[發明專利]具有與身體運動脫開的感測元件的生理監測裝置

有效

• 申請號: 201810556676.7
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN108937908B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: S.M.朱斯特;J.B.塔克;R.斯普林特;S.F.勒伯夫
• 申請（專利權）人: 瓦倫賽爾公司
• 主分類號: A61B5/026
• 分類號: A61B5/026;A61B5/024;A61B5/11;A61B5/1455
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張一舟;安文森

一種監測裝置，其包括：具有相對的第一和第二端部的偏置元件、附接至所述偏置元件第一端部的耳塞以及附接至所述偏置元件第二端部的感測元件。所述耳塞具有第一質量，并且所述感測元件具有小于所述第一質量的第二質量。所述偏置元件構造為在將所述耳塞插入耳朵中時推動所述感測元件與所述耳朵的一部分接觸。所述偏置元件使所述耳塞的運動與所述感測元件脫開。所述感測元件包括：至少一個能量發射器，所述能量發射器構造為在所述耳朵的目標區域處引導能量；以及至少一個檢測器，所述檢測器構造為檢測來自所述目標區域或者與所述目標區域相鄰的區域的能量響應信號。

本申請是申請日為2015年9月28日、申請號為201480019033.9、發明名稱為《具有與身體運動脫開的感測元件的生理監測裝置》的發明專利申請的分案申請。

本發明要求2013年1月28日提交的美國臨時專利申請號61/757,504的優先權和權益，其全部內容以引用的方式并入本文。

技術領域

本發明一般地涉及監測裝置，并且更加具體地涉及用于測量生理信息的監測裝置。

背景技術

光電容積脈搏波描記法（PPG）是基于將光照射到人體內并且測量散射光強度隨著每次脈搏血流量的變化。散射光強度會相對與心跳、呼吸、血氧水平（SpO₂）等相關聯的血流量或者血液不透明度的變化而實時變化。這種感測方法可能會要求到達所詢問的單位肌肉組織的光能的大小穩定連貫，從而可以將散射光子量的細微變化歸結為可變血流量。如果由于在源或者檢測器與皮膚表面之間的光聯接變化而導致入射和散射光子數大小改變，那么，由于光聯接的丟失或者變化導致較大的光子數變化度，所涉信號難以確定。受光子影響的皮膚表面積（和體積）變化，或者反映了大量光子的可變皮膚表面曲率，也可以明顯影響光學聯接效率。身體活動，諸如行走、騎車、跑步等，可能會在來自身體的光學散射信號中導致運動偽影，并且，所以由運動偽影導致的光子強度的時變變化可能會得出（swamp-out）由于血液流動改變導致的光子強度的時變變化。光學聯接的這些變化中的每一個都可以通過較大百分比的總光子計數來影響光子詢問計數（photonic interrogation count），并且降低所涉信號的質量；而獲得所需數據的正確值的概率較低。

耳孔是結合光電容積脈搏波描記裝置的不錯選擇，因為這是一個人們熟悉的形狀因子，是通常長時間佩戴的裝置，并且經常用在運動期間，這是人們可從獲得準確心率數據（或者其他生理數據）獲益最多的時間。不幸的是，將光電容積脈搏波描記裝置結合到耳機面臨多種挑戰。例如，長時間佩戴耳機可能會感到不適，尤其是如果它們使耳面發生變形。而且，人耳解剖結構可能會極大地因人而異，所以尋找一款適合許多耳朵的耳塞可能提出巨大挑戰。另外，為劇烈身體活動制備的耳塞通常包含彈性體表面和/或彈性體特征，用作抑制耳塞在耳朵內加速的彈簧。雖然這些特征可以促進在高加速和撞擊形式下將耳塞保持在耳朵內，但是這些特征未充分滿足實現高質量光電容積脈搏波描記所需的光學皮膚聯接要求。

常規光電容積脈搏波描記裝置，如在例如圖1A至圖1C中所示出的，通常遇到由于對象運動而產生的皮膚聯接降低。例如，大多數常規光電容積脈搏波描記裝置使用彈簧將傳感器夾到耳垂（圖1A）或者指尖（圖1B）上。遺憾的是，這些常規裝置傾向于具有大質量，并且在受到較大加速度時，諸如在對象正在做運動時，不可維持連貫的皮膚接觸。

在耳朵中執行光電容積脈搏波描記的常規耳塞裝置是香港灣仔幻音數碼（Perception Digital）公司制造的MX-D100播放器（www.perceptiondigital.com）。該耳塞裝置，如圖1C所示出的，表示為10，包含用于提高PPG信號質量的彈簧12。然而，彈簧12將整個耳塞10用力壓緊在對象的耳朵E內，以最小化整個耳塞10的運動。圖1C的裝置10存在多種缺陷。例如，源/傳感器模塊聯接至整個耳塞質量，并且，以此，可以經過更大的平移距離，從而在耳朵經歷加速度時會引起更大的信號變化度。另外，因為用一個主彈簧力方向將耳塞10保持就位，所以最終用戶可能會感覺到明顯的不適。而且，由于該單個彈力方向，所以耳塞運動被僅僅局限在一個方向上。

發明內容