本发明专利技术提供一种基于光电容积描记法用以量测心率的传感器，所述传感器包括：一第一光源与一第二光源，用以分别通过一第一光线与一第二光线照明一身体组织；以及一第一与一第二光检测器，各用以检测光线，所述光线包括通过所述身体组织传送的部分第一光线与第二光线；以及一具有模拟测量单元的处理器，用以接收两个检测器中的每一个所感应到的以及来自两个光源中的至少一部份的光线的光强度读数；以及用以基于由两种光源中的每一个所发送和由两个检测器中的每一个所测量的光的部分的比率计算一组织吸收测量值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种人身穿戴式心率传感器，特别是涉及一种基于光电容积描记法的传感器。
技术介绍
在相关技术被讨论之前，它可能有助于阐明下文将使用的某些术语的定义。本文中使用的术语「光源」指的是可能包括任何可以发出期望强度及波长的光线的组件，例如一发光二极管(LED)，以及术语光检测器指的是可能包括任何能够检测和测量所述物光源所发出的光线的组件，例如发光二极管或光敏三极管。通常情况下，光源的期望波长为350-1100纳米的范围内。本文中使用的术语「光电容积描记法」或「PPG」被定义为通过利用器官组织的透射光的痕迹来分析器官的生理参数。本文中使用的术语「反射光电容积」或「反射PPG」被定义为基于测量穿过组织并作为光源反射回组织的相同侧的光强度。光电容积在现有的本领域中使用于测量心率。心率可藉由分析在透射PPG的透射光或反射PPG的反射光来侦测。在组织中的血液量变化会改变光的吸收、反射或散射，所以所测量的反射光或透射光会随心脏循环而变化。因此，心脏速率可以从测得的反射或透射光通过信号分析来导出。光在生物组织中的穿透深度通常会受到限制。因此，透射PPG通常被设计在人体的相对薄的部分，如指尖或耳垂来操作。这个缺点限制了透射PPG对心率的活动测量的应用。反射PPG的量测则不受此限，理论上可以在身体任何部分的皮肤表面进行。
技术实现思路
本专利技术的实施例中，解决了PPG传感器的作动可能会导致不希望的噪声和不准确的心脏速率测量而影响灵敏度的问题。本专利技术的实施例提供一种多感应方式，并结合验证流程，考虑到输入信号的比率而提供了更强大的PPG传感器，用以于心脏速率测量目的中相较于当前基于PPG传感器更为可用。根据本专利技术部分实施例，一加速度计可以在此被进一步用于增加质量和所述心率测量装置的心率测量正确性。所述加速度计的运用有利于至少下列三个方式：测量人活动程度的穿戴感测装置、检测所述活动的一变化率以及获得穿戴所述心率测量装置的人的传递函数。然后，一处理器可以使用由所述加速度计所收集的数据，并相应地校正光学测量。根据本专利技术部分实施例，一种基于光电容积描记法用以量测心率的传感器被提供，所述传感器利用两个或两个以上的光源和两个或多个光检测器，其中一处理器用以分析交叉量测以及不同光线之间的比率和对应的反射。更精确地说，所述传感器可能包括一第一光源与一第二光源，用以分别通过一第一光线与一第二光线照明一身体组织；以及一第一光检测器与一第二光检测器，各用以检测光线，所述光线包括通过所述身体组织传送的部分第一光线与部分第二光线；以及一处理器，具有一模拟测量单元，并用以接收下列读数，包括：由两个传感器感测到的和来自两个光源的光强度的任意组合；以及基于由两种光源中的每一个所发送和由两个检测器中的每一个所测量的光的部分的比率计算一组织吸收测量值。这些附加及/或其他本专利技术的方面及/或优点将阐述于后述的详细描述中。附图说明为了让本专利技术能更明显易懂，并为了阐述其如何实现，纯粹以例示的方式呈现下文的详细说明，附图中类似的标号表示相应的组件或部分。在附图中：图1为根据本专利技术部分实施例的心率传感装置示意图；图2为根据本专利技术部分实施例中一系统用以接收、处理并呈现至一使用者基于所述心率传感装置所收到信号的心率读数的方块示意图；图3A及图3B为根据本专利技术部分实施例中一附件单元用以将所述传感装置贴附于一被测组织的各别局部截面示意图及局部等距视图；图4为根据本专利技术部分实施例中包括所述心率传感装置及处理单元的头盔系统示意图；图5为根据本专利技术部分实施例中一太阳镜系统用以提供所述心率传感装置、信号处理及数据显示管理单元的示意图；图6为根据本专利技术部分实施例中一游泳镜系统用以提供所述心率传感装置、信号处理及数据显示管理单元的示意图；图7为根据本专利技术部分实施例中一心率量测与显示系统的示意图；以及图8为根据本专利技术部分实施例中一心率量测与显示系统的示意图。具体的细节将于具体实施方式中被阐述以便提供本领域技术人员显而易见的彻底理解本专利技术。具体实施方式参考具体实施方式并配合附图，要强调的是所示的细节为例示目的，且仅仅是为了探讨本专利技术的优选实施例，并且提供被认为是呈现本专利技术的原理和概念方面上最有用和容易理解的描述。在此方面，没有试图更详细地显示本专利技术的结构细节，而是就本专利技术必要的基本架构进行叙述。本专利技术由附图中所示和说明书中几种形式的具体实施方式所描述的内容使本领域技术人员体现本专利技术。详细解释本专利技术实施方式之前，需要理解的是本专利技术实施方式及及附图中详细的组件配置及建构并非用以限制本专利技术。本专利技术能以不同的实施方式在细节上加以变化。并且，本专利技术提供的各实施方式及附图不应被理解为限制本专利技术。心率量测装置使用在反射PPG已是现有技术。一现有技术中使用反射PPG的量测装置通常以光线由一光源通过活体组织的皮肤的光强度量测为基础。现有的装置无法呈现多个光源结合多个传感器用以量测心率的组成结构。仅使用一个光源和只有一个光检测器的严重缺点是由待测组织与量测装置监的相对运动使人工制品产生的高敏感度。由光源传送的光强度IPH在通过一被测的材料/组织后由光检测器接收，可以通过式(1)定义如下：其中，ILED为光源强度；KLEDept为被测材料/组织的光源光学耦合系数，它决定来自光源的光进入材料/组织后的强度衰减量；KPHepl为光检测器的光源光学耦合系数，它决定来自光源的光进入光检测器后的强度衰减量；KskinL(t)为在一被测组织中，如皮肤，光线通过距离L的吸收值；L为所述光源至所述光检测器的距离；t为时间。正如从式(1)可知，当光源强度和光学耦合系数是稳定的，光强度IPH(t)代表一稳定的PPG信号，其正比于KskinL(t)，具有比例系数为ILED×KLEDept×KPHepl。若人工制品的移动存在，则上述是不正确的。光源和光检测器的光耦合系数在耦合区对于压力值非常敏感，由于压力的变化将使它们的值产生改变(由于人工制品移动的影响)。这些频率范围的变化通常相关于或非常相关于心脏速率。这些变化的程度相对比单纯PPG信号的变化较大。压力稳定可提高PPG量测质量。耦合系数值强烈依赖于在耦合区的压力大小。在低压力的情况下，人工制品移动引发的改变会使耦合系数产生的巨大变化，而导致空气层存在耦合区的结果。当耦合压力高时，对于移动的人工制品来说耦合系数的敏感度将大幅降低。这可能是因为两种不同的原本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种系统，其特征在于，包括：一光学传感器，包括：一第一光源与一第二光源，用以分别通过一第一光线与一第二光线照明一身体组织；以及一第一光检测器与一第二光检测器，各用以检测光线，所述光线包括通过所述身体组织传送的部分第一光线与部分第二光线；以及一处理器，具有一模拟测量单元，并用以：接收下列读数，包括：由所述第一光检测器检测来自所述第一光源的光强度；由所述第一光检测器检测来自所述第二光源的光强度；由所述第二光检测器检测来自所述第一光源的光强度；由所述第二光检测器检测来自所述第二光源的光强度；以及基于由所述第二光检测器检测到的来自所述第一光源的光强度与由所述第一光检测器检测到的来自所述第一光源的光强度的一比例，以及由所述第一光检测器检测到的来自所述第二光源的光强度与由所述第二光检测器检测到的来自所述第二光源的光强度的另一比例，以计算一组织吸收测量值。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.02 US 14/0161611.一种系统，其特征在于，包括：
一光学传感器，包括：
一第一光源与一第二光源，用以分别通过一第一光线与一第二光线照明一身体组织；
以及
一第一光检测器与一第二光检测器，各用以检测光线，所述光线包括通过所述身体组
织传送的部分第一光线与部分第二光线；以及
一处理器，具有一模拟测量单元，并用以：
接收下列读数，包括：
由所述第一光检测器检测来自所述第一光源的光强度；
由所述第一光检测器检测来自所述第二光源的光强度；
由所述第二光检测器检测来自所述第一光源的光强度；
由所述第二光检测器检测来自所述第二光源的光强度；以及
基于由所述第二光检测器检测到的来自所述第一光源的光强度与由所述第一光检测
器检测到的来自所述第一光源的光强度的一比例，以及由所述第一光检测器检测到的来自
所述第二光源的光强度与由所述第二光检测器检测到的来自所述第二光源的光强度的另
一比例，以计算一组织吸收测量值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器更设置用以通过由所述第二光
检测器检测到的来自所述第一光源的光强度与由所述第一光检测器检测到的来自所述第
一光源的光强度的所述比例，以及由所述第一光检测器检测到的来自所述第二光源的光强
度与由所述第二光检测器检测到的来自所述第二光源的光强度的所述另一比例相乘，以计
算所述组织吸收测量值。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一与第二光检测器被设置于所述第
一与第二光源之间。
4.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：优素福·甘德尔曼，兹维·欧朗，约阿夫·阿明诺夫，奥马里·约夫，罗伊·罗兹尼曼，乔纳森·阿帕斯欧夫，
申请(专利权)人：莱夫毕恩技术有限公司，
类型：发明
国别省市：以色列;IL
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