用于估计生物信息的设备和方法技术

提供了用于估计生物信息的设备和方法。所述用于估计生物信息的设备包括：脉搏波传感器和处理器。脉搏波传感器包括多个通道，所述多个通道中的每个通道被配置为测量第一波长的第一脉搏波信号和第二波长的第二脉搏波信号，第二波长与第一波长不同。处理器被配置为：针对所述多个通道中的每个通道，基于第一脉搏波信号生成第一示波图，基于第二脉搏波信号生成第二示波图，并将第一示波图与第二示波图之间的相位延迟转换成面积。处理器还被配置为：基于每个通道的面积在所述多个通道之中确定通道，并基于确定的通道估计生物信息。并基于确定的通道估计生物信息。并基于确定的通道估计生物信息。

【技术实现步骤摘要】
用于估计生物信息的设备和方法
[0001]本申请要求于2020年10月5日在韩国知识产权局提交的第10
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2020
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0127934号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的全部公开出于所有目的通过引用包含于此。


[0002]本公开的示例实施例涉及用于估计生物信息的设备和方法，并且更具体地，涉及用于在不使用袖带的情况下提取心血管特性并且基于提取的心血管特性估计生物信息。

技术介绍

[0003]用于在不使用压力袖带的情况下提取心血管特性(诸如，血压等)的通用技术包括脉搏波分析(pulse wave analysis，PWA)方法和脉搏波速度(pulse wave velocity，PWV)方法。
[0004]PWA方法是通过分析从身体的外周部位(peripheral part)(例如，指尖、桡动脉等)获得的光电容积描记(PPG)信号或体表压力信号的形状来提取心血管特性的方法。从左心室射出的血液在大的分支血管区域(诸如，肾动脉和髂动脉)处引起反射，并且该反射影响在身体的外周部位处测量的脉搏波或身体压力波的形状。因此，通过分析该形状，动脉僵硬度、动脉年龄、主动脉压波形等可被推断。
[0005]PWV方法是通过测量脉搏波传输时间来提取心血管特性(诸如，动脉僵硬度、血压等)的方法。在该方法中，通过测量身体的外周部位的心电图(ECG)信号和PPG信号来测量从身体的外周部位(例如，手指或桡动脉)获得的ECG的R峰(左心室收缩间隔)与PPG信号的峰之间的延迟(脉搏传导时间(PTT))，并且通过将手臂的近似长度除以PTT来计算来自心脏的血液到达身体的外周部位的速度。

技术实现思路

[0006]根据示例实施例的一个方面，提供了一种用于估计生物信息的设备，所述设备包括：脉搏波传感器，包括多个通道，所述多个通道中的每个通道被配置为测量第一波长的第一脉搏波信号和第二波长的第二脉搏波信号，第二波长与第一波长不同；以及处理器，被配置为：针对所述多个通道中的每个通道，基于第一脉搏波信号生成第一示波图，基于第二脉搏波信号生成第二示波图，并将第一示波图与第二示波图之间的相位延迟转换成面积，并且基于每个通道的面积在所述多个通道之中确定通道，并基于确定的通道估计生物信息。
[0007]脉搏波传感器可包括：至少一个光源，被配置为将第一波长的光和第二波长的光发射到对象上；以及至少一个光接收器，被配置为检测从对象散射或反射的第一波长的光和第二波长的光。
[0008]所述至少一个光接收器可包括光电二极管阵列或互补金属氧化物半导体图像传感器(CMOS)中的至少一个。
[0009]处理器还可被配置为：将第一示波图与第二示波图之间的相位延迟转换成利萨如波形中的面积。
[0010]处理器还可被配置为：基于面积的大小、利萨如波形的斜率、面积的形状或第一区域与第二区域之间的比率中的至少一个来确定通道，第一区域和第二区域通过划分每个通道的面积被获得。
[0011]处理器还可被配置为：基于每个通道的第一示波图和第二示波图来从确定的通道排除不满足预定标准的通道。
[0012]处理器还可被配置为：针对每个通道，通过从第一示波图减去第二示波图来生成第三示波图，并且基于以下项中的至少一个来从确定的通道排除通道：第三示波图中的半最大值全宽度(FWHM)、与第三示波图的基准点和最大点之间的预定比例对应的点处的全宽度、或第三示波图的在曲线拟合之前的脉搏波与第三示波图的在曲线拟合之后的脉搏波之间的残差的统计值。
[0013]处理器还可被配置为：基于第一波长和第二波长确定差系数，并且从第一示波图减去应用了差系数的第二示波图。
[0014]所述设备还可包括：力/压力传感器，力/压力传感器被配置为测量施加在对象与脉搏波传感器之间的接触力和/或接触压力。
[0015]处理器还可被配置为：通过使用确定的通道的第一示波图、确定的通道的第二示波图、或者通过从确定的通道的第一示波图减去确定的通道的第二示波图而生成的第三示波图来估计生物信息。
[0016]处理器还可被配置为：通过使用第一示波图来估计第一生物信息，通过使用第二示波图来估计第二生物信息，并且基于第一生物信息或第二生物信息中的至少一个来获得最终生物信息。
[0017]处理器还可被配置为：基于每个通道的面积在所述多个通道之中确定两个或更多个通道，估计相应确定的两个或更多个通道的生物信息值，并通过使用相应确定的两个或更多个通道的估计的生物信息值中的至少一个来获得最终生物信息。
[0018]生物信息可包括血压、血管年龄、动脉僵硬度、主动脉压波形、血管顺应性、压力指数、疲劳程度、皮肤年龄或皮肤弹性中的至少一个。
[0019]根据示例实施例的一个方面，提供了一种估计生物信息的方法，所述方法包括：通过使用具有多个通道的脉搏波传感器，针对所述多个通道中的每个通道测量第一波长的第一脉搏波信号和第二波长的第二脉搏波信号，第二波长与第一波长不同；针对每个通道，基于第一脉搏波信号生成第一示波图，并且基于第二脉搏波信号生成第二示波图；针对每个通道，将第一示波图与第二示波图之间的相位延迟转换成面积；基于每个通道的面积在所述多个通道之中确定通道；以及基于确定的通道估计生物信息。
[0020]所述方法还可包括：将第一示波图与第二示波图之间的相位延迟转换成利萨如波形中的面积。
[0021]确定的步骤可包括：基于面积的大小、利萨如波形的斜率、面积的形状或第一区域与第二区域之间的比率中的至少一个来确定通道，第一区域和第二区域通过划分每个通道的面积被获得。
[0022]所述方法还可包括：基于每个通道的第一示波图和第二示波图来从确定的通道排除不满足预定标准的通道。
[0023]所述方法还可包括：针对每个通道，通过从第一示波图减去第二示波图来生成第
三示波图：以及基于以下项中的至少一个来从确定的通道排除通道：第三示波图中的半最大值全宽度(FWHM)、与第三示波图的基准点和最大点之间的预定比例对应的点处的全宽度、或第三示波图的在曲线拟合之前的脉搏波与第三示波图的在曲线拟合之后的脉搏波之间的残差的统计值。
[0024]估计的步骤可包括：通过使用确定的通道的第一示波图、确定的通道的第二示波图、或者通过从确定的通道的第一示波图减去确定的通道的第二示波图而生成的第三示波图，来估计生物信息。
[0025]估计的步骤可包括：通过使用确定的通道的第一示波图来估计第一生物信息，通过使用确定的通道的第二示波图来估计第二生物信息，并且基于第一生物信息或第二生物信息中的至少一个来获得最终生物信息。
[0026]估计的步骤可包括：基于每个通道的面积在所述多个通道之中确定两个或更多个通道，估计相应确定的两个或更多个通道的生物信息值，并通过使用相应确定的两个或更多个通道的估计的生物信息值中的至少一个来获得最终生物信息。
[0027]根据示例实施例的一个方面，提供了一种用于估计生物信息的设备，所述设备包括：脉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于估计生物信息的设备，所述设备包括：脉搏波传感器，包括多个通道，所述多个通道中的每个通道被配置为测量第一波长的第一脉搏波信号和第二波长的第二脉搏波信号，第二波长与第一波长不同；以及处理器，被配置为：针对所述多个通道中的每个通道，基于第一脉搏波信号生成第一示波图，基于第二脉搏波信号生成第二示波图，并将第一示波图与第二示波图之间的相位延迟转换成面积，并且基于每个通道的面积在所述多个通道之中确定通道，并基于确定的通道估计生物信息。2.根据权利要求1所述的设备，其中，脉搏波传感器包括：至少一个光源，被配置为将第一波长的光和第二波长的光发射到对象上；以及至少一个光接收器，被配置为检测从对象散射或反射的第一波长的光和第二波长的光。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述至少一个光接收器包括光电二极管阵列和互补金属氧化物半导体图像传感器中的至少一个。4.根据权利要求1所述的设备，其中，处理器还被配置为：将第一示波图与第二示波图之间的相位延迟转换成利萨如波形中的面积。5.根据权利要求4所述的设备，其中，处理器还被配置为：基于面积的大小、利萨如波形的斜率、面积的形状和第一区域与第二区域之间的面积比中的至少一个来确定通道，第一区域和第二区域通过划分每个通道的面积被获得。6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备，其中，处理器还被配置为：基于每个通道的第一示波图和第二示波图来排除不满足预定标准的通道。7.根据权利要求6所述的设备，其中，处理器还被配置为：针对所述多个通道中的每个通道，通过从第一示波图减去第二示波图来生成第三示波图，并且基于以下项中的至少一个来排除通道：第三示波图中的半最大值全宽度、与第三示波图的基准点和最大点之间的预定比例对应的点处的全宽度、和第三示波图的在曲线拟合之前的脉搏波与第三示波图的在曲线拟合之后的脉搏波之间的残差的统计值。8.根据权利要求7所述的设备，其中，处理器还被配置为：基于第一波长和第二波长确定差系数，并且从第一示波图减去应用了差系数的第二示波图以生成第三示波图。9.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备，还包括：力/压力传感器，力/压力传感器被配置为测量对象与脉搏波传感器之间的接触力和/或接触压力。10.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备，其中，处理器还被配置为：通过使用确定的通道的第一示波图、确定的通道的第二示波图、或者通过从确定的通道的第一示波图减去确定的通道的第二示波图而生成的第三示波图来估计生物信息。11.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备，其中，处理器还被配置为：通过使用确定的通道的第一示波图来估计第一生物信息，通过使用确定的通道的第二示波图来估计第二生物信息，并且基于第一生物信息和第二生物信息中的至少一个来获得最终生物信息。
12.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备，其中，处理器还被配置为：基于所述多个通道中的每个通道的面积在所述多个通道之中确定两个或更多个通道，估计确定的两个或更多个通道的生物信息值，并通过使用确定的两个或更多个通道的估计的生物信息值中的至少一个来获得最终生物信息。13.根据权利要求1至5中的任意一项所述的设备，其中，生物信息包括血压、血管年龄、动脉僵硬度、主动脉压波形、血管顺应性、压力指数、疲劳程度、皮肤年龄和皮肤弹性中的至少一个。14.一种估计生物信息的方法，所述方法包括：通过使用具有多个通道的脉搏波传感器，针对所述多个通道中的每个通道测量第一波长的第一脉搏波信号和第二波长的第二脉搏波信号，第二波长与第一波长不同；针对所述多个通道中的每个通道，基于第一脉搏波信号生成第一示波图，并且基于第二脉搏波信号生成第二示波图；针对所述多个通道中的每个通道，将第一示波图与第二示波图之间的相位延迟转换成面积；基于每个通道的面积在所述多个通道之中确定通道；以及基于确定的通道估计生物信息。15.根据权利要求14所述的方法，其中，转换的步骤包括：将第一示波图与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴商纶，崔昌穆，姜在珉，卢承佑，林慧琳，崔镇宇，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：