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申请/专利权人：张烁

摘要：本发明公开了一种穿戴式生理参数检测系统。包括发光模块：包含两个及以上发光二极管，发射波长400nm‑1200nm的光线，按照设定的时序依次发出不同波长的光线照射人体皮肤表面；光电感应模块：接收经过皮肤反射或透射的光线，将光信号转换成电流信号，产生PPG信号；信号调理模块：将电流信号放大并转换为电压信号，低通滤波器去除高频噪声，电压信号经过模拟数字转换变为数字信号，形成数字PPG信号；压力传感器；IMU；温度传感器；蓝牙通信模块；主控制器。本发明利用IMU测量测试部位的姿态，利用姿态变化信息消除运动对PPG信号的影响，结合穿戴式生理参数检测系统特点，提高了生理参数测量的精度和可靠性。

主权项：1.一种穿戴式生理参数检测系统，其特征在于，包括:发光模块：包含两个及以上发光二极管，发射波长400nm-1200nm的光线，按照设定的时序依次发出不同波长的光线照射人体皮肤表面；光电感应模块：接收经过皮肤反射或透射的光线，将光信号转换成电流信号，产生PPG信号；信号调理模块：将电流信号放大并转换为电压信号，低通滤波器去除高频噪声，电压信号经过模拟数字转换变为数字信号，形成数字PPG信号；所述的低通滤波器的截止频率范围为5Hz-100Hz，模拟数字信号转换频率为20Hz-600Hz；压力传感器：测量生理参数检测系统与皮肤表面的接触压力，产生压力信号；IMU：包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁强计，测量生理参数检测部位的运动状态；温度传感器：测量体温；蓝牙通信模块：将测量数据传输到上位机；主控制器：自动设置发光模块、光电感应模块、信号调理模块、压力传感器、IMU和温度传感器的工作参数，接收信号调理模块的PPG信号、压力传感器的压力信号、IMU的加速度计、陀螺仪和磁强计数据以及温度传感器的体温数值，计算包括心率、呼吸频率、血压、血氧饱和度和体温的生理参数；所述的主控制器用于测量生理参数，具体包括：（1）设置发光模块的发光时序，调整发光功率，使得PPG信号的幅度处于理想的区间；（2）设置信号调理模块的采样时序，调整电流电压放大器的放大倍数和低通滤波器的截止频率，使得不同波长光线产生的PPG信号能够在正确的时刻被采样，得到比较理想的PPG信号便于生理参数计算；（3）获取压力传感器信号，判断穿戴式生理参数检测系统是否与测试部位紧密接触，自动识别生理参数检测系统晃动及脱落情况，提高生理参数测量的可靠性；（4）获取IMU输出的加速度数据、角速度数据和磁场数据，通过传感器融合算法估计测试部位的实时姿态；为了对测试部位的运动进行估计，首先建立如下的数学模型： （1）其中式（1）中为测试部位的姿态四元数，a为加速度数据，g0为重力加速度，m为磁场强度数据，m0为地磁场基准，Rq为测试部位姿态矩阵，满足如下等式： （2）利用式（2）数学模型，结合贝叶斯最优估计算法，能够实时算出测试部位的姿态变化；测试部位显著的姿态变化将导致PPG信号波动，间接影响生理参数测试精度；根据计算得到的姿态变化估计值，剔除测试部位运动对PPG信号的影响，将受运动影响的信号波形恢复为较理想的信号波形，在此基础上计算心率、呼吸频率、血压和血氧饱和度，继而保证了生理参数测试精度;所述的发光模块与光电感应模块几何布局为，光电感应模块位于几何布局的中间，接收皮肤的反射或透射光线，所述的光电感应模块为4个，分布在光电感应模块周围，按照设定的时序发光和熄灭，亮灭变化频率范围为20Hz-600Hz，所述的发光模块为5个，所述的5个发光模块分布在4个光电感应模块周围，4个光电感应模块充分利用测试部位的面积，同时采集4组并行PPG信号，剔除其中受到外界因素干扰的PPG信号，计算生理参数。

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