TWI642405B - 移動電子設備、檢測系統以及生理特徵的檢測方法 - Google Patents

移動電子設備、檢測系統以及生理特徵的檢測方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種移動電子設備、檢測系統以及生理特徵的檢測方法。移動電子設備包含感測器單元、光電容積圖 (photoplethysmography, PPG)感測器和處理單元。感測器單元具有第一、第二和第三感測電極。光電容積圖感測器感測光電容積圖信號。處理單元耦合到感測器單元和光電容積圖感測器上。當第一和第二感測電極檢測到大於閾值的電壓差時,觸發光電容積圖感測器以檢測血容量變化,並且當觸發第三感測電極來檢測第一感測電極與第三感測電極之間的心臟電活動時,由處理單元停用光電容積圖感測器。

Description

移動電子設備、檢測系統以及生理特徵的檢測方法
本發明是有關於一種檢測系統和移動電子設備以及一種用於檢測生理特徵的方法,且特別是有關於一種能夠清除感測信號的噪音以獲得關於生理特徵的資訊的移動電子設備。
近年來,可穿戴電子設備是用於人類生活的流行工具。可穿戴電子設備可以提供若干功能。例如,可穿戴電子設備可以用於檢測所檢測目標的生理特徵。
在常規技術中,已證明可以通過非侵入性方式從心電圖(electrocardiogram,ECG)信號或光電容積圖photo-plethysmo-graphy,PPG)信號中提取呼吸信號。然而,對於大多數情況,來自檢測設備的感測信號中存在運動產物可以減小所獲得生理特徵的精度。也就是說,在此技術中減少由所檢測目標的運動引起的 噪音是非常重要的。
本發明是關於一種檢測系統和一種檢測系統的移動電子設備,用於檢測生理特徵,以及一種用於檢測生理特徵的方法,所述方法可以有效地且精確地獲得關於生理特徵的資訊。
本發明提供包含感測器單元、光電容積圖(photoplethysmography,PPG)感測器和處理單元的移動電子設備。感測器單元具有第一、第二和第三感測電極。光電容積圖感測器感測光電容積圖信號。處理單元耦合到感測器單元和光電容積圖感測器上。在第一和第二感測電極檢測到大於閾值的電壓差時,觸發光電容積圖感測器以檢測血容量變化,並且當觸發第三感測電極來檢測第一感測電極與第三感測電極之間的心臟電活動時,光電容積圖感測器由處理單元停用。
本發明提供一種檢測系統,所述檢測系統包含移動電子設備和無線主機。所述移動電子設備包含感測器單元、光電容積圖(photoplethysmography,PPG)感測器和處理單元。感測器單元具有第一、第二和第三感測電極。光電容積圖感測器感測光電容積圖信號。處理單元耦合到感測器單元和光電容積圖感測器上。當第一和第二感測電極檢測到大於閾值的電壓差時,觸發光電容積圖感測器以檢測血容量變化,並且當觸發第三感測電極來檢測第一感測電極與第三感測電極之間的心臟電活動時,光電容積圖 感測器由處理單元停用。無線主機耦合到移動電子設備上,並且無線主機從移動電子設備中無線地接收關於生理特徵的資訊。
本發明還提供一種用於檢測生理特徵的方法。所述方法包含:經由感測器單元的第一和第二感測電極檢測電壓差;觸發光電容積圖感測器以在電壓差大於閾值時檢測血容量變化;以及當觸發感測器單元的第三感測電極以檢測第一感測電極與第三感測電極之間的心臟電活動時停用光電容積圖感測器。
基於上述,在本發明中,光電容積圖感測器用於通過感測器單元檢測關於所檢測目標的生理特徵的資訊。更確切地說光電容積圖感測器是否被啟用由是否感測到第三感測信號確定。也就是說,生理特徵檢測操作可以是有效操作的。此外,通過光電容積圖信號和感測信號,可以清除由所檢測目標的運動提供的噪音以精確地獲得生理特徵。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例,並配合所附圖式作詳細說明如下。
10‧‧‧主要結構
100‧‧‧電子設備
110‧‧‧感測器單元
120‧‧‧光電容積圖感測器
130‧‧‧處理單元
210‧‧‧信號
220‧‧‧運動信號
230‧‧‧信號
240‧‧‧呼吸信號
410‧‧‧人
500‧‧‧移動電子設備
510‧‧‧感測器單元
520‧‧‧PPG感測器
530‧‧‧處理單元
540‧‧‧運動感測器
700‧‧‧移動電子設備
710‧‧‧感測器單元
720‧‧‧PPG感測器
730‧‧‧處理單元
740‧‧‧通信單元
800‧‧‧檢測系統
810‧‧‧移動電子設備
820‧‧‧主機單元
910‧‧‧感測處理單元
1000‧‧‧PPG感測器
1010‧‧‧PPG處理電路
PA、PB、PC、E1~E3‧‧‧電極
IMF1~IMF5‧‧‧本質模式函數模式
S310~S360、S1101~S1103‧‧‧生理特徵檢測步驟
LA‧‧‧左手
LL‧‧‧左腿
RA‧‧‧右手
RL‧‧‧右腿
OB‧‧‧檢測目標
MP‧‧‧殼體
EXTP‧‧‧柔性帶
HD‧‧‧手
LS‧‧‧光源
PD‧‧‧光檢測器
TL‧‧‧傳輸光
FL‧‧‧反射光
圖1說明根據本發明的實施例的電子設備的示意圖。
圖2A至圖2I說明根據本發明的實施例的用於處理第一和第二感測信號以獲得所檢測目標的運動狀態的波形曲線圖。
圖3說明用於檢測生理特徵的方法的流程圖。
圖4說明根據本發明的實施例用於將感測器單元的電極安置在檢測目標上的示意圖。
圖5說明根據本發明的其它實施例的移動電子設備的示意圖。
圖6說明根據本發明的實施例的用於將感測器單元的感測電極安置在所檢測目標上的示意圖。
圖7說明根據本發明的另一實施例的移動電子設備的示意圖。
圖8說明根據本申請案的實施例的檢測系統的方塊圖。
圖9說明根據本發明的實施例的感測器單元的方塊圖。
圖10說明根據本發明的實施例的光電容積圖感測器的方塊圖。
圖11說明根據本發明的實施例的用於檢測關於生理特徵的資訊的方法的流程圖。
參考圖1,圖1說明根據本發明的實施例的電子設備的示意圖。電子設備100包含感測器單元110、光電容積圖(photoplethysmography,PPG)感測器120和處理單元130。感測器單元110、光電容積圖(PPG)感測器120和處理單元130可以安置在主要結構10中。感測器單元110耦合到處理單元130上,並且具有第一電極PA、第二電極PB和第三電極PC。感測器單元 110可以分別通過第一電極PA、第二電極PB和第三電極PC接收第一、第二和第三感測信號,並且感測器單元110可以分別基於第一、第二和第三感測信號獲得第一、第二和第三感測信號。在此實施例中,第一電極PA、第二電極PB安置在主要結構10的同一表面上,並且第三電極PC可以安置在主要結構10的另一表面上。
光電容積圖感測器120耦合到處理單元130上並且用於感測光電容積圖信號。在操作中,啟用感測器單元110以感測第一、第二和第三感測信號。處理單元130可以根據第一和第二感測信號的接收狀態決定啟用光電容積圖感測器120。詳細地說,當可以感測第一和第二感測信號並且第一感測信號與第二感測信號之間的電壓差高於閾值時,處理單元130可以觸發光電容積圖感測器120並且觸發光電容積圖感測器120以檢測血容量變化。
另一方面,在已觸發光電容積圖感測器120之後,當觸發第三感測電極PC以檢測第一感測電極與第三感測電極之間的心臟電活動時,光電容積圖感測器120可以由處理單元130停用。此外,第一、第二和第三感測信號是心電圖(electrocardiogram,ECG)信號。
處理單元130根據第一、第二感測信號以及光電容積圖傳感和第三感測信號中的一者進一步獲得關於生理特徵的資訊。當觸發光電容積圖感測器120時,不可獲得第三感測信號並且可獲得光電容積圖傳感信號。處理單元130可以處理第一和第二感 測信號以及光電容積圖傳感信號以獲得關於生理特徵的資訊。另一方面,當停用光電容積圖感測器120時,可獲得第三感測信號並且不可獲得光電容積圖傳感信號。處理單元130可以處理第一、第二和第三感測信號以獲得關於生理特徵的資訊。
此處應注意,第一、第二和第三感測信號中的每一者具有多個特徵點。第一感測信號上的一個特徵點的電壓值不同於第二感測信號上的對應特徵點的電壓值。處理單元130可以將第一感測信號上的一個特徵點的電壓值與第二感測信號上的對應特徵點的電壓值相比較,以獲得正進行檢測的所檢測目標的運動狀態。
此處,第一和第二感測信號可以通過將第一電極PA和第二電極PB耦合到所檢測目標上而獲得。第一電極PA和第二電極PB分別與所檢測目標上的第一位置和第二位置接觸。在第一位置與第二位置之間存在大於0cm的距離。
處理單元130通過運動狀態進一步處理第三感測信號和PPD信號中的一者,並且可以清除第三感測信號或PPD信號上的運動噪音。也就是說,可以精確地獲得關於所檢測目標的生理特徵的資訊。
另外,關於生理特徵的資訊可以包含心跳、脈博和呼吸率的資訊。所檢測目標可以是生物。
也就是說,當所檢測目標接觸第三電極PC並且第三感測信號可以通過感測器單元110感測時,處理單元130可以通過運動狀態處理第三感測信號以清除第三感測信號中的運動噪音。可 以精確地獲得所檢測目標的生理特徵的資訊。另一方面,當所檢測目標不接觸第三電極PC並且光電容積圖傳感信號可以通過啟用的光電容積圖感測器120感測時,處理單元130可以通過運動狀態處理光電容積圖傳感信號以清除光電容積圖傳感信號中的運動噪音。還可以精確地獲得關於所檢測目標的生理特徵的資訊。
參考圖2A至圖2I,圖2A至圖2I說明根據本發明的實施例的用於處理第一和第二感測信號以獲得所檢測目標的運動狀態的波形曲線圖。圖2A中的波形可以是通過光電容積圖感測器120獲得的光電容積圖傳感信號或通過第三電極PC獲得的第三感測信號。信號210可以用於作為到達處理單元130的輸入信號,並且處理單元130可以通過經驗模式分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)或總體經驗模式分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)演算法將信號210分解成多個本質模式函數(intrinsic mode function,IMF)模式IMF1至IMF5。
當然,通過上述EMD/EEMD演算法使用的分解操作僅僅是一個實例,並且分解操作可以通過頻域中的任何其它分解演算法操作。
參考圖2G,例如,檢測到所檢測目標的運動狀態並且根據所述運動狀態獲得運動信號220。通過將運動信號220與IMF模式IMF1至IMF5相比較,IMF模式IMF3和運動信號220最相似。IMF模式IMF3可以被定義為運動噪音。如此,處理單元130可以清除信號210的運動噪音以檢索更準確的生命徵象信號,並 且可以獲得圖2H中的信號230。此外,處理單元130進一步處理信號230並且可以獲得圖2I中的呼吸信號240。在此情況下,處理單元230可以根據呼吸信號240更容易地計算呼吸率。
參考圖3,圖3說明用於檢測生理特徵的方法的流程圖。在步驟S310中,檢測是否感測到第一和第二感測信號兩者。步驟S310用於檢測第一和第二電極兩者是否與所檢測目標接觸。如果第一和第二電極兩者與所檢測目標良好地接觸,則可以感測第一和第二感測信號兩者。在這種情況下,當第一感測信號與第二感測信號之間的電壓差大於閾值時,可以執行步驟320並且可以啟用光電容積圖感測器120。其中,閾值可以是預設值。相反地,如果第一和第二電極中的至少一者未與所檢測目標良好地接觸(或不接觸),則無法感測第一和第二感測信號兩者,並且應該連續地執行步驟S310的檢測操作。
此外,在步驟S330中,檢測是否感測到第三感測信號。也就是說,在步驟S330中檢測感測器單元110的第三電極PC是否與所檢測目標良好地接觸。當感測器單元110與所檢測目標良好地接觸時,觸發第三感測電極以感測第三感測信號,並且當感測器單元110未與所檢測目標良好地接觸(或不接觸)時,無法有效地感測第三感測信號。如果感測到第三感測信號,則可以執行步驟S340,並且如果未感測到第三感測信號,則可以執行步驟S350。
在步驟S350中,處理單元130可以通過第一、第二感測 信號和光電容積圖傳感信號獲得關於生理特徵的資訊。此處,處理單元130可以使用第一和第二感測信號來獲得所檢測目標的運動噪音並且可以通過清除所述運動噪音根據光電容積圖傳感信號獲得關於生理特徵的資訊。
在步驟S340中,停用光電容積圖感測器120。在步驟S360中,處理單元130可以通過第一、第二感測信號和第三感測信號獲得關於生理特徵的資訊。此處,處理單元130可以使用第一和第二感測信號來獲得由所檢測目標引起的運動噪音,並且可以通過清除所述運動噪音根據第三感測信號獲得生理特徵。
參考圖4和圖1,其中圖4說明根據本發明的實施例的用於將感測器單元的電極安置在所檢測目標上的圖。在此實施例中,所檢測目標是人410。感測器單元110的第一電極PA和第二電極PB可以與人410的同一第一臂接觸,並且感測器單元110的第三電極PC可以與第二臂接觸,其中第一邊緣和第二邊緣分別在人410的不同側面上。例如,感測器單元110的第一電極PA和第二電極PB可以與人410的右手RA接觸,並且感測器單元110的第三電極PC可以與人410的左手LA或左腿LL接觸。當然,感測器單元110的第一電極PA和第二電極PB可以與人410的左手LA接觸,並且感測器單元110的第三電極PC可以與人410的右手RA或右腿RL接觸。
此處應注意,第一、第二和第三位置分別與感測器單元110的第一電極PA、第二電極PB和第三電極PC接觸。在此實施 例中,人410的所檢測目標DO安置在第一和第二位置中的每一者與第三位置之間,其中所檢測目標DO是人410的心臟。
參考圖5,圖5說明根據本發明的其它實施例的移動電子設備的示意圖。移動電子設備500包含感測器單元510、光電容積圖(PPG)感測器520、處理單元530和運動感測器540。移動電子設備500可以是手錶。感測器單元510、光電容積圖感測器520、處理單元530和運動感測器540安置在殼體MP中。不同於圖1中的實施例,移動電子設備500進一步包含運動感測器540,用於檢測移動電子設備500的運動狀態。也就是說,可以精確地檢測到運動噪音,並且可以從光電容積圖傳感信號或感測信號中清除所述運動噪音,從而以高精度獲得關於生理特徵的資訊。在實施例中,運動感測器540可以是重力感測器或陀螺儀感測器。
另一方面,移動電子設備500進一步包含柔性帶EXTP。第一感測電極PA安置在殼體MP的表面上,並且第二感測電極PB安置在可撓性帶EXTP上的表面上。參考圖5和圖6,其中圖6說明根據本發明的實施例的用於將感測器單元的感測電極安置在所檢測目標上的圖。在圖6中,移動電子設備500可以安置在所檢測人的手HD上。移動電子設備500的殼體MP可以放置在手HD的頂表面上,並且可撓性帶EXTP可以與手HD的底表面接觸。也就是說,在由第一感測電極PA和第二感測電極PB接觸的手HD上的位置之間存在距離,並且所述距離可以被延長。在圖6中,第二感測電極PB面向第一感測電極PA。
移動電子設備500可以是電子手錶或智慧帶。例如,移動電子設備500是電子手錶,殼體MP可以是電子手錶的主體,並且可撓性帶EXTP可以是移動電子設備500的固夾帶。在圖5中,第二感測電極PB可以安置在移動電子設備500的固夾帶的表面上。
參考圖7,圖7說明根據本發明的另一實施例的移動電子設備的示意圖。移動電子設備700包含感測器單元710、光電容積圖(PPG)感測器720、處理單元730和通信單元740。不同於圖1中的實施例,移動電子設備700進一步包含通信單元740。通信單元740可以是無線傳輸單元並且耦合到處理單元730上。通信單元740可以將關於生理特徵的資訊無線地傳輸到外部無線主機。當然,通信單元740還可以從外部無線主機無線地接收一個或多個信號。通信單元740可以是藍牙單元、近場通信(near field communication,NFC)單元、WIFI單元或任何其它無線傳輸單元。
參考圖8,圖8說明根據本申請案的實施例的檢測系統的框圖。檢測系統800包含移動電子設備810和主機單元820。主機單元820可以是無線主機,並且無線地耦合到移動電子設備810上。移動電子設備810可以將關於生理特徵的資訊傳送到主機單元820。主機單元820可以分析關於生理特徵的資訊,以產生檢測報告。在實施例中,主機單元820可以是電腦、智慧手機或具有大功率處理器和無線通訊能力的任何其它電子設備。
參考圖9,圖9說明根據本發明的實施例的感測器單元的 框圖。感測器單元900包含感測處理單元910和電極E1至E3。電極E1至E3分別形成感測器單元900的第一、第二和第三電極,並且電極E1至E3耦合到感測處理電路910上。電極E1至E3分別接收第一、第二和第三感測信號,並且感測處理電路910根據第一、第二和第三感測信號分別產生第一、第二、第三感測信號。感測處理電路910可以用於處理ECG信號。
參考圖10,圖10說明根據本發明的實施例的光電容積圖感測器的框圖。光電容積圖(PPG)感測器1000包含光電容積圖傳感(PPG)處理電路1010、光源LS和光檢測器PD。光源LS耦合到PPG處理電路1010上並且根據來自PPG處理電路1010的命令傳輸傳輸光TL。光檢測器PD耦合到PPG處理電路1010上且接收根據傳輸光TL產生的反射光FL,並且使反射光FL對PPG處理電路101作出回應。因此,PPG處理電路可以根據反射光FL產生光電容積圖傳感信號。在本實施例中,光電容積圖傳感信號可以與光學獲得的體積掃描器、器官的容積測量有關。光電容積圖傳感信號可以利用脈衝式血氧計透過照明皮膚及測量光吸收量的變化來獲得。
參考圖11,圖11說明根據本發明的實施例的用於檢測關於生理特徵的資訊的方法的流程圖。在步驟S1101中,檢測到在感測器單元的第一和第二感測電極上的電壓差。在步驟S1102中,觸發光電容積圖(photoplethysmography,PPG)感測器以當電壓差大於閾值時檢測血容量變化。此外,在步驟S1103中,當觸發感 測器單元的第三感測電極以檢測第一感測電極與第三感測電極之間的心臟電活動時,停用光電容積圖感測器。
圖11中的步驟中的每一者的細節已在以上實施例中揭示,並且此處不再進行更多的重複描述。
綜上所述,本發明提供感測器單元來產生第一和第二感測信號以獲得所檢測目標的運動狀態。也就是說,可以產生運動噪音,並且可以通過從光電容積圖傳感信號或第三感測信號中清除運動噪音精確地獲得關於生理特徵的資訊。生理特徵檢測操作的性能因此可以得到改進。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (17)

  1. 一種移動電子設備,其包括:感測器單元,其具有第一、第二和第三感測電極,所述第一感測電極和所述第二感測電極分別接收第一感測信號和第二感測信號,所述第一感測信號和所述第二感測信號中的每一者具有多個特徵點;光電容積圖感測器,其感測光電容積圖信號;以及處理單元,其耦合到所述感測器單元和所述光電容積圖感測器上,將所述第一感測信號上的所述多個特徵點其中之一的電壓值與所述第二感測信號上對應的特徵點的電壓值相比較,以獲得運動狀態,依據該運動狀態獲得一運動信號,並透過使該運動信號與多數個本質模式函數進行比較,以選擇該些本質模式函1數中與該運動信號最相近者以做為運動噪音;其中當所述第一和第二感測電極檢測到大於閾值的電壓差時,觸發所述光電容積圖感測器以檢測血容量變化,當觸發所述第三感測電極來檢測所述第一感測電極與所述第三感測電極之間的電活動時,所述光電容積圖感測器由所述處理單元停用,其中所述感測器單元更包括:感測電路,其耦合在所述處理單元與所述第一、第二和第三感測電極之間,所述感測電路根據從所述第一、第二和第三感測電極檢測到的信號產生第一、第二和第三感測信號, 其中,當所述光電容積圖感測器由所述處理單元未停用時,所述處理單元依據所述運動狀態以清除所述光電容積圖感測信號中的第一運動噪音,當所述光電容積圖感測器由所述處理單元停用時,所述處理單元依據所述運動狀態以清除所述第三感測信號中的第二運動噪音。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的移動電子設備,更包括:殼體,其中所述感測器單元和所述光電容積圖感測器安置在所述殼體中;以及其中,所述第一和第二感測電極安置在所述殼體的第一表面上且所述第三感測電極安置在所述殼體的第二表面上,並且所述第一表面和所述第二表面不是相同平面。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的移動電子設備,更包括:殼體,其中所述感測器單元和所述光電容積圖感測器安置在所述殼體中;以及可撓性帶,其在兩側處與所述殼體接觸,其中,所述第一和第三感測電極分別安置在所述殼體的第一和第二表面上,並且所述第二電極安置在所述可撓性帶上。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的移動電子設備,其中所述第二感測電極面向所述第一感測電極。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的移動電子設備,其中所述第一感測電極和所述第二感測電極面向相同方向並且所述第三感測電極和所述第一感測電極面向不同方向。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的移動電子設備,其中所述處理單元根據來自所述第一和第二感測電極的所述信號獲得運動狀態。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的移動電子設備,其進一步包括:通信單元,其耦合到所述處理單元上,用於將關於生理特徵的資訊無線地傳輸到無線主機。
  8. 一種檢測系統,包括:移動電子設備,包括:感測器單元,具有第一、第二和第三感測電極,所述第一感測電極和所述第二感測電極分別接收第一感測信號和第二感測信號,所述第一感測信號和所述第二感測信號中的每一者具有多個特徵點;光電容積圖感測器,其感測光電容積圖信號;以及處理單元,其耦合到所述感測器單元和所述光電容積圖感測器上,將所述第一感測信號上的所述多個特徵點其中之一的電壓值與所述第二感測信號上對應的特徵點的電壓值相比較,以獲得運動狀態,依據該運動狀態獲得一運動信號,並透過使該運動信號與多數個本質模式函數進行比較,以選擇該些本質模式函數中與該運動信號最相近者以做為運動噪音;其中當所述第一和第二感測電極檢測到大於閾值的電壓差時,觸發所述光電容積圖感測器以檢測血容量變化,當觸發所述 第三感測電極來檢測所述第一感測電極與所述第三感測電極之間的心臟電活動時,所述光電容積圖感測器由所述處理單元停用;以及無線主機,其無線地耦合到所述移動電子設備上以從所述移動電子設備中接收關於生理特徵的資訊,其中所述感測器單元進一步包括:感測電路,其耦合在所述處理單元與所述第一、第二和第三感測電極之間,所述感測電路根據從所述第一、第二和第三感測電極檢測到的所述信號產生第一、第二和第三感測信號,其中,當所述光電容積圖感測器由所述處理單元未停用時,所述處理單元依據所述運動狀態以清除所述光電容積圖感測信號中的第一運動噪音,當所述光電容積圖感測器由所述處理單元停用時,所述處理單元依據所述運動狀態以清除所述第三感測信號中的第二運動噪音。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的檢測系統,其中所述移動電子設備更包括:殼體,其中所述感測器單元和所述光電容積圖感測器安置在所述殼體中;以及其中,所述第一和第二感測電極安置在所述殼體的第一表面上且所述第三感測電極安置在所述殼體的第二表面上,並且所述第一表面和所述第二表面不是相同平面。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的檢測系統,其中所述移動電子設備更包括:殼體,其中所述感測器單元和所述光電容積圖感測器安置在所述殼體中;以及可撓性帶,其在兩側處與所述殼體接觸,其中,所述第一和第三感測電極分別安置在所述殼體的第二和第一表面上,並且所述第二電極安置在所述可撓性帶上。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的檢測系統,其中所述第三感測電極面向所述第一感測電極。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的檢測系統,其中所述第一感測電極和所述第二感測電極面向相同方向並且所述第三感測電極和所述第一感測電極面向不同方向。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的檢測系統,其中所述處理單元根據來自所述第一和第二感測電極的所述信號獲得運動狀態。
  14. 如申請專利範圍第8項所述的檢測系統,其中所述移動電子設備更包括:通信單元,其耦合到所述處理單元上,用於將關於所述生理特徵的資訊無線地傳輸到所述無線主機。
  15. 一種用於檢測生理特徵的方法,包括:檢測感測器單元的第一和第二感測電極上的電壓差,所述第一感測電極和所述第二感測電極分別接收第一感測信號和第二感 測信號,所述第一感測信號和所述第二感測信號中的每一者具有多個特徵點;將所述第一感測信號上的所述多個特徵點其中之一的電壓值與所述第二感測信號上對應的特徵點的電壓值相比較,以獲得運動狀態,依據該運動狀態獲得一運動信號,並透過使該運動信號與多數個本質模式函數進行比較,以選擇該些本質模式函數中與該運動信號最相近者以做為運動噪音;觸發光電容積圖感測器以在所述電壓差大於閾值時檢測血容量變化;以及當觸發所述感測器單元的第三感測電極以檢測所述第一感測電極與所述第三感測電極之間的電活動時停用所述光電容積圖感測器,其中所述感測器單元耦合在處理單元與所述第一、第二和第三感測電極之間,且根據從所述第一、第二和第三感測電極檢測到的信號產生第一、第二和第三感測信號,其中,當所述光電容積圖感測器由所述處理單元未停用時,所述處理單元依據所述運動狀態以清除所述光電容積圖感測信號中的第一運動噪音,當所述光電容積圖感測器由所述處理單元停用時,所述處理單元依據所述運動狀態以清除所述第三感測信號中的第二運動噪音。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的方法,更包括: 根據來自所述第一和第二感測電極的信號獲得所述運動狀態。
  17. 如申請專利範圍第15項所述的方法,更包括:將生理特徵的資訊無線地傳輸到無線主機。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190125187A1 (en) * 2017-11-01 2019-05-02 Mediatek Inc. Biosensor configuration which can detect at least two physiological features simultaneously with only two contact positions in mobile device
CN113397509B (zh) * 2020-03-15 2023-04-25 英业达科技有限公司 动态切换血压测量模型的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070016089A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-18 Fischell David R Implantable device for vital signs monitoring
US7697982B2 (en) * 2006-04-27 2010-04-13 General Electric Company Synchronization to a heartbeat
CN103876726A (zh) * 2013-11-15 2014-06-25 江苏达科信息科技有限公司 一种基于电势和光电检测方法的智能心电监护装置
US20140275854A1 (en) * 2012-06-22 2014-09-18 Fitbit, Inc. Wearable heart rate monitor

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4295472A (en) 1976-08-16 1981-10-20 Medtronic, Inc. Heart rate monitor
US4331154A (en) 1979-10-15 1982-05-25 Tech Engineering & Design Blood pressure and heart rate measuring watch
US5738104A (en) 1995-11-08 1998-04-14 Salutron, Inc. EKG based heart rate monitor
FI116117B (fi) * 2003-04-17 2005-09-30 Polar Electro Oy Mittalaite ja menetelmä sykkeen mittaamiseksi sekä mittalaitteen valmistusmenetelmä
US7379770B2 (en) 2003-05-13 2008-05-27 Dayton Technologies Limited Devices and methods for heart rate measurement and wrist-watch incorporating same
KR100871230B1 (ko) 2007-03-12 2008-11-28 삼성전자주식회사 통신 장치와 연동되는 비가압적이고 비침습적인 손목형혈압 측정 방법 및 장치
US8180440B2 (en) 2009-05-20 2012-05-15 Sotera Wireless, Inc. Alarm system that processes both motion and vital signs using specific heuristic rules and thresholds
US8948832B2 (en) 2012-06-22 2015-02-03 Fitbit, Inc. Wearable heart rate monitor
US20140257049A1 (en) 2013-02-25 2014-09-11 Texas Instruments Incorporated Wearable heart monitoring apparatus
US20140275888A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Venture Gain LLC Wearable Wireless Multisensor Health Monitor with Head Photoplethysmograph
CN104257371A (zh) 2014-10-13 2015-01-07 天津工业大学 一种桡动脉动态血压检测及校准方法的研究

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070016089A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-18 Fischell David R Implantable device for vital signs monitoring
US7697982B2 (en) * 2006-04-27 2010-04-13 General Electric Company Synchronization to a heartbeat
US20140275854A1 (en) * 2012-06-22 2014-09-18 Fitbit, Inc. Wearable heart rate monitor
CN103876726A (zh) * 2013-11-15 2014-06-25 江苏达科信息科技有限公司 一种基于电势和光电检测方法的智能心电监护装置

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US20160270739A1 (en) 2016-09-22
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