本发明属于仪器仪表技术领域，尤其涉及一种接触式测量装置的校正方法及经皮黄疸仪。
背景技术：
目前的经皮胆红素检测产品采用的都是双波长法，其原理为：通过人体皮肤组织各物质吸光度，发现胆红素对460nm波长蓝光有很强对吸收作用，根据朗伯比尔定律，胆红素浓度值与其对460nm波长吸光度存在一定关系，但同时考虑血红蛋白在460nm也具有一部分吸收，会对胆红素关于该波长对吸收情况产生一定影响，干扰测量，为去除血红蛋白影响，将530nm波长作为第二波长，因为血红蛋白吸收能力与前者相同，且无胆红素吸收，两个波长在皮肤组织中对光吸收差值即得到胆红素浓度相关信号，与胆红素浓度存在线性关系，由此求出胆红素浓度值。现有经皮黄疸仪产品中，在测量时需要给黄疸探头加上一定的压力，使得探头与皮肤能够紧密贴合，这样可以减少光的泄漏，有利于传感器检测到更多的信号量。但是对于反射式经皮黄疸测量仪，其使用蓝绿双色led作为光源时，双色光交替工作，蓝光与绿光信号分时采集，整个测试时间需要800ms至1600ms，基于测量的一致性要求，测试者在所有测试中的整个过程不可能保持同一压力水平，因此不能忽略压力的变化。而且从朗伯比尔定律可知，当入射光的波长、溶液浓度及温度一定时，溶液的吸光度与液层的厚度成正比。而经皮黄疸探头作用在皮肤表面的压力，在使得探头与皮肤紧密贴合的同时，也同时使得探头处皮肤发生变形内陷，从而改变了皮肤中光路的长度(也就是光程)，而皮肤内光程的长度和长度的变化都无从测量，压力变化，使得测量值的精度、一致性、重复性都受到影响。同样，对于接触式测量仪器血氧饱和度测试仪器也存在相同的问题。
技术实现要素：
针对以上技术问题，本发明公开了一种接触式测量装置的校正方法及经皮黄疸仪，考虑到在测量中压力对测量结果的影响，使得测量的结果更加精准，具有更好的一致性和重复性。
对此，本发明采用的技术方案为：
一种接触式测量装置的校正方法，其包括：
以设定频率同时采集接触式测量装置探头处的动态压力数据、探头数据，记录得到连续采集时间点的对应的压力采样值和探头数据，截取压力上升段连续的探头数据，并进行数据处理，得到校正后的探头数据。此处的压力采样值为对压力采样得到的信号或压力值等压力数据。
采用此技术方案，考虑到了测试中压力对测试数据的影响，在探头采样时，同步对压力采样，并截取压力上升段连续的探头数据，并对数据进行处理，提高了测试结果的准确性、一致性和重复性。该方法可以用于使用光反射式测量方法的接触式测量仪器如经皮黄疸仪和血氧饱和度测试仪。
作为本发明的进一步改进，所述数据处理包括采用算术平均值法、加权平均值法或均一法对压力上升段的探头数据进行处理。
作为本发明的进一步改进，当压力采样值大于预设的起始压力采样值时，开始采集探头数据。
作为本发明的进一步改进，当压力采样值大于预设的截止压力采样值时，停止采集，并退出测量状态。
作为本发明的进一步改进，所述接触式测量装置为经皮黄疸测量仪，探头接触皮肤后，与皮肤之间产生压力，在下压过程中压力逐步增大，当压力采样值大于预设的起始压力采样值时，蓝绿双色光源相间发射，同时采集蓝光的反射光值和压力采样值、绿光的反射光值和压力采样值，并记录；对记录的数据中截取压力上升段的采样值，计算该压力上升段的每条采样值的经皮黄疸值，进行压力校正的数据计算处理得到最终的经皮黄疸值，或者先对蓝光的采样数据和绿光的采样数据进行压力校正的数据计算处理，然后计算得到最终的经皮黄疸值。其中，所述数据处理包括算术平均值法、加权平均值法或均一法的数据处理。
作为本发明的进一步改进，当压力采样值大于预设的起始压力采样值时，开始探头的数据采集，先点亮蓝灯/绿灯，采集蓝光/绿灯的反射光值和压力采样值，然后关闭蓝灯/绿灯，点亮绿灯/蓝灯，采集绿光/蓝灯的反射光值和压力采样值，然后关闭绿灯/蓝灯，计算出压力均值，将蓝光的反射光值、绿光的反射光值、压力均值保存至数据列表中，如此循环采集数据；直至压力采样值增大到预设的截止压力采样值时，测试完成，截取数据列表中压力上升段数据进行计算。
进一步的，当达到设定的采样时间、或采集到的压力采样值大于截止压力采样值时、或采集到的压力采样值小于起始压力采样值时，停止采集。
作为本发明的进一步改进，压力采样时间点可为蓝光和绿光采样开始时、蓝光和绿光采样中间、蓝光和绿光采样结束时、蓝光采样开始绿光采样结束时、或绿光采样开始蓝光采样结束时，可选取其中的一个或多个时间点进行采集。
作为本发明的进一步改进，所述预设的起始压力采样值为700～900，所述预设的截止压力采样值为1500～1800。进一步的，所述起始压力采样值为900，所述截止压力采样值为1500。其中，上述起始压力采样值、截止压力采样值为ad采样值，代表了一定的压力值。
本发明还公开了一种经皮黄疸仪，其包括探头和主机，所述探头设有蓝绿双色led灯、led驱动模块、光电传感器和压力传感器，所述主机内设有处理器，所述处理器采用如上所述的基于压力校正的接触式测量装置的校正方法得到校正后的结果。
作为本发明的进一步改进，所述光电传感器位于探头的中心，蓝绿色led灯位于光电传感器的四周，所述压力传感器位于探头的后部；
所述压力传感器通过ad采样电路与处理器连接，所述光电传感器与放大和滤波电路连接，所述放大和滤波电路通过ad采样电路与处理器连接，所述蓝绿双色led灯通过led驱动模块与处理器连接。
进一步的，在探头的中心位置，多颗蓝绿双色led，以光电传感器pd为中心，置于光电传感器pd的四个方向上，探头与皮肤表面垂直。
作为本发明的进一步改进，在探头上增加3轴加速度传感器(如mma7660fc)，可以检测测量时探头的姿势，所述3轴加速度传感器与处理器连接，采用3轴加速度传感器反馈的数据校正探头自身重量对压力输出的干扰，提高测量值的准确性。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
采用本发明的技术方案，在测量过程中同步采集探头对皮肤的压力值，用于校正经皮黄疸测量仪的经皮黄疸值，提高了经皮黄疸测量仪测量数据的准确性，并提高了一致性和重复性。
附图说明
图1是本发明实施例一种经皮黄疸测量仪的校正方法的流程图。
图2是本发明实施例一种经皮黄疸测量仪的结构框图。
图3是本发明实施例一种经皮黄疸测量仪的测量过程的示意图。
图4是本发明实施例一种经皮黄疸测量仪的采样时序图。
图5是本发明实施例同一皮肤位置多次测量后得到经皮黄疸值与压力-时间曲线。
图6是本发明实施例经过压力校正后的经皮黄疸值-时间曲线。
具体实施方式
下面对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明。
一种基于压力传感器的接触式测量装置的校正方法，其包括：
以设定频率同时采集接触式测量装置探头处的压力数据、探头数据，记录得到连续采集时间点的对应的压力采样值和探头数据，截取压力上升段连续的探头数据，并进行数据处理，得到校正后的探头数据。其中，所述数据处理包括采用算术平均值法、加权平均值法或均一法对压力上升段的探头数据进行处理。
当压力采样值大于预设的起始压力采样值时，开始采集探头数据。当压力采样值大于预设的截止压力采样值时，停止采集。
下面以经皮黄疸测量仪为例进行具体的说明。
一种经皮黄疸测量仪，如图2所示，其包括探头和主机，所述探头设有蓝绿双色led灯、led驱动模块、光电传感器和压力传感器，所述主机内设有处理器，所述光电传感器位于探头的中心，蓝绿双色led灯位于光电传感器的四周，所述压力传感器位于探头的后部；所述压力传感器通过ad采样电路与处理器连接，所述光电传感器与放大和滤波电路连接，所述放大和滤波电路通过ad采样电路与处理器连接，所述蓝绿双色led灯通过led驱动模块与处理器连接。光电传感器接收反射光信号，转换为输出信号经过放大和滤波后作为输入，压力传感器反馈的压力信号转换为电压信号作为输入。进一步的，本经皮黄疸测量仪可以通过通讯接口(uart)与pc连接，将采样数据和计算结果发送给pc机保存和分析，按键用于启动测量模式。
如图3所示，在进行测量时，蓝绿色led灯交替发出蓝绿双色光，经过表皮层和真皮层反射后到达光电传感器，光电传感器输出信号，信号再经过滤波和放大电路，作为ad采样的输入，蓝光和绿光交替发光，因此交替采集到蓝光和绿光值，也在对双色光采样时同步对压力采样。
所述处理器可以按照如图1所示的流程对采集的数据进行处理，具体包括：
从待机状态开始，当检测到按键动作，则进入测试状态；在测试状态下如果检测到按键动作，当压力采样值从大于变为小于预设的起始压力采样值时退出测试状态。在测试状态下，开始会以fs采样频率(如1000hz)检测压力传感器，当压力采样值达到起始压力采样值pb(如设置起始压力ad采样值为700)，开始数据采集，先点亮蓝灯，在光强稳定后(如5ms)，采集压力采样值和蓝光数据，然后关闭蓝灯，再然后点亮绿灯，在光强稳定后(如5ms)，采集压力采样值和绿光数据，具体时序请如图4所示，然后关闭绿灯，计算出压力均值，将蓝光值、绿光值、压力均值保存至列表或上传到pc，如此循环。当压力增加到截止压力采样值pe(如设置截止压力ad采样值为1800)时，设置测量完成标志teste＝1，继续循环采集数据，直至压力采样值小于起始压力采样值pb时，停止数据采样，判断当次测试是否完成(teste＝＝1？)，如测试未完成，则清空采样数据列表后重新进入测试状态，如测试完成，则截取列表中压力上升段中，压力采样值为ptb至pte范围内(比如压力ad采样值为900至1600)数据列表片段，用于数据计算和处理，得到当次测量经皮黄疸测量的最终值，然后重新进入测试状态。
如图4所述的时序图中，testperiod采样周期(16.6ms)为一次采样蓝光值或绿光值的周期；blue_ctr和green_ctr分别为蓝灯和绿灯的控制信号，每次点亮8.3ms，蓝灯和绿灯交替点亮；bg_adc为蓝灯绿灯采样信号，每次采样时长3.2ms，共采样32次，用于均值计算，交替得到蓝光和绿光的采样值；pressure_adc为压力传感器采样信号，压力采样分别在蓝绿光采样开始前和结束后各采样一次。因此，一个完整的采样周期为16.6*2＝33.2ms，采样频率为30hz。
图5是对同一皮肤位置多次测量后得到经皮黄疸值与压力曲线，其中的经皮黄疸值曲线，由蓝光和绿光值计算得到经皮黄疸值，再经过均一化处理得到曲线，计算中未考虑压力因素的影响。从图中可以看到，经皮黄疸值的变化周期与压力值变化周期基本一致，特别是在压力上升段，经皮黄疸值在上升，有很好的规律性。因此可以使用压力值对经皮黄疸值进行校正。
从一次测试的数据采集列表中，截取出压力上升阶段且压力采样值在ptb至pte区间(比如压力ad采样值为900至1600)的列表片段，基于压力采样值，采用均一化和平滑数据方法进行处理，得到当次测试的最终经皮黄疸测量结果。对图5中的所有测试计算出每次的经皮黄疸测量结果，连成线，得到图6。具体计算过程如下：
计算出每组数据的经皮黄疸值，然后加入压力采样值使用均一化和平滑数据方法进行计算处理，得到的结果作为当次测试的最终经皮黄疸测量结果。具体的计算包括：
假定截取压力区间的数据列表片段，共n组数据，表示为：
(b1,g1,p1),(b2,g2,p2)......(bn,gn,pn)
其中b1,b2...bn为蓝光值，
g1,g2...gn为绿光值，
p1,p2...pn为压力采样值，
经皮黄疸值的计算公式：j＝f(b,g)其中j为经皮黄疸值，b为蓝光值，g为绿光值。
其中j1j2...jn各组数据计算出的经皮黄疸值，最终经皮黄疸值为:
j＝f{(j1,p1),(j2,p2),……,(jn,pn)}，
其中,f可以为均一化和平滑数据的函数。
同样的也可以先对蓝光和绿光值进行压力校正，然后在计算最终经皮黄疸值。
b、g分别表示经过压力校正后的蓝光值和绿光值，则：
b＝f{(b1,p1),(b2,p2),……,(bn,pn)}
g＝f{(g1,p1),(g2,p2),……,(gn,pn)}
最终经皮黄疸值：
j＝f(b,g)
两种方式的校正后的最终经皮黄疸值是一致的。
从图6中可以看出，压力校正对经皮黄疸的测量值起到了很好的收敛效果，未校正前测量结果随压力变化，分布在2.7到4.5区间，经过压力校正后测量结果分布在3.5到3.7区间，体现了很好的一致性和重复性结果。
另外，更换人和皮肤位置，重复上述测试，通过数据验证也得到同样的结果。
本实施例所选取的压力上升段为压力采样值为900到1600区间的，也可选择其他压力区间的数据来进行校正，只要是压力曲线中上升段的连续数据即可。另外，可以先用蓝光值和绿光值计算出经皮黄疸值，再进行压力校正，得到最终经皮黄疸值，也可以先对蓝光值和绿光值使用与校正经皮黄疸值同样压力校正方法，用校正后的蓝光值和绿光值计算出最终经皮黄疸值。
综上所述，采用本发明实施例的校正方法能够有效的解决在使用蓝绿双色光做为光源的经皮黄疸测量中的准确性、一致性和重复性问题。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
1.一种基于压力校准的接触式测量装置的校正方法，其特征在于，其包括：
以设定频率同时采集接触式测量装置探头处的动态压力数据、探头数据，记录得到连续采集时间点的对应的压力采样值和探头数据，截取压力上升段连续的探头数据，并进行数据处理，得到校正后的探头数据。
2.根据权利要求1所述的基于压力校正的接触式测量装置的校正方法，其特征在于：所述数据处理包括采用算术平均值法、加权平均值法或均一法对压力上升段的探头数据进行处理。
3.根据权利要求2所述的基于压力校正的接触式测量装置的校正方法，其特征在于：当压力采样值大于预设的起始压力采样值时，开始采集探头数据，当压力采样值大于预设的截止压力采样值时，停止采集。
4.根据权利要求3所述的基于压力校正的接触式测量装置的校正方法，其特征在于：所述接触式测量装置为经皮黄疸测量仪，当压力采样值大于预设的起始压力值时，蓝绿双色光源相间发射，同时采集蓝光的反射光值和压力数据、绿光的反射光值和压力数据，并记录；对记录的数据中截取压力上升段的采样值，计算该压力上升段的每条采样值的经皮黄疸值，进行压力校正的数据计算处理得到最终的经皮黄疸值；或者先对蓝光的采样数据和绿光的采样数据进行压力校正的数据处理后，然后计算得到最终的经皮黄疸值。
5.根据权利要求4所述的基于压力校正的接触式测量装置的校正方法，其特征在于：当压力采样值大于预设的起始压力采样值时，开始探头的数据采集，先点亮蓝灯/绿灯，采集蓝光/绿灯的反射光值和压力数据，然后关闭蓝灯/绿灯，点亮绿灯/蓝灯，采集绿光/蓝灯的反射光值和压力数据，然后关闭绿灯/蓝灯，计算出压力均值，将蓝光的反射光值、绿光的反射光值、压力均值保存至数据列表中，如此循环；直至压力采样值增大到预设的截止压力采样值时，测试完成，截取数据列表中压力上升段数据进行计算。
6.根据权利要求5所述的基于压力校正的接触式测量装置的校正方法，其特征在于：压力采样时间点可为蓝光和绿光采样开始时、蓝光和绿光采样中间、蓝光和绿光采样结束时、蓝光采样开始绿光采样结束时、或绿光采样开始蓝光采样结束时，可选取其中的一个或多个时间点进行采集。
7.根据权利要求5所述的基于压力校正的接触式测量装置的校正方法，其特征在于：所述预设的起始压力采样值为700~900，所述预设的截止压力采样值为1500~1800。
8.一种经皮黄疸仪，其特征在于：其包括探头和主机，所述探头设有蓝绿双色led灯、led驱动模块、光电传感器和压力传感器，所述主机内设有处理器，所述处理器采用如权利要求1~7任意一项所述的基于压力校正的接触式测量装置的校正方法得到校正后的结果。
9.根据权利要求8所述的经皮黄疸仪，其特征在于：所述光电传感器位于探头的中心，所述蓝绿双色led灯位于光电传感器的四周，所述压力传感器位于探头的后部；
所述压力传感器通过ad采样电路与处理器连接，所述光电传感器与放大和滤波电路连接，所述放大和滤波电路通过ad采样电路与处理器连接，所述蓝绿双色led灯通过led驱动模块与处理器连接。
技术总结