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申请/专利权人：中国刑事警察学院

摘要：本发明是一种基于多模态生理数据的心理压力智能采集测试分析系统，智能采集模块包括心率和血氧采集模块、心电采集模块、脉搏波采集模块和体温和湿度采集模块；心率和血氧采集模块包括发光管、光电接收管和光电数据处理单元，将通过血管的光信号转化为电信号并进一步的处理以得到心率和血氧数据；血氧监测通常为无创的、利用光电的动态光谱检测方法；采用反射式血氧检测法，其原理来自朗伯‑比尔定律；即当某种单一波长的光照射某种透光介质时，可穿过介质的光的比例只与介质的厚度与浓度相关，而与照射光的强度无关。将心电、血氧、心率、脉搏、体温等多模态生理数据进行集成采集，用户易携带，易使用。

主权项：1.一种基于多模态生理数据的心理压力智能采集测试分析系统，其特征在于，智能采集模块包括心率和血氧采集模块、心电采集模块、脉搏波采集模块和体温和湿度采集模块；心率和血氧采集模块包括发光管、光电接收管和光电数据处理单元，将通过血管的光信号转化为电信号并进一步的处理以得到心率和血氧数据；血氧监测为无创的、利用光电的动态光谱检测方法；采用反射式血氧检测法，其原理来自朗伯-比尔定律；即当某种单一波长的光照射某种透光介质时，可穿过介质的光的比例只与介质的厚度与浓度相关，而与照射光的强度无关；I为入射光强度，I0为穿过介质后的光强；当入射光的波长为λ时，由朗伯-比尔定律可得： 其中，Aλ为吸光度，ελ为介质吸光系数，D为透光介质的厚度，C为透光介质的浓度；依照动脉搏动的周期变化对反射光的影响，即可求出血液中氧饱和的血红蛋白Hb占总血红蛋白HbO2的比例；计算血氧饱和度公式如下： 反射式血氧饱和度检测方法无需在受测部位的两测设置发光管和接收光电管；而是利用光的反射，将发射管与接收管置于同一侧；光子在人体组织中传播时，部分光会因为散射偏离入射角度，散射到人体组织内部的动脉血管，探测皮下血管中透光介质的浓度变化；再经过散射后射出皮肤，被光电探测器捕捉；心电采集模块采用单导联有线式心电监测，包括导联线、医用电极和放大器滤波器后续数据处理电路；在一次完整的心跳过程中，心肌细胞去极化的时候会在皮肤表面形成微弱的电学改变，当电学改变被心电图记录装置捕获放大并加以记录后，就得到心电图形状；在正常的心动周期中，窦房结细胞优先产生去极化波，并依次扩散至心房和心室；勘探这种规律的电位变化测量和诊断异常心脏节律；采用三片AgAgCl一次性电极进行心电采集，将采集到的心电信号通过模数转换得到心电数据，数据传输类型为串口传输；在静止时准确的采集心电信号；脉搏波采集模块包括发光管、光电接收器和光电数据处理单元；脉搏波采集模块使用反射式反应血流的周期性变化；其选用波长为515nm的绿光；脉搏波的频带在0.05～200Hz间，信号幅度为毫伏级水平；在光电接收器后使用低通滤波器和由MCP6001构成的放大器，将信号放大330倍，使单片机可以清晰的采集脉搏波数据；体温和湿度采集模块通过获取体表温度信号进而得到体温数据；采用三轴加速度、角速度和磁场采集模块，通过陀螺仪获取三轴角速度、加速度和磁场的对应信号，配合动态卡尔曼滤波算法，能够在动态环境下准确输出模块的当前姿态；并通过模数转换后得到加速度、角速度和磁场数据信息；制作成可穿戴设备，基于芯片检测特点和人性化的穿着体验；将系统依附于一件长袖夹克衫内部；其中心率和血氧检测模块与脉搏检测模块安置于左袖口靠体内一侧，模块缝制于一条黑色的魔术贴上；体温传感器缝制在左手腕内靠体内一侧；便携式可视终端置于左手腕靠体外一侧；主体安放置于夹克衫的内兜中；主体内包含单片机、心电采集模块、加速度角速度采集模块和miniGPS模块；壳体正面标有箭头，当手持壳体，正面向上、面朝箭头方向时，根据便携式显示终端的示数变化指引南北极方向。

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