CN116327147A - 用于估计血压的设备和方法以及用于估计血压的传感器 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于估计血压的设备和方法以及用于估计血压的传感器。所述设备包括传感器以及处理器，所述处理器被配置为：基于由传感器测量的PPG信号和接触压力信号来估计血压。所述传感器包括：透明弹性体；第一偏振片，设置在透明弹性体的表面上，并且被配置为与对象接触；光源，设置在透明弹性体下方，并且被配置为朝向对象发射光；第一检测器，设置在透明弹性体下方，并且被配置为：检测在由光源发射并从对象散射或反射之后穿过第一偏振片的光，以测量PPG信号；以及第二检测器，设置在透明弹性体下方，并且被配置为：检测未穿过第一偏振片的光，以测量接触压力信号。
Description
本申请要求于2021年12月23日在韩国知识产权局提交的第10-2021-0185976号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的全部公开通过引用全部包含于此。
技术领域
公开的示例实施例涉及用于在不使用袖带的情况下估计血压的技术。
背景技术
当观察体表上的血液运动以识别心血管特性时，主要使用以下两种方法，所述两种方法包括：通过使用压力传感器从皮肤表面测量血压的方法；以及通过使用光来测量皮肤下的血流容积(或称为血流量)变化的方法。
在前一种方法中，可通过分析皮肤表面的压力分布的形状计算血管顺应性等来估计血管年龄或心血管健康。
在后一种方法中，可通过使用两个或更多个波长估计氧合血红蛋白与脱氧血红蛋白之间的比率来估计氧饱和度。
以上两种方法分别测量压力和容积，因此，在提供与心跳同步的信息时是有用的。然而，如果在这两种方法中使用的传感器被设置为组合传感器，则在用于测量皮肤表面的压力的位置与用于测量血容积变化的位置之间发生差异，并且可能难以以紧凑的尺寸制造传感器。
发明内容
根据示例实施例，提供了一种用于估计血压的设备，所述设备包括：传感器，被配置为：从与传感器接触的对象测量光电容积描记(PPG)信号和接触压力信号；以及处理器，被配置为：基于由传感器测量的PPG信号和接触压力信号来估计血压，其中，传感器包括：透明弹性体；第一偏振片，设置在透明弹性体的表面上，并且被配置为与对象接触；光源，设置在透明弹性体下方，并且被配置为朝向对象发射光；第一检测器，设置在透明弹性体下方，并且被配置为：检测在由光源发射并从对象散射或反射之后穿过第一偏振片的光，以测量PPG信号；以及第二检测器，设置在透明弹性体下方，并且被配置为：检测未穿过第一偏振片的光，以测量接触压力信号。
第二检测器还可被配置为：检测从透明弹性体反射的光。
传感器还可包括第二偏振片，第二偏振片设置在第二检测器上方，并且被配置为阻挡穿过第一偏振片的光。
第一偏振片的偏振方向可垂直于第二偏振片的偏振方向。
第一偏振片的偏振方向可以是顺时针方向，并且第二偏振片的偏振方向可以是逆时针方向。
光源、第一检测器、第二检测器和透明弹性体可通过设置在它们之间的空气隙彼此间隔开。
透明弹性体可包括硅树脂、苯乙烯类嵌段共聚物或弹性体中的至少一者。
透明弹性体可具有2mm至10mm的厚度。
处理器还可被配置为：将由第二检测器测量并根据施加到透明弹性体的压力而改变的光强转换为接触压力值。
处理器还可被配置为：基于PPG信号和接触压力信号获得示波波形包络，并且通过使用获得的示波波形包络来估计血压。
处理器还可被配置为：基于最大幅度点处的第一接触压力值、最大幅度点的左侧点处与示波波形包络中的第一接触压力值具有预设比率的第二接触压力值、或最大幅度点的右侧点处与第一接触压力值具有预设比率的第三接触压力值中的至少一者来获得至少一个特征值，并且基于获得的至少一个特征值来估计血压。
根据示例实施例，提供了一种传感器，所述传感器包括：透明弹性体；第一偏振片，设置在透明弹性体的表面上，并且被配置为与对象接触；光源，设置在透明弹性体下方，并且被配置为朝向对象发射光；第一检测器，设置在透明弹性体下方，并且被配置为：检测在由光源发射并从对象散射或反射之后穿过第一偏振片的光，以测量光电容积描记(PPG)信号；以及第二检测器，设置在所述透明弹性体下方，并且被配置为：检测未穿过第一偏振片的光，以测量接触压力信号。
第二检测器还可被配置为：检测从透明弹性体反射的光。
传感器还可包括：第二偏振片，设置在第二检测器上方，并且被配置为阻挡穿过第一偏振片的光。
第一偏振片的偏振方向可垂直于第二偏振片的偏振方向。
第一偏振片的偏振方向可以是顺时针方向，并且第二偏振片的偏振方向可以是逆时针方向。
光源、第一检测器、第二检测器和透明弹性体可通过设置在它们之间的空气隙彼此间隔开。
透明弹性体可具有2mm至10mm的厚度。
根据示例实施例，提供了一种通过使用传感器来估计血压的方法，所述传感器包括透明弹性体、设置在透明弹性体上的第一偏振片、光源、第一检测器和第二检测器，所述方法包括：通过使用设置在透明弹性体下方的光源，朝向对象发射光；通过使用设置在透明弹性体下方的第一检测器，检测从对象散射或反射并穿过第一偏振片的光，以测量光电容积描记(PPG)信号；通过使用设置在透明弹性体下方的第二检测器，检测未穿过所述第一偏振片的光，以测量接触压力信号；并且基于PPG信号和接触压力信号来估计血压。
估计血压的步骤可包括：基于PPG信号和接触压力信号获得示波波形包络，并且通过使用获得的示波波形包络来估计血压。
根据示例实施例的一方面，提供了一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令被处理器执行时，配置处理器执行估计血压的方法。
附图说明
根据以下结合附图对示例实施例的描述，以上和/或其他方面将变得清楚并且更容易理解，在附图中：
图1是示出根据示例实施例的用于估计血压的设备的框图。
图2A至图2E是示出根据示例实施例的用于估计血压的设备中的传感器的结构的示例的示图。
图3A和图3B是解释基于示波法估计血压的示例的示图。
图4是示出根据示例实施例的用于估计血压的设备的框图。
图5是示出根据示例实施例的估计血压的方法的流程图。
图6、图7和图8是示出根据示例实施例的包括用于估计血压的设备的电子装置的示例的示图。
具体实施方式
以下具体实施方式和附图中包括其他实施例的细节。根据以下参照附图详细描述的实施例，将更清楚地理解公开的优点和特征以及实现公开的方法。在整个附图和具体实施方式中，除非另有描述，否则相同的附图参考标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。为了清楚、说明和方便，这些元件的相对尺寸和描绘可被夸大。
应当理解，尽管在此可使用术语第一、第二等来描述各种元件，但是这些元件不应受这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。除非另外明确地说明，否则对单数的任何引用可包括复数。此外，除非明确地相反描述，否则诸如“包含”或“包括”的表述将被理解为暗示包括陈述的元件但不排除任何其他元件。此外，诸如“单元”或“模块”等的术语应当被理解为用于执行至少一个功能或操作并且可被实施为硬件、软件或它们的组合的单元。
在下文中，将参照附图详细描述用于估计血压的设备和方法的实施例。
图1是示出根据示例实施例的用于估计血压的设备的框图。图2A至图2E是示出根据示例实施例的用于估计血压的设备中的传感器的结构的示例的示图。
用于估计血压的设备100可被安装在各种装置(诸如，便携式可穿戴装置、智能装置等)中。例如，各种装置可包括各种类型的可穿戴装置(诸如，佩戴在手腕上的智能手表、智能腕带可穿戴装置、头戴耳机型可穿戴装置、头带型可穿戴装置等)和移动装置(诸如，智能电话、平板PC等)，但是装置不限于此。示例实施例的设备可估计生物信息之中的血压，但是可被估计的生物信息可包括例如心率、血管年龄、动脉僵硬度、主动脉压波形、血管顺应性、压力指数、疲劳水平、皮肤弹性、皮肤年龄等，但不限于此。
参照图1，用于估计血压的设备100可包括传感器110和处理器120。
传感器110可从对象获得用于估计血压的数据，并且处理器120可通过使用由传感器110获得的数据来估计对象的血压。处理器120和传感器110可彼此电连接，并且处理器120可响应于估计血压的请求来控制传感器110。对象可以是可与传感器110接触的身体部位，并且可以是例如可使用光电容积描记(PPG)信号容易地测量脉搏波的身体部位。例如，对象可以是血管密集分布的手指，但不限于此，并且可以是与桡动脉邻近的手腕表面、静脉或毛细血管所在的手腕的上部或身体的外周部分(诸如，脚趾等)。
参照图2A至图2E，传感器110可包括透明弹性体21、第一偏振片22、光源23、第一检测器24、第二检测器25和第二偏振片26。
透明弹性体21被压在血管所在的皮肤(例如，手腕)上，并且可包括用于表现手腕皮肤的曲率的材料。当预定的接触压力被施加到透明弹性体21时，透明弹性体21的外观可被改变。例如，透明弹性体21可包括硅树脂、苯乙烯类嵌段共聚物或热塑性弹性体。此外，透明弹性体21形成得较薄，以便沿着对象OBJ的皮肤表面上的曲率变形。例如，透明弹性体21可具有大约2mm至10mm的厚度。此外，透明弹性体21可形成为弯曲表面或平面表面，但是透明弹性体21的形状不限于此。
参照图2A，透明弹性体21设置在光源23、第一检测器24和第二检测器25上方；并且光源23、第一检测器24、第二检测器25和透明弹性体21可通过在它们之间形成的空气隙彼此间隔开。此外，参照图2B，透明弹性体21可形成在包括光源23、第一检测器24和第二检测器25的单层中。例如，光源23、第一检测器24和第二检测器25可设置在透明弹性体21中。
第一偏振片22可形成在透明弹性体21的表面上以与对象OBJ接触，并且第二偏振片26可形成在第二检测器25上方。第一偏振片22和第二偏振片26可将在各个方向上振动的同时入射的自然光转换为仅在一个方向上振动的偏振光。第一偏振片22和第二偏振片26的示例可包括碘基(iodine-based)偏振片、染料基(dye-based)偏振片、相位差偏振片、半透半反射(transflective)偏振片等，但是第一偏振片和第二偏振片不限于此。
通过使用第一偏振片22和第二偏振片26，穿过第一偏振片22的光可被第二偏振片26阻挡。例如，第一偏振片22的偏振方向垂直于第二偏振片26的偏振方向，使得已穿过第一偏振片22的光可被第二偏振片26阻挡。例如，第一偏振片22可使光以零度偏振，并且第二偏振片26可使光以90度偏振。可选择地，第一偏振片22的偏振方向可以是顺时针方向，并且第二偏振片26的偏振方向可以是逆时针方向，使得穿过第一偏振片22的光可被第二偏振片26阻挡。然而，公开不限于以上示例。
光源23可设置在透明弹性体21下方以朝向对象OBJ发射光。光源23可包括发光二极管(LED)、激光二极管(LD)、荧光体等，并且可发射近红外线(NIR)范围或中红外线(MIR)范围内的光。发射的光的波长范围不限于此。
第一检测器24和第二检测器25可通过检测光来测量光谱。第一检测器24和第二检测器25可包括一个或多个像素，每个像素可包括光电二极管、光电晶体管(PTr)、图像传感器(例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器)等，但不限于此。此外，传感器110可以以用于测量两个或更多个生物信号(例如，PPG信号)的多个光源的阵列和/或多个检测器的阵列形成。在这种情况下，多个光源可发射不同波长的光。各个光源可安置在距检测器不同的距离处。为了便于解释，下面将给出传感器110包括一个光源23、第一检测器24和第二检测器25的示例的描述。
当光源23根据处理器120的控制信号朝向作为对象OBJ的用户的皮肤发射光时，发射的光穿过用户的皮肤到达身体组织，并且到达身体组织的光从用户的身体组织散射或反射而通过皮肤返回。
第一检测器24可通过检测通过用户皮肤返回的光来测量PPG信号。
参照图2C，当光源23朝向作为对象OBJ的用户皮肤发射光时，发射的光可穿过用户的皮肤到达身体组织(例如，桡动脉)。到达身体组织的光从用户的身体组织散射或反射而通过用户的皮肤返回，其中，光可在穿过形成在透明弹性体21的表面上的第一偏振片22之后返回。在这种情况下，第一检测器24可检测穿过第一偏振片22的偏振光27，并且可通过使用检测到的偏振光27来测量PPG信号。
第一检测器24还可检测从透明弹性体21反射的光。在这种情况下，通过执行用于去除噪声的预处理(诸如，滤波(例如，带通滤波))，处理器120可去除从透明弹性体21反射的光，从而使不包括生物信号的光的影响最小化。
第二检测器25可设置在透明弹性体21下方，并且可通过检测穿过第一偏振片22的光来测量接触压力信号。
参照图2D，当光源23朝向作为对象OBJ的用户的皮肤发射光时，发射的光穿过用户的皮肤到达身体组织。到达身体组织的光可从用户的身体组织散射或反射而通过用户的皮肤返回，其中，光可在穿过形成在透明弹性体21的表面上的第一偏振片22之后返回。在这种情况下，穿过第一偏振片22的光28可被形成在第二检测器25上方的第二偏振片26阻挡。例如，第一偏振片22的偏振方向可垂直于第二偏振片26的偏振方向，或者第一偏振片22的偏振方向可以是顺时针方向，并且第二偏振片26的偏振方向可以是逆时针方向。在该布置中，包括生物信号的光28可被第二偏振片26阻挡，因此，不会被第二检测器25检测到。
第二检测器25可检测从透明弹性体21反射的光29。例如，由光源23发射并从透明弹性体21反射的光29穿过形成在第二检测器25上方的第二偏振片26。因此，第二检测器25可检测穿过第二偏振片26的偏振光29，并且可通过使用检测到的偏振光29来测量接触压力信号。
图2E是示出当压力被施加到透明弹性体21时的传感器110的结构的示图。
图2D示出对象OBJ与透明弹性体21接触的状态，并且图2E示出对象OBJ向下施加压力使得透明弹性体21变得向下凸起的示例。
参照图2D和图2E，在图2E中从透明弹性体21反射并由第二检测器25检测的光的光程长度短于在图2D中的对应光的光程长度。因此，可以看出，在图2E中第二检测器25检测到的光的强度大于在图2D中由第二检测器25检测到的光的强度。也就是说，透明弹性体21通过施加到透明弹性体21的压力的变化而变形，第二检测器25可根据压力的变化来测量光强的变化，并且可基于由第二检测器25检测到的光的强度的变化来测量接触压力的变化。
在相关技术中，通常通过使用光学传感器和压力传感器来测量血压。在这种情况下，难以以紧凑的尺寸制造设备，并且各个传感器彼此隔开地被安置，使得可能无法在相同位置处测量生物信号和压力信号。为了解决这个问题，示例实施例可通过仅包括光学传感器而不包括单独的压力传感器来提供紧凑尺寸的设备，并且该设备用于在相同位置处同时测量生物信号和压力信号。
返回参照图1，处理器120可通过使用由传感器110测量的PPG信号和接触压力信号来估计血压。
例如，处理器120可基于PPG信号和接触压力信号获得示波波形包络，并且可通过使用获得的示波波形包络来估计血压。
图3A和图3B是解释基于示波法估计血压的示例的示图。
图3A是示出当放置在传感器110上的对象逐渐增大按压力时的PPG信号的幅度的变化的示图。图3B是示出表示接触压力的变化与PPG信号的幅度之间的关系的示波波形包络OW的示图。在这种情况下，接触压力可以是通过使用预定义的转换方程将由第二检测器25测量并根据施加到透明弹性体21的压力而改变的光强转换为接触压力值而获得的值。
例如，处理器120可通过从每个测量时间点处的脉搏波信号的波形包络in1的正(+)幅度值in2减去负(-)幅度值in3来提取峰-峰点。此外，处理器120可通过相对于对应时间点处的接触压力值来绘制每个测量时间点处的峰-峰幅度并通过执行例如多项式曲线拟合来获得示波波形包络OW。
处理器120可通过使用生成的示波波形包络OW来估计例如血压。处理器120可基于波形图中的脉搏波的最大点MA处的接触压力值MP来估计平均动脉压(MAP)。例如，处理器120可将脉搏波的最大点MA处的接触压力值MP本身确定为MAP，或者可通过使用预定义的MAP估计方程从接触压力值MP获得MAP。在这种情况下，MAP估计方程可以以各种线性组合函数或非线性组合函数(例如，加法、减法、除法、乘法、对数值、回归方程等)的形式表示，没有特别限制。
此外，处理器120可获得下面中的至少一者作为特征值：示波波形包络中的最大幅度点处的接触压力值、最大幅度点的左侧点和右侧点处的与最大幅度点处的接触压力值具有预设比率的接触压力值，并且可基于获得的特征值来估计血压。例如，处理器120可分别通过使用接触压力值DP和SP来估计舒张压和收缩压，接触压力值DP和SP位于脉搏波的最大点MA的左侧点和右侧点处，并且与和脉搏波的最大点MA处的幅度值具有预设比率(例如，0.5至0.7)的幅度值对应。处理器120可将接触压力值DP和SP分别确定为舒张压和收缩压，或者可通过使用预定义的舒张压和收缩压估计方程从相应的接触压力值DP和SP估计舒张压和收缩压。
图4是示出根据示例实施例的用于估计血压的设备的框图。
参照图4，用于估计血压的设备400可包括传感器410、处理器420、输出接口430、存储装置440和通信接口450。传感器410和处理器420与图1的实施例中的传感器110和处理器120相同，如此将省略其详细描述。
输出接口430可为用户提供处理器420的处理结果。例如，输出接口430可在显示器上显示处理器420的估计的血压值。在这种情况下，如果估计的血压值落在正常范围之外，则输出接口430可通过改变颜色、线宽等或者将异常值与正常范围一起显示来向用户提供警告信息，使得用户可容易地识别异常值。此外，与视觉输出一起或在没有视觉输出的情况下，输出接口430可使用音频输出模块(诸如，扬声器)或触觉模块等通过语音、振动、触感等以非视觉方式为用户提供估计的血压值。
此外，输出接口430可以以视觉方式(诸如，图形)显示由处理器420执行的血压估计处理和血压估计处理的结果。此外，如果测量的血压质量不佳(例如，具有低可靠性)，则输出接口430可引导用户重新测量血压、额外地测量血压或终止血压估计。
存储装置440可存储与估计血压有关的信息。例如，存储装置440可存储由传感器410获取的PPG信号、处理器420的处理结果(例如，估计的血压值)、接触压力转换模型等。
存储装置440可包括闪存型存储器、硬盘型存储器、多媒体卡微型存储器、卡型存储器(例如，SD存储器、XD存储器等)、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁存储器、磁盘和光盘等中的至少一种存储介质，但不限于此。
通信接口450可与外部装置通信，以向外部装置发送与估计血压有关的各种数据和从外部装置接收与估计血压有关的各种数据。外部装置可包括信息处理装置(诸如，智能电话、平板PC、台式计算机、膝上型计算机等)。例如，通信接口450可将血压估计结果发送到外部装置(诸如，用户的智能电话等)，使得用户可通过使用具有相对高性能的装置来管理和监测估计结果。此外，在外部装置包括用于测量血压的传感器的情况下，通信接口450可从外部装置接收PPG信号。
通信接口450可通过使用各种有线或无线通信技术(诸如，蓝牙通信、蓝牙低能耗(BLE)通信、近场通信(NFC)、WLAN通信、Zigbee通信、红外数据协会(IrDA)通信、Wi-Fi直连(WFD)通信、超宽带(UWB)通信、Ant+通信、WIFI通信、射频识别(RFID)通信、3G通信、4G通信和5G通信等)与外部装置通信。然而，这仅是示例，而不意在是限制性的。
图5是示出根据示例实施例的估计血压的方法的流程图。
图5的方法是可由根据图1和图4的实施例的用于估计血压的设备100和400执行的估计血压的方法的示例。上面详细描述了它们的各种实施例，因此，下面将简要描述。
首先，在510中，用于估计血压的设备可通过使用设置在透明弹性体下方的光源朝向对象发射光。例如，透明弹性体可设置在光源、第一检测器和第二检测器上方；并且光源、第一检测器、第二检测器和透明弹性体可通过在它们之间形成的空气隙彼此间隔开。此外，透明弹性体可包括硅树脂、苯乙烯类嵌段共聚物和热塑性弹性体中的至少一者，并且可具有2mm至10mm的厚度。此外，透明弹性体可具有弯曲表面或平面表面。透明弹性体的形状不限于此。
然后，在520中，用于估计血压的设备可通过使用设置在透明弹性体下方的第一检测器检测从对象散射或反射并穿过第一偏振片的光来测量PPG信号。
在530中，用于估计血压的设备可通过使用设置在透明弹性体下方的第二检测器检测未穿过第一偏振片的光来测量接触压力信号。例如，通过使用形成在第二检测器上方的第二偏振片，用于估计血压的设备可阻挡穿过第一偏振片的光，并且可通过使用第二检测器检测从透明弹性体反射的光。例如，第一偏振片的偏振方向可与第二偏振片的偏振方向彼此垂直，或者第一偏振片的偏振方向可以是顺时针方向，并且第二偏振片的偏振方向可以是逆时针方向，使得穿过第一偏振片的光可被第二偏振片26阻挡。透明弹性体通过施加到透明弹性体的压力的变化而变形，并且第二检测器可根据压力的变化来测量光强的变化，并且可基于由第二检测器检测到的光的强度的变化来测量接触压力的变化。
接下来，在540中，用于估计血压的设备可基于测量的PPG信号和接触压力信号来估计血压。例如，用于估计血压的设备可基于PPG信号和接触压力信号来获得示波波形包络，并且可通过使用获得的示波波形包络来估计血压。在这种情况下，接触压力可以是通过使用预定义的转换方程将由第二检测器测量并根据施加到透明弹性体的压力而改变的光强转换为接触压力值而获得的值。
用于估计血压的设备可获得下面中的至少一者作为特征值：示波波形包络中的最大幅度点处的接触压力值、最大幅度点的左侧点和右侧点处与最大幅度点处的接触压力值具有预设比率的接触压力值，并且可基于获得的特征值来估计血压。
图6至图8是示出根据示例实施例的包括用于估计血压的设备的电子装置的示例的示图。
图6是示出根据示例实施例的可穿戴装置的示图。用于估计血压的设备100和400的前述实施例可被安装在可穿戴装置中。
参照图6，可穿戴装置600可包括主体610和带630。
带630可连接到主体610的两端，并且可以是柔性的，以便缠绕用户的手腕。带630可包括彼此分离的第一带和第二带。第一带和第二带的一端连接到主体610，并且第一带和第二带的另一端可经由紧固装置彼此连接。紧固装置可包括磁紧固、魔术贴紧固、销紧固等，但不限于此。此外，带630不限于此，并且可整体地形成为不可拆卸的带。
在这种情况下，空气可被注入到带630中，或者带630可设置有气囊，以便根据施加到手腕的压力的变化而具有弹性，并且手腕的压力的变化可被传递到主体610。
电池可嵌入在主体610或带630中以向可穿戴装置600供应电力。
此外，传感器620可被安装在主体610的一侧。当对象被放置在传感器620上时，传感器620可测量PPG信号和接触压力信号。传感器620可包括透明弹性体、第一偏振片、光源、第一检测器以及第二检测器，第一偏振片形成在透明弹性体的表面上并与对象接触；光源设置在透明弹性体下方并向对象发射光；第一检测器设置在透明弹性体下方并检测由光源发射并从对象散射或反射的光，以测量PPG信号；第二检测器设置在透明弹性体下方并检测未穿过第一偏振片的光，以测量接触压力信号。
处理器可被安装在主体610中。处理器可电连接到安装在可穿戴装置600中的组件。如上所述，处理器可通过使用由传感器620测量的PPG信号和接触压力信号来估计血压。例如，处理器可基于PPG信号和接触压力信号获得示波波形包络，并且可通过使用获得的示波波形包络来估计血压。在这种情况下，处理器可获得下面中的至少一者作为特征值：示波波形包络中的最大幅度点处的接触压力值、最大幅度点的左侧点和右侧点处与最大幅度点处的接触压力值具有预设比率的接触压力值，并且可基于获得的特征值来估计血压。
存储器可包括在主体610中，并且可存储用于估计血压和用于执行可穿戴装置600的各种功能的参考信息以及由各种组件处理的信息。
此外，可穿戴装置600可包括操纵器640，操纵器640安装在主体610的一侧并且被配置为接收用户的控制命令和将接收到的控制命令发送到处理器。操纵器640可具有输入用于打开/关闭可穿戴装置600的命令的功能。
用于向用户输出信息的显示器可设置在主体610的前表面上。显示器可包括用于接收触摸输入的触摸屏。显示器可接收用户的触摸输入并将触摸输入发送到处理器，并且可显示处理器的处理结果。
此外，可穿戴装置600可包括用于与外部装置通信的通信接口。通信接口可将血压估计结果发送到外部装置(例如，用户的智能电话)。
图7是示出根据示例实施例的智能装置的图。在这种情况下，智能装置可包括智能电话、平板PC等。智能装置可具有用于估计生物信息的前述设备100和400的功能。
参照图7，智能装置700包括主体710和安装在主体710的一个表面上的传感器730。例如，传感器730可包括设置在其预定位置处的一个或多个光源732。一个或多个光源732可发射不同波长的光。此外，为了测量对象的多个点处的脉搏波信号，多个光接收器731可被安置在距光源732的预定距离处。然而，这仅仅是示例，并且传感器730可以以各种形状布置，如上所述。
此外，当对象放置在传感器730上时，传感器730可测量PPG信号和接触压力信号。传感器730可包括透明弹性体、第一偏振片、光源、第一检测器以及第二检测器，第一偏振片形成在透明弹性体的表面上并与对象接触；光源设置在透明弹性体下方并向对象发射光；第一检测器设置在透明弹性体下方并检测由光源发射并从对象散射或反射的光，以测量PPG信号；第二检测器设置在透明弹性体下方并检测未穿过第一偏振片的光，以测量接触压力信号。
此外，显示器可安装在主体710的前表面上。显示器可视觉地输出血压估计结果、健康状况评估结果等。显示器可包括触摸屏，并且可接收通过触摸屏输入的信息并将信息发送到处理器。
主体710可包括如图7中所示的图像传感器720。图像传感器720可捕获各种图像，并且当用户的对象(例如，手指)接近传感器730时，图像传感器720可捕获手指的图像。在将接触式图像传感器(CIS图像传感器)安装在传感器730的光接收器731中的情况下，图像传感器720可被省略。
如上所述，处理器可基于由传感器730测量的PPG信号和接触压力信号来估计生物信息。将省略其详细描述。
此外，当用户通过执行安装在智能装置700中的应用等发送估计血压的请求时，智能装置700可通过使用传感器730获得数据，并且可估计血压并可通过使用智能装置700中的处理器将估计值作为图像和/或声音提供给用户。
图8是示出根据示例实施例的电子装置的示图。参照图8，电子装置可被实现为腕表型可穿戴装置810和智能电话800的组合。例如，用于估计血压的处理器可被安装在智能电话800的主体中。一旦接收到估计血压的请求，智能电话800的处理器就可与安装在可穿戴装置810的主体中的通信接口通信，以通过通信接口获得数据。此外，一旦从可穿戴装置810接收到数据(诸如，PPG信号、接触压力信号等)，智能电话800的处理器就可估计血压并且可通过输出接口将估计结果输出到智能电话800的显示器，如在此所示。在这种情况下，响应于用户的请求，处理器不仅可在显示器上显示当前估计的血压值，而且可在显示器上显示随时间的连续估计的血压值，以将值提供给用户。
公开被实现为写在计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质可以是以计算机可读方式存储数据的任何类型的记录装置。
计算机可读记录介质的示例包括：ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光学数据存储装置和载波(例如，通过互联网的数据传输)。计算机可读记录介质可分布在连接到网络的多个计算机系统上，使得计算机可读代码被写入其中并以分散的方式从其执行。公开所属领域的普通技术的程序员可容易地得出实现公开的示例实施例所需的功能程序、代码和代码段。
根据示例实施例，由附图中的框表示的组件、元件、模块和单元(在本段中统称为“组件”)中的至少一者可被实施为执行上述相应功能的各种数量的硬件、软件和/或固件结构。根据示例实施例，这些组件中的至少一者可使用可通过一个或多个微处理器或其他控制设备的控制来执行相应功能的直接电路结构(诸如，存储器、处理器、逻辑电路、查找表等)。此外，这些组件中的至少一者可通过模块、程序或代码的一部分具体实施，模块、程序或代码的一部分包含用于执行具体逻辑功能的一个或多个可执行指令，并且通过一个或多个微处理器或其他控制设备执行。此外，这些组件中的至少一者可包括处理器(诸如，执行相应功能的中央处理器(CPU)、微处理器等)或可由处理器(诸如，执行相应功能的中央处理器(CPU)、微处理器等)实现。这些组件中的两个或更多个可组合成一个单个组件，所述单个组件执行组合的两个或更多个组件的所有操作或功能。此外，这些组件中的至少一者的功能的至少一部分可由这些组件中的另一者执行。可在一个或多个处理器上执行的算法中实现以上示例实施例的功能方面。此外，由框或处理步骤表示的组件可采用用于电子配置、信号处理和/或控制、数据处理等的任何数量的相关技术。
在此已参照示例实施例描述了公开。然而，对于本领域技术人员将清楚的是，在不改变公开的技术构思和必要特征的情况下，可进行各种改变和修改。因此，清楚的是，上述实施例在所有方面都是说明性的，并不意在限制公开。
Claims (20)
1.一种用于估计血压的设备，所述设备包括：
传感器，被配置为：从与传感器接触的对象测量光电容积描记信号和接触压力信号；以及
处理器，被配置为：基于由传感器测量的光电容积描记信号和接触压力信号来估计血压，
其中，传感器包括：
透明弹性体；
第一偏振片，设置在透明弹性体的表面上，并且被配置为与对象接触；
光源，设置在透明弹性体下方，并且被配置为朝向对象发射光；
第一检测器，设置在透明弹性体下方，并且被配置为：检测在由光源发射并从对象散射或反射之后穿过第一偏振片的光，以测量光电容积描记信号；以及
第二检测器，设置在透明弹性体下方，并且被配置为：检测未穿过第一偏振片的光，以测量接触压力信号。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，第二检测器还被配置为：检测从透明弹性体反射的光。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，传感器还包括第二偏振片，第二偏振片设置在第二检测器上方，并且被配置为阻挡穿过第一偏振片的光。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，第一偏振片的偏振方向垂直于第二偏振片的偏振方向。
5.根据权利要求3所述的设备，其中，第一偏振片的偏振方向是顺时针方向，第二偏振片的偏振方向是逆时针方向。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，光源、第一检测器、第二检测器和透明弹性体通过设置在它们之间的空气隙彼此间隔开。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，透明弹性体包括硅树脂、苯乙烯类嵌段共聚物和热塑性弹性体中的至少一者。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，透明弹性体具有2mm至10mm的厚度。
9.根据权利要求1至权利要求8中任意一项所述的设备，其中，处理器还被配置为：将由第二检测器测量并根据施加到透明弹性体的压力而改变的光强转换为接触压力值。
10.根据权利要求1至权利要求8中任意一项所述的设备，其中，处理器还被配置为：基于光电容积描记信号和接触压力信号获得示波波形包络，并且通过使用获得的示波波形包络来估计血压。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，处理器还被配置为：基于最大幅度点处的第一接触压力值、最大幅度点的左侧点处与示波波形包络中的第一接触压力值具有预设比率的第二接触压力值、和最大幅度点的右侧点处与第一接触压力值具有预设比率的第三接触压力值中的至少一者来获得至少一个特征值，并且基于获得的至少一个特征值来估计血压。
12.一种传感器，包括：
透明弹性体；
第一偏振片，设置在透明弹性体的表面上，并且被配置为与对象接触；
光源，设置在透明弹性体下方，并且被配置为朝向对象发射光；
第一检测器，设置在透明弹性体下方，并且被配置为：检测在由光源发射并从对象散射或反射之后穿过第一偏振片的光，以测量光电容积描记信号；以及
第二检测器，设置在透明弹性体下方，并且被配置为：检测未穿过第一偏振片的光，以测量接触压力信号。
13.根据权利要求12所述的传感器，其中，第二检测器还被配置为：检测从透明弹性体反射的光。
14.根据权利要求12所述的传感器，还包括：第二偏振片，设置在第二检测器上方，并且被配置为阻挡穿过第一偏振片的光。
15.根据权利要求14所述的传感器，其中，第一偏振片的偏振方向垂直于第二偏振片的偏振方向。
16.根据权利要求14所述的传感器，其中，第一偏振片的偏振方向是顺时针方向，第二偏振片的偏振方向是逆时针方向。
17.根据权利要求12所述的传感器，其中，光源、第一检测器、第二检测器和透明弹性体通过设置在它们之间的空气隙彼此间隔开。
18.根据权利要求12所述的传感器，其中，透明弹性体具有2mm至10mm的厚度。
19.一种通过使用传感器来估计血压的方法，所述传感器包括透明弹性体、设置在透明弹性体上的第一偏振片、光源、第一检测器和第二检测器，所述方法包括：
通过使用设置在透明弹性体下方的光源，朝向对象发射光；
通过使用设置在透明弹性体下方的第一检测器，检测从对象散射或反射并穿过第一偏振片的光，以测量光电容积描记信号；
通过使用设置在透明弹性体下方的第二检测器，检测未穿过第一偏振片的光，以测量接触压力信号；以及
基于光电容积描记信号和接触压力信号来估计血压。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，估计血压的步骤包括：基于光电容积描记信号和接触压力信号来获得示波波形包络，并且通过使用获得的示波波形包络来估计血压。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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