CN109528216A - 胎儿血氧饱和度的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种胎儿血氧饱和度的检测方法及装置，通过采用至少两种不同波长的检测光，分时对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射并获取腹部在各检测光照射下对应的第一光电容积脉搏描记信号。并且，通过采用至少两种不同波长的检测光，分时对除受检孕妇的腹部之外的检测部位进行照射并获取检测部位在各检测光照射下对应的第二光电容积脉搏描记信号。根据每一波长的检测光对应的第一光电容积脉搏描记信号和第二光电容积脉搏描记信号，可以确定胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号。根据确定出的各目标光电容积脉搏描记信号，即可确定出胎儿的血氧饱和度，从而提高胎儿的血氧饱和度的准确性。

Description

胎儿血氧饱和度的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种胎儿血氧饱和度的检测方法及装置。

背景技术

胎儿的血氧饱和度是比较直接反映胎儿生命状态的生理指标。由于目前没有有效的非侵入方式检测胎儿的血氧饱和度的仪器设备，并且胎儿心率监护仪被用于胎儿生理状态的监护，因此医护人员往往只能依靠胎儿心率监护仪器进行监护。然而，采用胎儿心率监护仪器只是一个间接的监护手段，可能会导致得到的胎儿的血氧饱和度不准确。

发明内容

本发明实施例提供一种胎儿血氧饱和度的检测方法及装置，用以提高得到的胎儿的血氧饱和度的准确性。

因此，本发明实施例提供了一种胎儿血氧饱和度的检测方法，包括：

采用至少两种不同波长的检测光，分时对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射并获取所述腹部在各所述检测光照射下对应的第一光电容积脉搏描记信号；以及分时对除所述受检孕妇的腹部之外的检测部位进行照射并获取所述检测部位在各所述检测光照射下对应的第二光电容积脉搏描记信号；

根据每一波长的检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号；

根据确定出的各所述目标光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿的血氧饱和度。

可选地，在本发明实施例中，所述根据每一波长的检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号，具体包括：

根据每一所述检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的目标频域信号；以及根据预设规则确定所述胎儿对应的心率；

根据确定出的所述胎儿对应的心率和各所述目标频域信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的目标光电容积脉搏描记信号。

可选地，在本发明实施例中，所述根据预设规则确定所述胎儿对应的心率，具体包括：

根据所述胎儿对应的每一个所述检测光的目标频域信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的心率；

所述根据确定出的所述胎儿对应的心率和各所述目标频域信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的目标光电容积脉搏描记信号，具体包括：

根据所述胎儿对应每一所述检测光的心率和所述目标频域信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的目标光电容积脉搏描记信号。

可选地，在本发明实施例中，所述根据所述胎儿对应的每一个所述检测光的目标频域信号，确定所述胎儿对应所述检测光的心率，具体包括：

根据依次对每一所述检测光对应的所述目标频域信号进行频时转换处理、自相关处理和时频转换处理后的信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的心率。

可选地，在本发明实施例中，所述根据预设规则确定所述胎儿对应的心率，具体包括：

选取所有所述检测光中的一个检测光，根据所述检测光对应的所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述受检孕妇的心率；

根据所述受检孕妇的心率以及预先存储的孕妇心率和胎儿心率的对应关系表，确定所述胎儿对应的心率。

可选地，在本发明实施例中，所述根据每一所述检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的目标频域信号，具体包括：

针对每一所述检测光，分别对所述检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号进行时频转换处理，确定所述第一光电容积脉搏描记信号对应的第一频域信号以及所述第二光电容积脉搏描记信号对应的第二频域信号；

针对每一所述检测光，将所述第二频域信号作为所述第一频域信号的噪声信号，对所述第一频域信号进行去噪声处理，得到所述检测光对应的目标频域信号。

可选地，在本发明实施例中，所述检测光的波长为两个；所述根据确定出的各所述目标光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿的血氧饱和度，具体包括：根据确定出的各所述目标光电容积脉搏描记信号，采用如下公式确定胎儿的血氧饱和度SpO₂；

其中，λ1代表所述两个波长中的第一波长，λ2代表所述两个波长中的第二波长，代表所述胎儿动脉中还原血红蛋白对应所述第一波长的检测光的吸光系数，代表所述动脉中还原血红蛋白对应所述第二波长的检测光的吸光系数，代表所述动脉中氧合血红蛋白对应所述第一波长的检测光的吸光系数；ΔI^λ1代表所述第一波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的幅值，代表所述第一波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的最小值；ΔI^λ2代表所述第二波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的幅值，代表所述第二波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的最小值。

相应地，本发明实施例还提供了一种胎儿血氧饱和度的检测装置，包括：第一检测部、第二检测部以及信号处理部；

所述第一检测部包括：至少两个第一光源与第一光电容积探测器；其中，每一所述第一光源被配置为发射一种波长的检测光并且各所述第一光源发射的检测光的波长不同；所述第一光电容积探测器被配置为接收所述检测光经胎儿反射回来的光；

所述第二检测部包括：至少两个所述第一光源与第二光电容积探测器；所述第二光电容积探测器被配置为接收所述检测光经除受检孕妇的腹部之外的检测部位透过的光；

所述信号处理部包括：第一信号处理单元、第二信号处理单元、第三信号处理单元以及血氧饱和度确定单元；其中，

所述第一信号处理单元被配置为分时控制所述第一检测部中的各所述第一光源发射检测光，对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射；根据所述第一光电容积探测器接收的各所述检测光经胎儿反射回来的光，获取所述腹部在各所述检测光照射下对应的第一光电容积脉搏描记信号；

所述第二信号处理单元被配置为分时控制所述第二检测部中的各所述第一光源发射检测光，对所述检测部位进行照射；根据所述第二光电容积探测器接收的所述检测光经除所述检测部位透过的光，获取所述检测部位在各所述检测光照射下对应的第二光电容积脉搏描记信号；

所述第三信号处理单元被配置为根据每一波长的检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号；

所述血氧饱和度确定单元被配置为根据确定出的各所述目标光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿的血氧饱和度。

相应地，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述血液中总血红蛋白浓度的检测方法的步骤。

相应地，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述血液中总血红蛋白浓度的检测方法的步骤。

本发明有益效果如下：

本发明实施例提供的胎儿血氧饱和度的检测方法及装置，通过采用至少两种不同波长的检测光，分时对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射并获取腹部在各检测光照射下对应的第一光电容积脉搏描记信号。这样采用检测光照射受检孕妇腹部的胎儿，可以采用非侵入人体方式得到既携带有受检孕妇的心率信息又携带有胎儿的心率信息的第一光电容积脉搏描记信号。并且，通过采用至少两种不同波长的检测光，分时对除受检孕妇的腹部之外的检测部位进行照射并获取检测部位在各检测光照射下对应的第二光电容积脉搏描记信号。这样采用检测光照射受检孕妇的检测部位，由于检测部位不是受检孕妇的腹部，可以采用非侵入人体方式得到带有受检孕妇的心率信息的第二光电容积脉搏描记信号。从而根据每一波长的检测光对应的第一光电容积脉搏描记信号和第二光电容积脉搏描记信号，可以确定胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号，即目标光电容积脉搏描记信号是去除受检孕妇的心率信息干扰后的携带有胎儿心率信息的PPG信号。这样再根据确定出的各目标光电容积脉搏描记信号，即可确定出胎儿的血氧饱和度，从而提高胎儿的血氧饱和度的准确性。

附图说明

图1为PPG信号的信号示意图；

图2为PPG信号的发射和接收示意图；

图3为本发明实施例提供的胎儿血氧饱和度的检测方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的胎儿血氧饱和度的检测装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的检测时检测装置的放置示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的胎儿血氧饱和度的检测方法及装置的具体实施方式进行详细地说明。应当理解，下面所描述的优选实施例仅被配置为说明和解释本发明，并不用于限定本发明。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。需要注意的是，附图中各图形的大小和形状不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。并且自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。

怀孕后期胎儿的脉搏血氧饱和度水平是一个重要的衡量胎儿生命状态的生理指标。胎儿脉搏血氧饱和度监测的基本原理与成人脉搏血氧饱和度检测的基本原理相同。氧是维系人类生命的基础，心脏的收缩和舒张使得人体的血液脉动地流过肺部。一定量的还原血红蛋白(HbR)与肺部中摄取的氧气结合成氧合血红蛋白(HbO2)。这些血液通过动脉一直输送到毛细血管，然后在毛细血管中将氧释放，以维持组织细胞的新陈代谢。血氧饱和度(SpO2)是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红蛋白(Hb)容量的百分比，即血液中血氧的浓度，它是呼吸循环的重要生理参数。

在心脏搏动周期内，外周血管中的微动脉、毛细血管和微静脉内流过的血液相应的呈搏动性变化。当心脏收缩时血液容积最大，而在心脏舒张时容积最小。这样可以通过光电容积脉搏波描记法(Photoplethysmography，PPG)，通过光学技术获取光线在人体组织吸收变化的描记图，以得到图1所示的PPG信号。PPG工作的原理是，结合图2所示，发光二极管210将特定强度和波长的光照射在受检孕妇的皮肤表层220上，光电容积探测器230检测通过皮肤表层220后出射的光的强度，并根据检测到的光强进行描绘，以描绘出图1所示的交流形式的PPG信号。该PPG信号的产生，是由于人体心脏在每个搏动周期内将血液输送到人体各组织，探测部位皮肤表层220的动脉和小动脉的血管由于心脏的泵血，血液的灌注发生周期性的扩张、收缩变化得到。当心脏收缩血液灌注增多血管扩张时，吸收光增加，光电容积探测器230接收到的信号就变弱，反之，光电容积探测器230接收到的信号就变强。这样使得PPG信号中具有最小值I_min和最小值I_min。

即可以采用动脉血液对光的吸收量随动脉搏动而变化的原理来无损伤检测血氧饱和度。基础研究表明，氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白对不同波长入射光有着不同的吸收率。当单色光垂直照射人体，动脉血液对光的吸收量将随透光区域动脉血管搏动而变化。有鉴于此，本发明实施例提供一种胎儿血氧饱和度的检测方法，采用非侵入人体方式检测胎儿的血氧饱和度，并提高检测到的胎儿的血氧饱和度的准确性。

如图3所示，本发明实施例提供的胎儿血氧饱和度的检测方法，可以包括如下步骤：

S301、采用至少两种不同波长的检测光，分时对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射并获取腹部在各检测光照射下对应的第一光电容积脉搏描记信号(即第一PPG信号)；以及分时对除受检孕妇的腹部之外的检测部位进行照射并获取检测部位在各检测光照射下对应的第二光电容积脉搏描记信号(即第二PPG信号)。

由于检测部位是受检孕妇除腹部之外的部位，因此相当于第二PPG信号仅携带有受检孕妇的心率信息。进一步地，为了进一步降低胎儿的心率对第二PPG信号的影响，可以选择受检孕妇中距离腹部较远的部位作为检测部位，例如可以将手指、脚踝或脚趾作为检测部位。下面均以手指作为检测部位为例进行说明。

一般血液中在红光和红外光波段下的吸光物质为血红蛋白，因此可以将检测光的波长设置为两个。其中，这两个波长中的第一波长可以设置为红光波段的波长，例如可以为660nm。这样可以获取受检孕妇的腹部在660nm的红光照射下的第一PPG信号，以及可以获取受检孕妇的手指在660nm的红光照射下的第二PPG信号。这两个波长中的第二波长可以设置为红外光波段的波长，例如可以为940nm。这样可以获取受检孕妇的腹部在940nm的红光照射下的第一PPG信号，以及可以获取受检孕妇的手指在940nm的红光照射下的第二PPG信号。当然，第一波长例如也可以为940nm，第二波长例如也可以为660nm，在此不作限定。

S302、根据每一波长的检测光对应的第一光电容积脉搏描记信号和第二光电容积脉搏描记信号，确定胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号。

S303、根据确定出的各目标光电容积脉搏描记信号，确定胎儿的血氧饱和度。

本发明实施例提供的胎儿血氧饱和度的检测方法，通过采用至少两种不同波长的检测光，分时对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射并获取腹部在各检测光照射下对应的第一光电容积脉搏描记信号。这样采用检测光照射受检孕妇腹部的胎儿，可以采用非侵入人体方式得到既携带有受检孕妇的心率信息又携带有胎儿的心率信息的第一光电容积脉搏描记信号。并且，通过采用至少两种不同波长的检测光，分时对除受检孕妇的腹部之外的检测部位进行照射并获取检测部位在各检测光照射下对应的第二光电容积脉搏描记信号。这样采用检测光照射受检孕妇的检测部位，由于检测部位不是受检孕妇的腹部，可以采用非侵入人体方式得到带有受检孕妇的心率信息的第二光电容积脉搏描记信号。从而根据每一波长的检测光对应的第一光电容积脉搏描记信号和第二光电容积脉搏描记信号，可以确定胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号，即目标光电容积脉搏描记信号是去除受检孕妇的心率信息干扰后的携带有胎儿心率信息的PPG信号。这样再根据确定出的各目标光电容积脉搏描记信号，即可确定出胎儿的血氧饱和度，从而提高胎儿的血氧饱和度的准确性。

下面结合具体实施例，对本发明进行详细说明。需要说明的是，本实施例中是为了更好的解释本公开，但不限制本发明。

实施例一、

在具体实施时，在本发明实施例中，根据每一波长的检测光对应的第一光电容积脉搏描记信号和第二光电容积脉搏描记信号，确定胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号，具体可以包括：

根据每一检测光对应的第一光电容积脉搏描记信号(即第一PPG信号)和第二光电容积脉搏描记信号(即第二PPG信号)，确定胎儿对应每一检测光的目标频域信号；以及根据预设规则确定胎儿对应的心率；

根据确定出的胎儿对应的心率和各目标频域信号，确定胎儿对应每一检测光的目标光电容积脉搏描记信号(即目标PPG信号)。这样可以根据胎儿的心率得到目标PPG信号。

在具体实施时，可以先根据每一检测光对应的第一PPG信号和第二PPG信号，确定胎儿对应每一检测光的目标频域信号。例如，通过第一波长的检测光对应的第一PPG信号和第二PPG信号，确定胎儿对应第一波长的检测光的目标频域信号。通过第二波长的检测光对应的第一PPG信号和第二PPG信号，确定胎儿对应第二波长的检测光的目标频域信号。之后，再根据预设规则确定胎儿对应的心率。

在具体实施时，在本发明实施例中，根据每一检测光对应的第一光电容积脉搏描记信号和第二光电容积脉搏描记信号，确定胎儿对应每一检测光的目标频域信号，具体可以包括：

针对每一检测光，分别对检测光对应的第一光电容积脉搏描记信号和第二光电容积脉搏描记信号进行时频转换处理，确定第一光电容积脉搏描记信号对应的第一频域信号以及第二光电容积脉搏描记信号对应的第二频域信号；

针对每一检测光，将第二频域信号作为第一频域信号的噪声信号，对第一频域信号进行去噪声处理，得到检测光对应的目标频域信号。这样使得到的目标频域信号是去除受检孕妇的心率信息后的信号。

在本发明实施例中，根据预设规则确定胎儿对应的心率，具体可以包括：根据胎儿对应的每一个检测光的目标频域信号，确定胎儿对应每一检测光的心率。进一步地，可以根据依次对每一检测光对应的目标频域信号进行频时转换处理、自相关处理和时频转换处理后的信号，确定胎儿对应每一检测光的心率。例如，对胎儿对应第一波长的检测光的目标频域信号进行频时转换处理、自相关处理和时频转换处理，根据上述频时转换处理、自相关处理和时频转换处理后的信号，确定胎儿对应第一波长的检测光的心率。对胎儿对应第二波长的检测光的目标频域信号进行频时转换处理、自相关处理和时频转换处理，根据上述频时转换处理、自相关处理和时频转换处理后的信号，确定胎儿对应第二波长的检测光的心率。

进一步地，在具体实施时，根据确定出的胎儿对应的心率和各目标频域信号，确定胎儿对应每一检测光的目标光电容积脉搏描记信号，具体可以包括：根据胎儿对应每一检测光的心率和目标频域信号，确定胎儿对应每一检测光的目标光电容积脉搏描记信号。

一般，采用动脉血液对光的吸收量随动脉搏动而变化的原理检测血氧饱和度的方法是基于血液的吸光度A的。结合图2所示，某一波长(以λi为例)的检测光对应的吸光度A的公式满足：其中，I₀代表发光二极管210发出的光的光强，I代表光电容积探测器230接收到的光的光强，d代表光传播的路径因子，1≤m≤M，且m为整数，M代表吸光物质的总数，ε_m代表第m吸光物质的吸光系数，C_m代表第m吸光物质的浓度。

一般动脉具有搏动部分和静止部分，而其中动脉的波动部分会对入射的光的光强产生影响。在某一波长(以λi为例)的特定光强的光照射下，光电容积探测器检测到对应λ_i的PPG信号，那么，动脉舒张和收缩下的吸光度的变化量可以满足公式：其中，ΔL代表参数，代表波长λi下动脉的最大吸光度，代表波长λi下动脉的最小吸光度，代表动脉中氧合血红蛋白对应波长λi的光的吸光系数，代表动脉中氧合血红蛋白的浓度，代表动脉中还原血红蛋白对应波长λi的光的吸光系数，C_RHb代表动脉中还原血红蛋白的浓度。代表波长λi下光电容积探测器检测到的PPG信号的最小值，代表波长λi下光电容积探测器检测到的PPG信号的最大值，ΔI^λi代表波长λi下光电容积探测器检测到的PPG信号的最小值与最大值之间的幅值。

在具体实施时，在检测光的波长为两个时，即第一波长和第二波长。这样第一波长(例如λ1)对应的吸光度的变化量可以满足公式：第二波长(例如λ2)对应的吸光度的变化量可以满足公式：其中，第二波长选用氧合血红蛋白和还原血红蛋白的等吸光点，即并将和相比可得胎儿的血氧饱和度SpO₂满足的公式：其中，

在具体实施时，在本发明实施例中，根据确定出的各目标光电容积脉搏描记信号，确定胎儿的血氧饱和度，具体可以包括：根据确定出的各目标光电容积脉搏描记信号，采用如下公式确定胎儿的血氧饱和度SpO₂；

其中，λ1代表两个波长中的第一波长，λ2代表两个波长中的第二波长，代表胎儿动脉中还原血红蛋白对应第一波长的检测光的吸光系数，代表动脉中还原血红蛋白对应第二波长的检测光的吸光系数，代表动脉中氧合血红蛋白对应第一波长的检测光的吸光系数；ΔI^λ1代表第一波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的幅值，代表第一波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的最小值；ΔI^λ2代表第二波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的最大值与最小值之间的幅值，代表第二波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的最小值。

下面通过具体实施例对本发明提供的检测方法进行详细说明。

本发明实施例提供的胎儿血氧饱和度的检测方法可以包括如下步骤：

(1)采用第一波长λ1的检测光对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射，并获取腹部在第一波长λ1的检测光照射下对应的第一PPG信号S1_1。该第一PPG信号S1_1既携带有受检孕妇的心率信息又携带有胎儿的心率信息。

(2)采用第二波长λ2的检测光对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射，并获取腹部在第二波长λ2的检测光照射下对应的第一PPG信号S1_2。该第一PPG信号S1_2既携带有受检孕妇的心率信息又携带有胎儿的心率信息。

(3)采用第一波长λ1的检测光对检测部位进行照射，并获取检测部位在第一波长λ1的检测光照射下对应的第二PPG信号S2_1，以使该第二PPG信号S2_1仅携带有受检孕妇的心率信息。

(4)采用第二波长λ2的检测光对检测部位进行照射，并获取检测部位在第二波长λ2的检测光照射下对应的第二PPG信号S2_2，以使该第二PPG信号S2_2仅携带有受检孕妇的心率信息。

(5)一般检测得到的PPG信号为时域信号，则通过对第一波长λ1的检测光对应的第一PPG信号S1_1进行时频转换处理(例如可以为FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅氏变换))，以使时域信号形式的第一PPG信号S1_1转变为频域信号形式的信号，即第一频域信号P1_1。同理，通过对第二波长λ2的检测光对应的第一PPG信号S1_2进行时频转换处理，以使时域信号形式的第一PPG信号S1_2转变为频域信号形式的信号，即第一频域信号P1_2。

通过对第一波长λ1的检测光对应的第二PPG信号S2_1进行时频转换处理，以使时域信号形式的第二PPG信号S2_1转变为频域信号形式的信号，即第二频域信号P2_1。同理，通过对第二波长λ2的检测光对应的第二PPG信号S2_2进行时频转换处理，以使时域信号形式的第二PPG信号S2_2转变为频域信号形式的信号，即第二频域信号P2_2。

(6)针对第一波长λ1的检测光，将第二频域信号P2_1作为第一频域信号P1_1的噪声信号，对第一频域信号P1_1进行去噪声处理，得到第一波长λ1的检测光对应的目标频域信号M0_1。这样即可以将第一频域信号P1_1中携带的受检孕妇的心率信息进行去除，以使目标频域信号M0_1可以理解为胎儿心率及其倍频以及背景干扰。

同理，针对第二波长λ2的检测光，将第二频域信号P2_2作为第一频域信号P1_2的噪声信号，对第一频域信号P1_2进行去噪声处理，得到第二波长λ2的检测光对应的目标频域信号M0_2。这样即可以将第一频域信号P1_2中携带的受检孕妇的心率信息进行去除，以使目标频域信号M0_2可以理解为胎儿心率及其倍频以及背景干扰。

(7)针对第一波长λ1的检测光，对目标频域信号M0_1进行频时转换处理，以将目标频域信号M0_1转换为目标时域信号MS0_1，之后，对目标时域信号MS0_1进行自相关处理，以进一步凸显信号的周期性，即胎儿的心跳周期，同时抑制随机噪声或伪差对信号质量的影响。之后，对自相关处理后的信号进行时频转换处理，以得到频域信号形式的目标频域信号M0_1’。之后，根据目标频域信号M0_1’通过筛选峰值点即可确定胎儿对应第一波长λ1的检测光的心率。

同理，针对第二波长λ2的检测光，对目标频域信号M0_2进行频时转换处理，以将目标频域信号M0_2转换为目标时域信号MS0_2，之后，对目标时域信号MS0_2进行自相关处理，以进一步凸显信号的周期性，即胎儿的心跳周期，同时抑制随机噪声或伪差对信号质量的影响。之后，对自相关处理后的信号进行时频转换处理，以得到频域信号形式的目标频域信号M0_2’。之后，根据目标频域信号M0_2’通过筛选峰值点即可确定胎儿对应第二波长λ2的检测光的心率。

(8)针对第一波长λ1的检测光，根据胎儿对应的心率，在目标频域信号M0_1中选择对应心率的值，以描绘胎儿对应的目标PPG信号S3_1。当然，也可以仅根据胎儿对应的心率，在目标频域信号M0_1中选择对应心率的最大值、最小值以及幅值，确定目标PPG信号S3_1，在此不作限定。

同理，针对第二波长λ2的检测光，根据胎儿对应的心率，在目标频域信号M0_2中选择对应心率的值，以描绘胎儿对应的目标PPG信号S3_2。当然，也可以仅根据胎儿对应的心率，在目标频域信号M0_2中选择对应心率的最大值、最小值以及幅值，确定目标PPG信号S3_2，在此不作限定。

(9)根据确定出的目标PPG信号S3_1和目标PPG信号S3_2，采用如下公式确定胎儿的血氧饱和度SpO₂；

需要说明的是，上述实施例中，仅是以步骤(1)-(4)的顺序进行说明，在实际应用中，可以使步骤(1)与步骤(3)同时进行，步骤(2)与步骤(4)同时进行，或者也可以使步骤(1)与步骤(4)同时进行，步骤(2)与步骤(3)同时进行，这可以根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。

实施例二、

本实施例针对实施例一中根据预设规则确定胎儿对应的心率的实施方式进行了变形。下面仅说明本实施例与实施例一的区别之处，其相同之处在此不作赘述。

在具体实施时，在本发明实施例中，根据预设规则确定胎儿对应的心率，具体可以包括：

选取所有检测光中的一个检测光，根据检测光对应的第二光电容积脉搏描记信号，确定受检孕妇的心率；

根据受检孕妇的心率以及预先存储的孕妇心率和胎儿心率的对应关系表，确定胎儿对应的心率。

一般，胎儿心率与孕妇心率存在映射关系，在具体实施时，在本发明实施例中，确定预先存储的孕妇心率和胎儿心率的对应关系表的方法，可以包括：

获取多个预选孕妇的心率，以及采用胎心监护仪获取各预选孕妇的胎儿的心率；

根据获取到的各预选孕妇的心率以及各预选孕妇的胎儿的心率，确定孕妇心率和胎儿心率的对应关系表。其中，孕妇心率和胎儿心率的对应关系表包括：多个孕妇心率以及与每一孕妇心率一一对应的胎儿心率。

下面通过具体实施例对本发明提供的检测方法进行详细说明。

本发明实施例提供的胎儿血氧饱和度的检测方法可以包括如下步骤：

(1)采用第一波长λ1的检测光对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射，并获取腹部在第一波长λ1的检测光照射下对应的第一PPG信号S1_1。该第一PPG信号S1_1既携带有受检孕妇的心率信息又携带有胎儿的心率信息。

(2)采用第二波长λ2的检测光对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射，并获取腹部在第二波长λ2的检测光照射下对应的第一PPG信号S1_2。该第一PPG信号S1_2既携带有受检孕妇的心率信息又携带有胎儿的心率信息。

(3)采用第一波长λ1的检测光对检测部位进行照射，并获取检测部位在第一波长λ1的检测光照射下对应的第二PPG信号S2_1，以使该第二PPG信号S2_1仅携带有受检孕妇的心率信息。

(4)采用第二波长λ2的检测光对检测部位进行照射，并获取检测部位在第二波长λ2的检测光照射下对应的第二PPG信号S2_2，以使该第二PPG信号S2_2仅携带有受检孕妇的心率信息。

(5)一般检测得到的PPG信号为时域信号，则通过对第一波长λ1的检测光对应的第一PPG信号S1_1进行时频转换处理(例如可以为FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅氏变换))，以使时域信号形式的第一PPG信号S1_1转变为频域信号形式的信号，即第一频域信号P1_1。同理，通过对第二波长λ2的检测光对应的第一PPG信号S1_2进行时频转换处理，以使时域信号形式的第一PPG信号S1_2转变为频域信号形式的信号，即第一频域信号P1_2。

通过对第一波长λ1的检测光对应的第二PPG信号S2_1进行时频转换处理，以使时域信号形式的第二PPG信号S2_1转变为频域信号形式的信号，即第二频域信号P2_1。同理，通过对第二波长λ2的检测光对应的第二PPG信号S2_2进行时频转换处理，以使时域信号形式的第二PPG信号S2_2转变为频域信号形式的信号，即第二频域信号P2_2。

(6)针对第一波长λ1的检测光，将第二频域信号P2_1作为第一频域信号P1_1的噪声信号，对第一频域信号P1_1进行去噪声处理，得到第一波长λ1的检测光对应的目标频域信号M0_1。这样即可以将第一频域信号P1_1中携带的受检孕妇的心率信息进行去除，以使目标频域信号M0_1可以理解为胎儿心率及其倍频以及背景干扰。

同理，针对第二波长λ2的检测光，将第二频域信号P2_2作为第一频域信号P1_2的噪声信号，对第一频域信号P1_2进行去噪声处理，得到第二波长λ2的检测光对应的目标频域信号M0_2。这样即可以将第一频域信号P1_2中携带的受检孕妇的心率信息进行去除，以使目标频域信号M0_2可以理解为胎儿心率及其倍频以及背景干扰。

(7)选取第一波长的检测光，根据该检测光对应的第二PPG信号S2_1，确定受检孕妇的心率。当然，也可以选取第二波长的检测光，以根据该检测光对应的第二PPG信号S2_2，确定受检孕妇的心率。

之后，根据确定出的受检孕妇的心率以及预先存储的孕妇心率和胎儿心率的对应关系表，即可确定胎儿对应的心率。

(8)针对第一波长λ1的检测光，根据胎儿对应的心率，在目标频域信号M0_1中选择对应心率的值，以描绘胎儿对应的目标PPG信号S3_1。当然，也可以仅根据胎儿对应的心率，在目标频域信号M0_1中选择对应心率的最大值、最小值以及幅值，确定目标PPG信号S3_1，在此不作限定。

同理，针对第二波长λ2的检测光，根据胎儿对应的心率，在目标频域信号M0_2中选择对应心率的值，以描绘胎儿对应的目标PPG信号S3_2。当然，也可以仅根据胎儿对应的心率，在目标频域信号M0_2中选择对应心率的最大值、最小值以及幅值，确定目标PPG信号S3_2，在此不作限定。

(9)根据确定出的目标PPG信号S3_1和目标PPG信号S3_2，采用如下公式确定胎儿的血氧饱和度SpO₂；

需要说明的是，上述实施例中，仅是以步骤(1)-(4)的顺序进行说明，在实际应用中，可以使步骤(1)与步骤(3)同时进行，步骤(2)与步骤(4)同时进行，或者也可以使步骤(1)与步骤(4)同时进行，步骤(2)与步骤(3)同时进行，这可以根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。

需要说明的是，上述实施例中，仅是以步骤(5)-(7)的顺序进行说明，在实际应用中，也可以使步骤(7)在步骤(5)(6)之前，这可以根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种胎儿血氧饱和度的检测装置，如图4所示，可以包括：第一检测部110、第二检测部120以及信号处理部130；其中，

第一检测部110包括：至少两个第一光源(图4以两个第一光源141和142为例)与第一光电容积探测器111；其中，每一第一光源被配置为发射一种波长的检测光并且各第一光源发射的检测光的波长不同；第一光电容积探测器111被配置为接收检测光经胎儿反射回来的光；其中，第一光源141可以为发射第一波长的检测光的发光二极管，第一光源142可以为发射第二波长的检测光的发光二极管。

第二检测部120包括：至少两个第一光源(图4以两个第一光源141和142为例)与第二光电容积探测器121；第二光电容积探测器被配置为接收检测光经除受检孕妇的腹部之外的检测部位透过的光；

信号处理部130包括：第一信号处理单元131、第二信号处理单元132、第三信号处理单元133以及血氧饱和度确定单元134；其中，

第一信号处理单元131被配置为分时控制第一检测部110中的各第一光源发射检测光，对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射；根据第一光电容积探测器111接收的各检测光经胎儿反射回来的光，获取腹部在各检测光照射下对应的第一光电容积脉搏描记信号(即第一PPG信号)；

第二信号处理单元132被配置为分时控制第二检测部120中的各第一光源发射检测光，对检测部位进行照射；根据第二光电容积探测器121接收的检测光经除检测部位透过的光，获取检测部位在各检测光照射下对应的第二光电容积脉搏描记信号(即第一PPG信号)；

第三信号处理单元133被配置为根据每一波长的检测光对应的第一光电容积脉搏描记信号和第二光电容积脉搏描记信号，确定胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号；

血氧饱和度确定单元134被配置为根据确定出的各目标光电容积脉搏描记信号，确定胎儿的血氧饱和度。

在具体实施时，在本发明实施例中，上述各单元可以采用结合软件和硬件方面的实施例的形式。

在具体实施时，在本发明实施例中，上述各单元可以实现本发明实施例提供的上述任一种胎儿血氧饱和度的检测方法的步骤，具体在此不作赘述。

并且，该胎儿血氧饱和度的检测装置解决问题的原理与前述胎儿血氧饱和度的检测方法相似，因此该胎儿血氧饱和度的检测装置的实施可以参见前述胎儿血氧饱和度的检测方法的实施，重复之处在此不再赘述。

在具体实施时，在本发明实施例中，第一信号处理单元可以设置在第一检测部中，当然，也可以设置在第一检测部外，在此不作限定。

在具体实施时，在本发明实施例中，第二信号处理单元可以设置在第二检测部中，当然，也可以设置在第二检测部外，在此不作限定。

在具体实施时，在本发明实施例中，如图5所示，在对胎儿血氧饱和度进行检测时，第一检测部110可以设置在受检孕妇的人体之外，即设置在腹部上。

在具体实施时，在本发明实施例中，如图5所示，在对胎儿血氧饱和度进行检测时，第二检测部120可以设置在受检孕妇的检测部位之外，即设置在手指上。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，并且该程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的上述任一种胎儿血氧饱和度的检测方法的步骤。具体地，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现本发明实施例提供的上述任一种胎儿血氧饱和度的检测方法的步骤。

本发明实施例提供的胎儿血氧饱和度的检测方法及装置，通过采用至少两种不同波长的检测光，分时对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射并获取腹部在各检测光照射下对应的第一光电容积脉搏描记信号。这样采用检测光照射受检孕妇腹部的胎儿，可以采用非侵入人体方式得到既携带有受检孕妇的心率信息又携带有胎儿的心率信息的第一光电容积脉搏描记信号。并且，通过采用至少两种不同波长的检测光，分时对除受检孕妇的腹部之外的检测部位进行照射并获取检测部位在各检测光照射下对应的第二光电容积脉搏描记信号。这样采用检测光照射受检孕妇的检测部位，由于检测部位不是受检孕妇的腹部，可以采用非侵入人体方式得到带有受检孕妇的心率信息的第二光电容积脉搏描记信号。从而根据每一波长的检测光对应的第一光电容积脉搏描记信号和第二光电容积脉搏描记信号，可以确定胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号，即目标光电容积脉搏描记信号是去除受检孕妇的心率信息干扰后的携带有胎儿心率信息的PPG信号。这样再根据确定出的各目标光电容积脉搏描记信号，即可确定出胎儿的血氧饱和度，从而提高胎儿的血氧饱和度的准确性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种胎儿血氧饱和度的检测方法，其特征在于，包括：

采用至少两种不同波长的检测光，分时对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射并获取所述腹部在各所述检测光照射下对应的第一光电容积脉搏描记信号；以及分时对除所述受检孕妇的腹部之外的检测部位进行照射并获取所述检测部位在各所述检测光照射下对应的第二光电容积脉搏描记信号；

根据每一波长的检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号；

根据确定出的各所述目标光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿的血氧饱和度。

2.如权利要求1所述的胎儿血氧饱和度的检测方法，其特征在于，所述根据每一波长的检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号，具体包括：

根据每一所述检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的目标频域信号；以及根据预设规则确定所述胎儿对应的心率；

根据确定出的所述胎儿对应的心率和各所述目标频域信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的目标光电容积脉搏描记信号。

3.如权利要求2所述的胎儿血氧饱和度的检测方法，其特征在于，所述根据预设规则确定所述胎儿对应的心率，具体包括：

根据所述胎儿对应的每一个所述检测光的目标频域信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的心率；

所述根据确定出的所述胎儿对应的心率和各所述目标频域信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的目标光电容积脉搏描记信号，具体包括：

根据所述胎儿对应每一所述检测光的心率和所述目标频域信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的目标光电容积脉搏描记信号。

4.如权利要求3所述的胎儿血氧饱和度的检测方法，其特征在于，所述根据所述胎儿对应的每一个所述检测光的目标频域信号，确定所述胎儿对应所述检测光的心率，具体包括：

根据依次对每一所述检测光对应的所述目标频域信号进行频时转换处理、自相关处理和时频转换处理后的信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的心率。

5.如权利要求2所述的胎儿血氧饱和度的检测方法，其特征在于，所述根据预设规则确定所述胎儿对应的心率，具体包括：

选取所有所述检测光中的一个检测光，根据所述检测光对应的所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述受检孕妇的心率；

根据所述受检孕妇的心率以及预先存储的孕妇心率和胎儿心率的对应关系表，确定所述胎儿对应的心率。

6.如权利要求2所述的胎儿血氧饱和度的检测方法，其特征在于，所述根据每一所述检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿对应每一所述检测光的目标频域信号，具体包括：

针对每一所述检测光，分别对所述检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号进行时频转换处理，确定所述第一光电容积脉搏描记信号对应的第一频域信号以及所述第二光电容积脉搏描记信号对应的第二频域信号；

针对每一所述检测光，将所述第二频域信号作为所述第一频域信号的噪声信号，对所述第一频域信号进行去噪声处理，得到所述检测光对应的目标频域信号。

7.如权利要求1-6任一项所述的胎儿血氧饱和度的检测方法，其特征在于，所述检测光的波长为两个；所述根据确定出的各所述目标光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿的血氧饱和度，具体包括：根据确定出的各所述目标光电容积脉搏描记信号，采用如下公式确定胎儿的血氧饱和度SpO₂；

其中，λ1代表所述两个波长中的第一波长，λ2代表所述两个波长中的第二波长，代表所述胎儿动脉中还原血红蛋白对应所述第一波长的检测光的吸光系数，代表所述动脉中还原血红蛋白对应所述第二波长的检测光的吸光系数，代表所述动脉中氧合血红蛋白对应所述第一波长的检测光的吸光系数；ΔI^λ1代表所述第一波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的幅值，代表所述第一波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的最小值；ΔI^λ2代表所述第二波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的幅值，代表所述第二波长检测光对应的目标光电容积脉搏描记信号的最小值。

8.一种胎儿血氧饱和度的检测装置，其特征在于，包括：第一检测部、第二检测部以及信号处理部；

所述第一检测部包括：至少两个第一光源与第一光电容积探测器；其中，每一所述第一光源被配置为发射一种波长的检测光并且各所述第一光源发射的检测光的波长不同；所述第一光电容积探测器被配置为接收所述检测光经胎儿反射回来的光；

所述第二检测部包括：至少两个所述第一光源与第二光电容积探测器；所述第二光电容积探测器被配置为接收所述检测光经除受检孕妇的腹部之外的检测部位透过的光；

所述信号处理部包括：第一信号处理单元、第二信号处理单元、第三信号处理单元以及血氧饱和度确定单元；其中，

所述第一信号处理单元被配置为分时控制所述第一检测部中的各所述第一光源发射检测光，对受检孕妇腹部中的胎儿进行照射；根据所述第一光电容积探测器接收的各所述检测光经胎儿反射回来的光，获取所述腹部在各所述检测光照射下对应的第一光电容积脉搏描记信号；

所述第二信号处理单元被配置为分时控制所述第二检测部中的各所述第一光源发射检测光，对所述检测部位进行照射；根据所述第二光电容积探测器接收的所述检测光经除所述检测部位透过的光，获取所述检测部位在各所述检测光照射下对应的第二光电容积脉搏描记信号；

所述第三信号处理单元被配置为根据每一波长的检测光对应的所述第一光电容积脉搏描记信号和所述第二光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿对应每一波长的检测光的目标光电容积脉搏描记信号；

所述血氧饱和度确定单元被配置为根据确定出的各所述目标光电容积脉搏描记信号，确定所述胎儿的血氧饱和度。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的血液中总血红蛋白浓度的检测方法的步骤。

10.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7任一项所述的血液中总血红蛋白浓度的检测方法的步骤。