[發明專利]生理信號測量裝置及生理信號測量方法

有效

• 申請號: 201210592216.2
• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103908262A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 謝宗閔;林楨喨;趙俊超;曹鴻森
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: A61B5/1455
• 分類號: A61B5/1455;A61B5/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 陳小雯

技術領域

本公開涉及一種生理信號測量裝置及其測量方法，特別涉及血氧濃度的測量裝置及其測量方法。

背景技術

血氧濃度值代表血液中血紅素含氧的飽和度，因此血氧濃度值可代表心肺能力是否正常。在呼吸循環系統中，人體吸入空氣中的氧氣后，將體內肺泡及血液中的二氧化碳交換出來，達到身體正常平衡運作。血液中運送氧氣的能力來自于心臟功能強弱與否，所以若心臟或胸腔功能有狀況，其身體血液含氧量自然降低。血氧濃度的測量目前以脈沖血氧濃度測量法為主流。

血氧濃度測量裝置的信號質量大幅影響血氧濃度測量值，而信號質量又與光源穿透生理組織后得到的能量大小息息相關。在測量上，雙光源穿透生理組織后所得的能量振幅會因不同組織或不同測試者導致兩信號大小差異甚大，必須使用自動增益放大器來進行信號放大，然而，如果其中之一信號太小時，會發生單一自動增益放大器無法將此兩組信號皆放大到較大的振幅，導致信號動態范圍受限。

為解決現有技術的上述問題，提出本公開的測量裝置及方法，且本公開技術不僅可應用于血氧濃度測量，也可應用于至少兩種光源的其他光學生理測量。

發明內容

本公開涉及一種生理信號測量裝置及其測量方法。

在生理信號的測量上，以血氧濃度為例，光源的設計一般會固定驅動電流比例，因此光源信號有可能會因個體差異導致信號較小，一般而言，相較于紅外光，紅光對人體的穿透效果較差，因此會得到較低的信號，如果能在適當的光源能量之下，達到最佳的雙光源能量的驅動比例，使兩組信號的振幅接近，將可使信號動態范圍提升，提高信號噪聲比。

根據本公開，提出一種生理信號測量裝置，包括至少兩種光源，至少一種光源檢測器，至少一種光源驅動器，以及信號處理電路。

根據本公開的裝置，其中光源驅動器于初始化時段下，根據多個至少兩種初始化信號中的一信號及多個至少兩種初始化信號的其他信號驅動該至少兩種光源，使得該至少一種光源檢測器對應地輸出多個至少兩種接收信號中的一信號及多個至少兩種接收信號的其他信號；于測量時段下，該至少一種光源驅動器根據至少兩種工作驅動信號中的一信號及至少兩種工作驅動信號的其他信號驅動該至少兩種光源。

根據本公開的裝置，其中信號處理電路于這些至少兩種接收信號中的一信號中選擇使該至少兩種光源中的一光源開始進入飽和狀態的至少兩種候選信號中的一信號，并于這些至少兩種接收信號的其他信號中選擇至少兩種候選信號的其他信號，該至少兩種候選信號中的一信號與該至少兩種候選信號的其他信號的比值(該至少兩種候選信號中的一信號/該至少兩種候選信號的其他信號)接近預設比值，該信號處理電路于這些至少兩種初始化信號中的一信號中選擇與該至少兩種候選信號中的一信號相對應的該至少兩種工作驅動信號中的一信號，并于這些至少兩種初始化信號的其他信號中選擇與該至少兩種候選信號的其他信號相對應的該至少兩種工作驅動信號的其他信號。

根據本公開，提出一種生理信號測量裝置，以兩種光源為例，本公開裝置包括第一光源、第二光源、光檢測器、光源驅動器及信號處理電路。光源驅動器于初始化時段下，根據第一初始化信號及第二初始化信號驅動第一光源及第二光源，使得光源檢測器對應地輸出第一接收信號及第二接收信號。在一測量時段下，光源驅動器根據第一工作驅動信號及第二工作驅動信號驅動第一光源及第二光源。信號處理電路提供第一初始化信號及第二初始化信號。信號處理電路于第一接收信號中選擇對應第一光源開始進入飽和狀態的第一候選信號，并于第二接收信號中選擇第二候選信號，第二候選信號與第一候選信號的比值接近預設比值。信號處理電路于第一初始化信號中選擇與第一候選信號相對應的第一工作驅動信號，并于第二初始化信號中選擇與第二候選信號相對應的第二工作驅動信號。

根據本公開的裝置，其中該至少兩種光源的至少一光源為不可見光光源，而該至少兩種光源的其他光源為可見光光源，或者該至少兩種光源的至少一光源為可見光光源，而該至少兩種光源的其他光源為不可見光光源，或者該至少兩種光源均為可見光光源，或者該至少兩種光源均為不可見光光源。