[實(shí)用新型]一種可控陣列反射式光電傳感器模組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201921409644.0
• 申請(qǐng)日: 2019-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN211484538U
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周聰聰;胡鈞
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 杭州兆觀傳感科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/02
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/02
• 代理公司: 上海華誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可控陣列反射式光電傳感器模組，用于檢測(cè)人體生理信號(hào)，該傳感器模組包括發(fā)光管陣列、光電接收管、位于發(fā)光管陣列和光電接收管之間的檔光板以及位于發(fā)光管陣列上的透鏡，發(fā)光管陣列用于發(fā)射光，光經(jīng)過(guò)透鏡的聚焦，傳輸進(jìn)入人體組織，經(jīng)過(guò)漫反射、折射后由接收管接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其中，發(fā)光管陣列包括多個(gè)發(fā)光單元。本實(shí)用新型能夠自適應(yīng)待測(cè)部位的組織光學(xué)參數(shù)，提供最佳信噪比的信號(hào)獲取方式。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可控陣列反射式光電傳感器模組，涉及光電生理信號(hào)采集領(lǐng)域，可應(yīng)用于血氧飽和度、心率、血壓以及睡眠監(jiān)測(cè)等多種場(chǎng)所。

背景技術(shù)

人體脈搏波中包含豐富的健康信息，穩(wěn)定、可靠的脈搏波信號(hào)監(jiān)測(cè)可以為身體健康狀態(tài)的持續(xù)監(jiān)測(cè)提供依據(jù)。從脈搏波中，可以分析出人體的血氧飽和度、脈率、心率變異性以及外周血管阻力等參數(shù)，反應(yīng)了人體呼吸系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的健康狀態(tài)。

目前，常用光電傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)人體脈搏波信號(hào)，然而，對(duì)于不同個(gè)體，由于組織的散射系數(shù)、吸收系數(shù)等光學(xué)參數(shù)存在差異，以往固定LED-PD距離的方案存在缺陷，不能適應(yīng)更廣泛的群體；對(duì)于同一個(gè)個(gè)體，不同的部位，比如手指、手腕、胸口、額頭等組織的光學(xué)參數(shù)各異，以往不同的部位需要做不同的傳感器，適用性較弱。

為了解決上述問(wèn)題，設(shè)計(jì)一種可控陣列反射式光電傳感器模組，自適應(yīng)待測(cè)部位的組織光學(xué)參數(shù)，提供最佳信噪比的信號(hào)獲取方式，能夠穩(wěn)定獲取生理信號(hào)是十分有必要的。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種可控陣列反射式光電傳感器模組，用于檢測(cè)人體生理信號(hào)，該傳感器模組包括發(fā)光管陣列、光電接收管、位于發(fā)光管陣列和光電接收管之間的檔光板以及位于發(fā)光管陣列上的透鏡，發(fā)光管陣列用于發(fā)射光，光經(jīng)過(guò)透鏡的聚焦，傳輸進(jìn)入人體組織，經(jīng)過(guò)漫反射、折射后由接收管接收并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，其中，發(fā)光管陣列包括多個(gè)發(fā)光單元。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，具有以下有益效果：本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的發(fā)光管陣列在物理空間上關(guān)于光電接收管中心對(duì)稱(chēng)，控制邏輯上，工作的發(fā)光單元可以自由控制，基于這種有益設(shè)計(jì)，使得所述傳感器模組能夠自適應(yīng)待測(cè)部位的組織光學(xué)參數(shù)，提供最佳信噪比的信號(hào)獲取方式，該模組可以用于長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)脈搏波血氧飽和度、心率、血壓監(jiān)測(cè)，應(yīng)用前景廣闊。

附圖說(shuō)明

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的光電容積脈搏波波形示意圖。

圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的陣列式傳感器模組不同發(fā)光單元采集的脈搏波波形示意圖。

圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的光子漫反射的徑向和軸向分布示意圖。

圖4為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的可控陣列反射式光電雙光路傳感器模組的頂視圖。

圖5(a)為根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的可控陣列反射式光電雙光路傳感器模組的前視圖。

圖5(b)為根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的可控陣列反射式光電雙光路傳感器模組的前視圖。

圖6為根據(jù)本實(shí)用新型的另一實(shí)施例的可控陣列反射式光電雙光路傳感器模組的頂視圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。

光電容積脈搏波描記法(PPG)最早在1938年由Hertzma首次提出，其基本原理是利用一對(duì)發(fā)光管和光電接收管來(lái)檢測(cè)脈搏波。其科學(xué)理論基礎(chǔ)是郎伯-比爾定律(Lambert-Beer’S Law)。郎伯-比爾定律概述為：—束單色光照射到某個(gè)吸收介質(zhì)表面，在通過(guò)一定厚度的介質(zhì)后，由于一部分光能被介質(zhì)吸收，透射光的強(qiáng)度就會(huì)相應(yīng)地發(fā)生減弱。吸收介質(zhì)的濃度越大，介質(zhì)的厚度越大，則光強(qiáng)度的減弱越顯著，數(shù)學(xué)表達(dá)式如公式(1-1)所示：