生理参数测量装置、终端及方法制造方法及图纸

一种生理参数测量装置(100)、终端(300，400，500)及方法(200)。生理参数测量装置(100)包括：发射模块(102，302，402，404，502，504)，被配置成发射一个或多个波长的光，发射模块(102，302，402，404，502，504)所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标；检测模块(104，310，320，410，510，520)，被配置成过滤被被测目标反射的光，被检测模块(104，310，320，410，510，520)过滤后的光满足第二偏振模式；和处理器(106)。处理器(106)被配置成，根据被测目标的待测量生理参数和发射模块(102，302，402，404，502，504)所发射的光的波长来确定第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异从而优化测量信号，测量信号是基于被检测模块(104，310，320，410，510，520)过滤后的光并用于确定待测量生理参数。如此，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与特定深度相关的生理参数。特定深度相关的生理参数。特定深度相关的生理参数。

Physiological parameter measuring device, terminal and method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生理参数测量装置、终端及方法


[0001]本申请涉及智能终端
，具体涉及一种生理参数测量装置、终端及方法。

技术介绍

[0002]随着智能终端技术的发展，智能可穿戴设备在监测人体相关生理参数上取得了巨大应用。智能可穿戴设备如智能手表、智能手环等加入了测量各种生理参数特别是血液相关参数的功能。其中，无损伤测量技术特别是通过光学测量手段来获得血液流动特点、血液参数和/或进行血液分析的技术取得了巨大应用。基于光学的血液测量装置一般包括发射端和检测端，并且紧贴在用户身体的一部分如手腕、手指、耳朵、前额、脸颊或者眼球，由发射端将光辐射透射到身体该部分中或者通过身体该部分反射，然后由检测端检测被身体该部分衰减后的光从而得到测量信号。这些测量信号可以用于分析并确定生理参数如血氧饱和度和脉搏等。基于光学的血液测量技术所依赖的原理是，光经过身体该部分时可以被吸收、反射或者折射从而造成衰减。其中，身体该部分包括皮肤、肌肉、骨骼、脂肪、色素等成分，光因这些成分而导致的衰减通常是不变的或者被认为在测量期间是基本不变的，而血管里特别是动脉血管里的血液的流动会导致光的衰减发生变化。这一点体现在测量信号中可以分成时不变的直流电(Direct Current，DC)信号和时变的交流电(Alternating Current，AC)信号，通过提取测量信号中的AC信号可以获得血液流动特点、血液参数和/或进行血液分析。例如，光电容积脉搏波描记法(Photoplethysmography，PPG)测量经过人体血管和组织反射、吸收后的衰减光，得到容积脉搏波的血流变化，从而描记出血管的搏动状态并测量脉搏波。再例如，脉搏血氧测定法(Pulse Oximetry)利用动脉血对光的吸收量随动脉搏动而变化的原理，通过检测血液对光吸收量的变化而测量血氧饱和度，也就是血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比。
[0003]基于光学的血液测量技术，决定其测量效果的关键因素之一是信噪比(Signal Noise Ratio，SNR)。实际中，测量信号中的AC信号相对于DC信号的比重往往很低，例如在手腕处的AC/DC比一般不到千分之一。换句话说，基于从血管反射的光的AC信号相对于基于从皮肤、肌肉、骨骼、脂肪等其它成分反射的光的DC信号的比例很低。另一方面，背景噪声、电子电路扰动及器件状态偏移等因素也会对测量效果造成负面影响，特别是在SNR较低的情况下。可以通过提高发射光的强度以及提高探测器的灵敏度来增强AC信号，但是这样做也会在增强AC信号的同时也增强DC信号，也就是增加了测量信号中的噪声分量。为此，需要提高AC/DC比或者增加AC信号相对于DC信号的强度。美国专利US 10813578公开了在光源和光探测器中间设置反射器，利用该反射器减少经非灌注层如皮肤表面反射到光探测器的光同时增加在血管等灌注层中的光路长度。美国专利US 10537270公开了将光源的光照射方向与光探测器的检测方向之间形成一定角度，从而减少经非灌注层反射到光探测器的光同时增加在灌注层中的光路长度。但是，这些现有技术的方案实现起来涉及到复杂的结构和精细的光学方向设计，并且在产品出厂后难以根据实际需求进行调整，不利于大规模应用如添加到智能可穿戴设备上。
[0004]除了借助光学测量手段获得血液流动特点、血液参数和/或进行血液分析以外，无损伤测量技术还可以借助光学测量手段获得人体相关的其它生理参数，例如皮肤上色素沉淀和分布等。然而，现有技术中缺少有效的解决方案来获取这些生理参数。
[0005]为此，需要一种解决方案，能有效的测量用户身体的生理参数如血液参数和色素分布等，同时具有较好的SNR和AC/DC比，并且结构简单利于调整，可应用于例如紧靠用户手腕等位置的智能可穿戴设备如智能手表、智能手环等。

技术实现思路

[0006]第一方面，本申请实施例提供了一种生理参数测量装置。所述生理参数测量装置包括：发射模块，其中，所述发射模块被配置成发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标；检测模块，其中，所述检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模块过滤后的光满足第二偏振模式；和处理器。其中，所述处理器被配置成，根据所述被测目标的待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而优化测量信号，该测量信号是基于被所述检测模块过滤后的光并用于确定所述待测量生理参数。
[0007]第一方面所描述的技术方案，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。
[0008]第二方面，本申请实施例提供了一种生理参数测量方法。所述方法包括：通过发射模块，发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标；通过检测模块，过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模块过滤后的光满足第二偏振模式；和基于被所述检测模块过滤后的光，获得测量信号。其中，所述测量信号用于确定所述被测目标的待测量生理参数。其中，所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异根据所述待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定从而优化所述测量信号。
[0009]第二方面所描述的技术方案，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。
[0010]第三方面，本申请实施例提供了一种生理参数测量终端。所述生理参数测量终端包括：发射模块，其中，所述发射模块被配置成发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一起偏模式并照射被测目标；第一检测模块，其中，所述第一检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述第一检测模块过滤后的光满足第一检偏模式，第一测量信号基于被所述第一检测模块过滤后的光确定；和第二检测模块。其中，所述第二检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述第二检测模块过滤后的光满足第二检偏模式，第二测量信号基于被所述第二检测模块过滤后的光确定。其中，所述第一检偏模式相对于所述第一起偏模式的差异不同于所述第二检偏模式相对于所述第一起偏模式的差异。
[0011]第三方面所描述的技术方案，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的
生理参数。
[0012]第四方面，本申请实施例提供了一种生理参数测量终端。所述生理参数测量终端包括：第一发射模块，其中，所述第一发射模块被配置成发射第一波长的光，其中，所述第一发射模块所发射的光满足第一起偏模式并照射被测目标；第二发射模块，其中，所述第二发射模块被配置成发射第二波长的光，其中，所述第二发射模块所发射的光满足第二起偏模式并照射所述被测目标；和检测模块。所述检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生理参数测量装置，其特征在于，所述生理参数测量装置包括：发射模块，其中，所述发射模块被配置成发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标；检测模块，其中，所述检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模块过滤后的光满足第二偏振模式；和处理器，其中，所述处理器被配置成，根据所述被测目标的待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而优化测量信号，该测量信号是基于被所述检测模块过滤后的光并用于确定所述待测量生理参数。2.根据权利要求1所述的生理参数测量装置，其特征在于，根据所述被测目标的待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而优化所述测量信号，包括：当所述待测量生理参数是血液相关参数时，所述第一偏振模式不同于所述第二偏振模式，根据所述发射模块所发射的光的波长来调整所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而最大化该测量信号中的AC信号相对于DC信号的比例。3.根据权利要求2所述的生理参数测量装置，其特征在于，所述血液相关参数包括以下至少一种：血压，血红蛋白浓度，脉搏，血氧饱和度，呼吸频率，血流灌注指数，血流反应性，高铁血红蛋白，碳氧血红蛋白，胆黄素，氧气含量、血脂以及血糖。4.根据权利要求1所述的生理参数测量装置，其特征在于，根据所述被测目标的待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而优化所述测量信号，包括：当所述待测量生理参数是色素相关参数时，所述第一偏振模式与所述第二偏振模式基本相同，根据所述发射模块所发射的光的波长来调整所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而最大化该测量信号中的DC信号中与所述被测目标的色素相关部分的占比。5.根据权利要求4所述的生理参数测量装置，其特征在于，所述色素相关参数包括色素分布图、色素干扰、或者色素相关背景噪声。6.根据权利要求1至5中任一项所述的生理参数测量装置，其特征在于，所述被测目标是用户的手腕、手指、耳朵、前额、脸颊或者眼球。7.根据权利要求1至5中任一项所述的生理参数测量装置，其特征在于，所述第一偏振模式是具有第一振动方向的线偏振光，所述第二偏振模式是具有第二振动方向的线偏振光，所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异是所述第二振动方向相对于所述第一振动方向的旋转角度。8.一种生理参数测量方法，其特征在于，所述方法包括：通过发射模块，发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标；通过检测模块，过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模块过滤后的光满足第二偏振模式；和基于被所述检测模块过滤后的光，获得测量信号，其中，所述测量信号用于确定所述被
测目标的待测量生理参数，其中，所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异根据所述待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定从而优化所述测量信号。9.根据权利要求8所述的生理参数测量方法，其特征在于，所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异根据所述待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定从而优化所述测量信号，包括：当所述待测量生理参数是血液相关参数时，所述第一偏振模式不同于所述第二偏振模式，根据所述发射模块所发射的光的波长来调整所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而最大化该测量信号中的AC信号相对于DC信号的比例。10.根据权利要求8所述的生理参数测量方法，其特征在于，所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异根据所述待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定从而优化所述测量信号，包括：当所述待测量生理参数是色素相关参数时，所述第一偏振模式与所述第二偏振模式基本相同，根据所述发射模块所发射的光的波长来调整所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而最大化该测量信号中的DC信号中与所述被测目标的色素相关部分的占比。11.一种生理参数测量终端，其特征在于，所述生理参数测量终端包括：发射模块，其中，所述发射模块被配置成发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一起偏模式并照射被测目标；第一检测模块，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周勇，
申请(专利权)人：深圳市脉度科技有限公司，
类型：发明
国别省市：