CN101039617A - 用于生理脉冲测量的光学输入信号的运动消除 - Google Patents

Abstract

包括用来测量周期运动的加速度计(108)和用来探测无规律运动的压电传感器(106)的脉率传感器(101)能够通过解释这些运动类型更精确地确定脉率。依照本发明的脉率传感器由于不稳定的运动通过控制信号升高、波形精细化和信号噪音抑制的算法组合减少脉率信号降级。

Description

用于生理脉冲测量的光学输入信号的运动消除

发明领域

本发明一般地涉及信号处理领域。更明确地说，本发明涉及能够提供使用者在体育锻炼或其它活动期间的脉率的精确测量显示的脉率监视器。

背景技术

由于身体运动产生的假象，例如，当人正在奔跑或正在以别的方式参加身体活动或锻炼的时候，因此在手腕上的活动的人的脉率的的精确的测量是错综复杂的。所以，目前市场中的脉率监视器都利用戴在心脏附近的胸带，以便把锻炼所产生的运动的影响减到最小。身体运动所产生的假象是用脉率传感器作为掩盖正在测量的心率脉冲信号的“噪音”探测的。为了减轻这些假象的影响，尽可能在保留需要的脉冲信号的同时把大部分出现在脉率频带中的噪音信号滤掉和删除是必不可少的。

感兴趣的信号是通过把近红外区的光源传输到组织中和测量返回的信号强度产生的。通常，使用两个或四个强度不同的发光二极管(LED)以便建立最佳的光学窗口。返回信号强度将被组织中的毛细血流调制并且将随着受试者的生理脉冲改变。这是已被很好地理解而且建立了多年来已应用于脉冲监控设备的主构架。因为相对低的信号强度和相对高的“噪音”含量，所以在并非接近心脏的位置测知脉率是不成功的。信号强度低能归因于许多因素，包括皮肤和头发密度的变化、血管化方面的变化和光学对准。此外，在尝试测知脉率的时候收到的信号包括一些通常能被归类“噪音”的成份。这些高的“噪音”水平是加到在几乎所有电系统里面出现的经典噪音来源之上的而且主要包括固有的光学噪音来源、干扰光源和运动假象。

为了举例说明，图1A描绘感兴趣的信号。图1B描绘运动假象、干扰光源、随机噪音等等所引起的噪音。作为例子，图1C举例说明感兴趣的信号怎样由于信号强度低被噪音掩盖。

尽管传统的信号处理技术可能能够减少“频带之外的”噪音；换句话说，在感兴趣的频率范围内没有发现噪音，但是它们是对解决模仿感兴趣的信号和非随机的其最大的共同点是运动的噪音问题的挑战。

各种不同的脉率探测系统在技术上是已知的。授权给Barlow，Jr.等人的美国专利第4,338,950号揭示一种由包含用来探测脉率的压电传感器和用来探测身体活动期间的身体运动的加速度计的安装在手腕上的单元组成的仪器。该仪器进一步包括用来把身体运动成份从信号中减去因此得到真实的心搏信号的处理器。

授权给Mathews的美国专利第5,431,170号揭示一种可以在身体活动期间戴在手腕或手上的装置。这种装置包括一个测量脉冲的光敏元件和用来测量运动的光敏元件或加速度计。Mathews揭示一种噪音消除电路，该电路采用来自这些敏感元件的数值提供没有计步器振动或噪音的真实脉冲信号。

授权给Bryars等人的美国专利第5,807,267号揭示一种能与显示使用者在体育锻炼期间的心脏脉率的腕表组合在单一单元中的装置。初级压电传感器探测使用者的心率脉冲，而背景压电传感器探测来自局部身体运动的噪音。把来自这个背景传感器的信号以数字方式从初级脉冲传感器中减去，因此依其所述减少了随机身体噪音的影响。

授权给Aoshima等人的美国专利第6,099,478号揭示一种包括LED、光敏晶体管或压电传声器的脉冲波探测装置。身体运动探测装置使用加速度传感器探测身体运动。Aoshima等人揭示脉冲波提取装置减去两个传感器的输出给出精确的脉率。受让人相关的美国专利第5,776,070号提供类似的揭示。

授权给Odagiri等人的美国专利第6,129,676号揭示一种能装配在腕式表带之中在活动(例如，奔跑)期间使用的脉率监视器。该腕式表带包括一个探测动作噪音的加速度传感器和一个探测脉冲的压电传声器。当探测到不变的运动(例如，奔跑)的时候，把动作噪音频谱从图6A-C所描绘的脉冲波频谱中减去。奔跑速度和距离也可以获得。美国专利第5,697,374和6,023,662号提供相似的揭示。

授权给Amano等人的美国专利第6,361,501 B1号揭示一种由有手表结构的装置主体和脉冲波探测传感器单元形成的脉冲波诊断装置。身体运动成份去除器把经过校正身体运动数据从经过校正的脉冲波数据中减去。身体运动波是用加速度传感器探测的。这个装置可以与计步器合并。

授权给Goldreich的美国专利申请公开第2005/0116820 A1号揭示一种装在手腕上探测脉率的装置。振动传感器是压电陶瓷传感器，该传感器测量手腕的运动并且可以包括一个加速度计。生理传感器探测血压脉率而且可能是光纤。周围环境传感器也可能存在。

无论前面引证的参考文献的精确价值、特征和优点是什么，它们之中没有一个实现或完成本发明的目的。由于这些理由，提供一种在体育锻炼和其它活动期间精确地测量脉率的改进的装置和方法是符合需要的。

发明内容

因此，本发明的一个目标是提供一种精确地监控和探测脉率的装置和方法。

更具体地说，本发明的一个目标是提供一种考虑到适当地除去光学信号中的固有的光学噪音来源、干扰环境光源和运动假象的解决办法，尤其是在剧烈的身体活动之下。

本发明的另一个目标是提供一种能从代表图1C所示的脉冲和噪音假象的复合体的信号区分噪音假象和个体真实脉搏的脉率监视器。

这些和其它的目标是依照本发明实现的，用来测量使用者在体育锻炼或活动期间的脉率的系统和方法包括有一个或多个能够把光源传输到身体组织中的辐射体、周来接受来自该身体组织的反射光并且产生指示该反射光的光电探测器输出信号的光电探测器、用来测量个体的规律运动并且产生指示该规律运动的加速度计输出信号的加速度计、用来测量个体的无规律运动并且产生指示所述无规律运动的压电传感器输出信号的接触型运动传感器、以及用来接受光电探测器输出信号、加速度计输出信号接触型运动传感器输出信号并且确定个体的脉率的微处理器，其中所述脉率是通过调节光电探测器输出信号和除去由个体的规律运动和无规律运动引起的经过调节的光电探测器输出的某些部分确定的。

附图说明

图1A举例说明需要测量的光学信号。

图1B举例说明通常由运动引起的噪音。

图1C举例说明组合的光学信号和噪音。

图2A图解地举例说明依照本发明的脉率传感器。

图2B举例说明依照本发明封装在手表组件中的脉率传感器。

图3举例说明依照本发明用于光学信号的信号调节程序。

图4举例说明依照本发明描绘运动辨别程序的流程表。

图5举例说明依照本发明描绘计算脉率所遵从的步骤的流程表。

具体实施方法

尽管这项发明是用优选实施方案举例说明和描述的，但是该装置可能是以许多不同的配置、形式和材料生产的。本发明的优选实施方案被描绘在附图中并且将在下文中予以详细的描述，应该理解此揭示将被看作是本发明的原则的一个例证和有关它的构架的功能说明书，而不倾向于把本发明局限于这个举例说明的实施方案。熟悉这项技术的人将在本发明的范围内想象出许多其它可能的变化。

图2A举例说明依照本发明的脉率传感器101。辐射体102(例如，LED，发光二极管)把近红外(IR)区的光源传输到身体组织和诸如红外反射传感器104之类的光电探测器之中，后者接受来自该组织的反射光。脉率传感器101使用分析人体体积换置的红外光学程序来探测和储存指示心率的脉率数据。脉率传感器101还包括一个探测使用者的周期性的或持续不变的运动的加速度计108(优选二维的加速度计，非必选地选择三维的加速度计)和一个测量使用者的不协调的或无规律的运动和其它影响光脉冲的与运动有关的来源的接触型运动传感器106。接触型运动传感器可能是压电传感器或有能力测量无规律运动(例如，振动)的其它类型的传感器。加速度计或光学传感器的输出也可能被用作计步器或步数计114的输入。微处理器110完成有关来自光电探测器104的脉冲信号的信号调节功能以及完成来自加速度计108和压电传感器106的信号的抽样和滤波。脉率探测器112通过使用微处理器110收到的经过调节的光学脉冲信号、来自加速度计108和压电传感器106的经过滤波的信号计算使用者的脉率。尽管脉率探测器112被展示为微处理器110的一部分，然而，人们将会理解这些也可能是分立的器件。

脉率传感器101可能在本发明的一个实施方案中被封装在图2B所示的有非必选的可再次充电的电池的手表组件120中。然而，其它可能包含标准手表功能(包括时间/日期和秒表/定时器)的载体/组件被设想为可供本发明使用的，例如，垂饰、珠宝、手镯、臂章、随身听，等等。这些其它的载体可能被放置在个体手臂上的任何地方或在垂饰的情况下戴在个体的脖子周围。依照本发明，脉率传感器也可能包括通过执行软件启动加载程序更新固件的能力。其它的增添物可能包括诸如通用串行总线(USB)端口或射频接收器/发射器之类的通信组件，以便自动地把数据上传到入口网站。此外，脉率传感器可能包括射频标识(RFID)以便独一无二地识别卖给入口网站的每个手表。

依照本发明的优选实施方案，脉率传感器由包括一个或多个发光二极管的发光体、光学接收器、活跃的信号调节、加速度计和压电传感器以及微处理器组成。微处理器通过自动调节发光二极管输出维持最佳的信号强度、控制接收信号的放大和自动地除去接收信号的直流偏压控制加到光学传感器上的活跃的信号调节。经过调节的光学传感器输出、加速度计输出和压电传感器输出作为给两个不同的脉率计算器的输入被抽样，其中一个计算器在没有运动存在时使用，而另一个在有运动存在时使用。压电传感器用来探测无规律的运动而加速度计用来探测周期性运动。

如同下面进一步描述的那样，由于手臂运动和皮肤振动造成的脉率信号降级是通过控制信号增强、波形精细化和信号噪音抑制的算法的组合减少的。

参照图3，依照本发明举例说明实现光电探测器10的脉冲信号输出的信号调节的程序。来自光电探测器10(该探测器可能是红外反射传感器)的脉冲信号输出经过低通滤波器12滤波之后提供给包括内部的模数转换器14的微处理器110的输入端1。当然，模数转换器14也可能是与微处理器110分开的器件。通过这种连接，微处理器110能够监控来自光电探测器10的输出和确定对于把光学信号传输到身体组织中的红外发光二极管16适当的强度。红外发光二极管16的强度是能使用来自微处理器110里面的数模转换器18(再一次，数模转换器18也可能是与微处理器110分开的器件)的输出8而可编程的。如同下面进一步讨论的那样，微处理器110里面的内部闭环控制功能使用在输入端1来自光电探测器10的反馈维持红外发光二极管16的适当强度以便控制输出8。使用这个控制功能，来自光电探测器10的输出信号处在适合于直流补偿和其它相关功能的范围。此外，这个强度控制允许微处理器110考虑到不同的环境和生理条件(包括变化的环境照明水平、长期的血流变化和不同使用者的不同反应)周期性地调节该系统。为了减少固有的噪音，来自光电探测器10的脉冲信号通过大约10Hz的低通滤波器12滤波。

来自光电探测器10的脉冲信号通常包括表现总的血流量的大的直流分量和表现真实脉冲的小的交流分量。因为精确地测量真实脉冲是令人想要的，所以包括交流分量的补充放大和直流分量的补偿的活跃的信号调节是必需的。直流分量的补偿发生在两个阶段。第一阶段是使用放大器28完成的，为的是实现固定的信号增益。这个第一阶段的输出在输入端2提供给微处理器110。第二阶段是可编程的增益阶段，利用第二放大器30把它的输出在所示的输入端3提供给微处理器110。以输出7展示的固定直流补偿电压将从滤波器12提供的经过滤波的脉冲信号中减去。放大器28有固定的增益而且把它的输出在输入端2提供给微处理器110。由放大器28提供的放大和直流调节把它输出的信号水平移到第二运算放大器30的中间范围而且考虑到放大的第二阶段。与第二放大器30相关的放大增益32是可编程的，以便考虑到对于处理不同的脉冲强度必不可少的调节。为了维持信号的完整性，增益32被微处理器110定期地调节。来自输出端6的可编程的直流补偿信号也被微处理器110加到第二放大器30上。就是在这个第二阶段期间传感器信号被有效地放大。输出端6的可编程的直流补偿是用第一阶段增益信号的每个样本或模数传转换器的输入2调节的。微处理器计算光学脉冲信号的直流数值，而且使用输出6作为在放大器30的输入端的基准应用那个数值。这是一种精细的调节而且考虑到脉冲信号在运动期间和之后的快速恢复。当有效放大加到第二放大器32的输入信号上的时候，可编程的直流补偿进一步帮助把信号集中在放大器输入端，而且防止第二放大器32在使用者的运动周期期间饱和。因此，脉冲能在运动周期期间被更精确地跟踪。

再一次参照图4，用来控制直流补偿信号6和发光体补给信号8的步骤将在下面描述。

1)光学传感器输出信号、第一放大器输出信号和第二放大器输出信号都在图2所示的输入端1、2和3被过分抽样，以产生样本x1(i)、x2(i)、x3(i)，其中i代表第i个样本。

2)这些信号全部被滤波以便以较低的抽样率产生比较平滑的信号。更明确地说，被过分抽样的信号依照下式处理：

smoothx1(i)＝(1/X)*∑_j＝i ^Xx1(i)；X＝点数

smoothx2(i)＝(1/X)*∑_j＝i ^Xx2(i)；X＝点数

smoothx3(i)＝(1/X)*∑_j＝i ^Xx3(i)；X＝点数

经过滤波的样本信号(smoothx1(j))被用于针对信号8的发光体自动控制。经过滤波的第一放大器输出信号(smoothx2(j))和经过滤波的第二放大器输出信号(smoothx3(j))被分别用于针对信号6的自动直流补偿和脉冲探测。

3)发光体16的自动控制以在输入端1的经过滤波的第二放大器输出信号为基础，而且根据周期被应用于下列各项。

a)如果smooth1(j)＞预期的范围，则减少针对信号8的输出。

b)如果smooth1(j)＜预期的范围，则增加针对信号8的输出。

4)直流补偿依下列各项按平滑滤波器的更新率加给输出端6。

a)如果smooth3(j)＞(smooth3(j)的最大值-阈值)，则

直流补偿(j)＝smooth2(j)

b)如果smooth3(j)＜(smooth3(j)的最小值+阈值)，则

直流补偿(j)＝smooth2(j)

c)否则直流补偿(j)＝直流补偿(j-1)。

在运动周期期间，微处理器针对输出6为直流补偿应用的信号与使用者的运动是相关的。因此，直流补偿也能被用作图5所示的运动指示器。在步骤404中首先分析直流补偿信号，然后在步骤406中使用这项分析来探测运动。如果直流补偿是稳定的或没有变化，这表明没有运动，于是下面描述的峰值探测算法410被用来计算脉率412。这将考虑到脉率在运动周期之后的快速恢复。如果直流补偿正在改正信号，这表明有运动存在，于是下面描述的基于频率的算法408被用来计算脉率412。

直流补偿(j)信号被用于方框406中的运动辨别而且决定是使用峰值探测算法(例如，在没有运动的周期期间)还是假设频率分析是必不可少的(例如，在运动周期期间)。换句话说，直流补偿(j)信号被用来决定是应用方框408中的峰值探测算法还是应用方框410中的频率分析来确定脉率。更明确地说，如果直流补偿(j)没有在过去的正在测量脉率的3×(1/脉率)秒里没有改变，则使用下面描述的峰值探测算法。如果直流补偿(j)在过去的正在测量脉率的3×(1/脉率)秒里已经改变，则使用下面描述的频率分析算法。峰值探测依下列各项进行计算：

1)作为diff1(i)＝smoothx2(i)-smoothx2(i-1)计算的一阶导数是在经过滤波的信号上获得的。

2)二阶导数，diff2(i)＝diff1(i)-diff1(i-1)，是依据一阶导数计算的。

3)峰值探测是使用一阶导数和二阶导数分析的，为的是找出经过滤波的信号里面的峰值。

如果diff1(i)＝0而且diff2(i)＜0，那么峰值(i)＝i

如果diff1(i)≠0而且diff2(i)＞0，那么峰值(i)＝0。

其中非零数值指出经过滤波的信号中的峰，而零表明没有峰。

4)瞬时脉率是作为经过滤波的信号的峰值之间的差在方框412中计算的。

瞬时脉率(i)＝抽样率(hz)/周期(峰值(i)-前一个非零峰值(i))*60秒/分钟。

回到图3，该脉冲探测系统还包括加速度计20和压电传感器22。来自加速度计20和压电传感器22的信号在抽样之前先分别通过在模数转换输入端5和4的低通滤波器24、26滤波。加速度计20被用于运动缓解快速傅立叶转换(FFT)算法，而压电传感器是图4所示的无规律运动的指示器。一般地说，加速度计20和压电传感器22被用来除去来自使用者运动期间出现的光学传感器输出的运动假象。当使用压电传感器22探测到可观的无规律的或瞬间的运动的时候，该信息被用来按时域完成光学传感器输出的滤波，以致该信号在无规律运动504期间不被用于脉率计算。为了提供更稳定的脉率输出，可以将附加的滤波应用于瞬时脉率。周期性运动是通过分析频域505中的加速度计输出信号探测的，而这个信息被用来产生带阻滤波器，该带阻滤波器适用于频域506中的光学传感器输出。

如果确定存在运动，使用图4所示的频率算法。经受频率分析的信号是步骤501中的经平滑处理的第一放大器输出信号(smoothx2)和经平滑处理的第二放大器输出信号(smoothx3)。来自加速度计20和直流补偿的信号在步骤503也提供，为的是能完成进一步的频率分析。频率分析可以包括上述信号的全部或子集。将分析各个频率区间，以便确定是否存在运动频率。再者，运动频率是用加速度计输出或直流补偿信号确定的。然后，这些运动频率将从传感器信号、smoothx2和smoothx3中除去，以便依下列各项考虑脉率的辨别：

a)把十秒窗口滤波器应用于smoothx2、smoothx3、加速度计和直流补偿；

b)在步骤504如果探测到该时域中有无规律运动，则除去必要的数据；

c)在步骤505中把频率变换应用于开窗的smoothx2、smoothx3、加速度计和直流补偿的全部或子集；

d)在步骤506完成所有信号的范围从0.5Hz到4Hz的带通滤波；

e)识别smoothx2、smoothx3、加速度计和直流补偿中的频率峰值；

f)使用来自直流补偿的加速度计的那些频率峰值确定在步骤506使用带阻滤波器从smoothx2和smoothx3中剔除的频率；

g)从smoothx3中除去那些并非与smoothx2共同的峰值；以及

h)脉率等于smoothx3中的最低的频率峰值(方框507)，如果没有峰值保持不变，则不更新脉率。

预期本发明也可能被当作步数计使用。为了使用脉率监视器腕表作为步数计，来自双轴加速度计的数据被滤除。如果探测到的运动是“走”，即，步行，应用于Y轴加速度计数据的滤波器应该是应用于X轴加速度计数据的一半。峰值探测(即，探测来自X加速度计和Y加速度计的信号的峰值之间的间隔)被用来确定运动的基本频率。峰值是使用上述的一阶导数和二阶导数法探测的。

脉率是使用数字信号输出的，该数字信号按脉率的速率跃迁。步数计是使用数字信号输出的，该数字信号每探测到一步跃迁一次。

至此已经依照本发明揭示了在生理脉冲测量中有效地落实的光学输入信号的运动消除的系统和方法。尽管各种不同的优选实施方案已被展示和描述，但是人们将理解这样的揭示没有限制本发明的意图，而是打算包括所有落在权利要求书限定的本发明的精神和范围之内的修改方案和替代结构。

Claims (23)

1.一种用来测量个体的生理学参数的脉率传感器，该脉率传感器包括：

用来发射光源到身体组织中的辐射体；

用来接受来自所述身体组织的反射光并且产生指示反射光的光电探测器输出信号的光电探测器；

用来测量个体的规律运动并且产生指示该规律运动的加速度计输出信号的加速度计；

用来测量使用者的无规律运动并且产生指示所述无规律运动的接触型运动传感器输出信号的接触型运动传感器；以及

用来接受光电探测器输出信号、加速度计输出信号和接触型运动传感器输出信号并且确定个体脉率的微处理器，其中所述脉率是通过调节光电探测器输出信号和除去由个体的规律运动和无规律运动引起的部分光电探测器输出来确定的。

2.根据权利要求1的脉率传感器，其中所述发射的光源位于近红外区。

3.根据权利要求1的脉率传感器，其中所述辐射体包括许多发光二极管。

4.根据权利要求1的脉率传感器，其中所述光电探测器是红外反射传感器。

5.根据权利要求1的脉率传感器，其中所述加速度计是二维加速度计。

6.根据权利要求1的脉率传感器，其中所述传感器封装在基于手腕测知的手表组件中。

7.根据权利要求6的脉率传感器，其中所述手表组件包括通用串行总线端口以自动上传数据、射频识别标签以唯一地识别所述手表组件，其中所述手表组件有能力进一步接受固件更新。

8.根据权利要求1的脉率传感器，其中所述接触型运动传感器包括压电传感器，所述接触类型运动传感器输出信号包括压电传感器输出信号。

9.一种测量使用者在体育锻炼或活动期间的脉率的方法，所述方法包括：

发射光源到身体组织中；

接受来自所述身体组织的反射光，所述反射光指示使用者的全部脉管活动；

测定使用者的规律运动；

测定使用者的无规律运动；以及

以收到的反射光为基础通过除去使用者的实测规律运动和使用者的无规律运动所引起的部分计算所述使用者的脉率。

10.根据权利要求9的方法，其中所述发射的光是由发光体产生的，所述反射光是被光电探测器测量以产生脉冲信号，所述规律运动是用加速计测量的，而所述无规律运动是用压电传感器测量的，而且微处理器接受来自光电探测器、加速度计和压电传感器的信号以允许调节信号和计算脉率。

11.根据权利要求10的测量使用者在体育锻炼或活动期间的脉率的方法，其中所述信号调节包括：

抽样并滤波所述脉冲信号以产生滤波信号；

把直流补偿加到所述的滤波的信号上；

以所述的直流补偿信号为基础辨别运动；以及

如果没有探测到运动，应用峰值探测算法计算所述的脉率，否则应用频率分析算法计算所述的脉率。

12.根据权利要求11的测量使用者在体育锻炼或活动期间的脉率的方法，其中所述峰值探测算法包括：

取所述滤波的信号的一阶导数；

依据所述一阶导数计算二阶导数；

使用所述的一阶导数和二阶导数找出所述滤波信号的峰值；以及

计算瞬间脉率作为所述滤波的信号的峰值之间的差额。

13.根据权利要求11的测量使用者在体育锻炼或活动期间的脉率的方法，其中所述的直流补偿信号和所述的加速度计信号经受所述的频率分析以确定运动频率。

14.根据权利要求11的测量使用者在体育锻炼或活动期间的脉率的方法，其中所述频率分析算法是快速傅立叶变换算法。

15.根据权利要求11的测量使用者在体育锻炼或活动期间的脉率的方法，其中所述运动频率从所述脉冲信号中除去以允许辨别所述脉率。

16.根据权利要求9的测量使用者在体育锻炼或活动期间的脉率的方法，其中所述的透射光源位于所述的近红外区。

17.根据权利要求10的测量使用者在体育锻炼或活动期间的脉率的方法，其中所述的辐射体包括许多发光二极管。

18.根据权利要求10的测量使用者在体育锻炼或活动期间的脉率的方法，其中所述光电探测器是红外反射传感器。

19.根据权利要求1的脉率传感器，其中所述微处理器通过把光电探测器输出信号、加速度计输出信号和压电传感器输出信号变换到该频域和除去不必要的频率成份除去由个体的规律运动和无规律运动所引起的经过调节的光电探测器输出的某些部分。

20.根据权利要求1的脉率探测器，其中所述脉率是通过探测经过调节的光电探测器输出信号的峰值确定的。

21.一种用来测量个体脉率的脉率传感器，包括：

用来发射光源到身体组织中的辐射体，所述辐射体光源的强度取决于强度控制信号；

用来接受来自所述身体组织的反射光并且产生指示所述反射光的光电探测器输出信号的光电探测器；

用来测量个体的规律运动并且产生指示所述规律运动的加速度计输出信号的加速度计；

用来测量使用者的无规律运动并且产生指示所述无规律运动的接触型运动传感器输出信号的接触型运动传感器；

接受光电探测器输出和参考输入的第一放大器，所述第一放大器有第一放大输出，该第一放大输出提供经过调节的第一放大信号；

用来接受经过调节的第一放大信号、直流调节信号和变增益调节信号的第二放大器，所述第二放大器产生第二放大器输出信号，该第二放大器输出信号是基于所述直流调节信号进行直流调节的并且是基于变增益调节信号放大的；以及

用来接受所述的光电探测器输出信号、加速度计输出信号、压电传感器输出信号、经过调节的第一放大信号和第二放大器输出信号的微处理器，该微处理器产生强度控制信号以便提供适当的辐射体强度，产生直流调节信号以便适当地调节第二放大器，产生变增益信号以便将适当的增益提供给第二放大器，以及确定个体的脉率，其中所述脉率是通过监控光电探测器输出信号、第一放大器输出信号和第二放大器输出信号以及除去由个体的规律运动和无规律运动所引起的那些信号的部分确定的。

22.根据权利要求21的脉率传感器，其中所述脉冲是在除去由个体的规律运动和无规律运动所引起的信号的部分之后通过探测第二放大器输出信号的峰值确定的。

23.根据权利要求21的脉率传感器，其中所述脉冲通过变换第二放大器输出信号、加速度计输出信号和接触型运动传感器输出信号并且把在经过变换的加速度计输出信号、经过变换的接触型运动传感器输出信号中找出的那些频率从经过变换的第二放大器输出信号中减去确定的，其中所述脉冲被确定等于现在的剩余频率。

Images