阵列式生理检测系统及其运作方法技术方案

一种生理检测系统，所述生理检测系统包含阵列式传感器以及处理单元。所述阵列式传感器可用于输出阵列式变化信号，所述处理单元用于根据所述阵列式变化信号建立三维能量分布并具以判断不同微循环状态。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种生理检测系统，所述生理检测系统包含阵列式传感器以及处理单元。所述阵列式传感器可用于输出阵列式变化信号，所述处理单元用于根据所述阵列式变化信号建立三维能量分布并具以判断不同微循环状态。【专利说明】
本专利技术说明有关一种生理检测系统，更特别有关一种可检测至少三个维度生理特征的。
技术介绍
目前，可携式电子装置(portable electronic device)及穿戴式电子装置(wearable electronic device)已成为生活中不可或缺的电子产品，其功能也随着人们生活型态的改变而不断地演进。同时，身体健康成为现代忙碌的生活中人人所关心的问题，因此生理检测功能也开始逐渐被应用至可携式电子装置及穿戴式电子装置上，以符合用户的需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术说明提出一种，其至少可检测并记录用户的三个维度以上的生理特征。本专利技术说明提供一种，其通过多个感测像素分别检测不同被检测组织区域的生理特征，以产生三维生理特征分布。本专利技术说明还提供一种，其可记录不同被检测组织区域的三维生理特征分布随时间的变化，并据以判断不同微循环状态。本专利技术说明提供一种阵列式生理检测系统，用于检测皮肤微循环的变化。所述生理检测系统包含光源、感光阵列以及处理单元。所述光源用于提供光线照射皮肤区域，且所述光线穿透至所述皮肤区域的真皮层。所述感光阵列包含多个感光像素，所述多个感光像素中每一者用于连续检测经过所述皮肤区域的所述真皮层的出射光，以输出多个亮度信号作为PPG信号。所述处理单元用于将多个所述PPG信号转换为多个频域数据，计算所述多个频域数据的变化量及平均值，并根据所述变化量的变化及所述平均值的变化判断不同微循环状态。本专利技术说明还提供一种阵列式生理检测系统的运作方法，用于通过多个感光像素检测皮肤微循环的变化。所述运作方法包含下列步骤:利用光源提供光线照射皮肤区域并穿透至所述皮肤区域的真皮层；利用所述多个感光像素中每一者连续检测经过所述皮肤区域的所述真皮层的出射光以分别输出亮度变化信号；转换相对所述多个感光像素中每一者的所述亮度变化信号为频域数据；计算相对所述多个感光像素的所述多个频域数据的变化量；以及根据所述变化量的变化判断微循环状态。本专利技术说明还提供一种阵列式生理检测系统，用于检测皮肤微循环的变化。所述生理检测系统包含感测阵列以及处理单元。所述感测阵列用于检测皮肤真皮层的阵列式微循环数据。所述处理单元用于根据所述阵列式微循环数据随时间的变化判断不同微循环状??τ O本专利技术说明实施例的中，还可建立表示生理特征分布的三维能量分布随时间的三维能量变化，以形成四维生理检测系统。为了让本专利技术说明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，于本专利技术说明中，相同的构件以相同的符号表示，于此先述明。【附图说明】图1为本专利技术说明实施例的生理检测系统获得浅层微循环血管涨缩变化的流程图；图2A为本专利技术说明实施例的生理检测系统获取的图像帧及其观测窗口的示意图；图2B为本专利技术说明实施例的生理检测系统获取的多个图像帧的亮度变化的示意图；图2C为本专利技术说明实施例的生理检测系统求得的微循环血管涨缩变化信号的频谱图；图2D为本专利技术说明实施例的生理检测系统求得的目前心跳频率下多个像素区域的能量分布的示意图；图3A为本专利技术说明实施例的生理检测系统所检测的变化量变化的示意图；图3B为本专利技术说明实施例的生理检测系统所检测的平均值变化的示意图；图4为本专利技术说明实施例的生理检测系统的示意图；图5为本专利技术说明实施例的生理检测系统的运作方法的流程图。【具体实施方式】以下说明内容包含本专利技术说明的实施方式，以便理解本专利技术说明如何应用于实际状况。须注意的是，在以下图式中，与本专利技术说明技术无关的部分已省略，同时为彰显组件之间的关系，图式里各组件之间的比例与真实的组件之间的比例并不一定相同。请参照图1所示，其为本专利技术说明一实施例的阵列式生理检测系统获得浅层微循环血管涨缩变化的流程图。阵列式生理检测系统用于通过皮肤表面检测身体组织的浅层微循环血管涨缩变化的三维能量分布，以帮助使用者对自身健康的监测。此外，本专利技术说明实施例的阵列式生理检测系统可应用于可携式电子装置或穿戴式电子装置以实现随身式生理监测装置，并适合长期进行自我监测。例如，可长期监测所述三维能量分布随时间的三维能量变化，也即微循环信息随时间的变化。藉此，所得到的监测数据可搭配于医疗机构进行的短期健康检查的检测结果，以得到高信赖度的生理状态信息。首先，阵列式生理检测系统读取多个像素区域输出的多个浅层微循环血管涨缩变化信号，如步骤101所示，例如光体积变化描述波形(PPG)信号。为了获取多个像素的浅层微循环血管涨缩变化信号，生理检测系统需要取得真皮层(dermis)的血管涨缩变化信号以表示微循环数据。举例而言，可以使用光学检测方式来达成，藉由使用特定波长的光线，使得光线能够穿透表皮层(epidermis)但却不会穿过真皮层，然后利用感光阵列来检测皮肤区域内的微循环血管涨缩变化信号；其中，感光阵列包含多个感光像素，每一个感光像素都可以产生一个微循环血管涨缩变化信号，其各种统计数值可以提供给后续应用。举例来说，可以使用波长525纳米(nm)的光线，皮肤穿透深度低于I毫米(mm)。在不同的身体部位，可以使用不同波长的光线，以探知在真皮层活动的微循环血管变化状态。由于真皮层的深度大约介于1-3毫米，因此光线波长较佳选择为无法穿透3毫米深度，例如300-940 纳米。接着，生理检测系统根据所述等微循环血管涨缩变化信号建立三维能量分布，如步骤102所示；其中，所述三维能量分布指频谱能量分布。此步骤中，由于各像素所检测到的微循环血管涨缩变化信号的能量包含各种不同的频率，因此可以选定其中一个频率来进行数据分析。一实施例中，可以先利用所述等微循环血管涨缩变化信号估算出目前心跳，再以此为基础，搜集每一个像素在此心跳频率之下的振幅信号的振幅变化数值，来代表浅层微循环血管的涨缩变化。由于浅层微循环血管的涨缩变化跟随着心脏跳动而产生，因此像素的振幅变化在心跳频率或者其倍数频率会比在其他的频率上更为明显，以利进行后续的分析。接着，根据所述能量分布的特性参数判断生理状态，如步骤103所示。在这个步骤中，可以根据能量分布的各种特性，例如振幅变化、平均数值、心跳频率等特性来估测生理状态。在其后说明里会描述如何根据特性参数来判断生理特征。接着，可提供生理状态警示给使用者，如步骤104所示，以便使用者可以据此调整作息与活动内容。图2A-2D为本专利技术说明实施例的阵列式生理检测系统获得浅层微循环血管涨缩变化的示意图。以光学式生理检测系统为例，图2A为所获取的图像帧及其观测窗口(WOI)的示意图；其中，所述观测窗口 WOI的尺寸及位置可调整。图2B为多个图像帧(例如显示为6秒内)或所述多个图像帧的观测窗口的亮度变化的示意图；其中，所述亮度变化反应微循环血管的涨缩变化。图2C为浅层微循环血管涨缩变化信号的频谱图，其将图2B的亮度变化(即浅层微循环血管涨缩变化信号)转换至频率所得，并显示有目前心跳频率。图2D为目前心跳频率下，多个像素区域分别获得的能量值所组合成的阵列式变化示意图，即振幅分布；其中，柱状高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阵列式生理检测系统，用于检测皮肤微循环的变化，该生理检测系统包含：光源，用于提供光线照射皮肤区域，且所述光线穿透至所述皮肤区域的真皮层；感光阵列，包含多个感光像素，所述多个感光像素中每一者用于连续检测经过所述皮肤区域的所述真皮层的出射光，以输出多个亮度信号作为PPG信号；处理单元，用于将多个所述PPG信号转换为多个频域数据，计算所述多个频域数据的变化量及平均值，并根据所述变化量的变化及所述平均值的变化判断不同微循环状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩威如，庄智元，蔡政男，古人豪，
申请(专利权)人：原相科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71