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一种生命体征测量装置及方法制造方法及图纸

技术编号:15050127 阅读:129 留言:0更新日期:2017-04-05 21:01
本发明专利技术提供了一种生命体征测量装置及方法,该装置和方法可以测量处于运动状态下的生命体的心率信号。通过接收两路不同的信号,利用自适应噪声消除算法对两路信号进行噪声去除后,再经过一定的运算后可以得到较为精确的心率信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种生命体征信号的测量装置及方法,尤其涉及处于运动状态下的生物体心率信号的测量装置及方法。
技术介绍
在生命体征参数检测中,心率是一个非常重要的生理指标。在医疗领域心率测量可以为医学诊断提供参考。由于心率也是人体运动时身体负荷的评价标准,因此在体育锻炼中检测心率可以合理指导运动员锻炼。心率监测还可以间接了解在运动时能量消耗情况,从而帮助运动者更有效率地减脂塑型。另外,心率的测量不需要复杂的仪器与装置,且适合进行连续监测。因此,实时监测心率信号具有广泛和重要的价值。
技术实现思路
本专利技术提供一种生命体征获取的设备和方法。所述设备包括:第一信号源,用于向一物体表面发射第一光束,所述第一光束可以是单色光,也可以是包含一段波长范围的光,所述单色光或者包含一段波长范围的光包括但不限于红光、黄光、绿光、蓝光、紫光、红外、紫外等;第一信号接收装置,用于接收所述物体反射的第一信号,所述第一信号接收装置可以是一个光电传感器,所述第一信号与第一光束相关;第二信号接收装置,用于接收所述物体反射的第二信号,所述第二信号接收装置可以是一个光电传感器,所述第二信号与第一光束相关,所述第二信号不同于所述第一信号。可选地,所述第一信号与所述第二信号生命体征信息与噪声信息的比例不同;所述第一信号源,第一信号接收装置和第二信号接收装置可以位于一条直线上,也可以距离所述物体表面上方不同的距离。可选地,所述物体可以是一个生命体,所述物体表面可以是生命体的特定组织或部位,例如但不限于皮肤。可选地,所述第一光束入射到皮肤表面,可以直接被皮肤角质层与外表形成的界面反射,发出反射光,所述反射光可以包括运动信息;也可以被皮肤表面折射后依次进入皮肤组织的表皮和真皮,被皮肤组织散射和吸收,发出散射光,所述散射光可以包括运动信息和生命体征。所述物体反射的第一信号和/或第二信号可以包括皮肤表面的反射光和被皮肤组织散射的散射光。可选地,所述第一信号可以包括PPG信号;可选地,所述第二信号可以包括所述生命体的噪声信息。可选地,所述第一信号源到所述第一信号接收装置的距离可以大于所述第一信号源到所述第二信号接收装置的距离,所述第一信号接收装置到所述生命体表面的距离可以小于所述第二信号接收装置到所述生命体表面的距离,所述距离的不同可以使光子深入到皮肤组织的平均深度不同,可以使第一信号和第二信号所携带的生命体征信息与噪声信息比例不同。可选地,所述设备可以包括第二信号源,用于向所述物体表面发射第二光束,所述第一信号源和所述第二信号源可以同时发出光束,也可以交替发出光束,所述第一信号源的光束和第二信号源的光束的波长可以是相同的,也可以是不同的。所述第一信号源和所述第一信号接收装置构成第一传感器,所述第二信号源和所述第二信号接收装置构成第二传感器。可选地,所述第二信号源到所述第二信号接收装置的距离可以小于所述第一信号源到所述第一信号接收装置的距离,所述距离的不同可以使所述第一光束和所述第二光束深入到皮肤组织的平均深度不同,可以使第一信号和第二信号所携带的生命体征分量的比例大小不同。可选地,所述设备可以包括一个光学元件,位于所述第二信号接收装置和所述生命体之间,用来改变第二信号的传播方向,也可以位于所述第一信号接收装置和所述生命体之间,用来改变第一信号的传播方向;可选的,所述设备可以包括至少两个光学元件,可以分别位于所述第二信号接收装置和所述生命体之间以及第一信号接收装置和所述生命体之间。所述两个或两个以上光学元件可以相同,也可以不同。进一步可选地,所述元件可以是一个透镜或一个光导,可以用来改变所述第二信号接收装置或者所述第一信号接收装置接收信号的方向,使得光线与皮肤呈一定的夹角,所述透镜类型包括但不限于凹透镜,凸透镜,平凸透镜,平凹透镜,凹凸透镜。可选地,所述第一光束为偏振光,所述偏振光可以由第一信号源直接产生,也可以由第一信号源和特定光学元件组合产生。可选地,所述设备可以包括偏振装置,可以包括第一偏振装置,位于所述第二信号接收装置和所述生命体之间,也可以包括第二偏振装置,位于所述第一信号接收装置和所述生命体之间,还可以包括第三偏振装置,位于所述第一信号源和所述生命体之间;进一步可选地,所述偏振装置可以是偏振器,用来产生线偏振光,所述偏振器的偏振方向可以相同,也可以不同,可选的,不同偏振方向之间相互垂直。当入射光是满足一定条件的线偏振光时,皮肤表面反射光仍可以是线偏振光,后向散射光是非偏振光,调节所述偏振器的偏振方向,可以使第一信号和或第二信号包含不同比例的反射光和后向散射光,所述第一信号和所述第二信号所携带的生命体征分量的比例不同。可选地,所述设备可以包括一个或者多个分束器,用于将生物体的反射信号分解成两个部分,可以分别是分束器的反射光和分束器的透射光,分束器反射与透射的分量相等,所述分束器可以使所述第一信号和所述第二信号取自皮肤上的同一区域,,从而提高了相关度;进一步优选地,所述分束器可以是偏振分束器,用于将光分解成不同偏振方向的偏振光,所述偏振分束器自带偏振器,可以减少传感器中偏振器使用的数量。可选地,所述第二信号装置可以位于所述第一光束的法线附近,所述第二信号接收装置接收到的后向散射光强度较大。进一步优选地,所述第二信号装置位于所述第一光束的法线方向,所述第二信号接收装置接收到的后向散射光强度最大。可选地,所述设备可以包括一个处理模块,所述处理模块可以根据所述第一信号和所述第二信号获取生命体征信息,例如但不限于心率信息,所述处理模块可以包括但不限于噪声消除、信号解析和信号表征等功能。本专利技术还提供另外一种生命体征获取的设备。所述设备包括:第一信号源,用于向一物体表面发射第一光束;第二信号源,用于向所述物体表面发射第二光束,所述第一信号源和所述第二信号源可以交替发出光束,也可以同时发出光束,所述第一光束和所述第二光束的波长可以相同,也可以不同;第一信号接收装置,用于分时接收所述物体反射的第一信号和第二信号,所述第一信号接收装置可以是一个光电传感器,所述第一信号与所述第一光束相关,所述第二信号与所述第二光束相关,所述第一信号不同于所述第二信号。可选地,所述第一信号与所述第二信号生命体征信息与噪声信息的比例不同;所述第一信号源,第二信号源和第一信号接收装置可以位于一条直线上,也可以距离所述物体表面上方不同的距离。可选地,所述物体可以是一个生命体,所述物体表面可以是生命体的特定组织或部位,例如但不限于皮肤。可选地,所述第一光束和所述第二光束入射到皮肤表面,可以直接被皮肤角质层与外表形成的界面反射,发出反射光,所述反射光可以包括运动信息;也可以被皮肤表面折射后依次进入皮肤组织的表皮和真皮,被皮肤组织散射和吸收,发出散射光,所述散射光可以包括运动信息和生命体征。所述物体反射的第一信号和/或第二信号可以包括皮肤表面的反射光和被皮肤组织散射的散射光。可选地,所述第一信号可以包括PPG信号;进一步可选地,所述第二信号可以包括所述生命体的噪声信息。可选地,所述第一信号源到所述第一信号接收装置的距离可以大于所述第二信号源到所述第一信号接收装置的距离,所述第一信号源到所述生命体表面的距离可以小于所述第二信号源到所述生命体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个设备,其特征在于,包括:第一信号源,位于第一位置,用于向一物体表面发射第一光束;第一信号接收装置,位于第二位置,用于接收所述物体反射的第一信号,所述第一信号与第一光束相关;第二信号接收装置,位于第三位置,用于接收所述物体反射的第二信号,所述第二信号与第一光束相关;所述第二信号不同于所述第一信号。

【技术特征摘要】
1.一个设备,其特征在于,包括:第一信号源,位于第一位置,用于向一物体表面发射第一光束;第一信号接收装置,位于第二位置,用于接收所述物体反射的第一信号,所述第一信号与第一光束相关;第二信号接收装置,位于第三位置,用于接收所述物体反射的第二信号,所述第二信号与第一光束相关;所述第二信号不同于所述第一信号。2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一信号接收装置是光电传感器。3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述物体是一生命体,所述第一信号包括PPG信号。4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述第二信号包括所述生命体运动信号。5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述第一位置到所述第二位置的距离大于所述第一位置到所述第三位置的距离。6.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述第一位置到所述生命体表面的距离小于所述第三位置到所述生命体表面的距离。7.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,包括第二信号源,位于第四位置,用于向所述物体发射第二光束。8.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,包括一元件,位于所述第二信号接收装置和所述生命体之间,所述元件改变第二信号的传播方向。9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述元件是一个透镜或一个光导。10.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,第一信号源向物体表面发射的第一光束为偏振光。11.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,包括第一偏振装置,位于所述第二信号接收装置和所述生命体之间。12.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,所述偏振装置是线偏振器。13.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,至少包括一个分束器,用于把生物体的反射信号分解成两个部分。14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述分束器为偏振分束器,用于将光分解成不同偏振方向的偏振光。15.根据权利要求11所述的装置,其特征在于,包括第二偏振装置,位于所述第一信号接收装置和所述生命体之间。16.根据权利要求15所述的装置,其特征在于,包括第三偏振装置,位于所述第一信号源和所述生命体之间。17.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,第二信号接收装置位于第一光束的法线附近内。18.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,包括一个处理模块,所述处理模块根据所述第一信号和所述第二信号获取心率信息。19.一个设备,其特征在于,包括:第一信号源,位于第一位置,用于向一物体表面发射第一光束;第二信号源,位于第二位置,用于向所述物体表面发射第二光束;第一信号接收装置,位于第三位置,用于分时接收所述物体反射的第一信号和第二信号,所述第一信号与所述第一光束相关,所述第二信号与所述第二光束相关;所述第一信号不同于所述第二信号。20.根据权利要求19所述的装置,其特征在于,所述第一信号接收装置是光电传感器。21.根据权利要求19所述的装置,其特征在于,所述物体是一生命体,所述第一信号包括PPG信号。22.根据权利要求21所述的装置,其特征在于,所述第二信号包括所述生命体运动信号。23.根据权利要求22所述的装置,其特征在于,所述第一位置到所述第三位置的距离大于所述第二位置到所述第三位置的距离。24.根据权利要求21所述的装置,其特征在于,所述第一位置到所述生命体表面的...

【专利技术属性】
技术研发人员:齐心刘婷
申请(专利权)人:齐心
类型:发明
国别省市:广东;44

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