一种组织成分无创检测方法、装置、系统及可穿戴设备制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种组织成分无创检测方法、装置、系统及可穿戴设备，该方法包括：针对被测对象的被测部位，获取每个预设波长在每个源探距离下的第一光强值；根据待测组织成分浓度变化引起的光强变化量的绝对值，从与预设波长对应的各第一光强值中确定第一光强测量值和/或第一光强参考值，将与第一光强测量值对应的源探距离作为测量距离，将与第一光强参考值对应的源探距离作为参考距离，第一光强测量值为待测组织成分浓度变化引起的光强变化量的绝对值最大的第一光强值，第一光强参考值为待测组织成分浓度变化引起的光强变化量的绝对值最小的第一光强值。本发明专利技术实施例实现了准确确定测量距离和/或参考距离。在此基础上，提高了检测精度。提高了检测精度。提高了检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种组织成分无创检测方法、装置、系统及可穿戴设备
[0001]本申请是申请日为2020年2月26日，申请号为202010121193.1，专利技术名称为一种组织成分无创检测方法、装置、系统及可穿戴设备的申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及光谱检测
，尤其涉及一种组织成分无创检测方法、装置、系统及可穿戴设备。

技术介绍

[0003]近红外光谱检测方法具有快速、无创伤和信息多维化等特点，因此，通常采用近红外光谱检测方法进行组成成分检测，其中，组织成分包括血糖、脂肪和白细胞等。但是，由于待测组织成分本身吸收较弱，被测对象自身的待测组织成分浓度的变化幅度也不大，因此，待测的有效信号较弱。并且，其极易受到人体背景以及测量环境变化的干扰，上述干扰甚至会掩盖待测组织成分的信息，进而使得在大的背景噪声干扰下，微弱信号的提取难以实现。
[0004]为了解决上述问题，提出了基于浮动基准理论的参考测量方法。即针对待测组织成分而言，存在某一源探距离，由于吸收作用和散射作用对漫散射光强的影响程度相同而方向相反，因此，导致与该源探距离对应的出射位置所出射的漫散射光强值对待测组织成分浓度变化的灵敏度为零。可将具有上述特点的出射位置称为参考位置(或称基准位置)，相应的源探距离为参考距离。同样的，针对待测组织成分而言，也存在某一源探距离，在与该源探距离对应的出射位置所出射的漫散射光强值对待测组织成分浓度变化的灵敏度最大。可将具有上述特点的出射位置称为测量位置，相应的源探距离为测量距离。由于与参考距离对应的漫散射光强值反映了检测过程中除待测组织成分的浓度变化以外，由其它干扰所引起的响应，而与测量距离对应的漫散射光强值反映了待测组织成分的响应，以及，除待测组织成分外的其它干扰的响应，因此，上述要求准确确定参考位置和/或测量位置。
[0005]现有技术，通常采用中心入射，距入射光束的中心的有限个源探距离处设置感光面的方式来接收从被测部位的表面所出射的漫反射光强值。其中，上述有限个源探距离是根据大多数被测对象的平均参数确定的。在此基础上，进一步确定将哪个源探距离处作为参考距离，以及，将哪个源探距离作为测量距离。
[0006]然而，专利技术人发现现有技术至少存在如下问题：由于参考距离和测量距离因波长而异，因被测对象而异，以及，因被测部位而异，因此，上述无法针对被测对象的被测部位，准确确定与每个预设波长对应的参考距离和测量距离，进而降低了检测精度。

技术实现思路

[0007]本专利技术实施例提供了一种组织成分无创检测中距离确定方法、检测方法、装置、系统及可穿戴设备，以提高对待测组织成分浓度的检测精度。
[0008]第一方面，本专利技术实施例提供了一种组织成分无创检测中距离确定方法，该方法包括：
[0009]第一获取步骤，针对被测对象的被测部位，获取每个预设波长在每个源探距离下的第一光强值，所述源探距离的数量为至少两个，所述预设波长的数量为至少一个；
[0010]第一确定步骤，根据待测组织成分浓度引起的光强变化量的绝对值，从与所述预设波长对应的各所述第一光强值中确定第一光强测量值和/或第一光强参考值，将与所述第一光强测量值对应的源探距离作为测量距离，将与所述第一光强参考值对应的源探距离作为参考距离，所述第一光强测量值为待测组织成分浓度变化引起的光强变化量的绝对值最大的第一光强值，所述第一光强参考值为待测组织成分浓度变化引起的光强变化量的绝对值最小的第一光强值，所述待测组织成分浓度变化引起的光强变化量为所述第一光强值与对应的预设的光强预设值之间的变化量。
[0011]进一步的，所述第一获取步骤，包括：
[0012]第一形成子步骤，针对被测对象的被测部位，在所述被测部位的表面，形成与每个预设波长对应的至少两束目标圆环光束，不同所述目标圆环光束的源探距离不同，每个所述源探距离为所述目标圆环光束的内半径或外半径，不同所述目标圆环光束具有同一几何中心；
[0013]第一获取子步骤，基于对应于所述几何中心的感光面，获取各所述目标圆环光束通过所述被测部位后，从所述被测部位的表面所出射的第一光强值。
[0014]进一步的，每束所述目标圆环光束由点状光斑扫描形成或由光束投影形成。
[0015]进一步的，所述感光面与所述被测部位的表面接触或非接触。
[0016]进一步的，通过如下方式实现所述感光面与所述被测部位的表面非接触：
[0017]所述感光面设置于导光部的第一端，所述导光部的第二端与所述被测部位的表面接触或非接触，所述导光部的第二端与所述导光部的第一端为相对的端面。
[0018]进一步的，所述感光面与所述被测部位的表面非接触；
[0019]所述第一获取子步骤之前，还包括：
[0020]屏蔽干扰光。
[0021]第二方面，本专利技术实施例还提供了一种组织成分无创检测中距离确定方法，该方法包括：
[0022]第二获取步骤，针对被测对象的被测部位，获取在每个预设波长下的组织光学参数和待测组织成分浓度变化引起的组织光学参数变化关系，所述预设波长的数量为至少一个；
[0023]第二确定子步骤，基于光在散射介质中的传输理论，根据各所述预设波长下的组织光学参数和待测组织成分浓度变化引起的组织光学参数变化关系，确定各测量距离和/或各参考距离。
[0024]第三方面，本专利技术实施例还提供了一种组织成分无创检测方法，该方法包括：
[0025]第三获取步骤，针对被测对象的被测部位，获取每个预设波长在测量距离下的第二光强测量值，和/或，在参考距离下的第二光强参考值，每个所述测量距离和每个所述参考距离根据本专利技术实施例第一方面所述的方法或本专利技术实施例第二方面所述的方法所确定，所述预设波长的数量为至少一个；
[0026]第三确定步骤，根据各所述预设波长下的所述第二光强测量值和/或所述第二光强参考值，确定待测组织成分的浓度。
[0027]进一步的，所述第三获取步骤，包括：
[0028]第二形成子步骤，针对被测对象的被测部位，在所述被测部位的表面，形成与每个预设波长对应的一束测量圆环光束和/或一束参考圆环光束，每束所述测量圆环光束的内半径或外半径为对应的测量距离，每束所述参考圆环光束的内半径或外半径为对应的参考距离，每束所述测量圆环光束和每束所述参考圆环光束具有同一几何中心；
[0029]第二获取子步骤，基于对应于所述几何中心的感光面，获取每束所述测量圆环光束通过所述被测部位后，从所述被测部位的表面所出射的第二光强测量值，和/或，每束所述参考圆环光束通过所述被测部位后，从所述被测部位的表面所出射的第二光强参考值。
[0030]进一步的，每束所述测量圆环光束由点状光斑扫描形成或由光束投影形成，以及，每束所述参考圆环光束由点状光斑扫描形成或由光束投影形成。
[0031]进一步的，所述第三确定步骤，包括：
[0032]差分子步骤，针对每个所述预设波长，将所述预设波长下的所述第二光强测量值和所述第二光强参考值进行差分运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组织成分无创检测方法，其特征在于，包括：第三获取步骤，针对被测对象的被测部位，获取每个预设波长在测量距离下的第二光强测量值，和/或，在参考距离下的第二光强参考值，所述预设波长的数量为至少一个；第三确定步骤，根据各所述预设波长下的所述第二光强测量值和/或所述第二光强参考值，确定待测组织成分的浓度；所述第三获取步骤，包括：第二形成子步骤，针对被测对象的被测部位，在所述被测部位的表面，形成与每个预设波长对应的一束测量圆环光束和/或一束参考圆环光束，每束所述测量圆环光束的内半径或外半径为对应的测量距离，每束所述参考圆环光束的内半径或外半径为对应的参考距离，每束所述测量圆环光束和每束所述参考圆环光束具有同一几何中心；第二获取子步骤，基于对应于所述几何中心的感光面，获取每束所述测量圆环光束通过所述被测部位后，从所述被测部位的表面所出射的第二光强测量值，和/或，每束所述参考圆环光束通过所述被测部位后，从所述被测部位的表面所出射的第二光强参考值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每束所述测量圆环光束由点状光斑扫描形成或由光束投影形成，以及，每束所述参考圆环光束由点状光斑扫描形成或由光束投影形成。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第三确定步骤，包括：差分子步骤，针对每个所述预设波长，将所述预设波长下的所述第二光强测量值和所述第二光强参考值进行差分运算，得到光强差分值；确定子步骤，根据各所述预设波长下的所述光强差分值，确定待测组织成分的浓度。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述感光面与所述被测部位的表面非接触；所述第二获取子步骤之前，还包括：屏蔽干扰光。5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，每个所述测量距离和每个所述参考距离是通过以下方式之一确定的：每个所述测量距离是与第一光强测量值对应的源探距离，每个所述参考距离是与第一光强参考值对应的源探距离，所述第一光强测量值和所述第一光强参考值均是根据待测组织成分浓度引起的光强变化量的绝对值，从与所述预设波长对应的各所述第一光强值中确定的；以及每个所述测量距离和每个所述参考距离是基于光在散射介质中的传输理论，根据各所述预设波长下的组织光学参数和待测组织成分浓度变化引起的组织光学参数变化关系确定的。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一光强测量值为所述待测组织成分浓度变化引起的光强变化量的绝对值最大的第一光强值，所述第一光强参考值为所述待测组织成分浓度变化引起的光强变化量的绝对值最小的第一光强值，所述待测组织成分浓度变化引起的光强变化量为所述第一光强值与对应的预设的光强预设值之间的变化量。7.一种组织成分无创检测装置，其特征在于，包括：第三获取模块，用于针对被测对象的被测部位，获取每个预设波长在测量距离下的第
二光强测量值，和/或，在参考距离下的第二光强参考值，所述预设波长的数量为至少一个；第三确定模块，用于根据各所述预设波长下的所述第二光强测量值和/或所述第二光强参考值，确定待测组织成分的浓度；所述第三获取模块，包括：第二形成子模块，用于针对被测对象的被测部位，在所述被测部位的表面，形成与每个预设波长对应的一束测量圆环光束和/或一束参考圆环光束，每束所述测量圆环光束的内半径或外半径为对应的测量距离，每束所述参考圆环光束的内半径或外半径为对应的参考距离，每束所述测量圆环光束和每束所述参考圆环光束具有同一几何中心；第二获取子模块，用于基于对应于所述几何中心的感光面，获取每束所述测量圆环光束通过所述被测部位后，从所述被测部位的表面所出射的第二光强测量值，和/或，每束所述参考圆环光束通过所述被测部位后，从所述被测部位的表面所出射的第二光强参考值。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二形成子模块包括光源发射单元、光束调节单元和控制单元；所述控制单元分别与所述光源发射单元和所述光束调节单元通信连接；所述控制单元，用于针对被测对象的被测部位，在所述被测部位的表面，根据对应的工作状态指令控制所述光源发射单元和所述光束调节单元配合形成与每个预设波长对应的一束测量圆环光束和/或一束参考圆环光束。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述光束调节单元包括MEMS扫描镜；所述控制单元，用于针对被测对象的被测部位，在所述被测部位的表面，根据对应的工作状态指令控制所述光源发射单元发出与每个预设波长对应的入射光束，并将各所述入射光束投射至所述MEMS扫描镜，以及，根据对应的所述工作状态指令控制所述MEMS扫描镜将各所述入射光束转换为对应的测量圆环光束和/或参考圆环光束，并将各所述测量圆环光束和/或各所述参考圆环光束投射至被测部位。10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述光束调节单元包括扫描振镜组件；所述控制单元，用于针对被测对象的被测部位，在所述被测部位的表面，根据对应的工作状态指令控制所述光源发射单元发出与每个预设波长下对应的入射光束，并将各所述入射光束投射至所述扫描振镜组件，以及，根据对应的所述工作状态指令控制所述扫描振镜组件将各所述入射光束转换为对应的测量圆环光束和/或参考圆环光束，并将各所述测量圆环光束和/或各所述参考圆环光束投射至被测部位。11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述扫描振镜组件包括第一双轴扫描振镜和第二双轴扫描振镜；所述控制单元，用于针对被测对象的被测部位，在所述被测部位的表面，根据对应的工作状态指令控制所述光源发射单元发出与每个预设波长对应的入射光束，并将各所述入射光束投射至所述第一双轴扫描振镜；所述控制单元，用于根据对应的所述工作状态指令控制所述第一双轴扫描振镜沿X轴偏转第一预设角度，实现各所述入射光束沿X轴方向偏转所述第一预设角度，并将偏转后的各所述入射光束投射至所述第二双轴扫描振镜；所述控制单元，用于根据对应的所述工作状态指令控制所述第二双轴扫描振镜沿Y轴方向偏转第二预设角度，实现偏转后的各所述入射光束沿Y轴方向偏转所述第二预设角度，
形成各测量圆环光束和/或各参考圆环光束，并将各所述测量圆环光束和/或各所述参考圆环光束投射至被测部位。12.根据权利要求8...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐可欣，
申请(专利权)人：先阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：