光直流信号的第j个局部脉搏波进 行平滑滤波后得到的脉搏波数据平均值；Vacj(ir)为近红外光交流信号的第j个 局部脉搏波进行平滑滤波后得到的脉搏波数据的最大值和最小值之差；Vdcj(ir) 为近红外光直流信号的第j个局部脉搏波进行平滑滤波后得到的脉搏波数据平 均值。

10、根据权利要求7所述血氧饱和度检测方法，其特征在于，该方法进一 步包括：将P矩阵按列拉直，得到消除运动干扰信号后的脉搏波信号。

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学工程领域，尤其涉及一种血氧饱和度检测方法。

背景技术

血氧饱和度是人体中含氧血红蛋白浓度占总的比例，它反映了人体的心肺 功能状况。然而，在血氧检测仪器在实际使用中，由于测试者呼吸、咳嗽等生 理动作会使受试部位运动，从而影响仪器测得的脉搏波信号质量，降低血氧饱 和度的测量精度。目前常见的检测血氧饱和度时消除受试部位运动所产生干扰 的方法为：
采用传感器来检测运动干扰信号，再通过最小均方误差准则(LMS)或是 最小误差平方和准则(RLS)等自适应滤波算法来抵消运动干扰；此方法抵消 运动干扰的实时性较好，但需要额外增加传感器，且计算复杂，需要硬件具有 较强的数据处理能力，增加了检测设备成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种血氧饱和度检测方法，能消除 与脉搏波信号频带重叠部分的运动干扰信号的干扰，并且不需额外增加硬件。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种血氧饱和度检测方法，该方法包括：
A、采集脉搏波信号，并从所采集的脉搏波信号中分离出红光直流信号、 红光交流信号、近红外光直流信号和近红外光交流信号；
B、从红光直流信号、红光交流信号、近红外光直流信号和近红外光交流 信号中各分离出多段局部脉搏波；各路脉搏波信号的各段所述局部脉搏波的起 始相位相同，终止相位也相同；
C、将各路脉搏波信号的各段局部脉搏波分别作为待修正脉搏波，根据与 该待修正脉搏波相邻的两段或多段局部脉搏波上的脉搏波数据，修正该待修正 脉搏波的脉搏波数据；
D、根据各路脉搏波信号修正后的局部脉搏波计算血氧饱和度。
进一步地，步骤B具体包括：
分别从红光直流信号、红光交流信号、近红外光直流信号、近红外光交流 信号中截取一段信号，所截取的各段信号均对应所采集的脉搏波信号的同一段 信号；
确定从近红外光交流信号中所截取信号的各波谷所对应的采集点；从近红 外光交流信号中所截取信号各波谷所对应的采集点即为从红光直流信号、红光 交流信号、近红外光直流信号中所截取信号各波谷所对应的采集点；
以各波谷所对应的采样点作为分割点，每相邻两分割点间的信号作为一段 局部脉搏波，将从近红外光交流信号、红光直流信号、红光交流信号和近红外 光直流信号所截取的信号分割成多段局部脉搏波。
进一步地，所述确定从近红外光交流信号中所截取信号的各波谷所对应的 采集点包括：
设x(n)为采样点n对应的该段从近红外光交流信号中所截取信号的脉搏波 数据，并对x(n)相隔k个采样点取一次差分得到：
通过如下函数：
得到所截取的信号每个从上升支到下降支的转折点，即非零的S2(n)；其中， H为S1(n)中当前采样点n之前的L个采样点所对应数据的最大值，且L的取值 应保证S1(i)|i＝n-L，n-L+1，...，n-1中至少包含一个心率周期的脉搏波的下降沿；
从所截取的信号中取相邻两转折点间的最小值，即得到所截取的信号的波 谷。
进一步地，步骤C具体包括：
c1、取一路脉搏波信号的各段局部脉搏波；
c2、将该路脉搏波信号的一段局部脉搏波作为待修正脉搏波；
c3、取在一个采样点所采集的待修正脉搏波、以及与该待修正脉搏波相邻 的2m段局部脉搏波的脉搏波数据，对所取出的脉搏波数据取中值，用该中值 替代该采样点所采集的待修正脉搏波的脉搏波数据；其中，m为一个数值；
c4、重复执行步骤c3，完成待修正脉搏波的其余采样值的替代；
c5、返回步骤c2，直到完成该路脉搏波信号的各段局部脉搏波的修正；
c6、返回步骤c1，分别修正其余三路脉搏波信号的各段局部脉搏波。
进一步地，步骤B进一步包括：
b1、取一路脉搏波信号的所述多段局部脉搏波的平均采样点数，采用拟合 插值来对各段局部脉搏波进行数据补齐，使得各段局部脉搏波的采样点数相同；
b2、将各段局部脉搏波的脉搏波数据组成如下矩阵：
$P_{N\times M}=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{Seg}}_1\left(1\right),{\mathrm{Seg}}_2\left(1\right)........{\mathrm{Seg}}_i\left(1\right).....{\mathrm{Seg}}_M\left(1\right)\\ {\mathrm{Seg}}_1\left(2\right),{\mathrm{Seg}}_2\left(2\right)........{\mathrm{Seg}}_i\left(2\right).....{\mathrm{Seg}}_M\left(2\right)\\ {\mathrm{Seg}}_1\left(3\right),{\mathrm{Seg}}_2\left(3\right)........{\mathrm{Seg}}_i\left(3\right).....{\mathrm{Seg}}_M\left(3\right)\\ .\\ .\\ {\mathrm{Seg}}_1\left(N\right),{\mathrm{Seg}}_2\left(N\right)........{\mathrm{Seg}}_i\left(N\right).....{\mathrm{Seg}}_M\left(N\right)\end{array}\right]$
其中，从该路脉搏波信号中分离出M段局部脉搏波，每段局部脉搏波对应 N个采样点，SegM(N)为第N个采样点对应的在第M段局部脉搏波上的脉搏波 数据；
b3、返回步骤b1，对其余三路脉搏波信号的局部脉搏波进行数据补齐。
进一步地，经步骤C修正后P矩阵中第i行第j列的数据表示为：
P(i，j)＝Seg′j(i)＝Med{Seg(j-m)(i)，...Segj(i)...，Seg(j+m)(i)}，i＝1，2...N，j＝(m+1)...(M-m)
P(i，j)＝Seg′j(i)＝Segj(i)，i＝1，2...N，j＝1，2...m或j＝(M-m+1)...M
其中，2m+1为中值滤波窗口宽度，Med{Seg(j-m)(i)，...Segj(i)...，Seg(j+m)(i)}为取中 值操作，seg′j(i)为中值滤波后第j段局部脉搏波的第i个采样点对应的脉搏波数 据。
进一步地，步骤C进一步包括：对所述各路脉搏波信号修正后的局部脉搏 波进行平滑滤波，得到P矩阵中第i行第j列的数据表示为：
P(i，j)＝Seg″j(i)＝Mean{Seg′(j-n)(i)，...Seg′j(i)...，Seg′(j+n)(i)}，i＝1，2...N，j＝(n+1)...(M-n)
P(i，j)＝Seg″j(i)＝Seg′j(i)，i＝1，2...N，j＝1，2...n或j＝(M-n+1)...M
其中，2n+1为平滑滤波窗口宽度，Mean{Seg′(j-n)(i)，...Seg′j(i)...，Seg′(j+n)(i)}为取均 值操作，Seg″j(i)为平滑滤波后第j段局部脉搏波的第i个采样点对应的脉搏波数 据。
进一步地，步骤E包括：
根据红光直流信号、红光交流信号、近红外光直流信号和近红外光交流信 号各自的平滑滤波后的第j段局部脉搏波，计算第j段局部脉搏波对应的瞬时的 双波长调制比Rj；
取各局部脉搏波对应的瞬时的双波长调制比平均值R；
将R代入拟合直线方程：
SpO2＝A-BR
求得血氧饱和度；其中，SpO2为血氧饱和度，-B、A分别为该拟合直线的 斜率和截距。
进一步地，所述瞬时的双波长调制比Rj的计算公式为：
$R_j=\frac{({\mathrm{Vac}}_j\left(r\right)/{\mathrm{Vdc}}_j\left(r\right))}{\left({\mathrm{Vac}}_j\left(\mathrm{ir}\right)\right)/{\mathrm{Vdc}}_j\left(\mathrm{ir}\right))}$
其中，Vacj(r)为红光交流信号的第j个局部脉搏波进行平滑滤波后得到的脉 搏波数据的最大值和最小值之差；Vdcj(r)为红光直流信号的第j个局部脉搏波进 行平滑滤波后得到的脉搏波数据平均值；Vacj(ir)为近红外光交流信号的第j个 局部脉搏波进行平滑滤波后得到的脉搏波数据的最大值和最小值之差；Vdcj(ir) 为近红外光直流信号的第j个局部脉搏波进行平滑滤波后得到的脉搏波数据平 均值。
进一步地，该方法进一步包括：将P矩阵按列拉直，得到消除运动干扰信 号后的脉搏波信号。
本发明提供的血氧饱和度检测方法，从红光直流信号(rdc)、红光交流信 号(rac)、近红外光直流信号(irdc)和近红外光交流信号(irac)中各分离出 起始、终止相位相同的多段局部脉搏波，并通过根据相邻的两段或多段局部脉 搏波上的脉搏波数据对局部脉搏波的脉搏波数据进行修正，可消除与脉搏波信 号频带重叠部分的运动干扰信号的干扰，进而提高血氧饱和度检测的精度。

附图说明

图1为本发明实施例血氧饱和度检测方法的流程示意图；
图2为本发明实施例rdc、rac、irdc和irac的波形图；
图3为本发明实施例进行数据补齐后一路脉搏波信号的各段局部脉搏波波 形图；
图4为本发明实施例修正后一路脉搏波信号的各局部脉搏波波形图；
图5为本发明实施例消除运动干扰信号后的脉搏波信号波形图；
图6为存在突发抖动干扰的脉搏波信号与采用本发明消除干扰后的脉搏波 信号对比的波形图；
图7为存在连续抖动干扰的脉搏波信号与采用本发明消除干扰后的脉搏波 信号对比的波形图；
图8为存在转动干扰的脉搏波信号与采用本发明消除干扰后的脉搏波信号 对比的波形图。

具体实施方式

本发明的基本思想是：从rdc、rac、irdc和irac中各分离出多段局部脉搏波， 且各段所述局部脉搏波的起始相位相同，终止相位也相同；而脉搏波信号为准 周期信号，不存在运动干扰时，可认为相同相位对应的脉搏波数据相同，因此， 通过根据相邻的两段或多段局部脉搏波上的脉搏波数据对局部脉搏波的脉搏波 数据进行修正，即可消除与脉搏波信号频带重叠部分的运动干扰信号的干扰， 进而提高血氧饱和度检测的精度。
具体的，本发明实施例血氧饱和度检测方法的实现流程如图1所示，包括 以下步骤：
步骤101：采集脉搏波信号，并从所采集的脉搏波信号中分离出rdc、rac、 irdc和irac，对rdc、rac、irdc和irac分别进行FIR滤波或模拟滤波，以提高信 号信噪比，如图2所示。
步骤102：从rdc、rac、irdc和irac中各分离出多段局部脉搏波；各段所述 局部脉搏波的起始相位相同，终止相位也相同；
其中，分离出多段局部脉搏波具体包括：
a1、分别从rdc、rac、irdc、irac中截取一段信号，所截取的各段信号均对 应所采集的脉搏波信号的同一段信号；
b1、确定从irac中所截取信号的各波谷所对应的采集点；从irac中所截取 信号各波谷所对应的采集点即为从rdc、rac、irdc中所截取信号各波谷所对应的 采集点；其中，rdc、rac、irdc、irac由同一路脉搏波信号分离出来，认为rdc、 rac、irdc、irac的采样频率、心率周期均相同，因此，从rdc、rac、irdc、irac 中截取的采集的脉搏波信号的同一段信号对应的各段所述信号，其波谷对应的 采样点相同，因此确定了从irac中所截取信号的各波谷所对应的采集点，即可 得知从rdc、rac、irdc中所截取信号各波谷所对应的采集点；而rdc、rac、irdc、 irac中，irac的信噪比最高，较容易确定出波谷；
c1、以各波谷所对应的采样点作为分割点，每相邻两分割点间的信号作为 一段局部脉搏波，将从irac、rdc、rac和irdc所截取的信号分割成多段局部脉搏 波。
步骤b1中，确定从irac中所截取信号的各波谷所对应的采集点具体包括：
b11、设x(n)为采样点n对应的该段从irac中所截取信号的脉搏波数据，并 对x(n)相隔k个采样点取一次差分得到：
S1(n)＝|x(n)-x(n-k)|
b12、通过如下函数：
$S_2\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}0,& S_1\left(n\right)\le H/2\\ \left|S_1\left(n\right)\right|,& S_1\left(n\right)>H/2\end{array}\right.$
得到所截取的信号每个从上升支到下降支的转折点，即非零的S2(n)；其中， H为S1(n)中当前采样点n之前的L个采样点所对应脉搏波数据的最大值，即 H＝Max{S1(i)|i＝n-L～n-1}，且L的取值应保证S1(i)|i＝n-L，n-L+1，L，n-1中至少包含一个心率 周期下降沿所截取的信号；
b13、从所截取的信号中取相邻两转折点间的最小值，即得到所截取的信号 的波谷。
步骤103：取一路脉搏波信号的所述多段局部脉搏波的平均采样点数，采 用多项式拟合插值来对各段局部脉搏波进行数据补齐，使得各段局部脉搏波的 采样点数相同，如图3所示；由于心率周期、采样频率相同，各段局部脉搏波 的采样点数应该相同，但是因为脉搏波信号存在偏差，因此，通过本步骤消除 偏差。
消除偏差后，一路脉搏波信号的所述多段局部脉搏波可组成如下矩阵：
$P_{N\times M}=\left[\begin{array}{c}{\mathrm{Seg}}_1\left(1\right),{\mathrm{Seg}}_2\left(1\right)........{\mathrm{Seg}}_i\left(1\right).....{\mathrm{Seg}}_M\left(1\right)\\ {\mathrm{Seg}}_1\left(2\right),{\mathrm{Seg}}_2\left(2\right)........{\mathrm{Seg}}_i\left(2\right).....{\mathrm{Seg}}_M\left(2\right)\\ {\mathrm{Seg}}_1\left(3\right),{\mathrm{Seg}}_2\left(3\right)........{\mathrm{Seg}}_i\left(3\right).....{\mathrm{Seg}}_M\left(3\right)\\ .\\ .\\ {\mathrm{Seg}}_1\left(N\right),{\mathrm{Seg}}_2\left(N\right)........{\mathrm{Seg}}_i\left(N\right).....{\mathrm{Seg}}_M\left(N\right)\end{array}\right]$
其中，从该路脉搏波信号中分离出M段局部脉搏波，每段局部脉搏波对应 N个采样点，SegM(N)为第N个采样点对应的在第M段局部脉搏波上的脉搏波 数据。
步骤104：将各路脉搏波信号的各段局部脉搏波分别作为待修正脉搏波， 根据与该待修正脉搏波相邻的两段或多段局部脉搏波上的脉搏波数据，修正该 待修正脉搏波的脉搏波数据；
具体的修正方法包括：
步骤c1：对各路脉搏波信号的各段局部脉搏波进行中值滤波；
步骤c2：对中值滤波后的所述各路脉搏波信号的局部脉搏波进行平滑滤波。
所述中值滤波的方法具体包括：
c11、取一路脉搏波信号的各段局部脉搏波；
c12、将该路脉搏波信号的一段局部脉搏波作为待修正脉搏波；
c13、取在一个采样点所采集的待修正脉搏波、以及与该待修正脉搏波相邻 的2m段局部脉搏波的脉搏波数据，对所取出的脉搏波数据取中值，用该中值 替代该采样点所采集的待修正脉搏波的脉搏波数据；
c14、重复执行步骤c3，完成待修正脉搏波的其余采样值的替代。
c15、返回步骤c2，直到完成该路脉搏波信号的各段局部脉搏波的修正；
c16、返回步骤c1，分别修正其余三路脉搏波信号的各段局部脉搏波。
经步骤c1修正后各局部脉搏波如图4所示，消除了图3中的畸变波形。
这里，由于各局部脉搏波采样频率相同，因此同一采样点对应的相位相同， 因此可认为同一采样点对应的脉搏波数据相同。
经步骤c1修正后P矩阵中第i行第j列的数据表示为：
P(i，j)＝Seg′j(i)＝Med{Seg(j-m)(i)，...Segj(i)...，Seg(j+m)(i)}，i＝1，2...N，j＝(m+1)...(M-m)
其中，2m+1为中值滤波窗口宽度，Med{g}为取中值操作，seg′j(i)为中值滤 波后第j段局部脉搏波的第i个采样点对应的脉搏波数据。为了使输出信号与输 入信号等长，对信号的左右端进行扩展，如下：
令P(i，j)＝Seg′j(i)＝Segj(i)，i＝1，2...N，j＝1，2...m或j＝(M-m+1)...M
步骤c1用于消除突发性扰动干扰，由于突发性扰动干扰一般会出现在某个 局部脉搏波的某个或几个相位上，这时该相位上所对应的脉搏波数据就会明显 大于/小于相邻局部脉搏波同相位点的数据，对存在干扰的局部脉搏波，以及相 邻局部脉搏波同相位点的脉搏波数据取中值，用所取中值替代存在干扰的局部 脉搏波该相位点的脉搏波数据，即可消除所述突发性扰动干扰。
步骤c2用于消除周期性扰动干扰，原理为：在一些快速的扰动下，在不同 局部脉搏波的同一相位处，可能会出现均值为零的周期性扰动干扰。这时将该 相位点所对应的脉搏波数据和与其相邻的2m个局部脉搏波的相同相位点所对 应的脉搏波数据取均值，并用该均值替代待修正局部脉搏波在待相位点所对应 的脉搏波数据，即可消除该相位上周期性扰动的影响。
执行步骤c2后，P矩阵中第i行第j列的数据表示为：
P(i，j)＝Seg″j(i)＝Mean{Seg′(j-n)(i)，...Seg′j(i)...，Seg′(j+n)(i)}，i＝1，2...N，j＝(n+1)...(M-n)
其中，2n+1为平滑滤波窗口宽度，Mean{g}为取均值操作，Seg″j(i)为平滑滤 波后第j段局部脉搏波的第i个采样点对应的脉搏波数据。为了使输出信号与输 入信号等长，对信号的左右端进行扩展，如下：
令P(i，j)＝Seg″j(i)＝Seg′j(i)，i＝1，2...N，j＝1，2...n或j＝(M-n+1)...M
步骤105：根据各路脉搏波信号修正后的局部脉搏波计算血氧饱和度。
血氧饱和度的具体计算方法包括：
根据rdc、rac、irdc和irac各自的平滑滤波后的第j段局部脉搏波，计算第 j段局部脉搏波对应的瞬时的双波长调制比Rj；
取各局部脉搏波对应的瞬时的双波长调制比平均值R；
将R代入拟合直线方程：
SpO2＝A-BR
求得血氧饱和度；其中，SpO2为血氧饱和度，-B、A分别为该拟合直线的 斜率和截距。
所述拟合直线方程通过定标实验获得，具体包括：
取大概30个人作为测量样本，分别利用标准的血气分析方法测量其血氧饱 和度值SpO2作为真实值；
利用本发明所述方法测量其R值；
利用最小二乘线性拟合的方法建立R与SpO2的所述拟合直线。
双波长调制比Rj的计算公式为：
$R_j=\frac{({\mathrm{Vac}}_j\left(r\right)/{\mathrm{Vdc}}_j\left(r\right))}{\left({\mathrm{Vac}}_j\left(\mathrm{ir}\right)\right)/{\mathrm{Vdc}}_j\left(\mathrm{ir}\right))}$
其中，Vacj(r)为rac的第j个局部脉搏波进行平滑滤波后得到的脉搏波数据 的最大值和最小值之差；Vdcj(r)为rdc的第j个局部脉搏波进行平滑滤波后得到 的脉搏波数据平均值；Vacj(ir)为irac的第j个局部脉搏波进行平滑滤波后得到 的脉搏波数据的最大值和最小值之差；Vdcj(ir)为irdc的第j个局部脉搏波进行 平滑滤波后得到的脉搏波数据平均值。
步骤106：将P矩阵按列拉直，得到消除运动干扰信号后的脉搏波信号， 如图5所示；所得到信号的脉搏波数据的排列如下：
Sout＝{P(1，1)，P(2，1)，...P(N，1)，P(1，2)，P(2，2)....P(N，M)}
本发明可以消除多种运动产生的干扰，图6、图7、图8分别显示了存在突 发抖动、连续抖动、转动干扰的脉搏波信号，以及采用本发明消除了干扰后的 脉搏波信号，通过对比可见本发明所提出的方法对多种运动干扰均有较好的抗 干扰效果。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范 围。