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CN109106376B - 一种血液中总血红蛋白浓度的检测方法及装置 - Google Patents

一种血液中总血红蛋白浓度的检测方法及装置 Download PDF

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CN109106376B CN201811099154.5A CN201811099154A CN109106376B CN 109106376 B CN109106376 B CN 109106376B CN 201811099154 A CN201811099154 A CN 201811099154A CN 109106376 B CN109106376 B CN 109106376B
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Abstract

本发明公开了一种血液中总血红蛋白浓度的检测方法及装置，通过根据受检者的生理参数以及预先确定出的生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，确定受检者对应的参考路径因子，以提高受检者对应的参考路径因子的准确性。通过获取受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号，进而根据第一光电容积脉搏描记信号、第二光电容积脉搏描记信号以及确定出的提高准确性的参考路径因子，从而可以通过无创方法检测得到受检者的总血红蛋白浓度，并且使得到的受检者的总血红蛋白浓度的准确性提高。

Description

一种血液中总血红蛋白浓度的检测方法及装置
技术领域
本发明涉及检测技术领域，特别涉及一种血液中总血红蛋白浓度的检测方法及装置。
背景技术
目前，对人体血液中的总血红蛋白浓度的测量是基于受检者血液的体外分析来执行的。一般是通过采集血液样本，然后对血液样本进行测量，以确定总血红蛋白浓度。然而，上述方法一般通过有创方法获取受检者的血液样本。这样导致受检者疼痛，甚至会带来感染风险。因此，如果通过无创方法检测血液中的总血红蛋白浓度是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种血液中总血红蛋白浓度的检测方法及装置，用以通过无创方法检测血液中总血红蛋白浓度。
因此，本发明实施例提供了一种血液中总血红蛋白浓度的检测方法，包括：
根据受检者的生理参数以及预先确定出的生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，确定所述受检者对应的参考路径因子；其中，所述参考路径因子为光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子与所述光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子之间的差值；
获取所述受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号；其中，所述第一波长和所述第二波长不同；
根据所述第一光电容积脉搏描记信号、所述第二光电容积脉搏描记信号以及确定出的参考路径因子，确定所述受检者血液中的总血红蛋白浓度。
可选地，在本发明实施例中，所述确定所述受检者血液中的总血红蛋白浓度，具体包括：
根据所述第一光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定所述受检者在所述第一波长的光照射下动脉搏动时的第一吸光度；
根据所述第二光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定所述受检者在所述第二波长的光照射下动脉搏动时的第二吸光度；
根据所述第一吸光度、所述第二吸光度以及确定出的所述参考路径因子，确定所述总血红蛋白浓度。
可选地，在本发明实施例中，第一光源用于发射所述第一波长的光，第二光源用于发射所述第二波长的光，光电容积探测器用于采集所述受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号；
获取所述受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号，具体包括：
获取所述光电容积探测器采集到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；
所述确定所述总血红蛋白浓度，具体包括：通过如下公式确定所述总血红蛋白浓度CtHb；
Figure GDA0003211174500000021
其中，ρ代表所述第一光源和所述第二光源分别与所述光电容积探测器之间的水平距离，DPF1代表所述光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子，DPF2代表所述光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子，DPF1-DPF2代表所述受检者对应的参考路径因子，λ1代表所述第一波长，λ2代表所述第二波长，
Figure GDA0003211174500000022
代表所述第一吸光度，
Figure GDA0003211174500000023
代表所述第二吸光度，
Figure GDA0003211174500000024
代表所述动脉中还原血红蛋白对应所述第一波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000031
代表所述动脉中还原血红蛋白对应所述第二波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000032
代表所述动脉中氧合血红蛋白对应所述第一波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000033
代表所述动脉中氧合血红蛋白对应所述第二波长的光的吸光系数。
可选地，在本发明实施例中，根据如下公式确定所述受检者在所述第一波长λ1的光照射下动脉搏动时的第一吸光度
Figure GDA0003211174500000034
Figure GDA0003211174500000035
其中，
Figure GDA0003211174500000036
代表所述第一光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure GDA0003211174500000037
代表所述第一光电容积脉搏描记信号的最小值；
根据如下公式确定所述受检者在所述第二波长λ2的光照射下动脉搏动时的第二吸光度
Figure GDA0003211174500000038
Figure GDA0003211174500000039
其中，
Figure GDA00032111745000000310
代表所述第二光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure GDA00032111745000000311
代表所述第二光电容积脉搏描记信号的最小值。
可选地，在本发明实施例中，确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，包括：
根据预先确定的多个不同的总血红蛋白浓度以及预先确定的与各所述预先确定的总血红蛋白浓度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，确定与各所述预先确定的总血红蛋白浓度对应的参考路径因子；其中，各所述预先确定的总血红蛋白浓度与生理参数一一对应；
根据与各所述预先确定的总血红蛋白浓度对应的生理参数以及确定出的所述参考路径因子，确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表。
相应地，本发明实施例还提供了一种血液中总血红蛋白浓度的检测装置，包括：
参考路径因子确定模块，用于根据受检者的生理参数以及预先确定出的生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，确定所述受检者对应的参考路径因子；其中，所述参考路径因子为光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子与所述光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子之间的差值；
获取模块，用于获取所述受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号；其中，所述第一波长和所述第二波长不同；
总血红蛋白浓度确定模块，用于根据所述第一光电容积脉搏描记信号、所述第二光电容积脉搏描记信号以及确定出的参考路径因子，确定所述受检者血液中的总血红蛋白浓度。
可选地，在本发明实施例中，所述总血红蛋白浓度确定模块具体用于根据所述第一光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定所述受检者在所述第一波长的光照射下动脉搏动时的第一吸光度；根据所述第二光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定所述受检者在所述第二波长的光照射下动脉搏动时的第二吸光度；根据所述第一吸光度、所述第二吸光度以及确定出的所述参考路径因子，确定所述总血红蛋白浓度。
可选地，在本发明实施例中，第一光源用于发射所述第一波长的光，第二光源用于发射所述第二波长的光，光电容积探测器用于采集所述受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号；
所述获取模块具体用于获取所述光电容积探测器采集到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；
所述总血红蛋白浓度确定模块具体用于通过如下公式确定所述总血红蛋白浓度CtHb；
Figure GDA0003211174500000041
其中，ρ代表所述第一光源和所述第二光源分别与所述光电容积探测器之间的水平距离，DPF1代表所述光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子，DPF2代表所述光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子，DPF1-DPF2代表所述受检者对应的参考路径因子，λ1代表所述第一波长，λ2代表所述第二波长，
Figure GDA0003211174500000051
代表所述第一吸光度，
Figure GDA0003211174500000052
代表所述第二吸光度，
Figure GDA0003211174500000053
代表所述动脉中还原血红蛋白对应所述第一波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000054
代表所述动脉中还原血红蛋白对应所述第二波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000055
代表所述动脉中氧合血红蛋白对应所述第一波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000056
代表所述动脉中氧合血红蛋白对应所述第二波长的光的吸光系数。
可选地，在本发明实施例中，所述总血红蛋白浓度确定模块具体用于根据如下公式确定所述受检者在所述第一波长λ1的光照射下动脉搏动时的第一吸光度
Figure GDA0003211174500000057
Figure GDA0003211174500000058
其中，
Figure GDA0003211174500000059
代表所述第一光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure GDA00032111745000000510
代表所述第一光电容积脉搏描记信号的最小值；
以及，根据如下公式确定所述受检者在所述第二波长λ2的光照射下动脉搏动时的第二吸光度
Figure GDA00032111745000000511
Figure GDA00032111745000000512
其中，
Figure GDA00032111745000000513
代表所述第二光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure GDA00032111745000000514
代表所述第二光电容积脉搏描记信号的最小值。
可选地，在本发明实施例中，还包括：关系表确定模块，用于根据预先确定的多个不同的总血红蛋白浓度以及预先确定的与各所述预先确定的总血红蛋白浓度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，确定与各所述预先确定的总血红蛋白浓度对应的参考路径因子；其中，各所述预先确定的总血红蛋白浓度与生理参数一一对应；根据与各所述预先确定的总血红蛋白浓度对应的生理参数以及确定出的所述参考路径因子，确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表。
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本发明实施例提供的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本发明实施例提供的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血液中总血红蛋白浓度的检测方法及装置，通过根据受检者的生理参数以及预先确定出的生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，确定受检者对应的参考路径因子，以提高受检者对应的参考路径因子的准确性。通过获取受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号，进而根据第一光电容积脉搏描记信号、第二光电容积脉搏描记信号以及确定出的提高准确性的参考路径因子，从而可以通过无创方法检测得到受检者的总血红蛋白浓度，并且使得到的受检者的总血红蛋白浓度的准确性提高。
附图说明
图1为PPG信号的信号示意图；
图2为PPG信号的检测示意图；
图3为本发明实施例提供的血液中总血红蛋白浓度的检测方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表的流程图；
图5为本发明实施例提供的血液中总血红蛋白浓度的检测装置的结构示意图。
具体实施方式
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者的皮肤表层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Imin和最小值Imin。
目前，通过无创方法确定血液中总血红蛋白浓度的方法，是通过PPG信号确定总血红蛋白浓度的方法。具体地，先确定血液的吸光度A，再根据吸光度A确定总血红蛋白浓度。并且，通过如下公式确定吸光度A，
Figure GDA0003211174500000071
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，DPF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，εm代表第m吸光物质的吸光系数，Cm代表第m吸光物质的浓度，G代表背景吸收、散射引起的衰减量，可以代表非动脉成分的吸光度。通过上述公式可知，其是采用一个路径因子DPF进行计算得到吸光度A的。然而，通过图1可知，PPG信号中有最大值Imax和最小值Imin，而Imax和Imin对应的路径因子可能不同，因此仅通过一个路径因子DPF计算得到的吸光度A可能不准确，这样导致根据吸光度A确定出的总血红蛋白浓度也可能不准确。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种血液中总血红蛋白浓度的检测方法，用于提高检测得到的血液中总血红蛋白浓度的准确性。
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血液中总血红蛋白浓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用于说明和解释本发明，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。
本发明实施例提供一种血液中总血红蛋白浓度的检测方法，如图3所示，可以包括如下步骤：
S301、根据受检者的生理参数以及预先确定出的生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，确定受检者对应的参考路径因子；其中，参考路径因子为光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子与光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子之间的差值。具体地，DPF1代表光电容积脉搏描记信号(即PPG信号)的最小值Imin对应的路径因子，DPF2代表PPG信号的最大值Imax对应的路径因子，则DPF1-DPF2代表参考路径因子。
一般人体会随着环境和时间的变化产生一些生理机能，例如人在不同年龄时对应的心率不同，性别不同时对应的心率可能也不同。具体地，在本发明实施例中，生理参数可以包括：性别、年龄以及心率。当然，在实际应用中，生理参数还可以包括其他可以表征人体生理机能的表征量，在此不作限定。下面仅以生理参数包括：性别、年龄以及心率为了进行说明。
一般性别可以分为男和女，年龄可以为0～100岁，心率可以为60～100次/分，其中不同性别、不同年龄以及不同的心率对应的参考路径因子可能不同，这样使得不同的人对应的差分路径也不同。在具体实施时，预先确定出的生理参数与参考路径因子之间的对应关系表可以包括：多个不同的生理参数以及与其一一对应的参考路径因子。例如，在生理参数为：性别为男、年龄为30岁以及心理为80次/分时，该生理参数对应一个参考路径因子。在生理参数为：性别为女、年龄为30岁以及心理为80次/分时，该生理参数对应另一个参考路径因子。当然，在实际应用中，不同的人的生理参数可能会相同，这样使得其对应的参考路径因子可能也相同。并且，针对同一受检者，在检测时其生理参数一般不会变化，这样使得该受检者在检测时的参考路径因子是固定不变的。
S302、获取受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号；其中，第一波长和第二波长不同。
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，因此可以将第一波长设置为红光波段的波长，例如可以为660nm。这样可以获取受检者在660nm的红光照射下的第一PPG信号。第二波长可以设置为红外光波段的波长，例如可以为940nm。这样可以获取受检者在940nm的红外光照射下的第二PPG信号。
S303、根据第一光电容积脉搏描记信号、第二光电容积脉搏描记信号以及确定出的参考路径因子，确定受检者血液中的总血红蛋白浓度。
本发明实施例提供的血液中总血红蛋白浓度的检测方法，通过根据受检者的生理参数以及预先确定出的生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，确定受检者对应的参考路径因子，以提高受检者对应的参考路径因子的准确性。通过获取受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号，进而根据第一光电容积脉搏描记信号、第二光电容积脉搏描记信号以及确定出的提高准确性的参考路径因子，从而可以通过无创方法检测得到受检者的总血红蛋白浓度，并且使得到的受检者的总血红蛋白浓度的准确性提高。
在具体实施时，在本发明实施例中，确定受检者血液中的总血红蛋白浓度，具体可以包括：
根据第一光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定受检者在第一波长的光照射下动脉搏动时的第一吸光度。
根据第二光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定受检者在第二波长的光照射下动脉搏动时的第二吸光度。
根据第一吸光度、第二吸光度以及确定出的参考路径因子，确定总血红蛋白浓度。
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λi的PPG信号，那么，受检者的动脉在搏动时的吸光度
Figure GDA0003211174500000101
可以满足公式：
Figure GDA0003211174500000102
其中，
Figure GDA0003211174500000103
代表动脉的最大吸光度，
Figure GDA0003211174500000104
代表动脉的最小吸光度，
Figure GDA0003211174500000105
代表入射的光的光强，
Figure GDA0003211174500000106
代表光电容积探测器检测到的PPG信号的最小值，
Figure GDA0003211174500000107
代表光电容积探测器检测到的PPG信号的最大值。
具体地，在具体实施时，在本发明实施例中，可以根据如下公式确定受检者在第一波长λ1的光照射下动脉搏动时的第一吸光度
Figure GDA0003211174500000108
其中，
Figure GDA0003211174500000109
代表第一光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure GDA00032111745000001010
代表第一光电容积脉搏描记信号的最小值。这样可以得到第一吸光度
Figure GDA00032111745000001011
具体地，在具体实施时，在本发明实施例中，根据如下公式确定受检者在第二波长λ2的光照射下动脉搏动时的第二吸光度
Figure GDA00032111745000001012
其中，
Figure GDA00032111745000001013
代表第二光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure GDA00032111745000001014
代表第二光电容积脉搏描记信号的最小值。这样可以得到第一吸光度
Figure GDA00032111745000001015
在具体实施时，第一光源用于发射第一波长的光，第二光源用于发射第二波长的光，光电容积探测器用于采集受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号；其中，第一光源和第二光源可以分别为发光二极管(Light Emitting Diode，LED)。光电容积探测器可以与现有技术中的结构和功能基本相同，为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不作赘述。具体地，第一光源和与光电容积探测器之间的水平距离与第二光源和与光电容积探测器之间的水平距离相等，并且其是可以预先设定好的距离，或者也可以是通过仪器测量出来的距离。并且，在实际应用中，可以使第一光源和第二光源分时发光，从而使光电容积探测器可以分时接收第一光源和第二光源照射受检者的皮肤表层后出射的光，以描绘出对应第一波长的第一PPG信号和对应第二波长的第二PPG信号。虽然光电容积探测器会检测到第一PPG信号和第二PPG信号两个PPG信号，但是由于是针对同一受检者检测到的，因此这两个PPG信号对应的DPF1是相同的，并且对应的DPF2也是相同的，从而使得这两个PPG信号对应的DPF1-DPF2也是相同的。这样在本发明实施例中，获取受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号，具体可以包括：
获取光电容积探测器采集到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。
在本发明实施例中，确定总血红蛋白浓度，具体可以包括：通过如下公式确定总血红蛋白浓度CtHb；
Figure GDA0003211174500000111
其中，ρ代表第一光源和第二光源分别与光电容积探测器之间的水平距离，DPF1代表光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子，DPF2代表光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子，DPF1-DPF2代表受检者对应的参考路径因子，λ1代表第一波长，λ2代表第二波长，
Figure GDA0003211174500000112
代表第一吸光度，
Figure GDA0003211174500000113
代表第二吸光度，
Figure GDA0003211174500000121
代表动脉中还原血红蛋白对应第一波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000122
代表动脉中还原血红蛋白对应第二波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000123
代表动脉中氧合血红蛋白对应第一波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000124
代表动脉中氧合血红蛋白对应第二波长的光的吸光系数。
一般可以通过多种方法确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表。在具体实施时，在本发明实施例中，确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，如图4所示，可以包括如下步骤：
S401、根据预先确定的多个不同的总血红蛋白浓度以及预先确定的与各预先确定的总血红蛋白浓度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，确定与各预先确定的总血红蛋白浓度对应的参考路径因子；其中，各预先确定的总血红蛋白浓度与生理参数一一对应。
具体地，可以使通过设定多个不同的生理参数，然后针对这些生理参数选取相应的试验人员，并对选取的这些试验人员进行有创采血，以采集得到对应每一个试验人员的血液样本，然后对每一个血液样本进行测量，得到对应每一个试验人员的总血红蛋白浓度，根据得到的对应每一个试验人员的总血红蛋白浓度以及对应每一个试验人员的生理参数，从而可以得到预先确定的多个不同的总血红蛋白浓度，并使各预先确定的总血红蛋白浓度与生理参数一一对应。
并且，通过控制第一光源和第二光源分时导通，以使光电容积探测器检测得到对应每一个试验人员的第一PPG信号和第二PPG信号。并且，根据公式
Figure GDA0003211174500000125
确定每一个试验人员在第一波长λ1的光照射下动脉搏动时的第一吸光度
Figure GDA0003211174500000126
以及根据公式
Figure GDA0003211174500000127
确定每一个试验人员在第二波长λ2的光照射下动脉搏动时的第二吸光度
Figure GDA0003211174500000128
从而可以通过公式
Figure GDA0003211174500000129
确定出对应每一个试验人员的总血红蛋白浓度所对应的参考路径因子DPF1-DPF2。
S402、根据与各预先确定的总血红蛋白浓度对应的生理参数以及确定出的参考路径因子，确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表。具体地，由于每一个生理参数与试验人员一一对应，并且确定出的每一个参考路径因子DPF1-DPF2也与试验人员一一对应，因此可以通过该对应关系确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，以使每一生理参数与参考路径因子一一对应。
具体地，可以通过构架神经网络，例如人工神经网络(Artificial NeuralNetwork，ANN)、深度神经网络(Deep Neural Networks，DNN)确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表。以生理参数包括：性别、年龄以及心率为例，在神经网络中将设定的多个不同的生理参数分别进行如下表示：性别标注分别为：男＝man，女＝woman；年龄标注为：
Figure GDA0003211174500000131
且取整，Age代表实际年龄，例如Age＝35，则对应35岁的年龄标注为3；心率标注为：
Figure GDA0003211174500000132
且取整，Hr代表实际心率，例如Hr＝85，则对应心率85次/分的心率标注为8。将每一个试验人员对应的生理参数中的性别标注、年龄标注、心率标注以及根据CtHb满足的公式确定出的对应每一个试验人员的参考路径因子DPF1-DPF2，作为特征参数输入神经网络中，以对神经网络进行训练，从而可以在神经网络训练完成后得到生理参数与参考路径因子之间的映射关系，即生理参数与参考路径因子之间的对应关系表。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种血液中总血红蛋白浓度的检测装置，如图5所示，可以包括：
参考路径因子确定模块510，用于根据受检者的生理参数以及预先确定出的生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，确定受检者对应的参考路径因子；其中，参考路径因子为光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子与光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子之间的差值；
获取模块520，用于获取受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号；其中，第一波长和第二波长不同；
总血红蛋白浓度确定模块530，用于根据第一光电容积脉搏描记信号、第二光电容积脉搏描记信号以及确定出的参考路径因子，确定受检者血液中的总血红蛋白浓度。
在具体实施时，在本发明实施例中，总血红蛋白浓度确定模块具体用于根据第一光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定受检者在第一波长的光照射下动脉搏动时的第一吸光度；根据第二光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定受检者在第二波长的光照射下动脉搏动时的第二吸光度；根据第一吸光度、第二吸光度以及确定出的参考路径因子，确定总血红蛋白浓度。
在具体实施时，在本发明实施例中，总血红蛋白浓度确定模块具体用于根据如下公式确定受检者在第一波长λ1的光照射下动脉搏动时的第一吸光度
Figure GDA0003211174500000141
Figure GDA0003211174500000142
其中，
Figure GDA0003211174500000143
代表第一光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure GDA0003211174500000144
代表第一光电容积脉搏描记信号的最小值；
以及，根据如下公式确定受检者在第二波长λ2的光照射下动脉搏动时的第二吸光度
Figure GDA0003211174500000145
Figure GDA0003211174500000146
其中，
Figure GDA0003211174500000147
代表第二光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure GDA0003211174500000148
代表第二光电容积脉搏描记信号的最小值。
在具体实施时，第一光源用于发射第一波长的光，第二光源用于发射第二波长的光，光电容积探测器用于采集受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号。这样可以仅设置两个光源以及一个光电容积探测器即可检测得到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，从而可以使检测装置的结构更简单。进一步地，在本发明实施例中，获取模块具体可以用于获取光电容积探测器采集到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。在实际应用中，可以使血液中总血红蛋白浓度的检测装置与第一光源、第二光源以及光电容积探测器相互独立设置。当然，也可以使血液中总血红蛋白浓度的检测装置包括第一光源、第二光源以及光电容积探测器，这需要根据实际应用环境来设计确定，在此不作限定。
在具体实施时，在本发明实施例中，总血红蛋白浓度确定模块具体用于通过如下公式确定总血红蛋白浓度CtHb；
Figure GDA0003211174500000151
其中，ρ代表第一光源和第二光源分别与光电容积探测器之间的水平距离，DPF1代表光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子，DPF2代表光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子，DPF1-DPF2代表受检者对应的参考路径因子，λ1代表第一波长，λ2代表第二波长，
Figure GDA0003211174500000152
代表第一吸光度，
Figure GDA0003211174500000153
代表第二吸光度，
Figure GDA0003211174500000154
代表动脉中还原血红蛋白对应第一波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000155
代表动脉中还原血红蛋白对应第二波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000156
代表动脉中氧合血红蛋白对应第一波长的光的吸光系数，
Figure GDA0003211174500000157
代表动脉中氧合血红蛋白对应第二波长的光的吸光系数。
在具体实施时，在本发明实施例中，还包括：关系表确定模块，用于根据预先确定的多个不同的总血红蛋白浓度以及预先确定的与各预先确定的总血红蛋白浓度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，确定与各预先确定的总血红蛋白浓度对应的参考路径因子；其中，各预先确定的总血红蛋白浓度与生理参数一一对应；根据与各预先确定的总血红蛋白浓度对应的生理参数以及确定出的参考路径因子，确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表。
在具体实施时，本发明实施例可以采用完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，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。
该血液中总血红蛋白浓度的检测装置解决问题的原理与前述血液中总血红蛋白浓度的检测方法相似，因此该血液中总血红蛋白浓度的检测装置的实施可以参见前述血液中总血红蛋白浓度的检测方法的实施，重复之处在此不再赘述。
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血液中总血红蛋白浓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血液中总血红蛋白浓度的检测方法的步骤。
本发明实施例提供的血液中总血红蛋白浓度的检测方法，血液中总血红蛋白浓度的检测装置、计算机可读存储介质及计算机设备，通过根据受检者的生理参数以及预先确定出的生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，确定受检者对应的参考路径因子，以提高受检者对应的参考路径因子的准确性。通过获取受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号，进而根据第一光电容积脉搏描记信号、第二光电容积脉搏描记信号以及确定出的提高准确性的参考路径因子，从而可以通过无创方法检测得到受检者的总血红蛋白浓度，并且使得到的受检者的总血红蛋白浓度的准确性提高。
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 (8)

1.一种血液中总血红蛋白浓度的检测方法，其特征在于，包括：
根据受检者的生理参数，以及预先确定出的生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，确定所述受检者对应的参考路径因子；其中，所述参考路径因子为光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子与所述光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子之间的差值；
获取所述受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号；其中，所述第一波长和所述第二波长不同；
根据所述第一光电容积脉搏描记信号、所述第二光电容积脉搏描记信号以及确定出的参考路径因子，确定所述受检者血液中的总血红蛋白浓度；
所述确定所述受检者血液中的总血红蛋白浓度，具体包括：根据所述第一光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定所述受检者在所述第一波长的光照射下动脉搏动时的第一吸光度；根据所述第二光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定所述受检者在所述第二波长的光照射下动脉搏动时的第二吸光度；
第一光源用于发射所述第一波长的光，第二光源用于发射所述第二波长的光，光电容积探测器用于采集所述受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号；
获取所述受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号，具体包括：
获取所述光电容积探测器采集到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；
所述确定所述总血红蛋白浓度，具体包括：通过如下公式确定所述总血红蛋白浓度CtHb；
Figure FDA0003451187190000021
其中，ρ代表所述第一光源和所述第二光源分别与所述光电容积探测器之间的水平距离，DPF1代表所述光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子，DPF2代表所述光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子，DPF1-DPF2代表所述受检者对应的参考路径因子，λ1代表所述第一波长，λ2代表所述第二波长，
Figure FDA0003451187190000022
代表所述第一吸光度，
Figure FDA0003451187190000023
代表所述第二吸光度，
Figure FDA0003451187190000024
代表所述动脉中还原血红蛋白对应所述第一波长的光的吸光系数，
Figure FDA0003451187190000025
代表所述动脉中还原血红蛋白对应所述第二波长的光的吸光系数，
Figure FDA0003451187190000026
代表所述动脉中氧合血红蛋白对应所述第一波长的光的吸光系数，
Figure FDA0003451187190000027
代表所述动脉中氧合血红蛋白对应所述第二波长的光的吸光系数。
2.如权利要求1所述的血液中总血红蛋白浓度的检测方法，其特征在于，根据如下公式确定所述受检者在所述第一波长λ1的光照射下动脉搏动时的第一吸光度
Figure FDA0003451187190000028
Figure FDA0003451187190000029
其中，
Figure FDA00034511871900000210
代表所述第一光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure FDA00034511871900000211
代表所述第一光电容积脉搏描记信号的最小值；
根据如下公式确定所述受检者在所述第二波长λ2的光照射下动脉搏动时的第二吸光度
Figure FDA00034511871900000212
Figure FDA00034511871900000213
其中，
Figure FDA00034511871900000214
代表所述第二光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure FDA00034511871900000215
代表所述第二光电容积脉搏描记信号的最小值。
3.如权利要求1-2任一项所述的血液中总血红蛋白浓度的检测方法，其特征在于，确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，包括：
根据预先确定的多个不同的总血红蛋白浓度以及预先确定的与各所述预先确定的总血红蛋白浓度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，确定与各所述预先确定的总血红蛋白浓度对应的参考路径因子；其中，各所述预先确定的总血红蛋白浓度与生理参数一一对应；
根据与各所述预先确定的总血红蛋白浓度对应的生理参数以及确定出的所述参考路径因子，确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表。
4.一种血液中总血红蛋白浓度的检测装置，其特征在于，包括：
参考路径因子确定模块，用于根据受检者的生理参数以及预先确定出的生理参数与参考路径因子之间的对应关系表，确定所述受检者对应的参考路径因子；其中，所述参考路径因子为光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子与所述光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子之间的差值；
获取模块，用于获取所述受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号；其中，所述第一波长和所述第二波长不同；
总血红蛋白浓度确定模块，用于根据所述第一光电容积脉搏描记信号、所述第二光电容积脉搏描记信号以及确定出的参考路径因子，确定所述受检者血液中的总血红蛋白浓度；
所述总血红蛋白浓度确定模块具体用于根据所述第一光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定所述受检者在所述第一波长的光照射下动脉搏动时的第一吸光度；根据所述第二光电容积脉搏描记信号的最大值和最小值，确定所述受检者在所述第二波长的光照射下动脉搏动时的第二吸光度；
第一光源用于发射所述第一波长的光，第二光源用于发射所述第二波长的光，光电容积探测器用于采集所述受检者在第一波长的光照射下的第一光电容积脉搏描记信号以及在第二波长的光照射下的第二光电容积脉搏描记信号；
所述获取模块具体用于获取所述光电容积探测器采集到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；
所述总血红蛋白浓度确定模块具体用于通过如下公式确定所述总血红蛋白浓度CtHb；
Figure FDA0003451187190000041
其中，ρ代表所述第一光源和所述第二光源分别与所述光电容积探测器之间的水平距离，DPF1代表所述光电容积脉搏描记信号的最小值对应的路径因子，DPF2代表所述光电容积脉搏描记信号的最大值对应的路径因子，DPF1-DPF2代表所述受检者对应的参考路径因子，λ1代表所述第一波长，λ2代表所述第二波长，
Figure FDA0003451187190000042
代表所述第一吸光度，
Figure FDA0003451187190000043
代表所述第二吸光度，
Figure FDA0003451187190000044
代表所述动脉中还原血红蛋白对应所述第一波长的光的吸光系数，
Figure FDA0003451187190000045
代表所述动脉中还原血红蛋白对应所述第二波长的光的吸光系数，
Figure FDA0003451187190000046
代表所述动脉中氧合血红蛋白对应所述第一波长的光的吸光系数，
Figure FDA0003451187190000047
代表所述动脉中氧合血红蛋白对应所述第二波长的光的吸光系数。
5.如权利要求4所述的血液中总血红蛋白浓度的检测装置，其特征在于，所述总血红蛋白浓度确定模块具体用于根据如下公式确定所述受检者在所述第一波长λ1的光照射下动脉搏动时的第一吸光度
Figure FDA0003451187190000048
Figure FDA0003451187190000049
其中，
Figure FDA00034511871900000410
代表所述第一光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure FDA00034511871900000411
代表所述第一光电容积脉搏描记信号的最小值；
以及，根据如下公式确定所述受检者在所述第二波长λ2的光照射下动脉搏动时的第二吸光度
Figure FDA00034511871900000412
Figure FDA00034511871900000413
其中，
Figure FDA00034511871900000414
代表所述第二光电容积脉搏描记信号的最大值，
Figure FDA00034511871900000415
代表所述第二光电容积脉搏描记信号的最小值。
6.如权利要求4-5任一项所述的血液中总血红蛋白浓度的检测装置，其特征在于，还包括：关系表确定模块，用于根据预先确定的多个不同的总血红蛋白浓度以及预先确定的与各所述预先确定的总血红蛋白浓度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，确定与各所述预先确定的总血红蛋白浓度对应的参考路径因子；其中，各所述预先确定的总血红蛋白浓度与生理参数一一对应；根据与各所述预先确定的总血红蛋白浓度对应的生理参数以及确定出的所述参考路径因子，确定生理参数与参考路径因子之间的对应关系表。
7.一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1-3任一项所述的血液中总血红蛋白浓度的检测方法的步骤。
8.一种计算机设备，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1-3任一项所述的血液中总血红蛋白浓度的检测方法的步骤。
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