[發明專利]一種脈搏波傳感器、脈搏波監測方法及穿戴裝置在審
| 申請號: | 201610599137.2 | 申請日: | 2016-07-27 |
| 公開(公告)號: | CN107661096A | 公開(公告)日: | 2018-02-06 |
| 發明(設計)人: | 陳偉;張晉;鐘山;朱中華 | 申請(專利權)人: | 摯感(上海)光子科技有限公司 |
| 主分類號: | A61B5/0295 | 分類號: | A61B5/0295;A61B5/021;A61B5/02 |
| 代理公司: | 上海專利商標事務所有限公司31100 | 代理人: | 孫英杰,陳亮 |
| 地址: | 201203 上海市浦東*** | 國省代碼: | 上海;31 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關鍵詞: | 一種 脈搏 傳感器 監測 方法 穿戴 裝置 | ||
技術領域
本發明屬于電子醫療器械中脈搏波監測技術領域,涉及采用光學器件來進行測量,尤其涉及一種脈搏波傳感器、脈搏波監測方法及穿戴裝置。
背景技術
心血管疾病是當前威脅人類健康的首要疾病,人體脈搏波反映心血管系統的機能。脈搏波的強度、速度和節律反映出來的機體生理、精神狀態、體力水平等信息可以顯示個人健康狀態,或作為其他醫療儀器的輔助監測、為醫生提供診斷參考等。
目前脈搏波的監測方法主要是采用光電容積法(PPG)或壓電感應器原理來間接反映脈搏波的變化。光電容積法是利用血液中血紅蛋白的光吸收作用而改變照射到皮膚上的發光二極管(LED)的光強,通過對經皮膚反射的光進行測量而間接得到脈搏波波形。例如,中國發明專利申請CN102319075A公開了一種血氧飽和度測量裝置和測量方法,該測量裝置包括:微處理器輸出不同頻率且成2倍比率關系的方波,方波驅動至少兩種發光二極管,發光二極管發出的光經被測手指后被光敏器件接收,光敏器件轉換成電壓信號,電壓信號經電流/電壓轉換放大器轉換成預設幅值電壓信號,模數轉換器將預設幅值電壓信號轉換成數字信號,微處理器對數字信號進行處理,獲取血氧飽和度。另外一種壓電感應法則通過脈搏的波動引起皮膚的波動,由于傳感器與皮膚的間隔十分小,當皮膚發生波動時,引起和受壓元件間空氣的波動,再作用在壓電薄膜上產生電信號,這樣就把脈搏的機械波動轉換成電信號的變化。例如,中國發明專利申請CN105391830A公開了一種測量脈搏的方法,包括:在移動終端開啟預置的應用程序后,若所述移動終端預置的壓電感應區域偵測到人體的脈搏壓力信號,則將所述脈搏壓力信號轉換為脈搏電信號。
采用光電容積法(PPG)或壓電感應兩種方法都存在測量結果不準確、重復性差的問題。在PPG的方案中,所測得的光強曲線的交流分量(AC)同脈壓直接相關。因而可用來估算收縮壓(SBP)/舒張壓(DBP)。但是,由PPG測量所獲得的交流分量同樣會受到各種因素的影響,比如光發射器/光接受器與血管的相對位置等,因此其測量的準確度和有效性都會降低。為實現可靠監測,PPG方法需要加大光源LED的照射面積,其光探測器也要設計的能接受不同部位的反射。這樣更多的光能其實浪費在無效的照射上,只有很少部分的反射光真正載有血管里脈搏的信息。
此外,醫療市場上的脈搏波監測儀設備體積都比較大,使用時只能對脈搏進行單點或短時監測,數據不能無線傳輸、干擾信號較大,并且操作復雜需依賴專業人員的測量,結果受主觀因素影響易失真。而家用市場上的脈搏波監測儀則存在測量結果不準確、功耗高、待機時間不夠長等問題,不能滿足人們的需求。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種脈搏波傳感器、腕式脈搏波分析儀、血壓監測儀、脈搏波監測方法及可穿戴裝置,采用光學掃描方式,通過脈搏波傳感器測量光學路徑和相位差來準確可靠地反映血管的搏動,從而監測心血管系統狀況。
為解決上述技術問題,本發明提供一種脈搏波傳感器,包括:
激光發射器,發射第一激光;
分路光波導部件,接收所述第一激光并分路為第二激光和參考光;
光引導輸出部件,接收并調整所述第二激光以形成第三激光,使所述第三激光能夠入射到血管;
光引導輸入部件,接收并調整從所述血管反射的第四激光以形成第五激光;
接收光路部件,接收所述第五激光和所述參考光經雙路干涉后形成第六激光;
光探測器,接收所述第六激光。
根據本發明的一個實施例,所述光引導輸出部件包括1到M的多路光波導陣列或1到N光波導開關,所述光引導輸入部件包括1到M的多路光波導陣列或1到N光波導開關;
其中M、N為整數且大于1。
根據本發明的一個實施例,所述1到M的多路光波導陣列包括多級1到2的分光光路單元,在實現1到M的多路分光后,所有M路的傳輸光路上設有相位控制部件以改變所述傳輸光路中光束的相位;所述1到N光波導開關包括多級1到2的光波導開關單元,在每個所述光波導開關單元內雙傳輸光路上設有所述相位控制部件。
根據本發明的一個實施例,所述相位控制部件包括設置在所述傳輸光路上的金屬薄膜,所述相位控制部件通過對所述金屬薄膜通電加溫以調整所述傳輸光路的材料的折射率。
根據本發明的一個實施例,所述相位控制部件包括液晶層和雙電極,所述液晶層設置在所述傳輸光路上,所述雙電極設置在所述液晶層上,所述相位控制部件通過改變所述雙電極的電壓來調整所述液晶層的折射率。
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