CN107666860A - 光电体积描记装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光电体积描记装置(100)，包括：光源(110)，其被配置为提供指向组织(140)的至少第一光谱位置和第二光谱位置的源光(130)；光探测器(120)，被配置为探测散射的源光，并且被配置为提供至少第一传感器信号和第二传感器信号(127、129)，所述第一传感器信号和第所述二传感器信号指示所述第一光谱位置和所述第二光谱位置的散射源光；以及处理单元(150)。所述处理单元被配置为通过从所述至少第一传感器信号和第二传感器信号去除指示通过组织的光路长度随时间的变化的组织路径误差信号分量和指示发射到组织的源光的源光强度的变化的光耦合误差信号分量来计算指示所述组织内的血液吸光度的变化的经校正的传感器信号(160)。
Description
技术领域
本发明涉及光电体积描记装置，用于操作光电体积描记装置的方法和用于操作光电体积描记装置的计算机程序。
背景技术
光电体积描记(PPG)装置以光学方式测量外部对象的体积中的变化。在医学应用中，体积中的这些变化通常是对象组织内血液量的变化，因此可用于监测对象的生命体征信息。
在传统的PPG应用中，除了来自透射通过血液的光或由血液反射的光的期望信号贡献之外，探测到的信号的更大部分来源于组织或血液晃动，即静脉血液移动。低静脉压力的血液随着来回的运动而“打滑”，这是当个体身体活动时看到。静脉血液的这种局部扰动增加了探测器信号的AC(交流)分量。
在WO 99/32030中描述了一种用于去除PPG应用中的运动伪影的方法，包括以下步骤：使用至少第一波长和第二波长在组织处发射源光，在所述不同波长的源光已经透射通过组织或在组织内反射之后接收其，提供至少第一和第二信号，第一和第二信号是所接收的第一和第二发射波长的对数度量，并从第一信号中减去第二信号，去除相减的结果的DC分量，并将AC分量提供给数字采样器件，并且处理数字样本以提供表示组织的特性的期望值。
WO 2009/109185涉及消除被描述为在仅经过组织而不通过搏动的血液之后接收或者在完全不通过组织之后接收的传感器光的“分流光”的影响。有关干扰的信息从测量值中提取和/或被考虑。计量确定通过使用由具有至少两个不同波长的至少一个发射器发射的电磁波来进行。电磁波通过血液流经的组织传导，并且随后被探测作为测量值。信号处理是基于至少两个不同测量时间期间的测量来执行的。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种光电体积描记装置，在下文中称为PPG装置。所述装置包括：
-至少一个光源，其被布置和配置为提供要指向组织的至少第一光谱位置和第二光谱位置的源光；
-至少一个光探测器，其被布置和配置为探测已经被所述组织散射的散射源光，并且至少提供指示所述第一光谱位置的散射源光的第一传感器信号以及指示所述第二光谱位置的散射源光的第二传感器信号；以及
-处理单元，其被配置为：
-接收给定测量时间的至少所述第一传感器信号和所述第二传感器信号，以及
-计算所述给定测量时间的经校正的传感器信号所述经校正的传感器信号，随时间指示所述组织内的血液吸光度的变化，所述计算如下地进行：
-通过仅使用所述给定测量时间的所述至少第一传感器信号和第二传感器信号，并且
-通过从所述给定测量时间的所述至少第一传感器信号和第二传感器信号去除随时间指示通过所述组织的光路长度的变化的组织路径误差信号分量和随时间指示在所述组织处发射的所述源光与所述组织之间的耦合的变化的光耦合误差信号分量，并且
-确定和提供所述给定测量时间的所述经校正的传感器信号的经校正的AC信号分量。
根据本发明的第一方面的PPG装置向用户提供了通过脉动的血液的动态血液吸光度变化的精确校正的AC信号分量。去除了相应的传感器信号的常见误差信号分量，即组织路径误差信号分量和光耦合误差信号分量。组织路径误差信号分量是由经过组织的光路长度随时间的变化引起的(并因此指示其)。在该上下文中，光线是否传播通过脉动的血液不是问题。光耦合误差信号分量是通过由于PPG装置和组织的相对运动(例如，由于运动或肌肉收缩引起的再成形)而引起的在组织处发射的源光与组织之间的耦合的变化引起的(并因此指示其)。例如，当传感器与皮肤分离时，在界面处会出现额外的菲涅尔损耗，从而减少注入皮肤的光量并减少接收到的背散射光的量。
因此，所提供的经校正的AC信号分量不受分别由于组织或对象的运动或肌肉收缩引起的源光耦合和/或环境光强度的变化所引起的误差信号分量干扰。此外，经校正的AC信号分量不受由源自组织的皮肤或围绕血液的组织部分的透射光和/或背散射光引起的组织路径误差信号分量干扰。因此，PPG装置向用户提供改善的信号，其较少地受到干扰。
经校正的传感器信号的经校正的AC信号成分包含关于作为时间的函数的探测到的散射源光的变化的信息。鉴于两个去除的误差信号分量，这个变化主要是由被调查组织内的血液吸光度的变化引起的。血液吸光度变化是由源光通过血液的光路长度变化引起的，源光通过血液的光路长度变化可以指示包括组织的对象的呼吸速率、脉率、血压或其他生命体征信息。因此，根据本发明的第一方面的PPG装置可以改善生命体征测量的结果。
由于PPG装置的所有部件都可以提供有小的延伸部，所以PPG装置本身也可以具有小尺寸，这可以实现PPG装置的高移动性。由于高移动性会导致由运动引起的高水平的信号误差分量，因而其是有利的，特别在于，光耦合误差信号分量由PPG装置的处理单元去除。
应该注意，清楚起见，源光要指向的组织不构成要求保护的PPG装置的一部分。该组织形成了要由PPG装置调查的对象，并且因此可以任意改变。要被调查的组织的非限制性实例是活体动物、人类或其部位。
应该理解，第一光谱位置和第二光谱位置彼此不同。本文中以下提到的源光的任何另外的光谱位置也不同于第一光谱位置和第二光谱位置并且彼此不同。
以下将描述根据本发明第一方面的PPG装置的实施例。
在PPG装置的优选实施例中，所述处理单元被配置为通过以下来确定经校正的传感器信号：
-根据至少所述第一传感器信号和所述第二传感器信号以及源光强度度量来确定作为时间的函数的每个光谱位置的透射度量；
-根据针对每个光谱位置的透射度量的对数、针对每个光谱位置的预先存储的血液衰减参数、针对每个光谱位置的预先存储的有效组织衰减参数、组织路径误差信号分量和光耦合误差信号分量，使用比尔-朗伯定律来计算作为时间的函数的经校正的传感器信号。
在该优选实施例中，经校正的传感器信号可以由处理单元快速确定。处理单元的快速处理使得PPG装置能够定义小的时间步长，用于随后的测量和随时间的经校正的传感器信号的计算。因而，本优选实施例中的PPG装置可以快速提供经校正的AC信号。
值得注意的是，比尔-朗伯定律提供了均匀介质中光衰减的定量估计。它将光的衰减与单一波长的源光传播通过的均匀非散射介质的吸收参数相关。本实施例基于这样的认识，即比尔-朗伯定律还给出了通过组织的透射过程的合理近似描述。根据比尔-朗伯定律，光的衰减是探测到的散射源光的强度I(t,λ)除以由PPG装置发射并由组织接收的源光的强度c(t)I0。时间相关因子c(t)描述光耦合误差，其指示源光的源光源强度的变化。源光强度度量I0描述在组织处发射的源光的强度。由于作为被调查介质的组织包括血液部分和围绕血管的组织部分，因而将介质的吸收参数分成血液衰减参数μB(λ)和有效组织衰减参数μT(λ)。这根据比尔-朗伯定律得到以下关系
其中，T(t,λ)是针对每个光谱位置λ的透射度量，zT(t)是探测到的散射源光的有效光学组织路径长度，并且zB(t)是通过血液的时间相关的光路长度，并且因此是想要的经校正的传感器信号，其指示血液吸光度随着时间的变化。
在该优选实施例的一个变型中，处理单元使用经校正的传感器信号的代数解，其可以从以下形式的比尔-朗伯定律中导出：
ln(T(t,λ))＝ln(cm(t))-(μB(λ)zB(t)+μT(λ)zT(t)) (1)
公式(1)形成了由PPG装置测量的透射度量值，要由处理单元计算的经校正的传感器信号与要由处理单元移除的组织路径误差信号分量和光耦合误差信号分量之间的解析关系。
在该优选实施例的另一个变型中，通过计算在预定时间步长内的经校正的传感器信号的代数解作为线性方程组的代数解来确定经校正的传感器信号，该线性方程组根据比尔-朗伯定律描述了根据预先存储的血液衰减参数、预先存储的有效组织衰减参数、经校正的传感器信号、组织路径误差信号分量和光耦合误差信号分量的每个光谱位置的透射度量的对数。在这个变型中，可以直接并因此快速地确定经校正的传感器信号，因为处理单元只需要针对预定时间步长中的任何给定的一个求解代数表达式。此外有利的是，不必计算组织路径误差信号分量和光耦合误差信号分量来提供经校正的传感器信号。本实施例避免了频域滤波，并且因此允许使用特别简单的硬件来提供经校正的传感器信号。另一个优点是有效衰减参数的绝对值不需要是已知的。只需要知道相对值。由于这些值遵循分子消光系数，因而它们的相对值是固定的。与实际绝对值的偏差只会导致计算参数中的比例误差。这不是问题，因为应用目标的主要兴趣在于血液吸光度zB(t)的变化。
在PPG装置的另一个实施例中，所述处理单元被配置为通过使用各个光谱位置的透射度量的对数关于光谱位置的导数来计算经校正的传感器信号。
在根据本发明的第一方面的PPG装置的另一实施例中，所述处理单元还被配置为通过以下来确定所述经校正的传感器信号：
-确定预先存储的血液衰减参数关于光谱位置的导数；
-确定预先存储的有效组织衰减参数关于光谱位置的导数；
-将经校正的传感器信号计算为各个光谱位置的透射度量值的对数的加权的导数的归一化差，所述加权的导数通过各个其它光谱位置的预先存储的有效组织衰减参数的导数而被加权，其中，各个导数关于光谱位置进行计算。
在该实施例的一个变型中，根据下式来在随后的测量时间tm计算经校正的传感器信号：
在该公式中以及在所有以下实施例中，Tn是指ln(T(t＝tm,λn))，即针对各个光谱位置λn的源光在测量时间的透射度量的对数(其中，n＝1,2,...)，bn是指μB(λn)，即针对各个光谱位置λn的源光的血液衰减参数，an是指μT(λn)，即针对各个光谱位置λn的源光的有效组织衰减参数，并且全部导数是关于光谱位置求得的。
在这个变型的一个范例中，血液衰减参数和有效的组织衰减参数的透射度量的对数的导数通过各个差商计算，即，T1'＝(T1-T2)/(λ1-λ2)。在该变型的另一个示例中，血液衰减参数和有效组织衰减参数的导数通过使用参数的启发式或解析公式并计算启发式或解析公式的对应导数的解来计算。
在这个变型中用于计算经校正的传感器信号的公式可以通过使用公式(1)关于λ的导数根据比尔-朗伯定律导出：
并且针对源光的第一光谱位置和第二光谱位置中的每个求解从式(3)得到的线性方程组。
在PPG装置的另一个实施例中，所述至少一个光源还被配置为提供第三光谱位置的源光以指向所述组织；所述至少一个光探测器还被配置为至少提供指示所述第三光谱位置的散射源光的第三传感器信号；并且所述处理单元还被配置为接收第三传感器信号并且通过使用第一、第二和第三传感器信号来计算和提供经校正的传感器信号。
在相关的实施例中，所述处理单元还被配置为通过计算各个光谱位置的透射度量的加权的对数的归一化的和来确定经校正的传感器信号，所述加权的对数通过取决于预先存储的各对有效组织衰减参数的差异的各个加权因子加权。在该实施例的一个变型中，根据下式来在随后的测量时间tm计算经校正的传感器信号：
在这个公式中，测量的特性如上面在公式(2)的过程中所描述的那样表示。通过求解三个方程的线性方程组，该公式可以根据公式(1)得出，三个方程中的每个基于针对相应的光谱位置的公式(1)。
在PPG装置的一个实施例中，处所述理单元还被配置为提供经校正的传感器信号的经校正的DC(直流)信号分量。所述DC信号分量可被描述为恒定的或低频的信号值(例如，呼吸频率)，经校正的传感器信号围绕该恒定的或低频率的信号值以高频(例如，血液脉冲频率)根据AC信号分量变化。在该实施例中，如果某种物质的吸收特性是已知的，那么PPG装置也可以用于确定血液中某种物质的浓度。例如，在一些这样的实施例中，通过使用合适的第一光谱位置和第二光谱位置，使DC信号分量指示组织内的血液的脱氧血红蛋白浓度或氧合血红蛋白浓度。
在基于进一步处理DC或AC信号分量的PPG装置的一个实施例中，所述处理单元还被配置为使用氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数，氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白分别作为光谱位置的函数预先存储，并且通过使用预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数来计算经校正的传感器信号的第一部分，并且通过使用预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数来计算经校正的传感器信号的第二部分，来确定并提供组织内血液的外围毛细血管氧饱和度，其中，经校正的传感器信号的第一部分指示由氧合血红蛋白引起的血液吸光度，并且经校正的传感器信号的第二部分指示由脱氧血红蛋白引起的血液吸光度。在该实施例中，处理单元的计算更为精确，因为不假定血液是均质的，如在前面实施例的计算中。组织的血液部分中的源光的吸收被分离成：根据由氧合血红蛋白的吸收参数描述的氧合血红蛋白的吸收的吸收分量，以及根据由脱氧血红蛋白的吸收参数描述的脱氧血红蛋白的吸收的吸收分量。被检查血液的外围毛细血管血氧饱和度通常表示为SpO2。由于SpO2是氧合血红蛋白与血液中血红蛋白总量的比率，因而SpO2是计算的通过脱氧血红蛋白的源光的路径长度zHb(t)和计算的通过氧合血红蛋白的源光的路径长度使用来确定的。由于SpO2是一个比率，所以如果zHb(t)和即经校正的传感器信号的第一部分和经校正的传感器信号的第二部分包括相似的变化特性，则经校正的传感器信号的时间变化不会改变SpO2的计算结果。所调查的血液的所计算的所提供的外围毛细血管血氧饱和度指示血液的氧饱和度。根据本发明的第一方面的该实施例的PPG装置提供了如下特别的优点：使用多个光谱位置一方面能够根据脱氧血红蛋白和氧合血红蛋白的不同吸收特性来计算血液饱和度，并且另一方面去除组织路径误差信号分量和光耦合误差信号分量。
在该实施例的变型中，处理单元确定并提供经校正的传感器信号的第一部分和第二部分的DC分量。因此，在该变型中，通过使用经校正的传感器信号的第一部分和第二部分的DC分量来去除校正传感器信号的时间变化，这得到由PPG装置提供的更精确的外围毛细血管氧饱和度。
在PPG装置的实施例中，所述处理单元还被配置为通过以下来确定经校正的传感器信号：
-确定氧化血红蛋白和脱氧血红蛋白关于所述光谱位置的预先存储的吸收参数的导数；
-确定预先存储的有效组织衰减参数关于所述光谱位置的导数；
-将经校正的传感器信号的第一部分和第二部分计算为相应光谱位置的透射度量的对数的加权的导数的归一化的和，所述加权的导数通过取决于预先存储的有效组织衰减参数的导数与氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的预先存储的吸收参数的导数的各个对的线性组合的各个加权因子而被加权，其中，各个导数是相对于所述光谱位置计算的。
在该实施例的一个变型中，所述经校正的信号的第一部分和第二部分根据代数公式在随后的测量时间被计算。在该变型中，处理单元计算线性方程组的代数解。所述线性方程对应于公式(3)，但是对于氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白分离具有分别的吸收参数，而不是如公式(3)中的混在一起的血液衰减参数μB(λ)。在该实施例的变型中，所述传感器信号的所述第一部分的相应加权因子取决于预先存储的脱氧血红蛋白的吸收参数的导数与预先存储的有效组织衰减参数的导数的各个对的线性组合，并且所述传感器信号的所述第二部分的加权因子取决于预先存储的氧合血红蛋白的吸收参数的导数与预先存储的有效组织衰减参数的导数的各个对的线性组合。
在根据本发明的第一方面的PPG装置的另一实施例中，所述至少一个光源还被配置为提供将要引导到所述组织的第四光谱位置的源光；所述至少一个光探测器还被配置为提供指示所述第四光谱位置的散射源光的至少第四传感器信号；并且所述处理单元还被配置为接收所述第四传感器信号并且通过以下来计算和提供所述经校正的传感器信号的所述第一部分和所述第二部分：
-使用第一、第二、第三和第四传感器信号以及源光强度度量来确定针对每个光谱位置的透射度量，
-使用针对所述光谱位置中的每个的根据组织对源光的吸收的预先存储的有效组织衰减参数，
-计算各个光谱位置的透射度量的加权的对数归一化的线性组合，所述加权的对数通过取决于预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数和预先存储的有效组织衰减参数的各个加权因子而被加权。
在该实施例的变型中，在随后的测量时间根据代数公式计算经校正的传感器信号。在该变型中，所述处理单元计算线性方程组的代数解。线性方程对应于公式(1)，但具有对于氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白分别的吸收参数，而不是如公式(1)中的混在一起的血液衰减参数μB(λ)。
在根据本发明的第一方面的另一实施例中，所述PPG装置包括存储器单元，所述存储器单元被配置和配置为接收、存储和提供血液衰减参数或有效组织衰减参数或氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数或者经校正的传感器信号的经校正的AC信号分量或组织路径误差信号分量或光耦合误差信号分量或经校正的传感器信号的第一部分或经校正的传感器信号的第二部分或组织内的血液的外围毛细血管氧饱和度。在这个实施例中，不需要外部设备来提供预先存储的参数。在一个变型中，存储器单元是硬件驱动器，其被电连接到并且被功能性地耦合到所述处理单元。词语“或”在本实施例中表示其组合也是可能的。在一个变型中，所述存储器单元被布置和配置为接收、存储和提供在实施例的描述中给出的所有数据。
在一个实施例中，所述PPG装置还包括用户接口，所述用户接口被布置和配置为接收并提供指示氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的血液衰减参数或吸收参数或有效组织衰减参数或者要被显示的PPG装置的测量结果的用户输入。在该实施例的一个变型中，所述用户接口是键盘或触摸板或笔记本。在该实施例的另一个变型中，所述用户接口电气地和功能地耦合到所述存储器单元。
在一个实施例中，所述PPG装置还包括显示设备，所述显示设备被布置和配置为接收和显示经校正的传感器信号的经校正的AC信号分量或组织路径误差或光耦合误差或经校正的传感器信号的第一部分或经校正的传感器信号的第二部分或组织内的血液的外围毛细血管氧饱和度。在该实施例的变型中，所述显示设备是计算机监视器。在另一变型中，所述显示设备包括LED布置。在另一变型中，显示设备包括液晶元件。在进一步的变型中，所述显示设备还被配置为显示用户输入。
所述PPG装置的另一个实施例包括被布置为至少包围至少一个光源、处理单元和至少一个光探测器的外壳，从而为所述PPG装置提供承载设备。在这个实施例的变型中，所述承载设备是把手或腕带或手表带或夹子。在该实施例的变型中，通过形成外壳的一部分的透明保护板来保护所述至少一个光源或所述至少一个光探测器免受组织或环境的影响。
在所述PPG装置的一个实施例中，所述至少一个光源是发光二极管(LED)。在该实施例的变型中，由LED发射的源光例如通过透镜被准直。在另一个实施例中，所述至少一个光源是激光源，特别是激光二极管。
通常，LED或激光源的源光具有用于计算经校正的传感器信号的特征光谱位置。在PPG装置的一个变型中，光源包括具有彼此不同的多个特征光谱位置的多个LED或多个激光源。
在进一步的实施例中，所述至少一个光源还被配置为向所述处理单元提供活动信息，所述活动信息指示所述至少一个光源的状态，其中，所述至少一个光源光的状态包括所述至少一个光源是否提供源光的信息。在变型中，所述活动信息还指示由至少一个光源发射的源光的光谱位置。
在一个实施例中，所述至少一个光源是包括可调谐滤波器的一个光源，并且因此提供所述至少第一光谱位置和第二光谱位置的光源。这种可调谐滤波器可以导致更小的PPG装置。此外，由于所述至少一个光源可以对压力敏感，因而使用单个可调谐滤波器而不是多个光源可以使PPG装置更加稳健。在一个变型中，一个光源随着时间切换发射的光源的光谱位置，并且在另一个变型中，所述一个光源发射包括至少第一光谱位置和第二光谱位置的部分的多路复用源光。在该实施例的另一变型中，活动信息包括由至少一个光源发射的源光的光谱位置。在另一个实施例中，特定光谱位置的每个源光都由一个单独的光源发射。
该至少一个光探测器通常是光电二极管，但是也可以是任何其他光敏探测器设备，包括CCD传感器或视频相机。
在一些实施例中，特定光谱位置的散射源光由相应的单独的光探测器探测。在替代和实施例中，使用单个宽带光探测器和可调谐滤波器，从而允许探测具有至少第一光谱位置和第二光谱位置的散射源光。使用这样的可调谐滤波器允许制造特别小的PPG装置。此外，由于光探测器对于施加压力可能有些敏感，因此使用具有可调谐滤波器的单个探测器而不是多个光探测器可以使PPG装置更加稳健。在一个变型中，单个光探测器随着时间的推移跨探测到的散射源光的不同光谱位置切换。在另一个变型中，一个光探测器同时探测至少第一光谱位置和第二光谱位置的散射源光的所有部分。
源光的光谱位置可以用源光的波长来表示，或者用源光的能量来表示。对要执行计算的适当调整是理所当然的。
在PPG装置的一个实施例中，所述处理单元还被配置为放大至少第一传感器信号和第二传感器信号或经校正的传感器信号。这可以改善或简化经校正的传感器信号的交流分量的后续分析。
在PPG装置的一个实施例中，源光强度度量例如预先存储在存储器单元中。
预先存储的血液衰减参数或预先存储的有效组织衰减参数或氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数对于PPG装置的用户或制造商可能是未知的。在所述PPG装置的一个实施例中，这些参数的相对值由PPG装置预先存储，并且在计算经校正的传感器信号期间，通过处理单元来确定获得在血液衰减特性的典型范围内的计算结果的公共因子并将其用于计算经校正的传感器信号。在一个变型中，所述公共因子由处理单元迭代地确定。在该实施例的另一个变型中，可以通过由用户接口接收的用户输入来改变所述公共因子。
在所述PPG装置的另一个实施例中，至少一个光探测器和至少一个光源相对于针对要由PPG调查的组织提供的位置布置在同一侧。因此，在该实施例中，散射源光主要被所述组织背散射。
在替代实施例中，针对组织的位置已被布置在所述至少一个光源与所述至少一个光探测器之间。因此，在该实施例中，所述散射源光主要被组织向前散射，导致透射通过所述组织。在另外的实施例中，所述PPG装置被布置和配置为在至少一个光探测器与至少一个光源之间提供可变的位置。在该实施例的变型中，所述PPG装置可以被布置为根据所述PPG装置的处理模式而在组织的一侧或组织的不同侧上提供至少一个光探测器和至少一个光源。在该变型中，可以调节至少一个光探测器以探测主要背散射的源光或主要向前散射的源光。在该实施例的相关另一变型中，所述用户接口还被配置为接收并提供用户输入，所述用户输入指示组织是否已被布置在至少一个光源与至少一个光探测器之间或者至少一个光源和至少一个光探测器已经布置在组织的一侧上。在另外的变型中，所述用户接口被配置为接收和提供所述PPG装置的处理模式。
根据本发明的第二方面，本发明涉及一种用于操作PPG装置的方法，所述方法包括：
-发射指向组织的至少第一光谱位置和第二光谱位置的源光；
-接收已经被组织散射的散射源光，并且至少提供指示第一光谱位置的散射源光的第一传感器信号和指示第二光谱位置的散射源光的第二传感器信号；
-通过使用仅给定测量时间中的至少第一传感器信号和第二传感器信号，并且通过从所述给定测量时间中的至少第一传感器信号和第二传感器信号去除随时间指示通过组织的光路长度的变化的组织路径误差信号分量以及随时间指示在组织处发射的源光与组织之间的耦合的变化的光耦合误差分量，来计算给定测量时间中的经校正的传感器信号，所述经校正的传感器信号随时间指示组织内血液吸光度的变化；并且
-确定并提供给定测量时间中的经校正的传感器信号的经校正的AC信号分量。
本发明的第二方面的方法享有在第一方面的PPG装置的背景下描述的优点。
在根据本发明的第二方面的方法的优选实施例中，所述方法还包括以下步骤
-根据所述第一传感器信号和第二传感器信号并且根据源光强度度量来确定每个光谱位置的透射度量；
-根据针对每个光谱位置的透射度量的对数，针对每个光谱位置的预先存储的血液衰减参数或针对每个光谱位置的预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数，针对每个光谱位置的预先存储的有效组织衰减参数，经校正的传感器信号，组织路径误差信号分量和光耦合误差信号分量，使用比尔-朗伯定律计算经校正的传感器信号作为时间的函数。
在该实施例的一个变型中，计算经校正的传感器信号还包括通过使用至少两个透射度量来对至少两个线性方程的方程组进行数值求解。
在根据本发明的第二方面的方法的一个实施例中，所述方法还包括：通过计算相应光谱位置的透射度量的加权的对数的归一化的线性组合来确定经校正的传感器信号或指示由氧合血红蛋白引起的血液吸光度的经校正的传感器信号的第一部分和指示由脱氧血红蛋白引起的血液吸光度的经校正的传感器信号的第二部分，所述加权的对数通过取决于预先存储的有效组织衰减参数和预先存储的血液衰减系数或预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数的各个加权因子来进行加权。
在根据本发明的第二方面的方法的另一个实施例中，所述方法还包括以下步骤：
-确定预先存储的血液衰减参数关于光谱位置的导数或氧化血红蛋白和脱氧血红蛋白的预先存储的吸收参数关于光谱位置的导数；
-确定预先存储的有效组织衰减参数关于光谱位置的导数；
-将经校正的传感器信号计算为相应光谱位置的透射度量的对数的加权的导数的归一化的线性组合，所述加权的导数通过取决于预先存储的有效组织衰减参数的导数或者预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数的导数的各个加权因子而被加权，其中，各个导数关于光谱位置而被计算。
在另一个实施例中，所述方法包括显示经校正的传感器信号的经校正的AC信号分量或者组织路径误差或者光耦合误差或者经校正的传感器信号的第一部分或者经校正的传感器信号的第二部分或组织内的血液的外围毛细血管氧饱和度。
在优选实施例中，源光的至少两个光谱位置是两个、三个或四个光谱位置。
根据本发明的第三方面，用于操作PPG装置的计算机程序包括用于使计算机执行根据本发明的第二方面的方法的程序代码单元。
包括计算机程序的计算机可以例如形成计算机手表设备的集成部分并且被实现为微控制器或微处理器。在另一个实施例中，所述计算机形成医院计算机系统的集成部分。在又一个实施例中，计算机被集成到医学设备中，并且计算机程序包括程序代码单元，用于根据PPG装置的传感器信号确定生命体征信息，例如呼吸率，脉搏率，血压，血液体积分数和氧饱和度。
应该理解的是，根据本发明第一方面的PPG装置(其也在权利要求1中定义)，根据第二方面的用于操作PPG装置的方法(其也在权利要求11中定义)，以及用于操作PPG装置的计算机程序(其也在权利要求15中定义)具有相似或相同的实施例。
参考下文描述的实施例，本发明的这些方面和其它方面将变得显而易见并将得以阐明。
附图说明
在以下附图中：
图1示出了根据本发明的第一方面的PPG装置的实施例；
图2示出了根据本发明的第一方面的包括存储器单元的PPG装置的实施例；
图3是根据本发明的第一方面的PPG装置的实施例中的处理单元的计算的示意图；
图4是在根据本发明的第一方面的PPG装置的实施例中确定各个参数的导数的处理单元的计算的示意图；
图5示出了根据本发明的第一方面的PPG装置的实施例，其中，所述PPG装置形成手表；
图6是图示用于操作PPG装置的方法的实施例的流程图；
图7是图示用于操作PPG装置的方法的另一实施例的流程图；
图8是图示用于操作PPG装置的方法的另一实施例的流程图；
图9是图示用于操作PPG装置的方法的另一实施例的流程图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的第一方面的PPG装置100的实施例。PPG装置100包括作为至少一个光源110的第一光源112和第二光源116，以及作为至少一个光探测器120的第一探测器122和第二光探测器126。光源110是被布置和配置为提供指向组织140的至少第一光谱位置和第二光谱位置的源光130。光探测器120被布置和配置为探测已经被组织140散射的散射源光，并且至少提供指示第一光谱位置的散射源光的第一传感器信号127和指示第二光谱位置的散射源光的第二传感器信号129。此外，处理单元150被配置为接收至少第一传感器信号127和第二传感器信号129并且计算经校正的传感器信号160，其指示组织140内的血液吸光度的变化。为了计算经校正的传感器信号160，处理单元150使用至少第一传感器信号127和第二传感器信号129并且从至少第一传感器信号127和第二传感器信号129中去除指示随着时间经过组织的光路长度的变化的组织路径误差信号分量和指示在组织140处发射的源光130和组织之间的耦合的变化的光耦合误差信号分量。之后，处理单元150确定并提供经校正的传感器信号160的经校正的AC信号分量170。
在PPG装置100的所示实施例中，处理单元150还被配置为提供经校正的传感器信号160。在该实施例中，AC信号分量170和经校正的传感器信号160由显示设备180接收，显示设备180包括图形输出182。显示设备180电气地并且功能地连接到用户接口185，用户接口185被布置和配置为接收和提供要被显示的用户输入，所述用户输入指示氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的血液衰减参数或吸收参数或有效组织衰减参数或PPG装置的测量结果。用户接口185由多个按钮形成。
所描绘的PPG装置100还提供处理单元150与光源110之间的电气连接和功能连接190。连接190用于校准源光强度度量。执行校准的选项在下面进一步公开。此外，光源110被配置为向处理单元150提供指示光源110的状态的活动信息，其中光源110的状态包括光源110是否提供源光130的信息。
所描绘的外壳195被布置为包封光源120、处理单元150和光探测器120。
PPG装置的所示实施例中的组织140例如是PPG装置100的用户的手臂。手臂不是本发明的一部分，而是PPG装置100要调查的对象。
可以使用以下考虑来执行PPG装置100的校准。不同波长处的光发射可能有不同的强度。例如，即使在相同的驱动电流下，两个不同的LED也不会产生相同的输出功率。另外，探测器可能对于不同的波长具有不同的灵敏度。因此，如果人们要测量白色参考标准，则从不同波长获得的测量值将产生不同的结果，这是不正确的，因为测量了白色参考。这个误差可以被校正，例如在生产期间，通过调节驱动电流而使得参考将被测量为白色，即对于所有使用的波长有相同的测量结果。校准的另一个可能性是针对每个波长的软件校正因子，其也可以使用白色参考样本在生产时确定。另一种选择是在生产时真正测量Io作为波长的函数并存储这些值。
如图5中的实施例所示，PPG装置可以包括作为单个光源的可调谐滤波器，以提供第一光谱位置和第二光谱位置的源光。在未示出的另一实施例中，第三光谱位置或第四光谱位置的源光由至少一个光源提供。图3图示了提供另一第三光谱位置的源光的实施例的处理单元的计算。
如图5中的实施例所示，PPG装置可以包括可调谐滤波器作为单个光探测器，以提供至少第一光谱位置和第二光谱位置的散射源光的探测。在未示出的另一实施例中，第三光谱位置或第四光谱位置的源光由至少一个光探测器探测。
在未示出的实施例中，PPG装置还提供放大器单元以对至少第一传感器信号和第二传感器信号或经校正的传感器信号进行放大。
图2示出了根据本发明的第一方面的包括存储器单元250的PPG装置200的实施例。PPG装置的所示实施例具有与图1中描绘的PPG装置100几乎相同的结构。唯一的区别是PPG装置200还包括存储器单元250，其被布置和配置为接收、存储和提供血液衰减参数或有效组织衰减参数或氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数或校正传感器信号160的校正AC信号分量170或组织路径误差信号分量或光耦合误差信号分量或校正的传感器信号160的第一部分或校正的传感器信号160的第二部分或组织内的血液的氧饱和度140。存储器单元250还被配置为接收、存储和提供用户输入280。
图3是根据本发明的第一方面的PPG装置300的实施例内的处理单元310的计算的示意图。首先，处理单元310被配置为通过根据至少第一传感器信号和第二传感器信号330以及根据源光强度度量340来确定每个光谱位置的透射度量320作为时间的函数来确定经校正的传感器信号380。之后，处理单元310根据针对每个光谱位置的透射度量350的对数、针对每个光谱位置的预先存储的血液衰减参数360，针对每个光谱位置的预先存储的有效组织衰减参数370，组织路径误差信号分量和光耦合误差信号分量，使用比尔-朗伯定律来计算作为时间的函数的经校正的传感器信号380。在该实施例中，存在第一、第二和第三传感器信号330。透射度量320、血液衰减参数360和有效组织衰减参数370被预先存储在处理单元310内。在未示出的实施例中，透射度量320、血液衰减参数360和有效组织衰减参数370被部分预先存储在处理单元内，并且在图2的PPG装置200的实施例中，它们被预先存储在存储器单元250中。
光强度度量340I0和相应的传感器信号320I(t,λn)针对第n个光谱位置(n＝1,2或3)被使用以确定透射度量之后，计算透射度量的对数350Tn＝ln(T(t,λn))，并且处理单元310还使用针对每个光谱位置的预先存储的血液衰减参数360bn和针对每个光谱位置的预先存储的有效组织衰减参数370an，以在随后的测量时间tm根据下式计算经校正的传感器信号380zB(t)：
该公式中的特性在上面的公式(2)中进行描述。因此，处理单元310被配置为通过计算相应光谱位置的透射度量350的加权的对数的归一化和来确定经校正的传感器信号380，所述加权的对数通过取决于预先存储的有效组织衰减参数370的相应对的差异的各个加权因子而被加权。
通过求解三个方程的线性方程组，这个公式可以根据公式(1)导出，针对相应的光谱位置，每个方程基于公式(1)。
在作为时间的函数的经校正的传感器信号380被计算之后，处理单元310还被配置为确定并提供经校正的传感器信号380的AC信号分量390。
在未示出的实施例中，处理单元还被配置为提供经校正的传感器信号。
在另外的未示出的实施例中，PPG装置的处理单元还被配置为接收第四传感器信号并且计算并提供经校正的传感器信号的第一部分和第二部分，以提供组织中的血液的外围毛细血管氧饱和度，其中经校正的传感器信号的第一部分指示由氧合血红蛋白引起的血液吸光度，并且经校正的传感器信号的第二部分指示由脱氧血红蛋白引起的血液吸光度。为了计算这些信号，处理单元使用第一、第二、第三和第四传感器信号以及源光强度度量来确定针对每个光谱位置的透射度量。此外，处理单元使用取决于对于每个光谱位置的组织的源光吸收的预先存储的有效组织衰减参数，以及作为光谱位置的函数的预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数。在未示出的该实施例中，处理单元将经校正的传感器信号的第一部分和第二部分计算为相应光谱位置的透射度量的加权的对数的相应归一化的线性组合，所述加权的对数通过取决于预先存储的有效组织衰减参数和预先存储的氧合血红蛋白和/或脱氧血红蛋白的吸收参数的线性组合的相应加权因子而被加权。
在附图中未示出的另一实施例中，根据图3的处理单元310的处理单元通过根据比尔-朗伯定律数值求解线性方程组来计算经校正的传感器信号，而没有如在图3的上下文中给出的代数解。
图4是根据本发明的第一方面的PPG装置400的实施例中的处理单元410确定各个参数的导数的计算的示意图。首先，处理单元410被配置为通过根据第一传感器信号和第二传感器信号430并且根据源光强度度量440来确定作为时间的函数的针对每个光谱位置的透射度量420来确定经校正的传感器信号。之后，处理单元410根据针对每个光谱位置的透射度量450的对数、针对每个光谱位置的预先存储的血液衰减参数460、针对每个光谱位置的预先存储的有效组织衰减参数470、组织路径误差信号分量和光耦合误差信号分量，使用比尔-朗伯定律计算作为时间的函数的经校正的传感器信号480。在该实施例中，存在第一传感器信号和第二传感器信号430。透射度量420、血液衰减参数460和有效组织衰减参数470被预先存储在处理单元410内。处理单元410还被配置为确定透射度量450的对数。之后，处理单元410确定预先存储的血液衰减参数465以及预先存储的有效组织衰减参数475的透射度量455的对数的导数，其中，所有的导数都是相对于光谱位置取得的。
在该实施例中，血液衰减参数465和有效组织衰减参数475的透射度量455的对数的导数通过各个差商来计算，即，在透射度量455的对数的情况下是T1'＝(T1-T2)/(λ1-λ2)。在未示出的实施例中，血液衰减参数和有效组织衰减参数的导数通过使用参数的启发式或解析公式并计算所述启发式或解析公式的对应导数的解来计算。
处理单元410还将经校正的传感器信号480计算为相应光谱位置的透射度量455的对数的加权的导数的归一化差，所述加权导通过各个其它光谱位置的预先存储的有效组织衰减参数475的导数而被加权。在本实施例中用于计算经校正的传感器信号zB(t)480的公式可以通过使用公式(1)关于λ的导数根据比尔-朗伯定律导出，并具有以下形式：
因此，处理单元410在随后的测量时间tm处计算经校正的传感器信号480，并且因此确定作为时间的函数的经校正的传感器信号480。之后，处理单元410还被配置为确定并提供经校正的传感器信号480的AC信号分量490。
在未示出的实施例中，PPG装置的处理单元还被配置为接收第三传感器信号并且计算和提供经校正的传感器信号的第一和第二部分，以提供组织内的血液的外围毛细血管氧饱和度，其中经校正的传感器信号的第一部分指示由氧合血红蛋白引起的血液吸光度，并且经校正的传感器信号的第二部分指示由脱氧血红蛋白引起的血液吸光度。为了计算这些信号，处理单元使用第一，第二和第三传感器信号以及源光强度度量来确定针对每个光谱位置的透射度量。此外，处理单元使用针对每个光谱位置的作为光谱位置的函数的预先存储的有效组织衰减参数以及预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数，来确定预先存储的有效组织衰减参数和预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白关于光谱位置的导数。
在该实施例中，处理单元将经校正的传感器信号的第一部分和第二部分计算为各个光谱位置的透射度量的对数的加权的导数的归一化和，所述加权的导数通过取决于预先存储的有效组织衰减的导数以及氧合血红蛋白和或脱氧血红蛋白的预先存储的吸收参数的导数的各对的线性组合的各个加权因子而被加权，其中，各个导数是关于光谱位置计算的。
在另一个实施例中，根据图4的处理单元410的处理单元通过根据比尔-朗伯定律数值地求解线性方程组来计算经校正的传感器信号，而没有在图4的上下文中给出的代数解。
图5示出了根据本发明的第一方面的PPG装置500的实施例，其中PPG装置形成手表。PPG装置500对应于图1所示的PPG装置100的实施例。唯一的区别是外壳520的形式，其与所包括的PPG装置500形成手表，并且至少一个光源540包括具有可调谐滤波器的一个光源，提供至少第一光谱位置和第二光谱位置的源光，而至少一个光探测器560包括具有可调谐滤波器的一个光探测器，提供对至少第一光谱位置和第二光谱位置的散射源光的探测。图5中的虚线示出了在手表的正视图中不可见的PPG装置500的元件，即PPG装置500在背面或手表内的元件。
考虑到外壳520，PPG装置还提供了在该实施例中为手表带的承载设备580。
该实施例的外壳导致PPG装置500的用户的生命体征信息的简单确定。这也使得能够自动化或频繁地计算经校正的传感器信号。移除PPG装置500的组织路径误差信号分量和光耦合误差信号分量是特别有利的，因为剧烈的运动可能导致由于运动引起的高水平的信号误差分量，高水平的信号误差分量影响光耦合误差信号分量。
在未示出的实施例中，用户接口至少部分地由手表的拨轮形成。
图6是图示用于操作PPG装置的方法的实施例的流程图。作为第一步骤610，该方法包括发射指向组织的至少第一光谱位置和第二光谱位置的源光。
接下来的步骤620是接收已被组织散射的散射源光，并提供至少第一传感器信号和第二传感器信号，所述第一传感器信号指示第一光谱位置的散射源光，所述第二传感器信号指示第二光谱位置的散射源光。
该方法还包括通过使用至少第一传感器信号和第二传感器信号并且通过从所述至少第一传感器信号和第二传感器信号去除指示随着时间的推移通过组织的光路长度的变化的组织路径误差信号分量和指示在组织处发射的源光的源光强度的变化的光耦合误差分量来计算经校正的传感器信号(630)。
作为最后的步骤640，该方法包括确定并提供经校正的传感器信号的校正的AC信号分量。
图7是图示用于操作PPG装置的方法的另一实施例的流程图。除了在图6的上下文中给出的步骤之外，该方法还包括，作为第一步骤710，根据第一传感器信号和第二传感器信号并且根据源光强度度量来确定针对每个光谱位置的透射度量。
第二和最后一个步骤720是根据针对每个光谱位置的透射度量的对数、针对每个光谱位置的预先存储的血液衰减参数或针对每个光谱位置的预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数、针对每个光谱位置的预先存储的有效组织衰减参数、经校正的传感器信号、组织路径误差信号分量和光耦合误差信号分量，使用比尔-朗伯定律计算作为时间函数的经校正的传感器信号。
图8是图示用于操作PPG装置的方法的另一实施例的流程图。除了在图6和图7的上下文中给出的步骤之外，该方法还包括通过计算相应光谱位置的透射度量的加权的对数的归一化的线性组合来确定经校正的传感器信号或经校正的传感器信号的第一部分和经校正的传感器信号的第二部分的单个步骤810，所述经校正的传感器信号的第一部分指示由于氧合血红蛋白引起的血液吸光度，所述经校正的传感器信号的第二部分指示脱氧血红蛋白引起的血液吸光度，所述加权的对数通过取决于预先存储的有效组织衰减参数或预先存储的有效组织衰减参数和预先存储的氧合血红蛋白或脱氧血红蛋白的吸收参数的各个加权因子而被加权。
图9是图示用于操作PPG装置的方法的另一实施例的流程图。除了在图6和图7的上下文中给出的步骤之外，该方法还包括，作为第一步骤910，确定预先存储的血液衰减参数关于光谱位置的导数或预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数关于光谱位置的导数。
之后，确定预先存储的有效组织衰减参数关于光谱位置的导数(920)。
作为最后的步骤930，该方法包括将经校正的传感器信号计算为各个光谱位置的透射度量的对数的加权的导数的归一化的线性组合，所述加权的导数通过取决于预先存储的有效组织衰减参数的导数以及预先存储的血液衰减参数的导数或者预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数的导数的各个加权因子而被加权，其中，各个导数是关于光谱位置计算的。
概括来说，本发明涉及一种PPG装置，包括：至少一个光源，其被布置和配置为提供至少第一光谱位置和第二光谱位置的源光以被引导至组织；至少一个光探测器，其被布置和配置为探测已经被组织散射的散射源光，并且提供至少第一传感器信号和第二传感器信号，所述第一传感器信号指示第一光谱位置的散射源光，所述第二传感器信号指示第二光谱位置的散射光源；以及处理单元。所述处理单元被配置为接收至少第一传感器信号和第二传感器信号并且通过使用所述至少第一传感器信号和第二传感器信号，并且通过从至少第一传感器信号和第二传感器信号去除指示通过组织的光路长度随时间的变化的组织路径误差信号分量和指示在组织处发射的源光与组织之间的耦合的变化的光耦合误差信号分量，来计算经校正的传感器信号，所述经校正的传感器信号指示组织内的血液吸光度的变化。
虽然已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但是这样的描述和描述被认为是说明性的或示例性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容和所附权利要求，在实践要求保护的本发明时可以理解和实现所公开实施例的其他变型。
特别地，本发明不限于使用两个、三个或四个光谱位置以及血液饱和度的研究。此外，本发明不限于医学应用。
在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。通过词语“或”的元素的组合不排除元素，而是明确了组合元素中的每种组合都是可能的。
单个步骤或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项目的功能。尽管在相互不同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。
Claims (15)
1.一种光电体积描记装置(100)，在下文中称为PPG装置，包括：
-至少一个光源(110)，其被布置和配置为提供要指向组织(140)的至少第一光谱位置和第二光谱位置的源光(130)；
-至少一个光探测器(120)，其被布置和配置为探测已经被所述组织(140)散射的散射源光，并且被布置和配置为至少提供指示所述第一光谱位置的散射源光的第一传感器信号(127)和指示所述第二光谱位置的散射源光的第二传感器信号(129)；以及
-处理单元(150)，其被配置为：
-接收给定测量时间(tm)的所述至少第一传感器信号(127)和所述第二传感器信号(129)，并且
-计算所述给定测量时间(tm)的经校正的传感器信号(160)，所述经校正的传感器信号随时间指示所述组织(140)内的血液吸光度的变化，所述计算如下地进行：
-通过使用仅所述给定测量时间的所述至少第一传感器信号(127)和第二传感器信号(129)，
-通过从所述给定测量时间的所述至少第一传感器信号(127)和第二传感器信号(129)中去除随时间指示通过所述组织的光路长度的变化的组织路径误差信号分量以及随时间指示在所述组织(140)处发射的所述源光(130)与所述组织之间的耦合的变化的光耦合误差信号分量，并且
-确定和提供所述给定测量时间的所述经校正的传感器信号(160)的经校正的AC信号分量(170)。
2.根据权利要求1所述的PPG装置(100)，其中，所述处理单元(150)被配置为通过以下来确定所述经校正的传感器信号(160)：
-根据所述至少第一传感器信号(127)和第二传感器信号(129)并且根据源光强度度量(340)来确定针对每个光谱位置的透射度量(320)；
-使用针对每个光谱位置的所述透射度量(350)的对数、针对每个光谱位置的预先存储的血液衰减参数(360)、针对每个光谱位置的预先存储的有效组织衰减参数(370)、所述组织路径误差信号分量和所述光耦合误差信号分量，使用比尔-朗伯定律来计算作为时间的函数的所述经校正的传感器信号(160)。
3.根据权利要求2所述的PPG装置(100)，其中，所述处理单元(150)还被配置为通过以下来确定所述经校正的传感器信号(160)：
-确定所述预先存储的血液衰减参数(465)关于所述光谱位置的导数；
-确定所述预先存储的有效组织衰减参数(475)关于所述光谱位置的导数；
-将所述经校正的传感器信号(160)计算为各个光谱位置的所述透射度量(455)的对数的加权的导数的归一化差，所述加权的导数通过各个其他光谱位置的预先存储的有效组织衰减参数(465)的导数而被加权，其中，各个导数是关于所述光谱位置计算的。
4.根据权利要求2所述的PPG装置(100)，其中，
-所述至少一个光源(110)还被配置为提供要指向所述组织(140)的第三光谱位置的源光(130)，
-所述至少一个光探测器(120)还配置为至少提供指示所述第三光谱位置的散射源光的第三传感器信号，并且
-所述处理单元(150)还被配置为：
-接收所述第三传感器信号，并且
-通过使用所述第一传感器信号、所述第二传感器信号和所述第三传感器信号(330)来计算和提供所述经校正的传感器信号(160)。
5.根据权利要求4所述的PPG装置(100)，其中，所述处理单元(150)被配置为通过计算各个光谱位置的所述透射度量(350)的加权的对数的归一化的和来确定所述经校正的传感器信号(160)，所述加权的对数通过取决于所述预先存储的有效组织衰减参数(370)的各个对的差异的各个加权因子而被加权。
6.根据权利要求4所述的PPG装置(100)，其中，所述处理单元(150)还被配置为分别使用被预先存储为光谱位置的函数的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数，并且被配置为通过使用所述预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数计算所述经校正的传感器信号的第一部分并且通过使用所述预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数计算所述经校正的传感器信号的第二部分来确定并提供所述组织内的血液的外围毛细血管氧饱和度，其中，所述经校正的传感器信号的所述第一部分指示由氧合血红蛋白引起的血液吸光度，并且所述经校正的传感器信号的所述第二部分指示由脱氧血红蛋白引起的血液吸光度。
7.根据权利要求6所述的PPG装置(100)，其中，所述处理单元(150)还被配置为通过以下来确定所述经校正的传感器信号(160)：
-确定所述预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数关于所述光谱位置的导数；
-确定所述预先存储的有效组织衰减参数(465)关于所述光谱位置的导数；
-将所述经校正的传感器信号的所述第一部分和所述第二部分计算为各个光谱位置的所述透射度量(455)的对数的加权的导数的归一化的和，所述加权的导数通过取决于所述预先存储的有效组织衰减参数(465)的导数以及所述预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数的导数的各个对的线性组合的各个加权因子而被加权，其中，各个导数是关于所述光谱位置计算的。
8.根据权利要求6所述的PPG装置(100)，其中，
-所述至少一个光源(110)还被配置为提供要指向所述组织(140)的第四光谱位置的源光(130)，
-所述至少一个光探测器(120)还被配置为至少提供指示所述第四光谱位置的散射源光的第四传感器信号，并且
-所述处理单元(150)还被配置为：
-接收所述第四传感器信号，并且
-通过以下来计算和提供所述经校正的传感器信号(160)的所述第一部分和所述第二部分，
-使用所述第一传感器信号、所述第二传感器信号、所述第三传感器信号和第所述四传感器信号以及所述源光强度度量(340)来确定针对每个光谱位置的所述透射度量(320)，
-使用取决于所述组织对针对所述光谱位置中的每个的源光的吸收的预先存储的有效组织衰减参数(370)，
-计算各个光谱位置的所述透射度量(350)的加权的对数的归一化的线性组合，所述加权的对数通过取决于预先存储的有效组织衰减参数(370)和所述预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数的各个加权因子而被加权。
9.根据权利要求2或6所述的PPG装置(100)，还包括存储单元(250)，所述存储单元被布置且配置为接收、存储和提供血液吸光度参数(360)或有效组织衰减参数(370)或氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数或所述经校正的传感器信号(160)的经校正的AC信号分量(170)或所述组织路径误差信号分量或所述光耦合误差信号分量或所述经校正的传感器信号的所述第一部分或所述经校正的传感器信号的所述第二部分或所述组织内的血液的氧饱和度。
10.根据权利要求1至9中的至少一项所述的PPG装置(100)，还包括用户接口(185)，所述用户接口被布置和配置为接收和提供用户输入(280)，所述用户输入指示要被显示的血液衰减参数(360)或氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数或有效组织衰减参数(370)或PPG装置(100)的测量结果。
11.一种用于操作光电体积描记装置的方法，所述光电体积描记装置在下文中称为PPG装置，所述方法包括：
-发射指向组织的至少第一光谱位置和第二光谱位置的源光(610)；
-接收已经被所述组织散射的散射源光，并且至少提供指示所述第一光谱位置的散射源光的第一传感器信号和指示所述第二光谱位置的散射源光的第二传感器信号(620)；
-通过使用仅给定测量时间的至少第一传感器信号和第二传感器信号，并且通过从所述给定测量时间的所述至少第一传感器信号和第二传感器信号去除随时间指示通过所述组织的光路长度的变化的组织路径误差信号分量以及随时间指示在所述组织处发射的源光与所述组织之间的耦合的变化的光耦合误差分量，来计算所述给定测量时间(tm)的经校正的传感器信号，所述经校正的传感器信号随时间指示所述组织内的血液吸光度的变化(630)；并且
-确定和提供(640)所述给定测量时间的所述经校正的传感器信号的经校正的AC信号分量。
12.如权利要求11所述的方法，还包括：
-根据所述第一传感器信号和所述第二传感器信号并且根据源光强度度量来确定针对每个光谱位置的透射度量(710)；
-根据针对每个光谱位置的所述透射度量的对数、针对每个光谱位置的预先存储的血液衰减参数或针对每个光谱位置的预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数、针对每个光谱位置的预先存储的有效组织衰减参数、所述经校正的传感器信号、所述组织路径误差信号分量和所述光耦合误差信号分量，使用比尔-朗伯定律，来计算作为时间的函数的所述经校正的传感器信号(720)。
13.如权利要求12所述的方法，还包括：
-通过计算各个光谱位置的所述透射度量的加权的对数的归一化的线性组合来确定所述经校正的传感器信号或所述经校正的传感器信号的第一部分和所述经校正的传感器信号的第二部分，所述第一部分指示由氧合血红蛋白引起的血液吸光度，所述第二部分指示由脱氧血红蛋白引起的血液吸光度，所述加权的对数通过取决于所述预先存储的有效组织衰减参数或所述预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数的各个加权因子而被加权(810)。
14.如权利要求12所述的方法，还包括：
-确定所述预先存储的血液衰减参数关于所述光谱位置的导数或所述预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数关于所述光谱位置的导数(910)；
-确定所述预先存储的有效组织衰减参数关于所述光谱位置的导数(920)；
-将所述经校正的传感器信号计算为各个光谱位置的所述透射度量的对数的加权的导数的归一化的线性组合，所述加权的导数通过取决于所述预先存储的有效组织衰减参数的导数或者所述预先存储的氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收参数的导数的各个加权因子而被加权，其中，各个导数是关于所述光谱位置计算的(930)。
15.一种包括程序代码单元的用于操作光电体积描记装置的计算机程序，所述程序代码单元用于使计算机执行根据权利要求11所述的方法。
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Publications (2)
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|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110461225A (zh) * | 2017-05-04 | 2019-11-15 | 佳明瑞士有限责任公司 | 脉搏光谱技术 |
| CN110613462A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-27 | 河南大学 | 一种不受个体差异影响的组织氧饱和度检测方法及装置 |
| CN110772221A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-02-11 | 三星电子株式会社 | 抗氧化剂传感器、抗氧化剂信号获得方法和抗氧化剂等级确定方法 |
| CN113456067A (zh) * | 2021-06-24 | 2021-10-01 | 江西科莱富健康科技有限公司 | 体外血红蛋白浓度测量方法、系统及计算机设备 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10724958B2 (en) * | 2017-11-06 | 2020-07-28 | Senors Unlimited, Inc. | Imaging devices, imaging arrangements, and imaging methods |
| EP3893754B1 (en) * | 2018-12-14 | 2024-03-27 | Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) | Non-invasive glucose sensor |
| US20230225623A1 (en) * | 2020-03-20 | 2023-07-20 | Northwestern University | Methods And Systems For Non-Invasive Cuff-Less Blood Pressure Monitoring |
| JP7449165B2 (ja) | 2020-05-20 | 2024-03-13 | 日本光電工業株式会社 | パルスフォトメータ、パルスフォトメトリシステム、およびコンピュータプログラム |
| KR102560787B1 (ko) * | 2021-02-04 | 2023-07-26 | 삼성전자주식회사 | 생체정보 추정 장치 및 방법과, 이를 포함하는 전자장치 |
| WO2023068313A1 (ja) * | 2021-10-21 | 2023-04-27 | 昭生 田中 | 生体信号計測装置、方法及びシステム |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4819646A (en) * | 1986-08-18 | 1989-04-11 | Physio-Control Corporation | Feedback-controlled method and apparatus for processing signals used in oximetry |
| US20050058456A1 (en) * | 2003-07-07 | 2005-03-17 | Yoo Sun Kook | Photoplethysmography (PPG) device and the method thereof |
| CN201104882Y (zh) * | 2007-12-05 | 2008-08-27 | 沈阳东软医疗系统有限公司 | 一种血氧饱和度测量装置 |
| US7738935B1 (en) * | 2002-07-09 | 2010-06-15 | Pacesetter, Inc. | Methods and devices for reduction of motion-induced noise in pulse oximetry |
| CN102499694A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-06-20 | 中国人民解放军第三军医大学野战外科研究所 | 用于消除血氧饱和度监测干扰的方法 |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4895192A (en) | 1987-12-24 | 1990-01-23 | Sundstrand Corporation | Process and apparatus for filling a constant speed drive |
| EP1041923A1 (en) | 1997-12-22 | 2000-10-11 | BTG INTERNATIONAL LIMITED (Company No. 2664412) | Artefact reduction in photoplethysmography |
| WO2006094168A1 (en) * | 2005-03-01 | 2006-09-08 | Masimo Laboratories, Inc. | Noninvasive multi-parameter patient monitor |
| JP4582002B2 (ja) | 2006-01-10 | 2010-11-17 | 株式会社デンソー | 電子装置 |
| JP2009527333A (ja) * | 2006-02-22 | 2009-07-30 | ヴィヴァム ネクサス エルエルシー | 検体測定装置及び方法 |
| WO2009109185A1 (de) | 2008-03-06 | 2009-09-11 | Weinmann Diagnostics Gmbh + Co. Kg | Verfahren und vorrichtung zur kompensation von störeinflüssen bei der nicht invasiven bestimmung von physiologischen parametern |
| US8660799B2 (en) * | 2008-06-30 | 2014-02-25 | Nellcor Puritan Bennett Ireland | Processing and detecting baseline changes in signals |
| US9675250B2 (en) * | 2010-11-01 | 2017-06-13 | Oxirate, Inc. | System and method for measurement of vital signs of a human |
| US9044171B2 (en) | 2012-06-22 | 2015-06-02 | Fitbit, Inc. | GPS power conservation using environmental data |
| JP6055688B2 (ja) | 2013-01-31 | 2016-12-27 | 日本光電工業株式会社 | 生体信号測定システム、生体信号測定装置、および生体信号測定装置の制御プログラム |
| JP2014168579A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Nippon Koden Corp | 表示装置、および表示装置の制御プログラム |
| US20140275867A1 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Covidien Lp | Methods and systems for shaping drive pulses in a medical device |
| US10039491B2 (en) * | 2014-06-30 | 2018-08-07 | Verily Life Sciences Llc | Methods for reducing noise in optical biological sensors |
-
2016
- 2016-05-24 WO PCT/EP2016/061624 patent/WO2016193048A1/en active Application Filing
- 2016-05-24 CN CN201680032053.9A patent/CN107666860B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2016-05-24 US US15/579,065 patent/US10966642B2/en active Active
- 2016-05-24 BR BR112017025708A patent/BR112017025708A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2016-05-24 EP EP16725491.1A patent/EP3302253A1/en not_active Withdrawn
- 2016-05-24 JP JP2017562012A patent/JP6878312B2/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4819646A (en) * | 1986-08-18 | 1989-04-11 | Physio-Control Corporation | Feedback-controlled method and apparatus for processing signals used in oximetry |
| US7738935B1 (en) * | 2002-07-09 | 2010-06-15 | Pacesetter, Inc. | Methods and devices for reduction of motion-induced noise in pulse oximetry |
| US20050058456A1 (en) * | 2003-07-07 | 2005-03-17 | Yoo Sun Kook | Photoplethysmography (PPG) device and the method thereof |
| CN201104882Y (zh) * | 2007-12-05 | 2008-08-27 | 沈阳东软医疗系统有限公司 | 一种血氧饱和度测量装置 |
| CN102499694A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-06-20 | 中国人民解放军第三军医大学野战外科研究所 | 用于消除血氧饱和度监测干扰的方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110461225A (zh) * | 2017-05-04 | 2019-11-15 | 佳明瑞士有限责任公司 | 脉搏光谱技术 |
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