[發(fā)明專利]人身穿戴式多光學(xué)傳感器心率測(cè)量裝置及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480054695.X
• 申請(qǐng)日: 2014-09-02
• 公開（公告）號(hào): CN105592780A
• 公開（公告）日: 2016-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 優(yōu)素福·甘德爾曼;茲維·歐朗;約阿夫·阿明諾夫;奧馬里·約夫;羅伊·羅茲尼曼;喬納森·阿帕斯歐夫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萊夫畢恩技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/02
• 分類號(hào): A61B5/02;A61B5/024
• 代理公司: 上海翼勝專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31218
• 代理人: 翟羽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種人身穿戴式心率傳感器，特別是涉及一種基于光電容積描記法的 傳感器。

背景技術(shù)

在相關(guān)技術(shù)被討論之前，它可能有助于闡明下文將使用的某些術(shù)語(yǔ)的定義。

本文中使用的術(shù)語(yǔ)「光源」指的是可能包括任何可以發(fā)出期望強(qiáng)度及波長(zhǎng)的光線 的組件，例如一發(fā)光二極管(LED)，以及術(shù)語(yǔ)光檢測(cè)器指的是可能包括任何能夠檢測(cè)和測(cè)量 所述物光源所發(fā)出的光線的組件，例如發(fā)光二極管或光敏三極管。通常情況下，光源的期望 波長(zhǎng)為350-1100納米的范圍內(nèi)。

本文中使用的術(shù)語(yǔ)「光電容積描記法」或「PPG」被定義為通過(guò)利用器官組織的透射 光的痕跡來(lái)分析器官的生理參數(shù)。

本文中使用的術(shù)語(yǔ)「反射光電容積」或「反射PPG」被定義為基于測(cè)量穿過(guò)組織并作 為光源反射回組織的相同側(cè)的光強(qiáng)度。

光電容積在現(xiàn)有的本領(lǐng)域中使用于測(cè)量心率。心率可藉由分析在透射PPG的透射 光或反射PPG的反射光來(lái)偵測(cè)。在組織中的血液量變化會(huì)改變光的吸收、反射或散射，所以 所測(cè)量的反射光或透射光會(huì)隨心臟循環(huán)而變化。因此，心臟速率可以從測(cè)得的反射或透射 光通過(guò)信號(hào)分析來(lái)導(dǎo)出。

光在生物組織中的穿透深度通常會(huì)受到限制。因此，透射PPG通常被設(shè)計(jì)在人體的 相對(duì)薄的部分，如指尖或耳垂來(lái)操作。這個(gè)缺點(diǎn)限制了透射PPG對(duì)心率的活動(dòng)測(cè)量的應(yīng)用。 反射PPG的量測(cè)則不受此限，理論上可以在身體任何部分的皮膚表面進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例中，解決了PPG傳感器的作動(dòng)可能會(huì)導(dǎo)致不希望的噪聲和不準(zhǔn)確 的心臟速率測(cè)量而影響靈敏度的問(wèn)題。本發(fā)明的實(shí)施例提供一種多感應(yīng)方式，并結(jié)合驗(yàn)證 流程，考慮到輸入信號(hào)的比率而提供了更強(qiáng)大的PPG傳感器，用以于心臟速率測(cè)量目的中相 較于當(dāng)前基于PPG傳感器更為可用。

根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例，一加速度計(jì)可以在此被進(jìn)一步用于增加質(zhì)量和所述心率 測(cè)量裝置的心率測(cè)量正確性。所述加速度計(jì)的運(yùn)用有利于至少下列三個(gè)方式：測(cè)量人活動(dòng) 程度的穿戴感測(cè)裝置、檢測(cè)所述活動(dòng)的一變化率以及獲得穿戴所述心率測(cè)量裝置的人的傳 遞函數(shù)。然后，一處理器可以使用由所述加速度計(jì)所收集的數(shù)據(jù)，并相應(yīng)地校正光學(xué)測(cè)量。

根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例，一種基于光電容積描記法用以量測(cè)心率的傳感器被提 供，所述傳感器利用兩個(gè)或兩個(gè)以上的光源和兩個(gè)或多個(gè)光檢測(cè)器，其中一處理器用以分 析交叉量測(cè)以及不同光線之間的比率和對(duì)應(yīng)的反射。更精確地說(shuō)，所述傳感器可能包括一 第一光源與一第二光源，用以分別通過(guò)一第一光線與一第二光線照明一身體組織；以及一 第一光檢測(cè)器與一第二光檢測(cè)器，各用以檢測(cè)光線，所述光線包括通過(guò)所述身體組織傳送 的部分第一光線與部分第二光線；以及一處理器，具有一模擬測(cè)量單元，并用以接收下列讀 數(shù)，包括：由兩個(gè)傳感器感測(cè)到的和來(lái)自兩個(gè)光源的光強(qiáng)度的任意組合；以及基于由兩種光 源中的每一個(gè)所發(fā)送和由兩個(gè)檢測(cè)器中的每一個(gè)所測(cè)量的光的部分的比率計(jì)算一組織吸 收測(cè)量值。

這些附加及/或其他本發(fā)明的方面及/或優(yōu)點(diǎn)將闡述于后述的詳細(xì)描述中。

附圖說(shuō)明

為了讓本發(fā)明能更明顯易懂，并為了闡述其如何實(shí)現(xiàn)，純粹以例示的方式呈現(xiàn)下 文的詳細(xì)說(shuō)明，附圖中類似的標(biāo)號(hào)表示相應(yīng)的組件或部分。在附圖中：

圖1為根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例的心率傳感裝置示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中一系統(tǒng)用以接收、處理并呈現(xiàn)至一使用者基于所 述心率傳感裝置所收到信號(hào)的心率讀數(shù)的方塊示意圖；

圖3A及圖3B為根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中一附件單元用以將所述傳感裝置貼附于 一被測(cè)組織的各別局部截面示意圖及局部等距視圖；

圖4為根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中包括所述心率傳感裝置及處理單元的頭盔系統(tǒng) 示意圖；

圖5為根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中一太陽(yáng)鏡系統(tǒng)用以提供所述心率傳感裝置、信號(hào) 處理及數(shù)據(jù)顯示管理單元的示意圖；

圖6為根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中一游泳鏡系統(tǒng)用以提供所述心率傳感裝置、信號(hào) 處理及數(shù)據(jù)顯示管理單元的示意圖；

圖7為根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中一心率量測(cè)與顯示系統(tǒng)的示意圖；以及

圖8為根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中一心率量測(cè)與顯示系統(tǒng)的示意圖。

具體的細(xì)節(jié)將于具體實(shí)施方式中被闡述以便提供本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的徹 底理解本發(fā)明。