体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法、装置及系统
阅读：477发布：2021-06-07
专利汇可以提供体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法、装置及系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 实施例 提供一种体表动态多 光谱 吸收特征参数的测量方法、装置及系统，该方法包括：获取入射到被测体的体表上，并经被测体传输后第一 位置 点的第一出射光 信号 以及第二位置点的第二出射 光信号 ，并分别按照 光谱特性 分解为预设的多种窄带 基础 光信号；获取每种窄带基础光信号对应于两位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第一特征参数。本发明实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法、装置及系统，通过将第一出射光信号和第二出射光信号分解为预设的多种窄带基础光信号，并获取每种窄带基础光信号对应于两位置点构成的位置区间的吸光度信号，实现了体表动态多光谱吸收特征参数的获取。，下面是体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法、装置及系统专利的具体信息内容。
1.一种体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法，其特征在于，包括：
获取入射到被测体的体表上，并经所述被测体传输后从第一位置点出射的第一出射光信号以及从第二位置点出射的第二出射光信号；
分别将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号；
获取每种所述窄带基础光信号对应于由所述第一位置点和所述第二位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第一特征参数。
2.根据权利要求1所述的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法，其特征在于，所述吸光度信号的表达式为：
A＝log(Ia/Ib)，
其中，A表示所述吸光度信号，Ia表示所述窄带光信号在所述第一位置点的光照强度，Ib表示所述窄带光信号在所述第二位置点的光照强度。
3.根据权利要求1所述的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取每种所述窄带基础光信号对应的所述吸光度信号的吸光度变化波形；
根据所述吸光度变化波形获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数。
4.根据权利要求1所述的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法，其特征在于，所述根据所述吸光度变化波形获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数，包括：
选择其中一个所述窄带基础光信号作为基准光信号，获取所述基准光信号对应于所述第一位置点和所述第二位置点的平均亮度变化波形，并获取所述平均亮度变化波形的波谷对应的第一时间和波峰对应的第二时间；
根据所述吸光度变化波形，分别获取各个所述窄带基础光信号对应于所述第一时间及所述第二时间的吸光度差异值；
获取各个所述窄带基础光信号对应的所述吸光度差异值的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数。
5.根据权利要求4所述的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取各个所述窄带基础光信号对应于所述第二时间的所述吸光度信号的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第三特征参数。
6.一种体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置，其特征在于，包括：
光信号获取模块，用于：获取入射到被测体的体表上，并经所述被测体传输后从第一位置点出射的第一出射光信号以及从第二位置点出射的第二出射光信号；
光预处理模块，用于：分别将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号；
特征参数获取模块，用于：获取每种所述窄带基础光信号对应于由所述第一位置点和所述第二位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第一特征参数。
7.一种基于权利要求6所述的体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置的测量系统，其特征在于，包括：所述体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置及信号采集装置；所述信号采集装置包括入射光源模块、光电传感器模块及输出模块，其中：
所述入射光源模块用于向体表发出入射光信号；
所述光电传感器模块为两个，分别用于获取所述第一出射光信号和所述第二出射光信号；
所述输出模块用于将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号发送给所述体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置。
8.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，所述入射光信号为宽频混合光信号，所述光电传感器模块包含多个用于接收预设窄带光信号的光电传感器；或，所述入射光信号为多个交替发出的窄带光信号，所述光电传感器模块包含单个光电传感器。
9.一种电子设备，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计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法的步骤。
体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法、装置及系统
技术领域
背景技术
[0002] 人体等动物体的体表部位存在着丰富的动静脉血管，血流信号中有着各种反映动物体心血管系统生理特性的信息。在心脏的射血作用下，体表部位的多种生理成份也发生着动态的变化。随着心血管系统的变化，待测部位的生理成份也发生变化，如何用一种人们便于识别和处理的参数来表征动物体生理成份的这种变化，在人体体表生理特性的研究中具有很重要的理论和实际意义。
[0003] 基于光信号的体表动态多光谱吸收特征信息提取需要解决下面两个方面的问题。
[0004] 第一个问题是如何测量复合光信号中不同波长光分量在待测量部位的信号衰减程度，以获取足够的有效数据作为人体的静态和动态生理成份变化的信号表征。
[0005] 第二个问题是如何从测量值中提取有用的信息。在光信号的测量中，穿越部位的位置和长度变化都将影响光信号的吸收，进而影响测量值的有效性，需要设法排除这些因素的影响。在测量值中含有多种光分量信息，同时也有这些光分量随时间变化的信息，需要行之有效的办法进行数据分析，以获取反映人体生理特性的有效参数。
发明内容
[0007] 第一方面，本发明实施例提供一种体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法，包括：获取入射到被测体的体表上，并经所述被测体传输后从第一位置点出射的第一出射光信号以及从第二位置点出射的第二出射光信号；分别将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号；获取每种所述窄带基础光信号对应于由所述第一位置点和所述第二位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第一特征参数。
[0008] 进一步地，所述吸光度信号的表达式为：
[0009] A＝log(Ia/Ib)，
[0010] 其中，A表示所述吸光度信号，Ia表示所述窄带光信号在所述第一位置点的光照强b度，I表示所述窄带光信号在所述第二位置点的光照强度。
[0011] 进一步地，所述方法还包括：获取每种所述窄带基础光信号对应的所述吸光度信号的吸光度变化波形；根据所述吸光度变化波形获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数。
[0012] 进一步地，所述根据所述吸光度变化波形获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数，包括：选择其中一个所述窄带基础光信号作为基准光信号，获取所述基准光信号对应于所述第一位置点和所述第二位置点的平均亮度变化波形，并获取所述平均亮度变化波形的波谷对应的第一时间和波峰对应的第二时间；根据所述吸光度变化波形，分别获取各个所述窄带基础光信号对应于所述第一时间及所述第二时间的吸光度差异值；获取各个所述窄带基础光信号对应的所述吸光度差异值的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数。
[0013] 进一步地，所述方法还包括：获取各个所述窄带基础光信号对应于所述第二时间的所述吸光度信号的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第三特征参数。
[0014] 第二方面，本发明实施例提供一种体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置，包括：光信号获取模块，用于：获取入射到被测体的体表上，并经所述被测体传输后从第一位置点出射的第一出射光信号以及从第二位置点出射的第二出射光信号；光预处理模块，用于：分别将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号；特征参数获取模块，用于：获取每种所述窄带基础光信号对应于由所述第一位置点和所述第二位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第一特征参数。
[0015] 第三方面，本发明实施例提供一种体表动态多光谱吸收特征参数的测量系统，包括所述体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置及信号采集装置；所述信号采集装置包括入射光源模块、光电传感器模块及输出模块，其中：所述入射光源模块用于向体表发出入射光信号；所述光电传感器模块为两个，分别用于获取所述第一出射光信号和所述第二出射光信号；所述输出模块用于将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号发送给所述体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置。
[0017] 第五方面，本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
[0018] 本发明实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法、装置及系统，通过将从被测体的第一位置点和第二位置点出射的第一出射光信号和第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号，并获取每种窄带基础光信号对应于由第一位置点和第二位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而实现了体表动态多光谱吸收特征参数的获取，可以用于表征动物体生理成份的变化。附图说明
[0019] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020] 图1是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法流程图；
[0021] 图2是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置的结构示意图；
[0022] 图3是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量系统的结构示意图；
[0023] 图4是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量系统中信号采集装置的结构示意图；
[0024] 图5是本发明另一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法流程图；
[0025] 图6是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法中光信号分解示意图；
[0026] 图7是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法中体表不同时刻成份变化示意图；
[0027] 图8是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法中吸光度变化波形的示意图；
[0028] 图9是本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图。
具体实施方式
[0029] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0030] 图1是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法流程图。如图1所示，所述方法包括：
[0031] 步骤101、获取入射到被测体的体表上，并经所述被测体传输后从第一位置点出射的第一出射光信号以及从第二位置点出射的第二出射光信号。
[0032] 体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置获取入射到被测体的体表上，并经所述被测体传输后从第一位置点出射的第一出射光信号以及从第二位置点出射的第二出射光信号。
[0033] 第一位置点和第二位置点是被测体上与测量相关的预设位置。光源将光照射在被测体的体表上，光源并不直接照射在第一位置点或第二位置点上，而是照射在被测体的其他位置。入射光照射在被测体的体表上后，光经所述被测体传输(比如可以经由体表皮肤传输)后从被测体的第一位置点和第二位置点射出。其中，第一出射光信号是由第一位置点出射的光信号，第二出射光信号是由第二位置点出射的光信号。第一出射光信号和第二出射光信号可以由光电传感器接收及进行光电转换，以便于后续分析处理。
[0034] 体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置可从所述光电传感器获取第一出射光信号和第二出射光信号。
[0035] 步骤102、分别将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号。
[0036] 体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置分别将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号。比如可以分别将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号分解为红光信号、绿光信号和蓝光信号。
[0037] 步骤103、获取每种所述窄带基础光信号对应于由所述第一位置点和所述第二位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第一特征参数。
[0038] 所述吸光度信号反映了入射光在由所述第一位置点和所述第二位置点构成的位置区间传输时的光吸收量，可以通过下式计算获得：
[0039] A＝log(Ia/Ib)，
[0040] 其中，A表示所述吸光度信号，Ia表示所述窄带光信号在所述第一位置点的光照强b度，I表示所述窄带光信号在所述第二位置点的光照强度。
[0041] 比如，对于红光信号，对应的吸光度信号表示为AR＝log(IRa/IRb)，下标R表示红光；对于绿光信号，对应的吸光度信号表示为AG＝log(IGa/IGb)，下标G表示绿光；对于蓝光信号，对应的吸光度信号表示为AB＝log(IBa/IBb)，下标B表示蓝光；上标a、b分别表示第一位置和第二位置。
[0042] 每种所述窄带基础光信号对应于由所述第一位置点和所述第二位置点构成的位置区间的吸光度信号可以表征体表动态多光谱吸收特征，比如，每个时刻对应的吸光度信号可以作为反映此时刻体表成分的参数。由此实现了用于表征体表动态多光谱吸收特征的第一特征参数，即每种所述窄带基础光信号对应于由所述第一位置点和所述第二位置点构成的位置区间的吸光度信号的获取。
[0043] 本发明实施例通过将从被测体的第一位置点和第二位置点出射的第一出射光信号和第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号，并获取每种窄带基础光信号对应于由第一位置点和第二位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而实现了体表动态多光谱吸收特征参数的获取，可以用于表征动物体生理成份的变化。
[0044] 进一步地，基于上述实施例，所述方法还包括：获取每种所述窄带基础光信号对应的所述吸光度信号的吸光度变化波形；根据所述吸光度变化波形获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数。
[0045] 获取每种所述窄带基础光信号对应的所述吸光度信号的吸光度变化波形。根据波形的起伏变化特点可以获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数，以反映生理成分的变化情况。
[0046] 在上述实施例的基础上，本发明实施例通过获取每种窄带基础光信号对应的吸光度信号的吸光度变化波形，根据吸光度变化波形获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数，实现了根据吸光度变化波形获取体表动态多光谱吸收特征参数，可以用于表征动物体生理成份的变化。
[0047] 进一步地，基于上述实施例，所述根据所述吸光度变化波形获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数，包括：选择其中一个所述窄带基础光信号作为基准光信号，获取所述基准光信号对应于所述第一位置点和所述第二位置点的平均亮度变化波形，并获取所述平均亮度变化波形的波谷对应的第一时间和波峰对应的第二时间；根据所述吸光度变化波形，分别获取各个所述窄带基础光信号对应于所述第一时间及所述第二时间的吸光度差异值；获取各个所述窄带基础光信号对应的所述吸光度差异值的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数。
[0048] 在根据所述吸光度变化波形获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数时，在所述多个窄带基础光信号中选择一个作为基准光信号，若已知各种窄带基础光信号对于生理成份变化的敏感性，则可选取对生理成份变化较为敏感或最为敏感的窄带基础光信号作为基准光信号。获取所述基准光信号对应于所述第一位置点和所述第二位置点的平均亮度变化波形，平均亮度变化波形为所述第一位置点和所述第二位置点的亮度平均值对应的波形。并获取所述平均亮度变化波形的波谷对应的第一时间和波峰对应的第二时间。其中，第一时间对应于体表动态变化成份最多的时刻，第二时间对应于体表动态变化成份最少的时刻。可以认为第二时刻动态变化成份为零，只存在静态不变成份。
[0049] 根据所述吸光度变化波形，分别获取各个所述窄带基础光信号对应于所述第一时间及所述第二时间的吸光度差异值。吸光度差异值可以为第一时间的吸光度信号的取值与第二时间的吸光度信号的取值之差。获取各个所述窄带基础光信号对应的所述吸光度差异值的比值，各个所述窄带基础光信号对应的所述吸光度差异值的比值与两个位置点的距离以及动态变化成份的密度无关，而只与两个位置点形成的位置区间的动态变化成份在窄带基础光信号下的吸收率物理特性相关。由此得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数。第二特征参数可以作为反映体表动态变化成份的特征参数。
[0050] 在上述实施例的基础上，本发明实施例通过获取各个窄带基础光信号对应的吸光度差异值的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数，得到了反映体表动态变化成份的特征参数。
[0051] 进一步的，基于上述实施例，所述方法还包括：获取各个所述窄带基础光信号对应于所述第二时间的所述吸光度信号的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第三特征参数。
[0052] 如前所述，第一时间对应于体表动态变化成份最多的时刻，第二时间对应于体表动态变化成份最少的时刻。可以认为第二时刻动态变化成份为零，只存在静态不变成份。获取各个所述窄带基础光信号对应于所述第二时间的所述吸光度信号的比值，这个比值可以作为表征一个心动周期内体表静态不变成份的特征参数，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第三特征参数。
[0053] 在上述实施例的基础上，本发明实施例通过获取各个窄带基础光信号对应于第二时间的吸光度信号的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第三特征参数，得到了反映体表静态不变成份的特征参数。
[0054] 对于测量人体生理特性而言，本发明实施例获取的上述特征参数可以表征出一个心动周期内由于皮肤内动脉充血而发生的局部体表成份变化，可以用于进行人体生理特性的进一步研究。
[0055] 图2是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置的结构示意图。如图2所示，所述装置包括光信号获取模块10、光预处理模块20及特征参数获取模块30，其中：光信号获取模块10用于：获取入射到被测体的体表上，并经所述被测体传输后从第一位置点出射的第一出射光信号以及从第二位置点出射的第二出射光信号；光预处理模块20用于：分别将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号；特征参数获取模块30用于：获取每种所述窄带基础光信号对应于由所述第一位置点和所述第二位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第一特征参数。
[0056] 本发明实施例通过将从被测体的第一位置点和第二位置点出射的第一出射光信号和第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号，并获取每种窄带基础光信号对应于由第一位置点和第二位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而实现了体表动态多光谱吸收特征参数的获取，可以用于表征动物体生理成份的变化。
[0057] 进一步地，基于上述实施例，特征参数获取模块30还用于：获取每种所述窄带基础光信号对应的所述吸光度信号的吸光度变化波形；根据所述吸光度变化波形获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数。
[0058] 在上述实施例的基础上，本发明实施例通过获取每种窄带基础光信号对应的吸光度信号的吸光度变化波形，根据吸光度变化波形获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数，实现了根据吸光度变化波形获取体表动态多光谱吸收特征参数，可以用于表征动物体生理成份的变化。
[0059] 进一步地，基于上述实施例，特征参数获取模块30在用于根据所述吸光度变化波形获取用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数时，具体用于：选择其中一个所述窄带基础光信号作为基准光信号，获取所述基准光信号的亮度变化波形，并获取所述亮度变化波形的波谷对应的第一时间和波峰对应的第二时间；根据所述吸光度变化波形，分别获取各个所述窄带基础光信号对应于所述第一时间及所述第二时间的吸光度差异值；获取各个所述窄带基础光信号对应的所述吸光度差异值的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数。
[0060] 在上述实施例的基础上，本发明实施例通过获取各个窄带基础光信号对应的吸光度差异值的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第二特征参数，得到了反映体表动态变化成份的特征参数。
[0061] 进一步地，基于上述实施例，特征参数获取模块30还用于：获取各个所述窄带基础光信号对应于所述第二时间的所述吸光度信号的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第三特征参数。
[0062] 在上述实施例的基础上，本发明实施例通过获取各个窄带基础光信号对应于第二时间的吸光度信号的比值，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第三特征参数，得到了反映体表静态不变成份的特征参数。
[0063] 图3是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量系统的结构示意图。如图3所示，所述系统包括体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置1及信号采集装置2，所述信号采集装置2包括入射光源模块、光电传感器模块及输出模块，其中：所述入射光源模块用于向体表发出入射光信号；所述光电传感器模块为两个，分别用于获取所述第一出射光信号和所述第二出射光信号；所述输出模块用于将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号发送给所述体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置。
[0064] 所述入射光源模块用于向体表发出入射光信号，经体表传输后，从第一位置点出射的第一出射光信号被第一光电传感器模块接收，从第二位置点出射的第二出射光信号被第二光电传感器模块接收，并分别转换为电信号的形式。所述输出模块接收转换为电信号的所述第一出射光信号和所述第二出射光信号，直接发送给所述体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置或进行模数转换后发送给所述体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置。所述体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置接收到所述第一出射光信号和所述第二出射光信号后进行体表动态多光谱吸收特征参数的测量。
[0065] 在上述实施例的基础上，本发明实施例通过合理设置信号采集装置，并与上述体表动态多光谱吸收特征参数的测量装置构成体表动态多光谱吸收特征参数的测量系统，保证了体表动态多光谱吸收特征参数的测量的光信号的可靠获取。
[0066] 进一步地，基于上述实施例，所述入射光信号为宽频混合光信号，所述光电传感器模块包含多个用于接收预设窄带光信号的光电传感器；或，所述入射光信号为多个交替发出的窄带光信号，所述光电传感器模块包含单个光电传感器。
[0067] 入射光源模块发出的所述入射光信号可以为宽频混合光信号或交替发出的窄带光信号。在入射光信号为宽频混合光信号时，为能够获取到各个窄带光信号，使得所述光电传感器模块包含多个用于接收预设窄带光信号的光电传感器，每个光电传感器用于接收相应的预设窄带光信号。在入射光信号为多个交替发出的窄带光信号时，所述光电传感器模块可以只包含单个光电传感器，交替接收各个窄带光信号，也可以实现不同窄带光信号的获取。
[0068] 在上述实施例的基础上，本发明实施例通过在入射光信号为宽频混合光信号时，光电传感器模块包含多个用于接收预设窄带光信号的光电传感器；在入射光信号为多个交替发出的窄带光信号时，光电传感器模块包含单个光电传感器，提高了信号采集装置结构的灵活性。
[0069] 图4是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量系统中信号采集装置的结构示意图。图5是本发明另一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法流程图。图6是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法中光信号分解示意图。图7是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法中体表不同时刻成份变化示意图。图8是本发明一实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法中吸光度变化波形的示意图。下面结合图4～图8对本发明实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法、装置及系统进一步做详细介绍。
[0070] 如图4所示，本发明实施例提供的信号采集装置由下面几个模块部件构成：发射光源模块210，可以向体表发出宽频混合光信号或者多种窄频光信号；光电传感器模块220，可以在体表上的至少两个位置点a和b分别接受到由入射光源发出，并经体表皮肤内一定距离传输的光信号，经过光电转换形成两个不同位置点的模拟电信号；输出模块230，将模拟电信号直接输出或经过AD变换转换为数字信号输出。
[0071] 发射光源模块210与光电传感器模块220可以采用下述的两种工作模式：
[0072] 工作模式1：发射光源发出宽频混合光信号，每个位置点的光电传感器模块包含多个窄带光信号的传感器，同时获取到几种窄带光信号；
[0073] 工作模式2：发射光源交替发出几种窄带光信号，每个位置点的光电传感器模块含有单个光电传感器，交替获取到几种窄带光信号。
[0074] 如图5所示，本发明实施例提供的体表动态多光谱吸收特征参数的测量方法，包括以下步骤：
[0075] S1：基于两点光电传感器的信号采集设备采集两点光信号。
[0076] 利用本发明实施例所设计的基于光信号的信号采集装置获取到某时刻待测量部位上两位置点的光信号。如图4所示，在进行采集时，光从光源进入到待分析对象，在穿越待分析对象内a、b两点时，两点间的不同生理成份分别吸收掉部分光信号，部分光从a、b两位置进入两个光电传感器模块，进而获取到反映两个位置的光照强度的光电信号。这两个光电信号中含有待分析对象对不同光谱的吸收信息，借助一些分析手段可以获取到待分析对象的成份和分布信息。
[0077] S2：光信号分解为一种或多种基础光信号，计算两点间吸光度。基于两个位置采集的光电信号获取两点区间对不同基础光信号的吸收度。其中，基础光信号即指所述窄带基础光信号。
[0078] 步骤S2具体包括以下步骤：
[0079] S21：如图6所示，将获取的光信号按光谱特性分解为多种基础光信号，在本实施例中，将光信号按照红绿蓝三色分解为三种基础光信号；
[0080] S22：对一个基础光信号，例如红光信号，在两个位置a和b的光照强度分别为IRa和bIR，假定光照方向是从a向b，计算出ab两点区间对该基础光信号的吸光度AR；
[0081]
[0082] KR是红光吸光系数，其取值是和吸光体的材料及与红光信号有关的一个常数。L为两个位置点间的距离，C为ab两位置点间待分析成份的浓度。
[0083] S23：与S22类似，同样计算出ab两点区间对其它基础光信号的吸光度AG和AB；
[0084]
[0085]
[0086] KG是绿光吸光系数，其取值是和吸光体的材料及与绿光信号有关的一个常数。KB是蓝光吸光系数，其取值是和吸光体的材料及与蓝光信号有关的一个常数。
[0087] S3：分析获取动态变化成份最多与最少时刻。继续按时间进行采集，获取两个位置点的一段时间内的亮度变化波形与吸光度变化波形，获取动态成份最多与最少时刻。如图8所示，由上到下分别示出了红、绿、蓝三色光的吸光度变化波形，其中，横轴表示时间，纵轴表示吸光度信号的取值。
[0088] 步骤S3具体包括以下步骤：
[0089] S31：按时间进行连续采集，获取到一段时间内两点区间在各种基础光信号下的亮度和吸光度随时间变化波形；
[0090] S32：选择一种基础光信号，计算两个位置点的平均亮度，获得平均亮度变化波形。该波形表示了该种基础光信号穿过待分析物体时在一段时间内的平均亮度变化情况；
[0091] S33：利用平均亮度变化波形进行波峰波谷分析，以波峰波谷发生时刻作为待分析部位动态成份最少与最多时刻。
[0092] S4：获取动态变化成份最多与最少时刻的吸光度情况，不同基础光信号下的吸光度变化用于表征待分析物体的不变成份与变化成份的生理特性。
[0093] 进一步地，利用S33获取到的动态成份最多与最少时刻相对应的吸光度信息，进行待分析部位静态不变成份与动态变化成份的分析，包括以下步聚；
[0094] S41：如图7所示，假定动态成份最多时刻为T0，最少时刻为T1，T0时刻相对于T1时刻，动态变化成份增加了Δ,对于待测物体上的a点和b点两位置点区间，相应的T0时刻吸光度值分别为 T1时刻吸光度值分别为 计算出对应的吸光度变化量依次为
[0095] 以红光信号为例，相应的吸光度变化量可以按下式进行计算：于是有：
[0096]
[0097] 同理可计算获得：
[0098]
[0099]
[0100] S42：根据两个时刻的吸光度变化量获取几种基础光信号的吸光度变化量间的比例关系：
[0101]
[0102] 可以看到该比例关系是与两点的距离L以及动态变化成份的浓度CΔ无关，而与两位置区间的动态变化成份Δ在特定基础光信号下的吸光系数物理特性KRΔ,KGΔ,KBΔ相关。
[0103] S43：用几种基础光信号下的吸光度变化量比例关系ΔAR:ΔAG:ΔAB作为表征一个心动周期内由于血液动脉充血而产生的体表动态变化成份的特征参数，以动态变化成份最少时刻的几种基础光信号下的吸光度比例关系AR:AG:AB作为表征一个心动周期内体表静态不变成份的特征参数。借助各种数值分析方法，可以利用这些参数对人体生理特性进行进一步研究。
[0104] 本发明实施例提供的体表动态多光谱吸收特征的测量方法、装置和系统，基于光电传感器采集到两个位置点的出射光信号，通过近似计算两点间的吸光度，并采集获取到一段时间内两点的出射光信号随时间变化波形以及吸光度变化波形，用于进行两点间生理变化特性的分析。出射光信号变化波形表征了由于一段时间内生理成份的变化导致的对各种基础光信号吸收特性的变化，可以从中获取到动态成份最多与最少发生时刻以及心率等参数，进而可进行心率变异等方面的计算。而吸光度在动态成份最多与最少两个时刻点的变化关系，可以反映出待分析部位的静态不变成份与动态变化成份的生理变化规律，通过进一步的数据分析处理，可以获得更多的人体生理参数数据。
[0105] 本发明实施例通过对体表两个位置点光信号的采集和处理，实现了体表动态多光谱吸收特征的测量，达到对待分析部位进行无创检测分析的目标。通过使用本发明实施例的两点光信号采集装置，获取到两个位置点的出射光信号，并转换为两点区间的吸光度信息。通过将光信号分解为多种基础光信号，获取到各种基础光信号在两个特定时刻下的吸光度以及吸光度差异值，用于有效表征体表的静态不变成份与动态变化成份的变化规律。这些方法对人体生理特性的分析而言，是一种创新性的更有效的分析途径。
[0106] 本发明实施例提供的装置和系统是用于上述方法的，具体功能可参照上述方法流程，此处不再赘述。
[0107] 图9是本发明一实施例提供的电子设备的实体结构示意图。如图9所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)910、通信接口(Communications Interface)920、存储器(memory)930和通信总线940，其中，处理器910，通信接口920，存储器930通过通信总线940完成相互间的通信。处理器910可以调用存储器930中的逻辑指令，以执行如下方法：获取入射到被测体的体表上，并经所述被测体传输后从第一位置点出射的第一出射光信号以及从第二位置点出射的第二出射光信号；分别将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号；获取每种所述窄带基础光信号对应于由所述第一位置点和所述第二位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第一特征参数。
[0108] 此外，上述的存储器930中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0109] 另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各实施例提供的方法，例如包括：获取入射到被测体的体表上，并经所述被测体传输后从第一位置点出射的第一出射光信号以及从第二位置点出射的第二出射光信号；分别将所述第一出射光信号和所述第二出射光信号按照光谱特性分解为预设的多种窄带基础光信号；获取每种所述窄带基础光信号对应于由所述第一位置点和所述第二位置点构成的位置区间的吸光度信号，从而得到用于表征体表动态多光谱吸收特征的第一特征参数。
[0110] 以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0111] 通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0112] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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