CN114468989A - 组织成分测量方法、装置及可穿戴设备 - Google Patents

组织成分测量方法、装置及可穿戴设备 Download PDF

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Abstract

本公开实施例提供了组织成分测量方法、装置及可穿戴设备。该方法包括：以多个预设波长的入射光照射测量区域，每束入射光通过测量区域后从至少一个出射位置出射形成至少一束出射光，入射光的入射位置包括一个；获取由M个感光面采集的与每束出射光对应的光强值，得到T个输出光强，每个输出光强是根据一个或多个感光面采集到的出射光的光强值处理得到的，每个感光面能够采集到与感光面对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，感光面距测量区域的表面的距离小于或等于第一距离阈值且感光面接收出射光的效率大于或等于效率阈值，1≤T≤M；根据与多个预设波长对应的至少一个输出光强，确定被测组织成分的浓度。

Description

组织成分测量方法、装置及可穿戴设备
技术领域
本公开实施例涉及光谱测量技术领域，更具体地，涉及一种组织成分测量方法、装置及可穿戴设备。
背景技术
人体的体液中包含有多种组织成分，如血糖、脂肪和白细胞等，每种活体组织成分的浓度需在其对应的浓度范围内，才能保证人体的健康运转。但是，针对某些个体来说，由于其活体组织成分易出现失衡情况，即活体组织成分的浓度不在数值范围内，进而导致身体罹患疾病，危害健康甚至生命，因此，针对这类个体，需要对组织成分进行实时测量。
由于光学方法具有快速、无创伤和信息多维化等特点，因此，在相关技术中通常采用光学方法进行组成成分测量。根据测量原理来分，光学方法主要包括拉曼光谱法、偏振法、光学相干断层成像法、光声光谱法、中红外光谱和近红外光谱法等。
在实现本公开构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：采用相关技术的测量精度不高。
发明内容
有鉴于此，本公开实施例提供了一种组织成分测量方法、装置及可穿戴设备。
本公开实施例的一个方面提供了一种组织成分测量方法，该方法包括：以多个预设波长的入射光照射测量区域，其中，每束上述入射光通过上述测量区域后从至少一个出射位置出射形成至少一束出射光，上述入射光的入射位置包括一个；获取由M个感光面采集的与每束上述出射光对应的光强值，得到T个输出光强，其中，每个上述输出光强是根据一个或多个上述感光面采集到的出射光的光强值处理得到的，每个上述感光面能够采集到与上述感光面对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，1≤T≤M；以及，根据与上述多个预设波长对应的至少一个输出光强，确定被测组织成分的浓度。
本公开实施例的另一个方面提供了一种组织成分测量装置，该装置包括光源模块，用于以多个预设波长的入射光照射测量区域，其中，每束上述入射光通过上述测量区域后从至少一个出射位置出射形成至少一束出射光，上述入射光的入射位置包括一个；采集模块，上述采集模块包括M个感光面，每个上述感光面能够采集到与上述感光面对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，上述采集模块用于获取由M个感光面采集的与每束上述出射光对应的光强值，得到T个输出光强，其中，每个上述输出光强是根据一个或多个上述感光面采集到的出射光的光强值处理得到的，1≤T≤M；以及，处理模块，用于根据与上述多个预设波长对应的至少一个输出光强，确定被测组织成分的浓度。
本公开实施例的另一方面提供了一种可穿戴设备，该设备包括权如上所述的组织成分测量装置。
根据本公开的实施例，所述感光面能够采集在对应的预设防扰动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，由于具有上述特性的感光面提高了感光面中能够稳定接收出射光的面积占该感光面的面积的比例，因此，提高了接收出射光的稳定性，进而降低了由抖动导致的出射光的强度分布的变化的不利影响，从而提高了测量精度。
附图说明
通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1示意性示出了根据本公开实施例的一种在发生抖动时采用较小面积的感光面接收出射光的示意图；
图2示意性示出了根据本公开实施例的一种在发生抖动时采用较大面积的感光面接收出射光的示意图；
图3示意性示出了根据本公开实施例的一种组织成分测量方法的流程图；
图4示意性示出了根据本公开实施例的一种基于蒙特卡罗模拟方法得到的测量结果的示意图；
图5示意性示出了根据本公开实施例的一种差分测量的示意图；
图6示意性示出了根据本公开实施例的一种环形感光面的示意图；
图7示意性示出了根据本公开实施例的一种扇环感光面的示意图；
图8示意性示出了根据本公开实施例的一种圆形感光面的示意图；
图9示意性示出了根据本公开实施例的一种正方形感光面的示意图；
图10示意性示出了根据本公开实施例的一种在初始感光面上设置掩膜板得到感光面的示意图；
图11示意性示出了根据本公开实施例的一种组织成分测量装置的框图；
图12示意性示出了根据本公开实施例的一种不同感光面的阳极电连接的示意图；
图13示意性示出了根据本公开实施例的一种手套形式的立体感光面的示意图；
图14示意性示出了根据本公开实施例的另一种手套形式的立体感光面的示意图；
图15示意性示出了根据本公开实施例的一种手环形式的立体感光面的示意图；
图16示意性示出了根据本公开实施例的另一种手环形式的立体感光面的示意图；
图17示意性示出了根据本公开实施例的一种用于手臂测量的立体感光面的示意图；
图18示意性示出了根据本公开实施例的一种测量探头上设置第一套筒的示意图；
图19示意性示出了根据本公开实施例的一种第一套筒的目标区域的外部设置第二套筒的示意图；
图20示意性示出了根据本公开实施例的一种在未填充折射率匹配物的情况下感光面接收出射光的示意图；
图21示意性示出了根据本公开实施例的一种在填充折射率匹配物的情况下感光面接收出射光的示意图；
图22示意性示出了根据本公开实施例的另一种在填充折射率匹配物的情况下感光面接收出射光的示意图；
图23示意性示出了根据本公开实施例的一种圆形入射光中心入射环形感光面外围接收的示意图；
图24示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光中心入射环形感光面外围接收的示意图；
图25示意性示出了根据本公开实施例中的一种圆形入射光中心入射扇环感光面外围接收的示意图；
图26示意性示出了根据本公开实施例的一种圆形入射光中心入射圆形感光面外围接收的示意图；
图27示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光中心入射两个环形感光面外围接收的示意图；
图28示意性示出了根据本公开实施例的一种圆形入射光中心入射两个扇环感光面外围接收的示意图；
图29示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光外围入射圆形感光面内部接收的示意图；
图30示意性示出了根据本公开实施例的一种扇环入射光外围入射圆形感光面内部接收的示意图；
图31示意性示出了根据本公开实施例的一种圆形入射光外围入射圆形感光面内部接收的示意图；
图32示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光外围入射第一感光面集内部接收的示意图；
图33示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光外围入射第二感光面集内部接收的示意图；
图34示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光入射第三感光面集内部接收的示意图，第三感光面集包括四个扇环感光面；
图35示意性示出了根据本公开实施例的一种两头接收的示意图；
图36示意性示出了根据本公开实施例的一种可穿戴设备的示意图；
图37示意性示出了根据本公开实施例的一种可穿戴设备的装配过程的示意图；
图38示意性示出了根据本公开实施例的一种在可穿戴设备与皮肤抖动规律保持一致的情况下使得测量探头接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的示意图；以及
图39示意性示出了根据本公开实施例的一种在可穿戴设备使得测量区域处的皮肤的移动幅度小于或等于移动幅度阈值的情况下测量探头接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。
基于光学方法进行活体组织成分测量的研究至今已经经历了近五十年的发展，虽然大量的科研院所和公司在该领域投入了极大的研究热情，但由于被测组织成分本身吸收通常较弱，被测对象自身的被测组织成分浓度的变化范围通常也不大，因此，被测组织成分信号通常比较微弱，并且测量条件的变动等干扰会轻易淹没微弱的被测组织成分信号，而至今尚未出现实现可靠的活体组织成分测量的方案。由此，活体组织成分测量是一个亟待解决的世界难题。其中，组织成分可以包括血糖、脂肪和白细胞等。被测组织成分信号表示被测组织成分的浓度变化引起的输出光强变化。测量条件可以理解为是影响光的传输路径的条件。测量条件可以包括可控测量条件和不可控测量条件。可控测量条件是指在每次组织成分测量过程中，能够通过采用有效控制方法控制其保持在预设变化范围内(即保持不变或基本保持不变)的测量条件，其中，有效控制方法可以配合硬件设计实现。不可控测量条件是指具有难以预知和不可控的特性的测量条件。可控测量条件可以包括温度、压力、测量区域和测量姿势等。不可控测量条件可以包括生理背景变动和测量装置漂移等。
在实现本公开构思的过程中，发明人发现采用相关技术的测量精度不高的主要原因在于。
发明人发现如果在其它条件不变的情况下，仅改变入射光照射至测量区域的光斑的强度分布，则得到的测量结果不同。如果将感光面设置于靠近血管得到的测量结果，与在其它条件不变的情况下，将同一感光面设置于远离血管得到的测量结果相比，则远离血管设置得到的测量结果优于靠近血管设置得到的测量结果。其中，测量结果可以用感光面接收出射光的光强值的相对变化量或光强值的标准差表征，光强值的相对变化量越小，测量结果越优，光强值的标准差越小，测量结果越优。在研究测量结果不同的原因时，发现改变入射光照射至测量区域的光斑的强度分布可以表征光源照射的随机性，与血管的远近可以表征脉搏跳动的强弱，而光源照射的随机性和脉搏跳动都是导致抖动的来源。由此，发现导致测量精度不高的原因之一在于抖动。
在对抖动研究的基础上，发现根据引起抖动的来源，可以将其分为内部来源和外部来源。其中，内部来源除了可以包括脉搏跳动外，还可以包括生理背景变动。外部来源除了可以包括光源照射的随机性，还可以包括入射光本身传输的不确定性。光源照射的随机性可以由入射光照射至测量区域的光斑的强度分布体现。并发现无论是内部来源导致的抖动，还是外部来源导致的抖动，均会影响光在组织内的传输路径，进而影响出射光在测量区域上的强度分布。
为了解决由抖动导致的测量精度不高的问题，发明人发现可以采用具有较大面积的感光面(即大面积感光面)采集出射光的光强值的方案，以有效抑制抖动对测量结果造成的不利影响。即大面积感光面可以有效抑制抖动造成的不利影响，所谓“大面积感光面”可以理解为感光面的面积使得感光面能够采集到预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值。大面积感光面的面积是连续的，大面积感光面是采用光敏材料制成的，其不同于单点光纤接收和多个单根光纤联合接收。下面将具体说明为什么采用大面积感光面采集出射光的输出光强的方案，可以有效抑制抖动对测量结果造成的不利影响。
由于大面积感光面可以提高感光面中能够稳定接收出射光的面积占该感光面的面积的比例，因此，能够提高接收出射光的稳定性，进而能够降低由抖动导致的出射光的强度分布的变化的不利影响，从而提高测量精度。其中，稳定性可以用感光面接收出射光的光强值的相对变化量或光强值的标准差表征，光强值的相对变化量越小，稳定性越高，光强值的标准差越小，稳定性越高。
示意性的，以脉搏跳动导致的抖动为例进行说明。脉搏跳动可以通过血管状态反映。图1示意性示出了根据本公开实施例的一种在发生抖动时采用较小面积的感光面接收出射光的示意图。图2示意性示出了根据本公开实施例的一种在发生抖动时采用较大面积的感光面接收出射光的示意图。图1和图2发生的抖动相同。图1中感光面A的面积小于图2中感光面B的面积。感光面A和感光面B均为正方形感光面。图1和图2中血管状态1表示血管收缩状态，血管状态2表示血管舒张状态，皮肤状态1表示与血管状态1对应的皮肤状态，皮肤状态2表示与血管状态2对应的皮肤状态。皮肤状态1到皮肤状态2体现抖动。
在发生相同抖动的情况下，比较采用不同面积的感光面获得的测量结果。测量结果用感光面在预设时间段内接收出射光的光强值的相对变化量或光强值的标准差表征。其中，光强值的相对变化量可以通过如下方式确定：计算预设时间段内的最大光强值和最小光强值的差值，计算预设时间段内的出射值的平均值，计算差值与平均值的比值，将该比值作为光强值的相对变化量。预设时间段可以为一个脉动周期。
测量结果也显示无论采用感光面接收出射光的光强值的相对变化量表征测量结果，还是采用感光面接收出射光的光强值的标准差表征测量结果，采用感光面B获得的测量结果均优于采用感光面A获得的测量结果。
由于感光面B的面积大于感光面A的面积，因此，可以说明大面积感光面能够提高接收出射光的稳定性，进而能够降低由抖动导致的出射光的强度分布的变化的不利影响，从而提高测量精度。
此外，由于出射光的输出光强比较微弱，由被测组织成分的浓度变化引起的输出光强变化也比较微弱，并且相关技术中采用的接收出射光的方式接收到的出射光的效率较低，因此，使得接收到的输出光强的信噪比比较低，进而导致测量精度不高。本公开实施例的大面积感光面可以提高输出光强的信噪比，进而提高测量精度。这是由于大面积感光面可以实现大范围出射光的接收，提高接收出射光的效率，由此可以提高输出光强的信噪比，提高测量精度。
需要说明的是，本公开实施例所述的大面积感光面能够在距测量区域的表面的距离较小的情况下，即能够在贴近测量区域的表面的情况下，实现较高的接收出射光的稳定性和效率。这是采用单点光纤接收和多个单根光纤联合接收所无法实现的，原因在于，其一，受限于光纤的数值孔径的约束；其二，受限于光纤的状态变化。光纤的状态变化易受到环境的影响，其变化对接收出射光的稳定性有较大影响。
还需要说明的是，通常为了提高输出光强的信噪比，可以采用大面积感光面。换句话说，大面积感光面通常所起到的作用在于提高输出光强的信噪比，这与大面积感光面在本公开实施例中主要所起的作用不同，在本公开实施例中，大面积感光面所起到的作用主要在于有效抑制抖动。
下面将结合具体实施例进行说明。
图3示意性示出了根据本公开实施例的一种组织成分测量方法的流程图。
如图3所示，该方法包括操作S310～S330。
在操作S310，以多个预设波长的入射光照射测量区域，其中，每束入射光通过测量区域后从至少一个出射位置出射形成至少一束出射光，入射光的入射位置包括一个。
根据本公开的实施例，由于不同测量部位具有不同的皮肤特性，可以包括光滑程度、有无毛发、平坦状态、皮肤厚度和柔软程度等，因此，需要根据实际情况，如测量探头的结构，选择合适的测量部位。测量部位可以包括手指、手掌、手臂、额头和耳垂中的至少一种。测量区域可以为测量部位上的区域。
根据本公开的实施例，预设波长可以为对被测组织成分敏感的波长。预设波长所属的波段可以包括紫外波段、可见光波段、近红外波段、中红外波段或远红外波段。示例性的，如被测组织成分为血糖，相应的，预设波长可以为对血糖敏感的波长，具体可以为1550nm或1609nm。入射光可以为准直光或非准直光。入射光的入射位置可以包括一个。
在操作S320，获取由M个感光面采集的与每束出射光对应的光强值，得到T个输出光强，其中，每个输出光强是根据一个或多个感光面采集到的出射光的光强值处理得到的，每个感光面能够采集到与感光面对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，1≤T≤M。
根据本公开的实施例，为了提高测量精度，需要尽量确保每个感光面能够采集与该感光面对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，这就要求感光面的面积尽可能的大。每个感光面具有对应的预设防抖动范围，不同感光面的预设防抖动范围相同或不同。下面将结合示例从三个方面说明感光面的面积越大，抑制抖动的效果越好。预先设定感光面A的面积小于感光面B的面积。感光面A和感光面B均为正方形感光面。
其一，抑制由脉搏跳动导致的抖动。将感光面A和感光面B分别设置于测量区域上的同一位置，该位置为靠近血管的位置。在其它条件相同的情况下，比较采用感光面A和采用感光面B获得的测量结果，其中，测量结果用感光面在一个脉动周期内接收出射光的光强值的相对变化量或光强值的标准差表征。光强值的相对变化量的计算方式如上文所述，在此不再赘述。发现感光面B接收出射光的光强值的相对变化量小于感光面A接收出射光的光强值的相对变化量，感光面B接收出射光的光强值的标准差小于感光面A接收出射光的光强值的标准差。由此可以得出，无论采用感光面接收出射光的光强值的相对变化量表征测量结果，还是采用感光面接收出射光的光强值的标准差表征测量结果，采用感光面B获得的测量结果均优于采用感光面A获得的测量结果。
由于采用感光面B获得的测量结果优于采用感光面A获得的测量结果，同时感光面B的面积大于感光面A的面积，因此，可以说明感光面的面积越大，抑制由脉搏跳动导致的抖动的效果越好。
其二，抑制由入射光照射至测量区域的光斑的强度分布变化导致的抖动。在其它条件不变的情况下，仅改变入射光照射至测量区域的光斑的强度分布。比较采用感光面A和采用感光面B获得的测量结果，其中，测量结果用感光面在预设时间段内接收出射光的光强值的相对变化量或光强值的标准差表征。光强值的相对变化量的计算方式如上文所述，在此不再赘述。发现感光面B接收出射光的光强值的变化量小于感光面A接收出射光的光强值的变化量，感光面B接收出射光的光强值的标准差小于感光面A接收出射光的光强值的标准差。由此可以得出，无论采用感光面接收出射光的光强值的相对变化量表征测量结果，还是采用感光面接收出射光的光强值的标准差表征测量结果，采用感光面B获得的测量结果均优于采用感光面A获得的测量结果。
由于采用感光面B获得的测量结果优于采用感光面A获得的测量结果，同时感光面B的面积大于感光面A的面积，因此，可以说明感光面的面积越大，抑制由入射光照射至测量区域的光斑的强度分布变化导致的抖动的效果越好。
其三，抑制由入射光本身传输的不确定性导致的抖动。采用蒙特卡罗模拟方法。以光子数为1015的入射光进行中心入射，感光面A和感光面B分别设置于距入射光的中心为2.4mm处，模拟次数为22次。比较采用感光面A和感光面B获得的测量结果，其中，测量结果以单位面积出射光子数的标准差表征，单位面积出射光子数的标准差越小，说明抑制效果越好。图4示意性示为根据本公开实施例的一种基于蒙特卡罗模拟方法得到的测量结果的示意图。发现与感光面B对应的单位面积出射光子数的标准差小于与感光面A对应的单位面积出射光子数的标准差。即采用感光面B获得的测量结果优于采用感光面A获得的测量结果。
由于采用感光面B获得的测量结果优于采用感光面A获得的测量结果，同时感光面B的面积大于感光面A的面积，因此，可以说明采用感光面的面积越大，抑制由入射光本身传输的不确定性导致的抖动的效果越好。
通过以上三方面的示例，说明了感光面的面积越大，抑制抖动对测量结果造成的不利影响的效果越好。
根据本公开的实施例，可以设置每个感光面为环形感光面或非环形感光面，其中，非环形感光面可以包括扇环感光面、圆形感光面、扇形感光面、椭圆形感光面或多边形感光面。多边形感光面可以包括正方形感光面、长方形感光面或三角形感光面。
根据本公开的实施例，M个感光面中的各个感光面可以单独使用、部分结合使用或全部结合使用，结合使用的含义是输出一个输出光强。在本公开的实施例中，将用于输出一个输出光强的感光面称为同类感光面，同类感光面可以包括一个或多个感光面。其中，不同感光面结合使用的条件可以为各个感光面接收的出射光的平均光程在平均光程范围内。平均光程范围可以为由大于或等于第一平均光程阈值且小于或等于第二平均光程阈值组成的范围。第一平均光程阈值和第二平均光程阈值可以是根据光程平均值和光程变化幅度确定的。光程平均值是根据同类感光面的各个感光位置接收到的出射光的平均光程计算得到的平均值。示例性的，如光程平均值为a，光程变化幅度为±30％，则第一平均光程阈值可以为0.7a，第二平均光程阈值可以为1.3a。
针对平均光程进行如下说明。光在组织中的传输路径可以用光程和穿透深度来表示，其中，光程用于表示光在组织中传输的总距离，穿透深度用于表示光在组织中能到达的最大纵向距离。针对确定的源探距离，平均光程用于表示光在组织中光程的平均值。光程的概率分布函数可以理解是源探距离和组织光学参数的函数，其中，源探距离表示入射光的中心与感光面的中心之间的径向距离。相应的，在数学表达式上，平均光程可以理解是源探距离和组织光学参数的函数，其中，组织光学参数可以包括吸收系数、散射系数和各向异性因子。影响平均光程的因素可以包括吸收系数、散射系数、各向异性因子和源探距离。
根据本公开的实施例，同类感光面可以为环形感光面或非环形感光面。同类感光面为环形感光面，可以包括在同类感光面包括一个感光面的情况下，同类感光面为独立环形感光面。在同类感光面包括多个感光面的情况下，同类感光面是根据多个感光面组合形成的环形感光面。同类感光面为非环形感光面，可以包括在同类感光面包括一个感光面的情况下，同类感光面为独立非环形感光面。在同类感光面包括多个感光面的情况下，同类感光面是根据多个感光面组合形成的非环形感光面。
在操作S330，根据与多个预设波长对应的至少一个输出光强，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，在获得与至少一个预设波长对应的至少一个输出光强后，可以采用干扰抑制方法处理与至少一个预设波长对应的至少一个输出光强，以确定被测组织成分的浓度。其中，干扰抑制方法可以包括差分测量方法。差分测量方法可以包括时间差分测量方法、位置差分测量方法或波长差分测量方法。或者，还可以采用非差分测量方法处理至少一个输出光强，以确定被测组织成分的浓度。每个输出光强可以包括漫散射光强或漫透射光强。
根据本公开实施例的技术方案，所述感光面能够采集在对应的预设防扰动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，由于具有上述特性的感光面提高了感光面中能够稳定接收出射光的面积占该感光面的面积的比例，因此，提高了接收出射光的稳定性，进而降低了由抖动导致的出射光的强度分布的变化的不利影响，从而提高了测量精度。
根据本公开的实施例，每个感光面接收到的出射光在目标组织层中的平均光程占总光程的比例大于或等于比例阈值，其中，总光程为出射光在测量区域内传输的总距离。
根据本公开的实施例，被测对象的组织模型通常是层状结构，即可分为一层或多层。而不同组织层所携带的被测组织成分的信息不同，为了提高测量精度，需要尽量使得出射光的传输路径是主要通过携带被测组织成分的信息较为丰富的组织层的。目标组织层可以理解为是携带被测组织成分的信息较为丰富的组织层，或者，是被测组织成分的主要来源的组织层。下面以被测对象为人体，被测组织成分为血糖为例进行说明。
人体的皮肤组织模型可以理解为是三层模型，由外向内分别是表皮层、真皮层和皮下脂肪层。其中，表皮层包含少量的组织液，不包含血浆以及淋巴液。真皮层包含大量的组织液，并且由于存在丰富的毛细血管，因此，还包含较多的血浆和少量的淋巴液。皮下脂肪层包含少量的细胞液，并且由于存在静脉与动脉等血管，因此，包含大量的血浆和少量的淋巴液。由此可见，不同组织层携带的被测组织成分的信息不同。
由于表皮层包含少量的组织液，因此，表皮层并不是合适的血糖信息来源。虽然皮下脂肪层包含大量的血浆和相对少量的组织液，但由于受到入射光穿透深度的限制，因此，皮下脂肪层也不是合适的血糖信息来源。由于真皮层包含丰富的毛细血管以及大量的组织液，并且入射光可以较为容易地到达真皮层，因此，真皮层可以作为血糖信息的主要来源。相应的，目标组织层可以为真皮层。
根据本公开的实施例，可以根据光程和穿透深度，确定出射光在每个组织层中的平均光程。
为了尽量确保出射光的传输路径主要是经过目标组织层的出射光，需要使得每个感光面接收到的出射光在目标组织层中的平均光程占总光程的比例大于或等于比例阈值，其中，总光程可以为出射光在测量区域内传输的总距离，即入射光从进入测量区域，在测量区域内传输直至到达出射位置所经历路径的总距离。其中，比例阈值与感光面的中心与入射光的中心之间的源探距离和组织光学参数相关。
需要说明的是，由于本公开实施例对感光面接收到的出射光在目标组织层中的平均光程占总光程的比例进行了限定，因此，本公开实施例的感光面的面积不能过大，其是在面积范围内的大面积。
根据本公开的实施例，该方法还可以包括如下操作。
根据测量区域内的组织结构特征确定同类感光面的总面积，其中，同类感光面包括一个或多个感光面，同类感光面用于输出一个输出光强。
根据本公开的实施例，同类感光面的总面积可以根据测量区域内的组织结构特征确定。其中，组织结构特征可以理解为测量区域所具有的结构特征。
示例性的，如测量区域为三条血管交叉的区域，如果将同类感光面设置于三条血管交叉的区域，则同类感光面的总面积受限于三条血管交叉的区域的面积，即同类感光面的总面积需要根据三条血管交叉的区域的面积确定。
又如测量区域为手指所在的区域，如果将同类感光面设置于手指所在的区域，则同类感光面的总面积受限于手指所在区域的面积，即同类感光面的总面积需要根据手指所在区域的面积确定。
需要说明的是，由于本公开实施例中感光面的面积可以根据组织结构特征确定，而通常根据组织结构特征确定的面积不能过大，因此，本公开实施例的感光面的面积不能过大，其是在面积范围内的大面积。
根据本公开的实施例，每个感光面的面积与感光面的周长的比值大于或等于比值阈值。
根据本公开的实施例，为了降低由入射光传输的不确定性、光源的随机性、生理背景变动以及脉搏跳动导致的抖动对出射光在测量区域上的分布的影响，可以使感光面的面积与感光面的周长的比值尽量大，即比值大于或等于比值阈值的原因在于。
为了便于说明，下面将感光面分为两部分，即边缘部分和非边缘部分(或内部部分)。通常抖动主要影响的是边缘部分采集的出射光，而非边缘部分受到的影响小，即非边缘部分能够较为稳定地采集出射光。换个角度理解，在存在抖动的情况下，由于测量区域的出射光的强度分布会发生细微的变化，因此，被边缘部分所接收的出射光的光强值会随着出射光的强度分布的变化而发生较大的变化，而由于位于非边缘部分的出射光大部分可以较为稳定地被感光面采集到，因此，被非边缘部分所接收的出射光的光强值能够保持相对稳定。由此，为了有效抑制抖动对测量结果造成的不利影响，可以使得非边缘部分所对应的面积与感光面的面积的比值尽量大，比值越大削弱不利影响的效果越好。其中，边缘部分可以用感光面的周长表征，非边缘部分可以用感光面的面积表征。由此，可以使感光面的面积与感光面的周长的比值尽量大。
示例性的，如感光面1为圆形感光面，感光面2为正方形感光面，在周长相同的情况下，由于感光面1的面积大于感光面2的面积，因此，感光面1的面积与周长的比值大于感光面2的面积与周长的比值，由此，感光面1削弱不利影响的效果较感光面2削弱不利影响的效果好。
需要说明的是，针对感光面的面积与感光面的周长的比值大于或等于比值阈值是在满足感光面的面积大于或等于面积阈值这一条件进行说明。针对大多数形状的感光面，通常如果感光面的面积与感光面的周长的比值大于或等于比值阈值，则实际上也对感光面的面积的大小进行了限定。这是由于通常针对大多数形状的图形，图形的面积与周长的比值和面积的大小具有正相关关系，即图形的面积与周长的比值越大，图形的面积也越大。
示例性的，如圆形，圆形的面积为πR2，圆形的面积与周长的比值为R/2，其中，R表示半径。由于圆形的面积与周长的比值大小仅与半径有关，圆形的面积的大小仅与半径有关，因此，圆形的面积与周长的比值和面积的大小具有正相关关系，如果限定了圆形的面积与周长的比值，则也限定了圆形的面积的大小。又如正方形，正方形的面积为a2，正方形的面积与周长的比值为a/4，a表示边长。由于正方形的面积与周长的比值大小仅与边长有关，正方形的面积的大小仅与边长有关，因此，正方形的面积与周长的比值和面积的大小具有正相关关系，如果限定了正方形的面积与周长的比值，则也限定了正方形的面积的大小。
根据本公开的实施例，比值阈值大于或等于0.04mm。
根据本公开的实施例，本公开的感光面的面积是一个相对的大面积，即感光面的面积是在面积范围内的大面积。下面针对该情况进行说明。
其一，感光面的面积不能过小。由于本公开实施例的大面积感光面是指感光面的面积使得感光面能够采集到预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，因此，本公开实施例的大面积感光面中的大面积是用于实现防抖动的大面积，同时，由于可以用感光面的面积与感光面的周长的比值来表征感光面的面积使得感光面能够采集到预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，而在通常情况下，感光面的面积与周长的比值和感光面的面积具有正相关关系，因此，如果感光面的面积与感光面的周长的比值大于或等于比值阈值，则实际上也对感光面的面积的大小进行了限定，即通过感光面的面积与周长的比值大于或等于比值阈值也可以限定感光面的面积不能过小。
其二，感光面的面积不能过大。本公开实施例要求感光面接收到的出射光在目标组织层中的平均光程占总光程的比例大于或等于比例阈值，和/或感光面的面积根据组织结构特征确定，上述说明感光面的面积不能过大。
由此可以说明，本公开实施例的感光面的面积是一个相对的大面积，即是在面积范围内的大面积。
此外，可能存在虽然感光面的面积较大，但由于感光面的周长也较大所导致的感光面的面积与感光面的周长的比值并不大的情况，即感光面的面积与感光面的周长的比值小于比值阈值，因此，绝对的大面积的感光面可能也难以满足防抖动的要求。还可能存在由于感光面的面积过小，感光面的周长较大，使得感光面的面积与感光面的周长的比值小于比值阈值的情况，因此，感光面的面积过小也难以满足防抖动的要求。
根据本公开的实施例，感光面与测量区域的表面接触或非接触。
根据本公开的实施例，组织成分测量的形式可包括接触式测量和非接触式测量。其中，接触式测量可以避免干扰光被感光面接收到，进而可以提高测量精度。非接触式测量可以避免温度和压力等干扰因素对测量结果的影响，进而可以提高测量精度。
如果设置感光面与测量区域的表面接触，则可以认为组织成分测量的形式为接触式测量。如果设置感光面与测量区域的表面非接触，则可以认为组织成分测量的形式为非接触式测量。
根据本公开的实施例，感光面距测量区域的表面的距离小于或等于第一距离阈值且感光面接收出射光的效率大于或等于效率阈值。
根据本公开的实施例，由于感光面是由光敏材料制成的，感光面的面积是连续的，因此，可以实现大范围光强值的接收，提高接收出射光的效率。基于此，即使在靠近测量区域的表面的情况下，即在感光面距测量区域的表面的距离小于或等于第一距离阈值的情况下，也可以实现接收出射光的效率大于或等于效率阈值。
根据本公开的实施例，根据与多个预设波长对应的至少一个输出光强，确定被测组织成分的浓度，可以包括如下操作。
针对多个预设波长中的每个预设波长，从与预设波长对应的至少两个输出光强中确定第一输出光强和第二输出光强。根据与各个预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，第一输出光强对应的出射光的平均光程与第二输出光强对应的出射光的平均光程不同。针对每种被测组织成分，可以根据与各个预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，根据与各个预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强，确定被测组织成分的浓度，可以包括如下操作。
将与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强进行差分处理，得到差分信号。根据与各个预设波长对应的差分信号，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，由于不可控测量条件的变动具有难以预知和不可控的特性，因此，难以通过采用有效控制方法实现再现性的方式降低不可控测量条件的变动对测量结果的影响。为了提高测量精度，发明人发现可以通过采用合理的数学算法减小不可控测量条件的变动对测量结果的影响，使得其对测量结果的影响可以降低到可以忽略的程度，即使得不可控测量条件的变动对测量结果的影响与随机噪声对测量结果的影响的水平相当。
为了降低不可控测量条件的变动对测量结果的影响，可以采用干扰抑制方法实现，其中，干扰抑制方法可以包括差分测量方法。差分测量方法可以包括时间差分测量方法和位置差分测量方法。差分测量方法可以降低不可控测量条件的变动对测量结果的影响的原因在于，如果不同平均光程下的输出光强所携带的干扰信息基本相同，即不同平均光程下的输出光强受干扰的影响基本一致，则由于不同平均光程下的输出光强所携带的有效信息不同，因此，可以对两个平均光程下的输出光强(即第一输出光强和第二输出光强)进行差分处理，得到差分信号，根据差分信号确定被测组织成分的浓度。其中，干扰信息可以理解为输出光强对干扰的响应。有效信息可以理解为输出光强对被测组织成分的响应。
根据本公开的实施例，将与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强进行差分处理中的差分处理可以包括硬件方面的处理方式和软件方面的处理方式。其中，硬件方面的处理方式可以包括采用差分电路进行处理。软件方面的处理方式可以包括采用差分算法进行差分运算。差分算法可以包括直接差分运算和对数差分运算。其中，直接差分运算是指直接将两个参数进行作差处理。对数差分运算是指先对两个参数进行取对数运算，得到取对数后的参数，再将两个取对数后的参数进行作差处理。
根据本公开的实施例，通过差分测量方法可以实现有效地削弱共模干扰信息，进而提高测量精度。
根据本公开的实施例，将与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强进行差分处理，得到差分信号，可以包括如下操作。
采用差分电路处理与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强，得到差分信号。
根据本公开的实施例，可以采用差分电路实现对第一输出光强和第二输出光强的差分处理，以直接获取差分信号。
根据本公开的实施例，将与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强进行差分处理，得到差分信号，可以包括如下操作。
采用差分算法处理与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强，得到差分信号。
根据本公开的实施例，采用差分算法处理与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强，得到差分信号，可以包括如下操作。
将与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强进行直接差分运算，得到差分信号。
根据本公开的实施例，采用差分算法处理与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强，得到差分信号，可以包括如下操作。
将与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强进行取对数处理，得到第一对数光强和第二对数光强。将与预设波长对应的第一对数光强和第二对数光强进行直接差分运算，得到差分信号。
根据本公开的实施例，第一对数光强表示第一输出光强的对数，第二对数光强表示第二输出光强的对数。
差分信号可以通过如下公式(1)确定。
Figure BDA0002943016810000201
其中，AD表示差分信号，
Figure BDA0002943016810000202
表示第一输出光强，
Figure BDA0002943016810000203
表示第二输出光强。
Figure BDA0002943016810000204
表示与第一输出光强对应的平均光程，
Figure BDA0002943016810000205
表示与第二输出光强对应的平均光程。
根据本公开的实施例，第一输出光强和第二输出光强是由相同或不同的同类感光面在不同时刻采集得到的，其中，第一输出光强为收缩期光强，第二输出光强为舒张期光强，同类感光面包括一个或多个感光面，同类感光面用于输出一个输出光强。
根据本公开的实施例，在第一输出光强和第二输出光强是由相同或不同的同类感光面在不同时刻采集得到的情况下，可以采用基于脉搏波的时间差分测量方法进行组织成分测量。
脉搏即动脉搏动，是指随心脏的跳动发生周期性的收缩和舒张，主动脉内的压力引起血管直径发生脉动性变化，血管中的血流量也随之发生有规律的和周期性的改变。每个脉搏波形包括一个升支和一个降支，其中，升支表示心室收缩期动脉的扩张，降支表示心室舒张期动脉的回缩。心室一张一缩表示了一个脉动周期。
根据本公开的实施例，由于采用基于脉搏波的时间差分测量方法，需要尽可能地利用脉搏的信息，因此，为了提高测量精度，可以将感光面尽量设置在靠近目标部位(例如目标血管)的位置处。即可以将用于输出第一输出光强和第二输出光强的同类感光面设置在距目标部位的距离小于或等于第四距离阈值的位置处。其中，第四距离阈值可以为零，即同类感光面可以设置在目标部位上。用于输出第一输出光强和第二输出光强的同类感光面设置在距目标部位的距离小于或等于第四距离阈值的位置处，即用于输出第一输出光强和第二输出光强的同类感光面中每个感光面距目标部位的距离小于或等于第四距离阈值。同类感光面中每个感光面距目标部位的距离小于或等于第四距离阈值，可以为同类感光面中与目标部位最远离的感光面的边缘距目标血管的距离小于或等于第四距离阈值。
需要说明的是，采用基于脉搏波的时间差分测量方法，需要尽可能地利用脉搏的信息与上文所述的采用大面积感光面来降低脉搏跳动对测量造成的不利影响并不矛盾，前者尽可能利用的是脉搏跳动带来的有用信息，后者尽量降低脉搏跳动带来的不利影响。此外，第一输出光强也可以为舒张期光强，第二输出光强也可以为收缩期光强。与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强可以为同一脉动周期内的输出光强，也可以为不同脉动周期内的输出光强。
根据本公开的实施例，与预设波长对应的第一输出光强是由与预设波长对应的第一同类感光面采集得到的，与预设波长对应的第二输出光强是由与预设波长对应的第二同类感光面采集得到的，其中，第一同类感光面包括一个或多个感光面，第二同类感光面包括一个或多个感光面。
根据本公开的实施例，针对预设波长，具有与该预设波长对应的第一同类感光面和第二同类感光面，其中，第一同类感光面用于输出与该预设波长对应的第一输出光强，第二同类感光面用于输出与该预设波长对应的第二输出光强。第一同类感光面和第二同类感光面均可以包括一个或多个感光面。
根据本公开的实施例，可以采用位置差分测量方法处理第一输出光强和第二输出光强，以确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，由于采用位置差分测量方法需要尽量避开目标部位(例如目标血管)，因此，为了提高测量精度，可以将感光面尽量设置在远离目标部位的位置处。即可以将用于输出第一输出光强的第一同类感光面设置在距目标部位的距离大于或等于第五距离阈值的位置处，即第一同类感光面中每个感光面距目标部位的距离大于或等于第五距离阈值。第一同类感光面中每个感光面距目标部位的距离大于或等于第五距离阈值，可以为第一同类感光面中与目标部位最接近的感光面的边缘距目标部位的距离大于或等于第五距离阈值。或者，第一同类感光面与目标部位未接触，第一同类感光面中与目标部位最接近的感光面的中心距目标部位的距离大于或等于第五距离阈值。将用于输出第二输出光强的感光面设置在距目标部位的距离大于或等于第六距离阈值的位置处。针对用于输出第二光强的第二同类感光面设置在距目标部位的距离大于或等于第六距离阈值的位置处的理解可以参见针对用于输出第一输出光强的第一同类感光面的说明，在此不再赘述。
根据本公开的实施例，第一同类感光面中每个感光面的不同感光位置接收到的出射光的平均光程属于第一平均光程范围，其中，第一平均光程范围是根据第一光程平均值确定的，第一光程平均值是根据第一同类感光面的各个感光位置接收到的出射光的平均光程计算得到的平均值。第二同类感光面中每个感光面的不同感光位置接收到的出射光的平均光程属于第二平均光程范围，其中，第二平均光程范围是根据第二光程平均值确定的，其中，第二光程平均值是根据第二同类感光面的各个感光位置接收到的出射光的平均光程计算得到的平均值。
根据本公开的实施例，为了提高采用基于位置差分测量方法进行组织成分测量的测量精度，需要尽量确保第一同类感光面接收到的出射光具有近光程的特点，第二同类感光面接收到的出射光也具有近光程的特点。近光程可以理解为出射光的平均光程在平均光程范围内。
针对第一同类感光面，第一同类感光面中每个感光面的不同感光位置接收到的出射光的平均光程属于第一平均光程范围。其中，第一平均光程范围通过如下方式确定。确定第一同类感光面的各个感光位置接收到的出射光的平均光程的第一光程平均值，确定第一光程变化幅度。根据第一光程平均值和第一光程变化幅度，确定第一平均光程范围。示例性的，如第一光程平均值为b，第一光程变化幅度为±40％，则第一平均光程范围可以为大于或等于0.6b且小于或等于1.4b。
针对第二同类感光面，第二同类感光面中每个感光面的不同感光位置接收到的出射光的平均光程属于第二平均光程范围。其中，第二平均光程范围通过如下方式确定。确定第二同类感光面的各个感光位置接收到的出射光的平均光程的第二光程平均值，确定第二光程变化幅度。根据第二光程平均值和第二光程变化幅度，确定第二平均光程范围。
根据本公开的实施例，第一光程平均值与第二光程平均值的差值的绝对值属于第一光程差范围。
根据本公开的实施例，为了提高基于差分测量方法进行组织成分测量的测量精度，需要在合适位置范围内设置第一同类感光面和第二同类感光面。下面以被测组织成分为血糖为例进行说明。针对被测组织成分为血糖来说，目标组织层为真皮层，要求输出光强是主要携带真皮层中的组织成分信息的输出光强。
其一，如果感光面的位置距入射光的中心的距离过小，则出射光的输出光强将主要携带表皮层中的组织成分信息，即血糖信息。如果感光面的位置距入射光的中心的距离过大，则出射光的输出光强将主要携带皮下脂肪层中的组织成分信息。而真皮层位于表皮层和皮下脂肪层之间，由此可见，第一同类感光面和第二同类感光面的设置位置需要在一个合适位置范围内选择，第一同类感光面和第二同类感光面之间的距离不能够过大。
其二，虽然差分测量方法可以有效削弱共模干扰，但是差分测量方法在削弱共模干扰的同时也会损失一部分有效信息，即血糖信息。如果两个位置极其接近，则有效信息可能被全部损失。由此可见，第一同类感光面和第二同类感光面的设置位置需要在一个合适位置范围内选择，第一同类感光面和第二同类感光面之间的距离不能够过小。
为了实现在合理位置范围内设置第一同类感光面和第二同类感光面，可以根据有效信息测量原则、差分测量精密度优化原则和干扰信号有效消除原则确定。其中，有效信息测量原则可以指两个位置处的出射光能够尽可能多的携带目标组织层中的组织成分信息，因此，两个位置应该在一个合理位置范围内。差分测量精密度优化原则可以指两个位置之间应具有一定的距离，以保证差分之后仍然保留尽可能多的有效信息。干扰信号有效消除原则可以指两个位置之间的距离应该尽可能小，以提高差分测量方法消除共模干扰的效果。
在合理位置范围内设置第一同类感光面和第二同类感光面，反映在光程上，即是与第一同类感光面对应的第一光程平均值和与第二同类感光面对应的第二光程平均值之间的差值的绝对值属于第一光程差范围。其中，第一光程差范围是根据最佳差分光程确定的。最佳差分光程可以是根据上述三个原则中的至少之一确定的。
可以理解到，对第一同类感光面和第二同类感光面的位置设置要求也同样要求感光面的面积不能过大，否则将影响差分效果，进而影响测量精度。
根据本公开的实施例，第一平均光程范围小于或等于第一光程差范围，第二平均光程范围小于或等于第一光程差范围。
根据本公开的实施例，为了尽量实现合理位置范围内设置第一同类感光面和第二同类感光面，反映在光程上，还需要尽量保证第一平均光程范围小于或等于第一光程差范围，并且第二平均光程范围小于或等于第一光程差范围。由此可得，与第一同类感光面对应的第一光程平均值和与第二同类感光面对应的第二光程平均值之间的差值的绝对值属于第一光程差范围，第一平均光程范围小于或等于第一光程差范围，并且第二平均光程范围小于或等于第一光程差范围。
根据本公开的实施例，第一光程差范围是根据与预设波长对应的最佳差分光程确定的。
根据本公开的实施例，在被测对象的测量区域确定的情况下，存在与该预设波长对应的最佳差分灵敏度，其中，最佳差分灵敏度可以表示单位被测组织成分的浓度变化引起的差分信号的变化最大时所对应的灵敏度。可以根据最佳差分灵敏度确定最佳差分光程，即可以根据差分测量精密度优化原则确定最佳差分光程，由此，可以将与最佳差分灵敏度对应的光程称为最佳差分光程。
根据本公开的实施例，在确定与预设波长对应的最佳差分光程后，可以设置上下调整幅度，根据与预设波长对应的最佳差分光程和上下调整幅度，确定与预设波长对应的第一光程差范围。
根据本公开的实施例，与预设波长对应的第一同类感光面中每个感光面距入射光的中心的源探距离在与预设波长对应的预设源探距离范围内，其中，预设源探距离范围是根据与预设波长对应的浮动基准位置距入射光的中心的源探距离确定的。
根据本公开的实施例，为了进一步提高测量精度，可以基于浮动基准方法，设置感光面的位置。其中，针对浮动基准方法进行如下说明。
对被测对象而言，当入射光进入组织后会发生吸收作用和散射作用，吸收作用会直接导致光能量衰减，散射作用则会通过改变光子传输的方向来影响出射光的分布，出射光的分布是两者共同作用的结果。基于浮动基准方法，针对被测组织成分而言，存在距入射光的中心的某位置，在该位置处，由于吸收作用和散射作用对出射光的输出光强的影响程度相同而方向相反，因此，导致出射光对被测组织成分的浓度变化不敏感。可将具有上述特点的位置称为基准位置(或称参考位置)。基准位置处的出射光的输出光强反映了测量过程中对除被测组织成分以外的其它干扰的响应。同时，针对被测组织成分，也存在距入射光的中心的某位置，在该位置处的出射光的输出光强对被测组织成分的浓度变化的灵敏度大于或等于灵敏度阈值。可以将具有上述特点的位置称为测量位置。测量位置处的出射光的输出光强反映了测量过程中对被测组织成分的响应，以及，对除被测组织成分外的其它干扰的响应。并且，基准位置和测量位置因波长而异，因被测对象而异，以及，因测量区域而异，由此可以称基准位置为浮动基准位置。
根据本公开的实施例，由于在浮动基准位置处出射的出射光的输出光强主要携带测量过程中除对被测组织成分以外的其它干扰的响应，因此，可以将从浮动基准位置处出射的出射光的输出光强引入差分测量中，以最大程度地削弱共模干扰和较小程度地损耗有效信息。基于上述，在被测对象的测量区域确定的情况下，针对每个预设波长，使得M个感光面中至少存在一个感光面距入射光的中心的源探距离在与预设波长对应的预设源探距离范围内，预设源探距离范围是根据与预设波长对应的浮动基准位置距入射光的中心的源探距离确定的。在本公开的实施例中，可以使得第一同类感光面中每个感光面距入射光的中心的源探距离在与预设波长对应的预设源探距离范围内。
示例性的，如针对被测对象A的测量区域B，与预设波长λ1对应的浮动基准位置距入射光的中心的距离为1.7mm，则与预设波长λ1对应的预设源探距离范围可以是1.5mm～1.9mm。
基于上述，可以确定与参考位置处对应的同类感光面和与测量位置处对应的同类感光面，将与参考位置处对应的同类感光面所采集的输出光强称为第一输出光强，将与测量区域处对应的同类感光面所采集的输出光强称为第二输出光强。或者，将与测量区域处对应的同类感光面所采集的输出光强称为第一输出光强，将与参考位置处对应的同类感光面所采集的输出光强称为第二输出光强。
根据本公开的实施例，根据与多个预设波长对应的至少一个输出光强，确定被测组织成分的浓度，可以包括如下操作。
针对多个预设波长中的每个预设波长，从与预设波长对应的至少一个输出光强中确定第三输出光强。将与不同预设波长对应的第三输出光强进行差分处理，得到至少一个差分信号。根据至少一个差分信号，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，可以采用波长差分测量方法处理第三输出光强，以确定被测组织成分的浓度。如果满足如下条件，则可以采用波长差分测量方法进行组织成分测量，实现在消除共模干扰的同时还能够保留足够多的有效信息，从而提高测量精度。
其一，针对每种被测组织成分，同一干扰(如温度或压力)对两个预设波长下的输出光强的影响的规律一致或基本一致。
其二，两个预设波长下的输出光强对被测组织成分浓度变化的灵敏度具有较大差异。
在预设波长确定的情况下，从与该预设波长对应的至少一个输出光强中确定第三输出光强。由此可以获得各个预设波长的第三输出光强。针对两个预设波长，可以将两个第三输出光强进行差分处理，得到差分信号。
根据本公开的实施例，将两个第三输出光强进行差分处理，可以包括如下操作。采用差分电路处理两个第三输出光强，得到差分信号。或，采用差分算法将两个第三输出光强进行差分运算，得到差分信号。采用差分算法将两个第三输出光强进行差分运算，得到差分信号，可以包括如下操作。将两个第三输出光强进行直接差分运算，得到差分信号。或，将两个第三输出光强分别进行取对数处理，得到两个对数光强，将两个对数光强进行直接差分运算，得到差分信号。
根据本公开的实施例，根据与各个预设波长对应的差分信号，确定被测组织成分的浓度，可以包括如下操作。
将与不同预设波长对应的差分信号进行直接差分运算，得到至少一个波长差分信号。根据至少一个波长差分信号，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，可以采用波长差分测量方法处理差分信号，以确定被测组织成分的浓度。如果满足如下条件，则可以采用波长差分测量方法进行组织成分测量，实现在消除共模干扰的同时还能够保留足够多的有效信息，从而提高测量精度。
其一，针对每种被测组织成分，同一干扰(如温度或压力)对两个预设波长下的差分信号的影响的规律一致或基本一致。
其二，两个预设波长下的差分信号对被测组织成分浓度变化的灵敏度具有较大差异。
针对两个预设波长，可以将两个差分信号进行直接差分运算，得到波长差分信号。根据至少一个波长差分信号，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，根据与多个预设波长对应的至少一个输出光强，确定被测组织成分的浓度，可以包括如下操作。
针对多个预设波长中的每个预设波长，从与预设波长对应的至少一个输出光强中确定第四输出光强。根据与各个预设波长对应的第四输出光强，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，可以采用非差分测量方法进行组织成分测量，即根据与各个预设波长对应的第四输出光强，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，与预设波长对应的第四光强为由与预设波长对应的同类感光面采集得到的，同类感光面中每个感光面的不同感光位置接收到的出射光的平均光程和与预设波长对应的最佳光程的差值属于第二光程差范围。
根据本公开的实施例，为了提高测量精度，在被测对象的测量区域确定的情况下，针对每个预设波长，可以使得用于采集第三输出光强的同类感光面中不同感光位置接收到的出射光的平均光程接近与该预设波长对应的最佳光程，即使得用于采集第三输出光强的同类感光面中不同感光位置接收到的出射光的平均光程和与该预设波长对应的最佳光程的差值的绝对值小于或等于第二光程差范围。与该预设波长对应的最佳光程可以理解为在该预设波长下，与被测组织成分灵敏度最大时所对应的光程。
根据本公开的实施例，每个感光面包括环形感光面或非环形感光面，不同感光面的形状相同或不同。
根据本公开的实施例，每个感光面可以是采用光敏材料制成的。环形感光面可以避免方位定位的问题，还能够在较小的源探距离范围内实现较大面积的设计。需要说明的是，由于在活体组织成分测量中，源探距离通常是一个较为重要的物理量，因此，在较小的源探距离范围内实现较大面积的设计是十分有意义的。
根据本公开的实施例，在一些情况下，采用非环形感光面具有如下有益效果。
其一，由于测量结果受测量区域的影响，通常如果感光面设置于有利于测量的测量区域，相比于感光面设置于对测量有干扰的测量区域，感光面设置于有利于测量的测量区域获得的测量结果更好，因此，可以根据组织结构特征将感光面设置在合适的位置。非环形感光面可以较为容易的避开对测量有干扰的测量区域，如血管或伤口区域，由此，采用非环形感光面将具有较好的效果。
其二，由于组织非均匀性，因此，导致同一入射光在组织内的传输路径可能不同，进而不同出射位置的出射光所对应的平均光程不同。以被测组织成分为血糖为例，通常真皮层是血糖信号的主要来源，由此要求出射光是主要在真皮层中进行传输后得到的出射光，相应的，对出射光对应的平均光程有一定要求。
假设根据对平均光程的要求设计了对应尺寸的环形感光面，则可以认为该环形感光面的不同感光位置接收到的出射光对应的平均光程基本相似且是主要通过真皮层的出射光，平均光程在平均光程范围C内。在此情况下，如果皮肤组织是均匀的，则上述结论是符合实际情况的。但由于通常皮肤组织并不是均匀的，因此，导致同一环形感光面的不同感光位置所接收到的出射光对应的平均光程差异较大，如环形感光面的一部分感光位置接收到的出射光对应的平均光程基本相似，均在平均光程范围C内，该环形感光面的另一部分感光位置接收到的出射光对应的平均光程与前述差异较大，不在平均光程范围C内。由于出射光的平均光程在平均光程范围C内可以说明出射光是主要通过真皮层的出射光，不在平均光程范围C内的出射光可能并不是主要通过真皮层的出射光，同时，环形感光面输出一个输出光强，因此，在皮肤组织不均匀的情况下，采用环形感光面获取到的输出光强的信号质量不高，进而影响了测量精度。
而非环形感光面则可以根据实际情况进行设置，以上述示例为例，假设不在平均光程范围C内的平均光程在平均光程范围D内，可以采用两个非环形感光面，其中，一个非环形感光面用于接收出射光的平均光程在平均光程范围C内的出射光的光强值，另一个非环形感光面用于接收出射光的平均光程在平均光程范围D内的出射光的光强值，两个非环形感光面的输出光强与实际相符，利于保证测量精度。
其三，当采用基于脉搏波的时间差分测量方法进行组织成分测量时，需要充分利用脉搏信号，即使得收缩期光强和舒张期光强相差尽可能大。在上述情况下，由于环形感光面的绝大部分并不会位于血管上方，影响了脉搏信号的采集效果，因此，降低了收缩期光强和舒张期光强的相差程度。由此可见，采用环形感光面得到的收缩期光强和舒张期光强的相差程度要小于采用非环形感光面得到的收缩期光强和舒张期光强的相差程度。
其四，由于组织非均匀性以及生理背景变动对出射光的影响，可能导致距入射光的中心具有相同源探距离的不同感光面接收到的出射光的平均光程具有差异，因此，可以采用距入射光的中心具有相同源探距离的不同感光面所采集的输出光强进行差分运算，以进行组织成分测量。上述非环形感光面可以实现，即针对同一源探距离，可以以入射光的中心为中心，离散设置至少两个非环形感光面，以实现输出两个输出光强。
其五，制作工艺难度较小，制作成本较低。
下面结合附图5对第四方面进行说明。图5示意性示出了根据本公开实施例的一种差分测量的示意图。如图5所示，图5中包括四个扇环感光面，分别为扇环感光面1、扇环感光面2、扇环感光面3和扇环感光面4，四个扇环感光面单独使用，每个扇环感光面具有对应的一个输出光强。四个扇环感光面的中心距入射光的中心的距离相同，即具有相同的源探距离。由于组织非均匀性使得扇环感光面1和扇环感光面2接收到的出射光对应的平均光程不同，因此，可以根据扇环感光面1采集到的输出光强和扇环感光面2采集的输出光强进行差分运算，实现差分测量。
根据本公开的实施例，非环形感光面包括扇环感光面、圆形感光面、扇形感光面、椭圆形感光面或多边形感光面。
根据本公开的实施例，多边形感光面包括正方形感光面、长方形感光面或三角形感光面。
根据本公开的实施例，可以根据实际情况设计圆心角，以得到对应的扇环感光面。例如，圆心角为90°的扇环感光面，圆心角为180°的扇环感光面，圆心角为45°的扇环感光面。
根据本公开的实施例，图6示意性示出了根据本公开实施例的一种环形感光面的示意图。图7示意性示出了根据本公开实施例的一种扇环感光面的示意图。图8示意性示出了根据本公开实施例的一种圆形感光面的示意图。图9示意性示出了根据本公开实施例的一种正方形感光面的示意图。
根据本公开的实施例，同类感光面包括环形感光面或非环形感光面，其中，同类感光面包括一个或多个感光面，同类感光面用于输出一个输出光强。
根据本公开的实施例，同类感光面可以为环形感光面或非环形感光面，即从整体上，同类感光面呈现为环形感光面或非环形感光面。根据同类感光面包括的感光面的数量，可以确定从整体上呈现的形状是由一个单独的感光面形成的，还是根据多个感光面组合形成的。其中，同类感光面中的每个感光面的形状可以是环形感光面，也可以是非环形感光面。
根据本公开的实施例，同类感光面为环形感光面，可以包括：在同类感光面包括一个感光面的情况下，同类感光面为独立环形感光面。在同类感光面包括多个感光面的情况下，同类感光面是根据多个感光面组合形成的环形感光面。同类感光面为非环形感光面，可以包括：在同类感光面包括一个感光面的情况下，同类感光面为独立非环形感光面。在同类感光面包括多个感光面的情况下，同类感光面是根据多个感光面组合形成的非环形感光面。
根据本公开的实施例，参与组合的多个感光面紧密排布，以尽量保证相邻感光面之间无间隙。由于目前圆形感光面或方形感光面较为常见，制作工艺难度较小，制作成本较低，而其它形状的感光面通常需要定制，制作工艺难度较大，制作成本较高，因此，如果受限于制作成本，则可以采用组合的方式，将多个圆形感光面和/或多个方形感光面组合形成其它形状的同类感光面。其中，方形包括正方形或长方形。
此外，感光面耗费制作成本的高低还与感光面的面积大小有关，通常感光面的面积越大，则制作成本越高。如果需要一个较大面积的感光面，目前存在多个较小面积的感光面，则为了降低制作成本，可以将多个较小面积的感光面进行组合，以得到一个较大面积的感光面。
根据本公开的实施例，在确定同类感光面距目标部位的距离大于或等于第二距离阈值的情况下，同类感光面包括环形感光面、扇环感光面、扇形感光面、圆形感光面或正方形感光面。
根据本公开的实施例，在同类感光面距目标部位的距离大于或等于第二距离阈值的情况下，可以根据实际出射光的抖动情况，选择合适形状的感光面，以最大程度地削弱抖动对测量造成的不利影响。
目标部位可以为抖动发生的部位。由于引起抖动的来源之一是脉搏跳动，而脉搏跳动与血管有关，因此，目标部位可以为血管。通常靠近血管的出射光的抖动分布具有一定的方向性，而远离血管的出射光的抖动分布较为均匀，不具有方向性。
如果同类感光面远离目标部位(例如目标血管)，则可以说明出射光的抖动分布较为均匀，在此情况下，可以选择环形感光面、扇环感光面、扇形感光面、圆形感光面或正方形感光面。同类感光面远离目标部位可以理解为同类感光面中每个感光面距目标部位的距离大于或等于第二距离阈值。同类感光面中每个感光面距目标部位的距离大于或等于第二距离阈值可以包括同类感光面中最接近目标部位的感光面的边缘距目标部位的距离大于或等于第二距离阈值，或者，同类感光面与目标部位未接触，且同类感光面中与目标部位最接近的感光面的中心距目标部位的距离大于或等于第二距离阈值。
在同类感光面远离目标部位的情况下，如果同类感光面中每个感光面的不同感光位置接收到的出射光的平均光程小于或等于光程阈值，则可以说明出射光的抖动情况受到光程大小的影响，其中，出射光的平均光程越大，则出射光的抖动情况越明显，反之，出射光的抖动情况越不明显。在此情况下，可以设计距入射光的中心越远的位置所对应的弧长越长，由此可以选择环形感光面、扇环感光面或扇形感光面。
在同类感光面远离目标部位的情况下，如果同类感光面中每个感光面的不同感光位置接收到的出射光的平均光程大于光程阈值，则可以说明出射光的抖动情况与光程大小几乎无关。在此情况下，可以选择圆形感光面或正方形感光面。
根据本公开的实施例，如果同类感光面包括一个感光面，则扇环感光面为独立扇环感光面。如果同类感光面包括多个感光面，则扇环感光面是根据多个感光面组合形成的感光面。同样的，针对同类感光面包括环形感光面、圆形感光面、正方形感光面或扇形感光面的情况，可以为独立形成的同类感光面或组合形成的同类感光面。
需要说明的是，由于目前圆形感光面或方形感光面较为常见，制作工艺难度较小，制作成本较低，而其它形状的感光面通常需要定制，制作工艺难度较大，制作成本较高，因此，如果受限于制作成本，则在同类感光面距目标部位的距离大于或等于第二距离阈值的情况下，同类感光面包括圆形感光面或方形感光面。
根据本公开的实施例，在确定同类感光面距目标部位的距离小于或等于第三距离阈值的情况下，同类感光面的形状是根据出射光的抖动分布形状面积确定的。
根据本公开的实施例，如果同类感光面距目标部位的距离小于或等于第三距离阈值，则同类感光面的形状面积是根据出射光的抖动分布确定的。
根据本公开的实施例，如果同类感光面靠近目标部位(例如目标血管)，则可以说明出射光的抖动分布具有一定的方向性。在此情况下，可以使得同类感光面的形状根据出射光的抖动分布确定。可选地，同类感光面的形状与出射光的抖动分布是相似图形。示例性的，如出射光的抖动分布是椭圆形状，则可以设计同类感光面的形状是椭圆感光面。或者，如果出射光的抖动分布是长方形的，则可以设计同类感光面的形状是长方形感光面。或者，如果出射光的抖动分布是菱形的，则可以设计同类感光面的形状是菱形感光面。
根据本公开的实施例，出射光的抖动分布包括分解为沿第一方向上的抖动分布和沿第二方向上的抖动分布，第一方向和第二方向相互垂直，同类感光面沿第一方向上的长度与同类感光面沿第二方向上的长度的比值是根据出射光沿第一方向上的抖动幅度与出射光沿第二方向上的抖动幅度的比值确定的，出射光沿第一方向上的抖动幅度最大。
根据本公开的实施例，如果出射光的抖动分布包括沿两个相互垂直的方向的抖动分布，其中，这两个相互垂直的方向的抖动分布是将出射光的抖动分解至这两个相互垂直的方向得到的，两个相互垂直的方向分别称为第一方向和第二方向，其中，出射光沿第一方向上的抖动幅度最大，则可以根据出射光沿第一方向与沿第二方向上的抖动幅度的比值，设置同类感光面沿第一方向上的长度与沿第二方向上的长度的比值，可以使得同类感光面沿第一方向上的长度与沿第二方向上的长度的比值大于或等于出射光沿第一方向与沿第二方向上的抖动幅度的比值。
示例性的，如第一方向和第二方向分别为直角坐标系中的Y轴方向和X轴方向，则出射光沿Y轴方向上抖动幅度与沿X轴方向上的抖动幅度的比值可以表示为
Figure BDA0002943016810000341
同类感光面沿Y轴方向上的长度与沿X轴方向上的长度的比值可以表示为
Figure BDA0002943016810000351
则
Figure BDA0002943016810000352
根据本公开的实施例，同类感光面包括长方形感光面或椭圆形感光面，长方形感光面的长度与宽度的比值是根据出射光沿第一方向上的抖动幅度与出射光沿第二方向上的抖动幅度的比值确定的，椭圆形感光面的长轴与短轴的比值是根据出射光沿第一方向上的抖动幅度与出射光沿第二方向上的抖动幅度的比值确定的。
根据本公开的实施例，如果同类感光面距目标部位的距离小于或等于第三距离阈值，出射光的抖动分布包括分解为沿第一方向和沿第二方向上的抖动分布，第一方向和第二方向相互垂直，则同类感光面可以包括长方形感光面或椭圆形感光面。其中，长方形感光面的长度与宽度的比值大于或等于出射光沿第一方向上的抖动幅度与沿第二方向上的抖动幅度的比值。椭圆形感光面的长轴与短轴的比值大于或等于出射光沿第一方向上的抖动幅度与沿第二方向上的抖动幅度的比值。
根据本公开的实施例，每个输出光强是根据一个或多个感光面采集到的出射光的光强值处理得到的，可以包括如下操作。
将一个或多个感光面结合使用，以输出一个输出光强。或，在一个或多个感光面中每个感光面单独使用的情况下，将各个感光面采集到的出射光的光强值进行计算得到一个输出光强。
根据本公开的实施例，将用于输出一个输出光强的感光面称为同类感光面，同类感光面可以包括一个或多个感光面。其中，不同感光面结合使用的条件可以为各个感光面接收的出射光的平均光程在平均光程范围内。平均光程范围可以为由大于或等于第一平均光程阈值且小于或等于第二平均光程阈值组成的范围。第一平均光程阈值和第二平均光程阈值可以是根据光程平均值和光程变化幅度确定的。光程平均值是根据同类感光面的各个感光位置接收到的出射光的平均光程计算得到的平均值。
感光面通常会与该感光面对应的放大电路配合使用，以输出一个光强值。为了使得同类感光面可以输出较为准确的输出光强，需要同类感光面中每个感光面的光响应率和与该感光面配合使用的放大电路的放大倍数的乘积为一个预设值，在确保每个感光面的光响应率和与该感光面配合使用的放大电路的放大倍数为同一个预设值的情况下，实现同类感光面输出一个输出光强。如果存在感光面的光响应率和与该感光面配合使用的放大电路的放大倍数的乘积不为同一个预设值，则需要采取相应方法使得乘积为同一个预设值。
可以采用硬件或软件方式实现同类感光面输出一个输出光强。
方式一，硬件方式。可以将同类感光面中不同感光面的阴极彼此电连接且阳极彼此电连接，即实现不同感光面之间共阴共阳的电连接。在此情况下，相当于将不同感光面进行并联，以实现一个或多个感光面结合使用，用以输出一个输出光强。需要说明的是，需要尽量保证不同感光面的光响应率一致，以得到较为准确的输出光强。
方式二，软件方式。同类感光面中不同感光面之间的阴极彼此未连接且阳极彼此未连接，即每个感光面单独使用，输出一个光强值。在得到与每个感光面对应的光强值后，可以采用相应算法将同类感光面中各个感光面的光强值进行加权求和，以得到一个输出光强。
可选地，与同类感光面对应的输出光强可以通过如下公式(2)和(3)确定。
Figure BDA0002943016810000361
Figure BDA0002943016810000362
其中，I表示与同类感光面对应的输出光强，Ii表示与感光面i对应的光强值，i∈{1，2，.....，.N-1，N}，N表示同类感光面包括的感光面的数量，1≤N≤M，M表示感光面的总数量，αi表示与感光面i对应的加权系数，H表示预设值，βi表示与感光面i对应的光响应率，γi表示与感光面i配合使用的放大电路的放大倍数。
根据本公开的实施例，感光面为在初始感光面上设置掩膜板后得到的，掩膜板的透光率小于或等于透光率阈值。
根据本公开的实施例，掩膜板的形状是根据出射光的抖动分布形状确定的。
根据本公开的实施例，由于目前圆形感光面或方形感光面较为常见，制作工艺难度较小，制作成本较低，而其它形状的感光面通常需要定制，制作工艺难度较大，制作成本较高，因此，如果受限于制作成本，则可以采用在初始感光面上设置掩膜板的方式，其中，初始感光面上被掩膜板遮挡的部分由于掩膜板的透光率小于或等于透光率阈值而难以接收光强值。
基于上述，可以根据实际所需的形状和面积，设置掩膜板的形状和位置，以实现得到预设形状和面积的感光面。其中，实际所需的形状和面积可以根据出射光的抖动分布情况确定。
示例性的，图10示意性示出了根据本公开实施例的一种在初始感光面上设置掩膜板得到感光面的示意图。图10中初始感光面为正方形感光面，感光面为圆形感光面。
根据本公开的实施例，入射光照射至测量区域的光斑的强度分布均匀。
根据本公开的实施例，为了使得被测对象能够在更为宽松的要求下进行组织成分测量，从而更好地保证测量精度，可以采用保证入射光照射至测量区域的光斑的强度分布均匀的方式实现。同时，入射光照射至测量区域的光斑的强度分布越均匀，对可控测量条件的再现性的要求越低，对采用差分测量方法抑制不可控测量条件对测量结果的影响的效果越好，由此，也可以更好地保证测量精度。此外，由于使得入射光的光斑在测量区域上的强度分布均匀的措施会在一定程度上衰减入射光的光能量，而组织成分测量要求入射光的光能量不能够过小，因此，需要尽量在保证入射光的光斑在测量区域上的强度分布均匀的情况下，入射光的光能量衰减尽可能小。此外，如果入射光是采用光纤传输方式实现的，则使得入射光的光斑在测量区域上的分布均匀，也减小了光纤抖动对测量结果的不利影响。
根据本公开的实施例，入射光照射至测量区域的光斑的面积大于或等于光斑面积阈值。
根据本公开的实施例，为了使得被测对象可以在更为宽松的要求下进行组织成分测量，从而更好地保证测量精度，可以采用使得入射光照射至测量区域的光斑的面积大于或等于光斑面积阈值的方式实现。同时，在一定范围内，入射光照射至测量区域的光斑的面积越大，对可控测量条件的再现性的要求越低，对采用差分测量方法抑制不可控测量条件对测量结果的影响的效果越好，由此，也可以更好地保证测量精度。其中，光斑面积阈值可以根据实际情况设定，在此不作具体限定。此外，如果入射光是采用光纤传输方式实现的，则使得入射光照射至测量区域的光斑的面积大于或等于光斑面积阈值，也减小了光纤抖动对测量结果的不利影响。
图11示意性示出了根据本公开实施例的一种组织成分测量装置的框图。
如图11所示，组织成分测量装置1100包括光源模块1110、采集模块1120和处理模块1130。
光源模块1110，用于以多个预设波长的入射光照射测量区域，其中，每束入射光通过测量区域后从至少一个出射位置出射形成至少一束出射光，入射光的入射位置包括一个。
采集模块1120，采集模块包括M个感光面，每个感光面能够采集到与感光面对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，采集模块用于获取由M个感光面采集的与每束出射光对应的光强值，得到T个输出光强，其中，每个输出光强是根据一个或多个感光面采集到的出射光的光强值处理得到的，1≤T≤M。
处理模块1130，用于根据与多个预设波长对应的至少一个输出光强，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开实施例的技术方案，所述感光面能够采集在对应的预设防扰动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，由于具有上述特性的感光面提高了感光面中能够稳定接收出射光的面积占该感光面的面积的比例，因此，提高了接收出射光的稳定性，进而降低了由抖动导致的出射光的强度分布的变化的不利影响，从而提高了测量精度。
根据本公开的实施例，每个感光面接收到的出射光在目标组织层中的平均光程占总光程的比例大于或等于比例阈值，其中，总光程为出射光在测量区域内传输的总距离。
根据本公开的实施例，同类感光面的总面积是根据测量区域内的组织结构特征确定的，其中，同类感光面包括一个或多个感光面，同类感光面用于输出一个输出光强。
根据本公开的实施例，每个感光面的面积与感光面的周长的比值大于或等于比值阈值。
根据本公开的实施例，比值阈值大于或等于0.04mm。
根据本公开的实施例，感光面与测量区域的表面接触或非接触。
根据本公开的实施例，感光面距测量区域的表面的距离小于或等于第一距离阈值且感光面接收出射光的效率大于或等于效率阈值。
根据本公开的实施例，M个感光面中存在与每个预设波长对应的一个或多个同类感光面，其中，同类感光面用于在不同时刻采集与预设波长对应的第一输出光强和/或第二输出光强，其中，第一输出光强为收缩期光强，第二输出光强为舒张期光强，同类感光面包括一个或多个感光面。处理模块1130，用于根据与各个预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，M个感光面中存在与每个预设波长对应的第一同类感光面和第二同类感光面，其中，第一同类感光面用于采集与预设波长对应的第一输出光强，第二同类感光面用于采集与预设波长对应的第二输出光强，第一同类感光面包括一个或多个感光面，第二同类感光面包括一个或多个感光面。处理模块1130，用于根据与各个预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，第一同类感光面中每个感光面的不同感光位置接收到的出射光的平均光程属于第一平均光程范围，其中，第一平均光程范围是根据第一光程平均值确定的，第一光程平均值是根据第一同类感光面的各个感光位置接收到的出射光的平均光程计算得到的平均值。第二同类感光面中每个感光面的不同感光位置接收到的出射光的平均光程属于第二平均光程范围，其中，第二平均光程范围是根据第二光程平均值确定的，其中，第二光程平均值是根据第二同类感光面的各个感光位置接收到的出射光的平均光程计算得到的平均值。
根据本公开的实施例，第一光程平均值与第二光程平均值的差值的绝对值属于第一光程差范围。
根据本公开的实施例，第一平均光程范围小于或等于第一光程差范围，第二平均光程范围小于或等于第一光程差范围。
根据本公开的实施例，第一光程差范围是根据与预设波长对应的最佳差分光程确定的。
根据本公开的实施例，与预设波长对应的第一同类感光面中每个感光面距入射光的中心的源探距离在与预设波长对应的预设源探距离范围内，其中，预设源探距离范围是根据与预设波长对应的浮动基准位置距入射光的中心的源探距离确定的。
根据本公开的实施例，M个感光面存在与每个预设波长对应的同类感光面，其中，同类感光面用于采集与预设波长对应的第三输出光强，同类感光面包括一个或多个感光面。处理模块1130，用于将与不同预设波长对应的第三输出光强进行差分处理，得到至少一个差分信号，并根据至少一个差分信号，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，处理模块1130，用于将与预设波长对应的第一输出光强和第二输出光强进行差分处理，得到差分信号，将与不同预设波长对应的差分信号进行直接差分运算，得到至少一个波长差分信号，并根据至少一个波长差分信号，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，M个感光面存在与每个预设波长对应的同类感光面，其中，同类感光面用于采集与预设波长对应的第四输出光强，同类感光面包括一个或多个感光面。处理模块1130，用于根据与各个预设波长对应的第四输出光强，确定被测组织成分的浓度。
根据本公开的实施例，同类感光面中每个感光面的不同感光位置接收到的出射光的平均光程和与预设波长对应的最佳光程的差值属于第二光程差范围。
根据本公开的实施例，每个感光面包括环形感光面或非环形感光面，不同感光面的形状相同或不同。
根据本公开的实施例，非环形感光面包括扇环感光面、圆形感光面、扇形感光面、椭圆形感光面或多边形感光面。
根据本公开的实施例，多边形感光面包括正方形感光面、长方形感光面或三角形感光面。
根据本公开的实施例，同类感光面包括环形感光面或非环形感光面，其中，同类感光面包括一个或多个感光面，同类感光面用于输出一个输出光强。
根据本公开的实施例，同类感光面为环形感光面，包括：在同类感光面包括一个感光面的情况下，同类感光面为独立环形感光面。在同类感光面包括多个感光面的情况下，同类感光面是根据多个感光面组合形成的环形感光面。同类感光面为非环形感光面，包括：在同类感光面包括一个感光面的情况下，同类感光面为独立非环形感光面。在同类感光面包括多个感光面的情况下，同类感光面是根据多个感光面组合形成的非环形感光面。
根据本公开的实施例，在确定同类感光面距目标部位的距离大于或等于第二距离阈值的情况下，同类感光面包括环形感光面、扇环感光面、扇形感光面、圆形感光面或正方形感光面。
根据本公开的实施例，在确定同类感光面距目标部位的距离小于或等于第三距离阈值的情况下，同类感光面的形状是根据出射光的抖动分布确定的。
根据本公开的实施例，出射光的抖动分布包括分解为沿第一方向上的抖动分布和沿第二方向上的抖动分布，第一方向和第二方向相互垂直，同类感光面沿第一方向上的长度与同类感光面沿第二方向上的长度的比值是根据出射光沿第一方向上的抖动幅度与出射光沿第二方向上的抖动幅度的比值确定的，出射光沿第一方向上的抖动幅度最大。
根据本公开的实施例，同类感光面包括长方形感光面或椭圆形感光面，长方形感光面的长度与宽度的比值是根据出射光沿第一方向上的抖动幅度与出射光沿第二方向上的抖动幅度的比值确定的，椭圆形感光面的长轴与短轴的比值是根据出射光沿第一方向上的抖动幅度与出射光沿第二方向上的抖动幅度的比值确定的。
根据本公开的实施例，M个感光面中不同感光面的阳极彼此未电连接、部分感光面的阳极电连接或全部感光面的阳极电连接。
根据本公开的实施例，M个感光面中的每个感光面可以单独使用，在此情况下，M个感光面中不同感光面的阳极未电连接。
M个感光面中的部分感光面可以结合使用，在此情况下，结合使用的不同感光面的阳极电连接。
M个感光面中的全部感光面可以结合使用，在此情况下，结合使用的不同感光面的阳极电连接。
根据本公开的实施例，图12示意性示出了根据本公开实施例的一种不同感光面的阳极电连接的示意图。如图12所示，将全部感光面的阳极进行了电连接。
根据本公开的实施例，同一感光面的不同部分在同一平面或不同平面。
根据本公开的实施例，感光面可以为平面感光面或立体感光面，其中，如果感光面的不同部分均在同一平面，则感光面为平面感光面。如果存在感光面的不同部分在不同平面，则感光面为立体感光面。具体采用平面感光面或立体感光面可以根据实际情况设定，在此不作具体限定。
可选地，针对接触式测量，为了提高测量精度，需要尽可能使得感光面的目标表面与测量区域的皮肤表面之间处于较好的贴合状态。其中，感光面的目标表面表示与测量区域接近的表面。由于测量区域的皮肤表面的平坦程度可能不高，如果采用平面感光面，则可能导致难以实现感光面的目标表面与测量区域的皮肤表面之间处于较好的贴合状态，而立体感光面是存在不同部分处于不同平面的感光面，因此，可以采用立体感光面，并且可以根据测量区域的组织结构特征设置具体立体感光面的形式。
图13示意性示出了根据本公开实施例的一种手套形式的立体感光面的示意图。图14示意性示出了根据本公开实施例的另一种手套形式的立体感光面的示意图。
图15示意性示出了根据本公开实施例的一种手环形式的立体感光面的示意图。图16示意性示出了根据本公开实施例的另一种手环形式的立体感光面的示意图。
图17示意性示出了根据本公开实施例的一种用于手臂测量的立体感光面的示意图。图17中，可以根据手臂的组织结构特征设置感光面的不同部分距预设平面的距离。图17中h1和h2表示感光面的不同部分距预设平面的距离。
根据本公开的实施例，感光面集在同一平面或不同平面，其中，感光面集包括多个感光面。
根据本公开的实施例，感光面集中包括的每个感光面可以为平面感光面或立体感光面。如果感光面集包括的多个平面感光面，则可以通过采用将这多个平面感光面中的部分平面感光面或全部平面感光面设置于不同平面的方式，实现感光面集呈现的感光面形式是立体感光面。
需要说明的是，根据由多个平面感光面形成的立体感光面，也可以实现上述针对接触式测量的效果，在此不再赘述。
根据本公开的实施例，该组织成分测量装置1100还包括掩膜板，掩膜板设置于初始感光面上，其中，掩膜板的透光率小于或等于透光率阈值。掩膜板，用于在初始感光面上设置掩膜板后得到感光面。
根据本公开的实施例，掩膜板的形状是根据出射光的抖动分布形状确定的。
如图18所示，根据本公开的实施例，该组织成分测量装置1100还包括测量探头，测量探头包括M个感光面，测量探头上设置有第一套筒1140。第一套筒1140的第一端面超出测量探头的目标表面，其中，第一端面表示与测量区域接近的端面，测量探头的目标表面表示与测量区域接近的表面。
根据本公开的实施例，为了屏蔽干扰光，可以在测量探头上设置第一套筒1140，使得第一套筒1140上与测量区域接近的端面超出测量探头的目标表面。干扰光可以包括表面反射光和/或衍射光。
根据本公开的实施例，第一套筒的第二端面和/或内部的区域设置散射物，其中，第一端面和第二端面为相对的两个端面，内部的区域包括内部的部分区域或内部的全部区域。
根据本公开的实施例，为了使得入射光照射至测量区域的光斑的强度分布均匀，可以采用在第一套筒1140的相应部分设置散射物的方式。散射物可以包括硫酸纸、硅胶或目标混合物，其中，目标混合物可以包括聚二甲基硅氧烷与二氧化钛颗粒的混合物。
如图19所示，根据本公开的实施例，该组织成分测量装置1100还包括第二套筒1150，第二套筒1150设置于第一套筒1140的目标区域的外部，其中，目标区域表示第一套筒1140超出测量探头的目标表面的部分区域或全部区域。
根据本公开的实施例，为了使得入射光照射至测量区域的光斑尽可能大，可以采用在第一套筒1140的目标区域的外部设置第二套筒1150的方式。
根据本公开的实施例，第二套筒1150设置有散射物。
根据本公开的实施例，如果设置有第二套筒1150，则为了使得入射光照射至测量区域的光斑的强度分布均匀，可以采用在第二套筒1150的相应部分设置散射物的方式。
根据本公开的实施例，第一套筒1140的内径大于或等于内径阈值。
根据本公开的实施例，第一套筒1140的第一端面的开孔大于或等于第一套筒1140的第二端面的开孔。
根据本公开的实施例，为了使得入射光照射至测量区域的光斑尽可能大，可以采用使第一套筒1140的内径大于或等于内径阈值，和/或第一套筒1140的第一端面的开孔大于或等于第一套筒1140的第二端面的开孔的方式，即使得接近测量区域的第一套筒1140的端面的开孔大于或等于远离测量区域的第一套筒1140的端面的开孔。
如图21～图22所示，根据本公开的实施例，感光面和测量区域之间填充有折射率匹配物。
根据本公开的实施例，由于抖动会导致测量区域的表面不稳定，进而使得出射光的出射角度发生变化，因此，为了尽量抑制抖动带来的不利影响，可以在感光面和测量区域之间填充折射率匹配物，提高感光面接收出射光的稳定性和效率。
示意性的，以脉搏跳动导致的抖动为例进行说明。脉搏跳动可以通过血管状态反映。图20示意性示出了根据本公开实施例的一种在未填充折射率匹配物的情况下感光面接收出射光的示意图。图20中血管状态1表示血管收缩状态，血管状态2表示血管舒张状态，皮肤状态1表示与血管状态1对应的皮肤状态，皮肤状态2表示与血管状态2对应的皮肤状态。从图20可以看出，抖动会导致测量区域的皮肤表面不稳定，进而使得出射光的出射角度发生变化。
图21示意性示出了根据本公开实施例的一种在填充折射率匹配物的情况下感光面接收出射光的示意图。
图22示意性示出了根据本公开实施例的另一种在填充折射率匹配物的情况下感光面接收出射光的示意图。
从图21和图22可以看出，在感光面和测量区域之间填充折射率匹配物，可以提高测量探头接收出射光的稳定性和效率。
根据本公开的实施例，入射光的形状包括点状、线状或面状。
根据本公开的实施例，面状可以包括圆形、环形、方形或三角形等。
根据本公开的实施例，入射位置和M个感光面的位置关系包括如下一种：M个感光面的位置位于入射位置的内部。M个感光面的位置位于入射位置的外部。M个感光面的位置与各个入射位置形成嵌套位置关系。
根据本公开的实施例，入射位置和M个感光面的位置关系可以包括如下情况之一并结合附图进行说明。
其一，M个感光面均设置于入射位置的外部周围。上述位置关系设置方式将形成中间入射光入射，外围光接收的实现方式。可以参见图23～28图。其中，图23～图26为一个感光面的情况，图27～图28为多个感光面的情况。
图23示意性示出了根据本公开实施例的一种圆形入射光中心入射环形感光面外围接收的示意图。图24示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光中心入射环形感光面外围接收的示意图。图25示意性示出了根据本公开实施例中的一种圆形入射光中心入射扇环感光面外围接收的示意图。图26示意性示出了根据本公开实施例的一种圆形入射光中心入射圆形感光面外围接收的示意图。
图27示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光中心入射两个环形感光面外围接收的示意图。图28示意性示出了根据本公开实施例的一种圆形入射光中心入射两个扇环感光面外围接收的示意图。
其二，入射位置设置于M个感光面的外部周围，即M个感光面被入射位置包围。上述位置关系设置方式将形成外围光入射，中间光接收的实现方式。可以参见图29～图34。其中，图29～图31为一个感光面的情况，图32～图34为多个感光面的情况。
图29示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光外围入射圆形感光面内部接收的示意图。图30示意性示出了根据本公开实施例的一种扇环入射光外围入射圆形感光面内部接收的示意图。图31示意性示出了根据本公开实施例的一种圆形入射光外围入射圆形感光面内部接收的示意图。
图32示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光外围入射第一感光面集内部接收的示意图，第一感光面集包括两个环形感光面。图33示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光外围入射第二感光面集内部接收的示意图，第二感光面集包括一个环形感光面和一个圆形感光面。图34示意性示出了根据本公开实施例的一种环形入射光入射第三感光面集内部接收的示意图，第三感光面集包括四个扇环感光面。
其三，M个感光面中的W个感光面设置于入射位置的外部周围且M个感光面中的M-W个感光面设置于入射位置的内部，即W个感光面设置于入射位置的外部周围，M-W个感光面被入射位置包围。上述位置关系设置方式将形成两头接收的实现方式。可以参见图35。图35示意性示出了根据本公开实施例的一种两头接收的示意图。
根据本公开的实施例，该组织成分测量装置1100还包括保护部。保护部，设置于感光面的目标表面，用于保护感光面，其中，感光面的目标表面表示与测量区域接近的表面。
根据本公开的实施例，为了保护感光面，还可以在感光面的目标表面设置保护部。制作保护部的材料可以是透明和柔性的材料。保护部可以包括增透膜或光学玻璃。保护部与感光面的目标表面之间的距离可以根据保护部的材料确定。
示例性的，如保护部位增透膜，则增透膜与感光面的目标表面之间的距离可以为零。又如保护部为光学玻璃，光学玻璃与感光面的目标表面之间的距离大于或等于距离阈值。距离阈值可以根据实际情况设定。
根据本公开的实施例的模块、单元中的任意多个、或其中任意多个的至少部分功能可以在一个模块中实现。根据本公开实施例的模块、单元中的任意一个或多个可以被拆分成多个模块来实现。根据本公开实施例的模块、单元中的任意一个或多个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable Logic Arrays，PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式的硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，根据本公开实施例的模块、单元中的一个或多个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
例如，采集模块和处理模块中的任意多个可以合并在一个模块/单元中实现，或者其中的任意一个模块/单元可以被拆分成多个模块/单元。或者，这些模块/单元中的一个或多个模块/单元的至少部分功能可以与其他模块/单元的至少部分功能相结合，并在一个模块/单元中实现。根据本公开的实施例，采集模块和处理模块中的至少一个可以至少被部分地实现为硬件电路，例如现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑阵列(PLA)、片上系统、基板上的系统、封装上的系统、专用集成电路(ASIC)，或可以通过对电路进行集成或封装的任何其他的合理方式等硬件或固件来实现，或以软件、硬件以及固件三种实现方式中任意一种或以其中任意几种的适当组合来实现。或者，采集模块和处理模块中的至少一个可以至少被部分地实现为计算机程序模块，当该计算机程序模块被运行时，可以执行相应的功能。
需要说明的是，本公开的实施例中组织成分测量装置与本公开的实施例中组织成分测量方法部分是相对应的，组织成分测量装置部分的描述具体参考组织成分测量方法部分，在此不再赘述。
图36示意性示出了根据本公开实施例的一种可穿戴设备的示意图。图36示出的可穿戴设备3600仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图36所示，可穿戴设备3600包括组织成分测量装置1100。
根据本公开实施例的技术方案，所述感光面能够采集在对应的预设防扰动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，由于具有上述特性的感光面提高了感光面中能够稳定接收出射光的面积占该感光面的面积的比例，因此，提高了接收出射光的稳定性，进而降低了由抖动导致的出射光的强度分布的变化的不利影响，从而提高了测量精度。
如图37所示，根据本公开的实施例，可穿戴设备3600还包括卡扣部3610和本体3620。卡扣部3610和本体3620用于配合实现固定组织成分测量装置1100。
根据本公开的实施例，图37示意性示出了根据本公开实施例的一种可穿戴设备的装配过程的示意图。
根据本公开的实施例，可穿戴设备3600的质量小于或等于质量阈值，以实现可穿戴设备3600的移动规律与测量区域处的皮肤抖动规律保持一致。
根据本公开的实施例，为了提高测量精度，可以使得可穿戴设备3600的质量较轻，以实现当将可穿戴设备3600佩戴至与测量区域对应的位置时，能够跟随测量区域处的皮肤抖动，即可穿戴设备3600的移动规律可以与测量区域处的皮肤抖动规律保持一致，由此，使得测量探头接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内。上述可以实现测量探头接收到的出射光的平均光程在测量区域处的皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的原因在于，如果可穿戴设备3600能够跟随测量区域处的皮肤抖动，则可以实现测量探头在测量区域上的相对位置保持不变或基本不变，由此，测量探头能够接收到从固定的出射位置出射的出射光，这里所述的固定的出射位置表示与测量区域的相对位置保持不变或基本保持不变的出射位置。同时，在测量区域处的皮肤抖动过程中，入射光的入射位置在测量区域上的相对位置能够保持不变或基本不变，由此，在入射光的入射位置和出射光的出射位置确定的情况下，可以尽量保证出射光的平均光程保持不变。
示例性的，图38示意性示出了根据本公开实施例的一种在可穿戴设备与皮肤抖动规律保持一致的情况下使得测量探头接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的示意图。在皮肤抖动过程中，测量探头(图38未示出)能够稳定地接收到入射光从测量区域处的入射位置A入射后从测量区域处的出射位置B所出射的出射光。皮肤的移动幅度用ζ1表示，测量探头的移动幅度用ζ2表示，ζ1＝ζ2。
根据本公开的实施例，可穿戴设备3600使得测量区域处的皮肤的移动幅度小于或等于移动幅度阈值。
根据本公开的实施例，为了提高测量精度，可以使得可穿戴设备3600的质量较大，当将可穿戴设备3600设置于与测量区域对应的位置时，能够压住测量区域处的皮肤抖动，即测量区域处的皮肤的移动幅度小于或等于移动幅度阈值，由此，使得测量探头接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内。上述可以实现测量探头接收到的出射光的平均光程在测量区域处的皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的原因在于，如果可穿戴设备3600能够压住测量区域处的皮肤抖动，则可以尽量保证测量探头在测量区域上的相对位置保持不变或基本不变，由此，测量探头能够接收到从固定的出射位置出射的出射光。同时，在测量区域处的皮肤抖动过程中，入射光的入射位置在测量区域上的相对位置能够保持不变或基本不变，由此，在入射光的入射位置和出射光的出射位置确定的情况下，可以尽量保证出射光的平均光程保持不变。
示例性的，图39示意性示出了根据本公开实施例的一种在可穿戴设备使得测量区域处的皮肤的移动幅度小于或等于移动幅度阈值的情况下测量探头接收的出射光的平均光程在皮肤抖动过程中保持在预设光程范围内的示意图。图39中测量区域处的皮肤的移动幅度接近于零。
根据本公开的实施例，组织成分测量装置的具体说明可以参见上文对应部分，在此不再具体赘述。此外，组织成分测量装置包括处理器，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)中的程序或者从存储部分加载到随机访问存储器(RandomAccess Memory，RAM)中的程序而执行各种适当的动作和处理。处理器例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))，等等。处理还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器可以包括用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
在RAM中，存储有组织成分测量装置操作所需的各种程序和数据。处理器、ROM以及RAM通过总线彼此相连。处理器通过执行ROM和/或RAM中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM和RAM以外的一个或多个存储器中。处理也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。
根据本公开的实施例，可穿戴设备还可以包括输入/输出(I/O)接口，输入/输出(I/O)接口也连接至总线。可穿戴设备还可以包括连接至I/O接口的以下部件中的一项或多项：包括键盘、鼠标等的输入部分；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LiquidCrystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分；包括硬盘等的存储部分；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分。通信部分经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器也根据需要连接至I/O接口。可拆卸介质，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分。
本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。
根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质。例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(Computer Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
例如，根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM和/或RAM和/或ROM和RAM以外的一个或多个存储器。
本公开的实施例还包括一种计算机程序产品，其包括计算机程序，该计算机程序包含用于执行本公开实施例所提供的方法的程序代码。
在该计算机程序被处理器执行时，执行本公开实施例的系统/装置中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。
在一种实施例中，该计算机程序可以依托于光存储器件、磁存储器件等有形存储介质。在另一种实施例中，该计算机程序也可以在网络介质上以信号的形式进行传输、分发，并通过通信部分被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。该计算机程序包含的程序代码可以用任何适当的网络介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
根据本公开的实施例，可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例提供的计算机程序的程序代码，具体地，可以利用高级过程和/或面向对象的编程语言、和/或汇编/机器语言来实施这些计算程序。程序设计语言包括但不限于诸如Java，C++，python，“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(Local Area Network，LAN)或广域网(Wide Area Networks，WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims (10)

1.一种组织成分测量方法，包括：
以多个预设波长的入射光照射测量区域，其中，每束所述入射光通过所述测量区域后从至少一个出射位置出射形成至少一束出射光，所述入射光的入射位置包括一个；
获取由M个感光面采集的与每束所述出射光对应的光强值，得到T个输出光强，其中，每个所述输出光强是根据一个或多个所述感光面采集到的出射光的光强值处理得到的，每个所述感光面能够采集到与所述感光面对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，所述感光面距所述测量区域的表面的距离小于或等于第一距离阈值且所述感光面接收出射光的效率大于或等于效率阈值，1≤T≤M；以及
根据与所述多个预设波长对应的至少一个输出光强，确定被测组织成分的浓度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，每个所述感光面接收到的出射光在目标组织层中的平均光程占总光程的比例大于或等于比例阈值，其中，所述总光程为所述出射光在所述测量区域内传输的总距离。
3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：
根据所述测量区域内的组织结构特征确定同类感光面的总面积，其中，所述同类感光面包括一个或多个所述感光面，所述同类感光面用于输出一个所述输出光强。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，每个所述感光面的面积与所述感光面的周长的比值大于或等于比值阈值。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述比值阈值大于或等于0.04mm。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，每个所述感光面包括环形感光面或非环形感光面，不同所述感光面的形状相同或不同。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，每个所述输出光强是根据一个或多个所述感光面采集到的出射光的光强值处理得到的，包括：
将所述一个或多个感光面结合使用，以输出一个所述输出光强；或
在所述一个或多个感光面中每个感光面单独使用的情况下，将各个所述感光面采集到的出射光的光强值进行计算得到一个所述输出光强。
8.一种组织成分测量装置，包括：
光源模块，用于以多个预设波长的入射光照射测量区域，其中，每束所述入射光通过所述测量区域后从至少一个出射位置出射形成至少一束出射光，所述入射光的入射位置包括一个；
采集模块，所述采集模块包括M个感光面，每个所述感光面能够采集到与所述感光面对应的预设防抖动范围内的出射位置所出射的出射光的光强值，所述采集模块用于获取由M个感光面采集的与每束所述出射光对应的光强值，得到T个输出光强，其中，每个所述输出光强是根据一个或多个所述感光面采集到的出射光的光强值处理得到的，所述感光面距所述测量区域的表面的距离小于或等于第一距离阈值且所述感光面接收出射光的效率大于或等于效率阈值，1≤T≤M；以及
处理模块，用于根据与所述多个预设波长对应的至少一个输出光强，确定被测组织成分的浓度。
9.一种可穿戴设备，包括权利要求8所述的组织成分测量装置。
10.根据权利要求9所述的可穿戴设备，其中，所述可穿戴设备的质量小于或等于质量阈值，以实现所述可穿戴设备移动规律与测量区域处的皮肤抖动规律保持一致。
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