光学生命体征传感器制造技术

提供了一种光学生命体征传感器(100)，其包括：PPG传感器(102)；力换能器(130)，其被配置为测量经由PPG传感器(102)施加到用户的皮肤(1000)的力；以及处理单元(140)，其被配置为从PPG传感器(102)的输出提取关于血容量脉冲的信息，并且将提取的信息映射到在施加到PPG传感器(102)的特定力处的血压值。

Optical vital sign sensor

An optical vital sign sensor (100) is provided, which includes a PPG sensor (102); a force transducer (130) configured to measure the force applied to the user's skin (1000) via a PPG sensor (102); and a processing unit (140) configured to extract information about blood volume pulses from the output of the PPG sensor (102) and map the extracted information to the applied PPG sensor. The blood pressure at a specific force of the apparatus (102).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学生命体征传感器
本专利技术涉及一种用于监测用户的生命体征的光学生命体征传感器。
技术介绍
如光学心率传感器的心率传感器被公知为监测或检测生命体征，如用户的心率。这样的心率传感器可以基于光体积描记(PPG)传感器，并且可以用于采集体积器官测量结果。借助于脉搏血氧计，可以检测人皮肤的光吸收的变化，并且基于这些测量结果，可以确定用户的心率或其他生命体征。PPG传感器包括光源，如将光发射到用户的皮肤中的发光二极管(LED)。发射的光在皮肤中散射并且至少部分地由血液吸收。光的部分离开皮肤，并且可以由光检测器捕获。由光检测器捕获的光的量可以是用户的皮肤内的血容量的指示。因此，PPG传感器可以通过特定波长处的吸收测量结果来监测皮肤的真皮和皮下组织中的血液的灌注。如果血容量由于脉动心脏而改变，则从用户的皮肤返回的散射光也在变化。因此，通过借助于光检测器监测检测到的光信号，可以确定用户在其皮肤内的脉搏以及因此心率。此外，可以确定血液的化合物，如氧合血红蛋白或去氧血红蛋白以及氧饱和度。PPG传感器可以实施在例如智能手表中，并且可以放置为与用户的皮肤直接接触。然而，如果PPG传感器不再与用户的皮肤直接接触，例如，如果已经发生皮肤接触的丢失，则光检测器的输出不能够用于检测用户的生命体征。用户的生命体征可以是用户的心率、呼吸率、核心温度和血压。WO2016/040263A1公开了一种用于确定用户的血压的腕戴式设备。加速度计被提供为检测血压脉冲何时传播。PPG传感器或脉压传感器检测用户腕部处的血压的到达。加速度计和PPG传感器的输出信号被处理以计算脉搏通过时间并基于脉搏通过时间生成脉压值。US2007/0167844A1公开了一种具有用于确定血压的PPG传感器的光学生命体征传感器。WO2011/082341A1公开了一种具有PPG传感器的光学生命体征传感器，其中，PPG传感器的输出用于确定血压。US2012/0215118A1公开了一种用于确定用户的血压的袖带。袖带还包括PPG传感器。US2011/0208069A1公开了一种血压信息测量设备，其包括PPG传感器。US2007/0055163A1公开了一种可穿戴血压传感器，其还包括PPG传感器。JP2006/239114A1公开了一种具有PPG传感器的血压监测器。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种光学生命体征传感器，其允许对用户的生命体征的改进的检测或估计。根据本专利技术的方面，一种(腕戴式)光学生命体征传感器被提供，以测量或确定用户的生命体征。光学生命体征传感器是光体积描记(PPG)传感器。光源被配置为生成被引导朝向用户的皮肤的光。传感器还包括光检测器单元，所述光检测器单元被配置为检测指示在用户的皮肤中或从其发射的光的反射的光。PPC传感器包括接触表面，所述接触表面被配置为抵靠用户的皮肤被放置。来自光源的光经由接触表面被引导朝向用户的皮肤。光学生命体征传感器还包括例力换能器或力测量单元，以测量经由PPG传感器施加到用户的皮肤的力。此外，传感器包括处理单元，以从所述PPG传感器的输出信号提取关于血容量脉冲的信息，并且将提取的信息映射到在施加到PPG传感器的特定力处的血压值。利用这样的(腕戴式)光学生命体征传感器，因此能够在非侵入性物质中估计用户的血压。此外，可以借助于(腕戴式)光学生命体征传感器随时估计用户的血压。根据本专利技术的方面，PPG传感器被压靠在用户的皮肤上的力是由用户自身引起的。根据本专利技术的又一方面，所述腕戴式光学生命体征传感器包括力致动器，以经由所述PPG传感器向用户的皮肤施加力，以便开始估计用户的血压的测量过程。根据本专利技术的又一方面，所述腕戴式光学生命体征传感器包括具有腔的腕带，可膨胀膜布置在所述腔中。所述膜可以借助于空气泵单元来充气或放气，以便向PPG传感器施加压力以将PPG传感器压靠在用户的皮肤上。根据本专利技术的又一方面，力换能器被耦合到PPG传感器，以便检测所述PPG传感器被压靠在用户的皮肤上的力。根据本专利技术的又一方面，施加到用户的皮肤的力>15N。本专利技术还涉及一种利用腕戴式光学生命体征传感器来测量或确定用户的生命体征的方法。所述光学生命体征传感器是PPG传感器，其具有：接触表面；至少一个光源，其用于生成被引导朝向用户的皮肤的光；以及至少一个光检测器，其用于检测指示在用户的皮肤中或从其发射的光的反射的光。在PPG传感器被压靠在用户的皮肤上时力被施加到PPG传感器。来自至少一个光源的光朝向用户的皮肤被发射，并且反射光被检测。测量PPG传感器被压靠在用户的皮肤上的力。从PPG传感器的输出信号提取血容量脉冲信息，并且将提取的血容量脉冲信息映射到在施加到PPG传感器的特定力处的血压值。根据本专利技术的方面，利用外部设备(如典型的血压袖套)测量血压，并且基于如由外部设备测量的血压来校准血容量脉冲信息到血压值的映射。这是有利的，因为其允许利用从外部设备测量的血压来校准血压的确定。利用这样的校准步骤，血压确定的准确度应该显著增加。力换能器或力测量单元可以直接(例如借助于力换能器)检测或测量力。备选地，可以间接确定力。根据本专利技术的方面，血压值对应于平均动脉压力MAP。根据本专利技术的方面，施加到用户的皮肤的力仅由PPG传感器及其接触表面施加。根据本专利技术的方面，提供了一种包括计算机可读存储器的计算机程序产品，所述计算机可读存储器存储计算机程序代码模块，以用于使光学生命体征执行测量或确定用户的生命体征的步骤，如上所述。根据本专利技术的方面，生命体征传感器包括基于LED的PPG传感器。LED光穿透用户的皮肤，被反射，并且其中一些可以到达光检测器。光检测器的输出可以用于监测血容量分数和血液化合物，如含氧和去氧血红蛋白。具体地，来自LED光源的光的吸收或反射的量可以用于确定心率以及血容量分数或血液化合物。心率与血容量分数相关。此外，根据本专利技术的PPG传感器因此是光学传感器，其允许非侵入性地测量用户的生命体征。应当理解，本专利技术的优选实施例也可以是从属权利要求或以上实施例或方面与相应的独立权利要求的组合。参考下文描述的(一个或多个)实施例，本专利技术的这些和其他方面将显而易见并得到阐述。附图说明在以下附图中：图1示出了根据本专利技术的生命体征传感器的示意性表示，图2示出了指示用户的若干血管中的血压的图形，图3示出了指示光检测器的输出的脉动AC分量与平均动脉压力之间的相关性的图形，图4示出了平均动脉压力与光检测器的输出信号的AC分量之间的散点图，图5示出了根据本专利技术第一实施例的光学生命体征传感器的示意性截面，图6示出了具有穿戴在用户的腕部处的腕带的光学生命体征传感器的示意性表示，图7示出了根据第二实施例的光学生命体征传感器的示意性截面，并且图8示出了穿戴在用户腕部上的光学生命体征传感器的示意性表示。具体实施方式图1示出了光学生命体征传感器的操作原理的基本表示。在图1中，光学生命体征传感器(例如，心率传感器100)利用其接触表面101被布置或放置在例如用户的手臂上。接触表面101可以(直接)放置在用户的皮肤1000上。心率传感器100包括至少一个光源110和至少一个光检测器120。光源110经由接触表面101将光发射到用户的皮肤1000上或皮肤1000中。光中的一些被反射，并且反射光可以由光检测器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种被配置为测量或确定用户的生命体征的光学生命体征传感器(100)，包括：光体积描记(PPG)传感器(102)，其具有：光源(110)，其被配置为生成被引导朝向所述用户的皮肤(1000)的光；光检测器单元(120)，其被配置为检测光，其中，所述光指示在所述用户的所述皮肤(1000)中发射的或从所述用户的所述皮肤(1000)发射的光的反射；以及接触表面(101)，其被配置为被放置为抵靠用户的皮肤(1000)；其中，来自所述光源(110)的所述光经由所述接触表面(101)被引导朝向所述用户的所述皮肤(1000)，力测量单元(130)，其被配置为测量经由所述PPG传感器(102)的所述接触表面被施加到所述用户的所述皮肤(1000)的力，以及处理单元(140)，其被配置为从所述PPG传感器(102)的输出信号提取关于血容量脉冲的信息，并且将所提取的信息映射到在经由所述PPG传感器(102)的所述接触表面被施加到所述用户的所述皮肤的特定力处的血压值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.25 EP 16181087.41.一种被配置为测量或确定用户的生命体征的光学生命体征传感器(100)，包括：光体积描记(PPG)传感器(102)，其具有：光源(110)，其被配置为生成被引导朝向所述用户的皮肤(1000)的光；光检测器单元(120)，其被配置为检测光，其中，所述光指示在所述用户的所述皮肤(1000)中发射的或从所述用户的所述皮肤(1000)发射的光的反射；以及接触表面(101)，其被配置为被放置为抵靠用户的皮肤(1000)；其中，来自所述光源(110)的所述光经由所述接触表面(101)被引导朝向所述用户的所述皮肤(1000)，力测量单元(130)，其被配置为测量经由所述PPG传感器(102)的所述接触表面被施加到所述用户的所述皮肤(1000)的力，以及处理单元(140)，其被配置为从所述PPG传感器(102)的输出信号提取关于血容量脉冲的信息，并且将所提取的信息映射到在经由所述PPG传感器(102)的所述接触表面被施加到所述用户的所述皮肤的特定力处的血压值。2.根据权利要求1所述的光学生命体征传感器(100)，其中，所述光学生命体征传感器(100)是腕戴式光学生命体征传感器。3.根据权利要求2所述的光学生命体征传感器(100)，其中，所述特定力是由所述用户引起的。4.根据权利要求2所述的光学生命体征传感器(100)，还包括力致动器(160)，所述力致动器被配置为经由所述PPG传感器(102)向所述用户的所述皮肤(1000)施加力。5.根据权利要求4所述的光学生命体征传感器(100)，还包括腕带(103)，所述腕带具有腔(103a)，可膨胀膜(160)被布置在所述腔中，其中，所述膜(160)能够借助于空气泵单元(150)来充气或放气，以便向所述PPG传感器(102)施加压力。6.根据权利要求2所述的光学生命体征传感器(100)，其中，所述力换能器(130)被耦合到所述PPG传感器(102)，以便检测所述PPG传感器(102)被压靠在用户的皮肤(1000)上的力。7.根据权利要求3所述的光学...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·格利森，R·希尔比希，A·希尔格斯，M·G·拉达，K·T·J·德格罗特，R·哈克玛，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL