微循环检测系统及检测方法技术方案

一种微循环检测系统，该微循环检测系统包含加热装置、阵列式传感器以及处理单元。所述加热装置用于对皮肤区域加温。所述阵列式传感器用于检测所述皮肤区域的出射光并在加温期间内的不同时间点分别输出多个亮度变化信号。所述处理单元用于根据所述多个亮度变化信号计算阵列能量分布在所述加温期间内的变化并据以判断微循环状态。

Microcirculation detection system and method

A microcirculation detection system includes a heating device, an array sensor and a processing unit. The heating device is used for heating the skin area. The array sensor is used for detecting the outgoing light of the skin area and outputting a plurality of brightness change signals at different time points during the heating period. The processing unit is used to calculate the change of array energy distribution in the heating period according to the plurality of brightness change signals and judge the microcirculation state.

【技术实现步骤摘要】
微循环检测系统及检测方法
本专利技术说明有关一种微循环检测，更特别有关一种检测微循环随皮肤表面温度上升而变化的检测系统及其检测方法。
技术介绍
目前，可携式电子装置(portableelectronicdevice)及穿戴式电子装置(wearableelectronicdevice)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阵列式生理检测系统及其运作方法，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阵列式生理检测系统及其运作方法，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。本专利技术说明提供一种微循环检测系统，包含光源、加热装置、感光阵列以及处理单元。所述光源用于发光照明皮肤区域。所述加热装置用于对所述皮肤区域加温。所述感光阵列用于检测所述皮肤区域的出射光并输出多个PPG信号。所述处理单元用于将所述多个PPG信号转换为阵列能量分布，辨识所述阵列能量分布中的环状式样及计算加温期间内的所述环状式样的振荡的频率变化。本专利技术说明还提供一种微循环检测系统，包含光源、加热装置、计时器、感光阵列以及处理单元。所述光源用于发光照明皮肤区域。所述加热装置用于对所述皮肤区域加温。所述计时器用于计时所述加热装置的加温期间。所述感光阵列用于检测所述皮肤区域的出射光并输出多个PPG信号。所述处理单元用于将所述多个PPG信号转换为阵列能量分布，辨识第一时间点的所述阵列能量分布中的第一环状式样及第二时间点的所述阵列能量分布中的第二环状式样以及判断所述第一环状式样及所述第二环状式样的往复频率的频率变化是否在所述加温期间的第一时间区间及第二时间区间分别具有峰值。本专利技术说明还提供一种微循环检测系统的检测方法，该微循环检测系统包含光源、加热装置、感光阵列以及处理单元。所述检测方法包含下列步骤：以所述光源照明皮肤区域；以所述加热装置对所述皮肤区域加温；以所述感光阵列检测所述皮肤区域的出射光并输出多个PPG信号；以所述处理单元将所述多个PPG信号转换为阵列能量分布；以及以所述处理单元辨识所述阵列能量分布中预定位置的能量振荡在加温期间的频率变化在所述加温期间的两个预定时间区间中的两个峰值。本专利技术说明实施例的阵列式生理检测系统及其运作方法中，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；图6A及6B为本专利技术说明实施例的生理检测所检测的525纳米光的三维能量分布的示意图；图7A及7B为本专利技术说明实施例的生理检测所检测的880纳米光的三维能量分布的示意图；图8为本专利技术说明另一实施例的生理检测装置的示意图；图9为本专利技术说明再一实施例的生理检测系统的方框图；图10A为本专利技术说明实施例的微循环检测系统的方框图；图10B为本专利技术说明实施例的微循环检测系统的操作示意图；图11为本专利技术说明实施例的微循环检测系统的加温示意图；图12为本专利技术说明实施例的微循环检测系统检测的频率变化的示意图；图13为本专利技术说明实施例的微循环检测系统的检测方法的流程图。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1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，因此光线波长优选选择为无法穿透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，根据所述能量分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微循环检测系统，该微循环检测系统包含：/n光源，用于发光照明皮肤区域；/n加热装置，用于对所述皮肤区域加温；/n感光阵列，用于检测所述皮肤区域的出射光并输出多个PPG信号；及/n处理单元，用于/n将所述多个PPG信号转换为阵列能量分布，/n辨识所述阵列能量分布中的环状式样，及/n计算加温期间内的所述环状式样的振荡的频率变化。/n

【技术特征摘要】
20180604 US 15/996,652;20190318 US 16/355,8641.一种微循环检测系统，该微循环检测系统包含：
光源，用于发光照明皮肤区域；
加热装置，用于对所述皮肤区域加温；
感光阵列，用于检测所述皮肤区域的出射光并输出多个PPG信号；及
处理单元，用于
将所述多个PPG信号转换为阵列能量分布，
辨识所述阵列能量分布中的环状式样，及
计算加温期间内的所述环状式样的振荡的频率变化。


2.根据权利要求1所述的微循环检测系统，其中所述光的波长介于500纳米与550纳米之间。


3.根据权利要求1所述的微循环检测系统，还包含显示器用于显示不同时间点的所述环状式样、所述频率变化、加温温度及皮肤表面温度至少其中之一。


4.根据权利要求1所述的微循环检测系统，还包含计时器用于计时所述加温期间。


5.根据权利要求1所述的微循环检测系统，其中所述加温期间为15分钟。


6.根据权利要求1所述的微循环检测系统，其中所述加热装置包含：
腔室，用于容纳所述皮肤区域；以及
红外线灯，设置于所述腔室内并用于加温所述腔室。


7.根据权利要求1所述的微循环检测系统，其中所述感光阵列包含阵列排列的多个像素区域用于分别输出亮度变化信号以作为所述多个PPG信号的其中一者，其中所述多个像素区域的每一者包含至少一个感光像素。


8.根据权利要求7所述的微循环检测系统，其中所述阵列能量分布是所述多个PPG信号在预定频率的频谱能量相对所述多个像素区域的二维空间的能量值分布。


9.根据权利要求8所述的微循环检测系统，其中所述环状式样的振荡是所述阵列能量分布的所述环状式样中与所述多个像素区域至少一者相对应的位置的能量振幅的振荡。


10.一种微循环检测系统，该微循环检测系统包含：
光源，用于发光照明皮肤区域；
加热装置，用于对所述皮肤区域加温；
计时器，用于计时所述加热装置的加温期间；
感光阵列，用于检测所述皮肤区域的出射光并输出多个PPG信号；及
处理单元，用于
将所述多个PPG信号转换为阵列能量分布，
辨识第一时间点的所述阵列能量分布中的第一环状式样及第二时间点的所述阵列能量分布中的第二环状式样，及<...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩威如，庄智元，
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;TW