TWI779265B - 無校正脈搏血氧儀 - Google Patents

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Abstract

一種裝置可基於與複數個波長通道相關之光電容積圖（PPG）資料之一第一主分量來識別一峰值時戳及一谷值時戳。該裝置可基於該峰值時戳及該PPG資料來產生一峰值吸收光譜，且可基於該谷值時戳及該PPG資料來產生一谷值吸收光譜。該裝置可基於該峰值吸收光譜及該谷值吸收光譜來判定一經量測動脈血光譜。該裝置可將動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合以判定一值集合，該值集合中之各值對應於一變數集合中之一變數。該裝置可基於該值集合中之一或多個值來計算動脈血氧飽和度值。

Description

無校正脈搏血氧儀
本申請案涉及無校正脈搏血氧儀。
光電容積圖(PPG)為可用於偵測外周循環中之血容量變化(如由心臟之泵吸作用所致之血容量變化)的光學技術。PPG為在皮膚表面(例如在指尖、手腕、耳垂及/或類似者處)進行量測之非侵襲性方法。PPG裝置可採取例如提供與多波長通道(例如64波長通道)相關之PPG資料之多譜感測器裝置(例如二元多譜(BMS)感測器裝置)的形式。多譜感測器裝置可包括多個感測器元件(例如光學感測器、光譜感測器及/或影像感測器)，其各自接收多個波長通道中之一者(經由多譜濾光片之各別區域)以捕獲PPG資料。
根據一些實施方案，方法可包括基於與複數個波長通道相關之PPG資料之第一主分量藉由裝置識別峰值時戳及谷值時戳，其中峰值時戳為第一主分量之峰值的時戳，且谷值時戳為第一主分量之谷值的時戳；基於峰值時戳及與複數個波長通道相關之PPG資料藉由裝置產生峰值吸收光譜，其中峰值吸收光譜為對應於第一主分量之峰值時戳的光譜；基於谷值時戳及與多個波長通道相關之PPG資料藉由裝置產生谷值吸收光譜，其中谷值吸收光譜為對應於第一主分量之谷值時戳的光譜；基於峰值吸收光譜及谷值吸收光譜藉由裝置判定經量 測動脈血光譜；藉由裝置將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合以判定值集合，值集合中之各值對應於變數集合中之變數；及基於值集合中之一或多個值藉由裝置計算動脈血氧飽和度值。
根據一些實施方案，裝置可包括一或多個記憶體；及通信耦接至一或多個記憶體之一或多個處理器，其被配置以：基於與複數個波長通道相關之PPG資料之第一主分量來識別峰值時戳及谷值時戳，其中峰值時戳為第一主分量之峰值的時戳，且谷值時戳為第一主分量之谷值的時戳；基於峰值時戳及與多個波長通道相關之PPG資料來產生峰值吸收光譜，其中峰值吸收光譜為對應於第一主分量之峰值時戳的光譜；基於谷值時戳及與多個波長通道相關之PPG資料來產生谷值吸收光譜，其中谷值吸收光譜為對應於第一主分量之谷值時戳的光譜；基於峰值吸收光譜及谷值吸收光譜來判定經量測動脈血光譜；將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合以判定值集合，值集合中之各值對應於變數集合中之變數；及基於值集合中之一或多個值來計算動脈血氧飽和度值。
根據一些實施方案，非暫時性電腦可讀取媒體可儲存一或多個指令。一或多個指令在由裝置之一或多個處理器執行時可使得該一或多個處理器：基於與複數個波長通道相關之PPG資料之第一主分量來識別峰值時戳及谷值時戳，其中峰值時戳為第一主分量之峰值的時戳，且谷值時戳為第一主分量之谷值的時戳；基於峰值時戳及與複數個波長通道相關之PPG資料來產生峰值吸收光譜，其中峰值吸收光譜為對應於第一主分量之峰值時戳的光譜；基於谷值時戳及與多個波長通道相關之PPG資料來產生谷值吸收光譜，其中谷值吸收光譜為對應於第一主分量之谷值時戳的光譜；基於峰值吸收光譜及谷值吸收光譜來判定經量測動脈血光譜；將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合以判定值集合，值集合中之各值對應於變數集合中之變數；及基於值集合中之一或多個值來計算動脈血氧飽和度值。
100:實施方案
105:參考標號
110:參考標號
115:參考標號
120:參考標號
125:參考標號
130:參考標號
135:參考標號
140:參考標號
305:參考標號
310:參考標號
315:參考標號
320:參考標號
325:參考標號
330:參考標號
400:環境
405:多譜感測器裝置
410:監測裝置
415:網路
500:裝置
510:匯流排
520:處理器
530:記憶體
540:儲存組件
550:輸入組件
560:輸出組件
570:通信介面
600:程序
610:區塊
620:區塊
630:區塊
640:區塊
650:區塊
660:區塊
[圖1A及圖1B]為本文所述之例示實施方案的圖式。
[圖2A-2E]為說明使用如本文所述之無校正脈搏血氧儀計算動脈血氧飽和度值之實例的圖式。
[圖3]為說明使用無校正脈搏血氧儀計算動脈血氧飽和度值之例示概念驗證的圖式，如本文所述。
[圖4]為可實施本文中所描述之系統及/或方法之例示環境的圖式。
[圖5]為圖4之一或多個裝置之例示組件的圖式。
[圖6]為使用無校正脈搏血氧儀計算動脈血氧飽和度值之例示程序的流程圖，如本文所述。
例示實施方案之以下實施方式參考附圖。不同圖式中之相同參考編號可識別相同或類似的元件。另外，儘管以下實施方式可在一個實例中使用多譜感測器裝置，但本文所描述之原理、程序、操作、技術及方法可用於任何其他類型的感測裝置，諸如光譜儀、光學感測器、光譜感測器及/或類似物。
可使用脈搏血氧儀達成動脈血氧飽和度監測。習知脈搏血氧儀使用兩個光波長(例如各自藉由發光二極體(LED)之各別對中之一者來產生)，諸如紅色區域中之波長及紅外區域中之波長。在操作中，在PPG波形之峰值及谷值兩者處判定紅色及紅外吸光度。為了將此等光波長之光學吸光度與動脈血氧飽和度相關聯，脈搏血氧儀製造商必須進行人類臨床研究以產生脈搏血氧儀之校正曲線。此等人類臨床研究允許製造商判定特異性針對脈搏血氧儀之經驗校 正(例如使用所謂的波長信號與所量測氧含量之「比值比率(ratio of ratios)」)，且此校正方程式可用於使用脈搏血氧儀提供動脈血氧飽和度之量度。當然，為了以此方式提供校正所需的人類臨床研究可為昂貴、複雜及/或費時的。除了此類人類研究所需的成本、複雜度及時間以外，此類人類臨床研究僅可收集在70%至100%動脈血氧飽和度範圍內之資料。因此，無法量測在校準範圍之外的動脈血氧飽和度。另外，無法精確量測具有獨特生理特徵(亦即，未經校準程序中涉及之人類個體所涵蓋的特徵)之個體的動脈血氧飽和度。
本文所述之一些實施方案提供在不需要校正與監測動脈血氧飽和度相關之裝置的情況下監測動脈血氧飽和度之技術及設備。在一些實施方案中，此類無校正監測使用由多譜感測器裝置(例如二元多譜感測器(BMS))收集之多通道PPG資料(例如PPG資料之64波長通道)。此處，動脈血吸收光譜可由PPG資料判定，且此等吸收光譜可與氧合及去氧血紅蛋白之已知光譜擬合(例如即時或近即時)，其使得能夠計算動脈血氧飽和度。
值得注意的是，本文所述之該些技術及設備不需要對於提供校正技術而言將另外必需的人類臨床研究，且因此比習知脈搏血氧儀更有成本效益，且亦不受將另外與使用校正方程式相關之校正條件限制。另外，本文所述之該些技術及設備可用於量測任何個體，甚至是具有獨特生理條件之個體(例如不可在自「典型」個體構建之校正集中表示之個體)的動脈血氧飽和度。
圖1A及圖1B為本文所述之例示實施方案100的圖式。
如圖1A中所示，多譜感測器裝置可相對於個體之皮膚表面定位。舉例而言，如圖1A中所示，多譜感測器裝置可為在個體手腕上佩戴之裝置。在一些實施方案中，多譜感測器裝置可在另一身體部位處，諸如指尖、手臂、腿部、耳垂及/或類似者上相對於皮膚表面定位。在一些實施方案中，多譜感測器裝置包括在例如可見(VIS)光譜、近紅外(NIR)光譜及/或類似者中操作之 BMS感測裝置。在一些實施方案中，多譜感測器裝置可能能夠量測、獲得、收集或以其他方式判定與多個(例如16、32、64個及/或類似者)波長通道相關之PPG資料。
如由參考標號105所示，多譜感測器裝置可判定(例如量測、聚集、收集及/或類似者)與N個(N>1)波長通道相關之PPG資料(例如原始心跳資料)。對於N個波長通道中之每一者，PPG資料可包括光度響應資料，其指示在給定時間點在多譜感測器裝置位置處之皮膚表面下的血容量。
如由參考標號110所示，監測裝置可自多譜感測器裝置獲得PPG資料。監測裝置為能夠自多通道PPG資料計算動脈血氧飽和度之裝置，如本文所述。在一些實施方案中，監測裝置可與多譜感測器裝置整合(例如在相同封裝、相同外殼中、在相同晶片上及/或類似者)。或者，監測裝置可與多譜感測器裝置分離(例如位於其遠端)。
在一些實施方案中，監測裝置可即時或近即時地獲得PPG資料(例如當多譜感測器裝置被配置以隨著多譜感測器裝置獲得PPG資料而提供PPG資料時)。另外或替代地，監測裝置可基於多譜感測器裝置(例如自動)定期(例如每一秒、每五秒及/或類似者)提供PPG資料而獲得PPG資料。另外或替代地，監測裝置可基於請求來自多譜感測器裝置之PPG資料而自多譜感測器裝置獲得PPG資料。
如由參考標號115所示，監測裝置可基於與N個波長通道相關之PPG資料之第一主分量(PC1)而識別峰值時戳及谷值時戳。此處，峰值時戳為PC1波形之峰值時戳，且谷值時戳為PC1波形之谷值時戳(例如在PC1波形之峰值之後的PC1波形之谷值)。在一些實施方案中，峰值時戳及谷值時戳可稱為峰值-谷值時戳對。
在一些實施方案中，監測裝置可判定PPG資料之PC1。舉例而言， 監測裝置可藉由將PPG資料之N個波長通道作為輸入提供至PCA演算法而執行N個波長通道之主分量分析(PCA)，其中PCA演算法提供PC1作為輸出。此處，PC1為定義心跳分佈之單變數時間序列資料(亦即，單通道資料)。一般而言，PCA用於將多通道PPG資料壓縮為單變數時間序列資料(以PC1形式)。PC1之實例之波形在如下所述之圖2A中示出。
值得注意的是，PC1可具有比個別波長通道之SNR更高的信雜比(SNR)，且因此可使得能夠改良監測(例如相比於使用多通道PPG資料進行監測)。在一些實施方案中，監測裝置可在執行N個波長通道之基線校正之後及/或在對PPG資料之N個波長通道執行一或多個其他預處理操作之後判定PC1。在一些實施方案中，監測裝置可以2018年12月8日申請且名稱為「AUTONOMOUS FULL SPECTRUM BIOMETRIC MONITORING」之美國專利申請案第16/210,740號中所述之方式判定PC1，該申請案之內容以全文引用的方式併入本文中。
如由參考標號120所示，監測裝置可基於峰值時戳及與複數個波長通道相關之PPG資料來產生峰值吸收光譜，且可基於谷值時戳及與複數個波長通道相關之PPG資料來產生谷值吸收光譜。此處，峰值吸收光譜為對應於PC1之峰值時戳的光譜，且谷值吸收光譜為對應於PC1之谷值時戳的光譜。
在一些實施方案中，為了產生峰值吸收光譜，監測裝置可在由PC1之峰值時戳識別之時間對於N個波長通道中之每一者判定PPG響應值。舉例而言，參看關於第一波長通道之PPG資料，監測裝置可在對應於峰值時戳之時間判定第一波長通道之PPG響應值。隨後，參看關於第二波長通道之PPG資料，監測裝置可在對應於峰值時戳之時間判定第二波長通道之PPG響應值。監測裝置可對於N個波長中之每一者執行此操作，且可因此產生峰值吸收光譜。例示峰值吸收光譜在如下所述之圖2B中示出。
在一些實施方案中，為了產生谷值光譜，監測裝置可在由PC1之谷值時戳識別之時間對於N個波長通道中之每一者判定PPG響應值。舉例而言，參看關於第一波長通道之PPG資料，監測裝置可在對應於谷值時戳之時間判定第一波長通道之PPG響應值。隨後，參看關於第二波長通道之PPG資料，監測裝置可在對應於谷值時戳之時間判定第二波長通道之PPG響應值。監測裝置可對於N個波長中之每一者執行此操作，且可因此產生谷值吸收光譜。例示谷值吸收光譜在如下所述之圖2B中示出。
如由參考標號125所示，監測裝置可基於峰值吸收光譜及谷值吸收光譜判定經量測動脈血光譜。在一些實施方案中，監測裝置可至少部分基於自峰值吸收光譜減去谷值吸收光譜來判定經量測動脈血光譜。此處，自峰值吸收光譜減去谷值吸收光譜之結果為經量測動脈血光譜。經動脈血光譜之實例在如下所述之圖2C中示出。
在一些實施方案中，監測裝置可在將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合之前使經量測動脈血光譜平滑化(如下所述)。在一些實施方案中，經量測動脈血光譜之平滑化可使用習知平滑化技術進行。
在一些實施方案中，監測裝置可在將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合之前切割經量測動脈血光譜(如下所述)。舉例而言，監測裝置可選擇與特定波長範圍相關之經量測動脈血光譜部分用於動脈血光譜模型擬合，且將動脈血光譜模型同與特定波長範圍相關之經量測動脈血光譜部分擬合(而非將動脈血光譜模型與整個經量測動脈血光譜擬合)。在一些實施方案中，特定波長範圍可在監測裝置上為可配置的(例如使得已知在給定應用中提供精確動脈血氧飽和度值之波長範圍可被配置以供監測裝置使用)。
在一些實施方案中，監測裝置可在將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合之前平滑化及切割經量測動脈血光譜。經平滑及切割之經量測動 脈血光譜之實例在如下所述之圖2D中示出。
如由參考標號130所示，監測裝置可將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合。在一些實施方案中，動脈血光譜模型擬合包括判定與動脈血光譜模型相關之變數值集合(例如值集合，其各自對應於變數集合中之變數)。在一些實施方案中，監測裝置可在如上所述之平滑化及/或切割經量測動脈血光譜之後將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合。
在一些實施方案中，動脈血光譜模型可為允許估算動脈血氧吸收之模型。舉例而言，動脈血光譜模型可為由以下形式之式描述之泰勒展開衰減模型(Taylor expansion attenuation model)：
Figure 109104069-A0305-02-0010-4
其中A model (λ)為動脈血氧吸收，c 0 及c 1 為常數，〈L〉為經過動脈血之反射光的平均路徑長度，ε Hb (λ)為去氧血紅蛋白之波長相關消光係數，
Figure 109104069-A0305-02-0010-8
為氧合血紅蛋白之波長相關消光係數，
Figure 109104069-A0305-02-0010-9
為水之波長相關消光係數，c Hb 為去氧血紅蛋白之濃度，
Figure 109104069-A0305-02-0010-10
為氧合血紅蛋白之濃度，且
Figure 109104069-A0305-02-0010-11
為水之濃度。術語c 1 λ描述自組織之散射，且術語
Figure 109104069-A0305-02-0010-12
描述吸水率，其中可歸於吸水率之路徑長度與水分率之估算合併(以簡化計算)。在泰勒展開衰減模型中，存在六個未知其值的變數：c 0 、c 1 、〈L〉、c Hb 、
Figure 109104069-A0305-02-0010-13
及
Figure 109104069-A0305-02-0010-14
。
在一些實施方案中，為了將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合，監測裝置可對於六個變數中之每一者獲得初始值集合(例如監測裝置可對於六個變數之值判定初始猜測值)，且可基於初始值集合將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合。在一些實施方案中，監測裝置可使用模擬退火技術獲得初始值集合。
在一些實施方案中，監測裝置可藉由用非線性最小平方法使經建模動脈血光譜與經量測動脈血光譜之間的方差和最小化來將動脈血光譜模型與 經量測動脈血光譜擬合。此處，當經建模動脈血光譜與經量測動脈血光譜之間的方差和最小化時，監測裝置對於以上變數集合(c 0 、c 1 、〈L〉、c Hb 、
Figure 109104069-A0305-02-0011-5
及
Figure 109104069-A0305-02-0011-6
)判定了值。與經量測動脈血光譜擬合之後的動脈血光譜模型之實例在如下所述之圖2E中示出。
值得注意的是，提供泰勒展開衰減模型作為可用於估算動脈血氧吸收之模型的實例，且可以類似方式擬合描述動脈血氧吸收之其他模型。
如由參考標號135所示，監測裝置可基於藉由將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合判定之值集合的一或多個值來計算動脈血氧飽和度值。在一些實施方案中，監測裝置可基於藉由將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合判定之一或多個值來計算動脈血氧飽和度。舉例而言，在一些實施方案中，監測裝置可使用以下形式之式來計算動脈血氧飽和度值(SpO 2)：
Figure 109104069-A0305-02-0011-1
其中c Hb 及
Figure 109104069-A0305-02-0011-7
為如藉由以上文所述之方式將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合所判定之值。
在一些實施方案中，如由參考標號140所示，監測裝置可提供與動脈血氧飽和度值相關之資訊。舉例而言，在一些實施方案中，監測裝置可提供識別動脈血氧飽和度值以供顯示(例如經由多譜感測器裝置之顯示螢幕、經由監測裝置之顯示螢幕及/或類似物)之資訊。
在一些實施方案中，監測裝置可重複上述過程(例如定期自動、基於使用者之指示及/或類似者)，以使得能夠監測動脈血氧飽和度(例如即時或近即時)。
以此方式，監測裝置可在不需要校正與監測動脈血氧飽和度相關之裝置的情況下監測動脈血氧飽和度。亦即，監測裝置可在不需要對於產生校正方程式將另外必需之人類臨床研究的情況下提供動脈血氧飽和度監測，且因 此，監測裝置比習知脈搏血氧儀更有成本效益。另外，藉由監測裝置監測動脈血氧飽和度不受將另外與使用校正方程式有關的校正條件限制。
如上文所指示，圖1A及圖1B僅作為實例提供。其他實例可與關於圖1A及圖1B所描述之實例不同。
圖2A-2E為說明使用如本文所述之無校正脈搏血氧儀計算動脈血氧飽和度值之實例的圖式。
圖2A為與複數個波長通道相關之PPG資料之PC1之例示波形的圖式。在一些實施方案中，監測裝置可基於諸如如上文所述之圖2A中展示之波形來識別峰值時戳及谷值時戳(例如緊接著峰值時戳之谷值時戳)。在圖2A中，峰值及谷值由黑色點指示，且在此實例中，監測裝置識別由圖2A中展示之卵形指示的峰值及谷值時戳。
隨後，監測裝置可產生峰值及谷值吸收光譜，如上文所述。圖2B為基於圖2A中識別之峰值及谷值時戳，及與複數個波長通道相關之PPG資料產生之峰值及谷值吸收光譜之實例的圖式。如圖2B中所示，監測裝置可對於複數個波長通道(例如介於大致780奈米(nm)至大致1050nm範圍內)產生峰值吸收光譜，且可對於複數個波長通道產生谷值吸收光譜。
隨後，監測裝置可基於峰值吸收光譜及谷值吸收光譜判定經量測動脈血光譜，如上文所述。圖2C為由圖2B中所示之峰值及谷值吸收光譜產生之經量測動脈血光譜之實例的圖式。在一些實施方案中，監測裝置可至少部分基於自峰值吸收光譜減去谷值吸收光譜來產生經量測動脈血光譜，如上文所述。
隨後，監測裝置可決定平滑化及切割經量測動脈血光譜，如上文所述。圖2D為圖2C中所示之經量測動脈血光譜之平滑化及切割部分之實例的圖式。在圖2D中所示之實例中，經量測動脈血光譜經平滑化及切割以覆蓋原始波長之一部分(例如780nm至900nm之波長範圍)。
隨後，監測裝置可將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合以判定值集合，如上文所述。圖2E為說明在與經量測動脈血光譜擬合之後的動脈血光譜模型之實例的圖式。在一些實施方案中，由於將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合而判定之一或多個值可接著用於計算動脈血氧飽和度值，如上文所述。
如上所指示，圖2A至圖2E僅作為實例提供。其他實例可與關於圖2A至圖2E所描述之實例不同。
圖3為說明使用無校正脈搏血氧儀計算動脈血氧飽和度值之例示概念驗證的圖式，如本文所述。與產生圖3相關聯，藉由使用血壓計施加大於個體之收縮血壓的外部壓力來限制血液流向個體手臂，進行動脈阻塞測試以監測動脈血氧飽和度隨時間推移的變化。在此動脈阻塞測試期間，施加外部壓力兩次，每次大致30秒。此處，自個體之左手食指收集信號。值得注意的是，對於健康人類個體，動脈血氧飽和度值在不限制血流時應在大致94%至大致100%範圍內，且在限制血流時應減小。
在圖3中，用參考標號305、310、315、320、325、330標記之波形為動脈阻塞測試期間之PPG波形(在798nm處)，而標記為「SpO2」之線識別以上文所述之方式計算的動脈血氧飽和度值。
用參考標號305標記之PPG波形部分為在向個體施加外部壓力之前的時段期間之PPG波形。如所示，在此時段期間之動脈血氧飽和度值在預期正常範圍(例如大致94%至大致100%)內。
用參考標號310標記之PPG波形部分為在施加外部壓力時，但在外部壓力達到目標壓力(例如比個體之收縮血壓高20毫米汞柱(mmHg)之壓力，其為預期完全限制供血之壓力)之前的時段期間之PPG波形。如所示，在此時段期間的動脈血氧飽和度值開始減小，如所預期(例如由於血流在此時段期間愈 來愈受限制)。
用參考標號315標記之PPG波形部分為在外部壓力已達到目標壓力時之時段期間的PPG波形。如所指示，在此時段期間的動脈血氧飽和度值已顯著減小，如所預期(例如由於血流在此時段期間完全受限制)且應在此時段期間最小化。用參考標號320標記之PPG波形部分為在外部壓力保持於目標壓力處之時段期間的PPG波形。如所指示，在此時段期間之動脈血氧飽和度值保持於最小水準(例如由於血流完全受限制)。用參考標號325標記之PPG波形部分為在外部壓力經釋放時之時段期間的PPG波形。如所指示，在此時段期間之動脈血氧飽和度值保持最小化，但可開始增加(例如由於血流在此時段期間愈來愈不受限制)。值得注意的是，在用參考標號315、320及325標記之PPG波形部分(例如自外部壓力已達到目標壓力之時間至之後外部壓力已釋放之時間)，波形衰減以使得峰值及谷值不可分離。因此，可能無法計算動脈血氧飽和度值。在參考標號325之時段期間，儘管壓力經釋放，但PPG波形顯示可分離峰值及谷值存在延緩。
用參考標號330標記之PPG波形部分為外部壓力已釋放之後的時段期間之PPG波形。如所示，在此時段期間之動脈血氧飽和度值返回至預期正常範圍。
如上文所指示，提供圖3僅作為一實例。其他實例可與關於圖3所描述之實例不同。
圖4為可實施本文中所描述之系統及/或方法之例示環境400的圖式。如圖4中所示，環境400可包括多譜感測器裝置405、監測裝置410及網路415。環境400之裝置可經由有線連接、無線連接或有線及無線連接之組合互連。
多譜感測器裝置405包括能夠量測、聚集、收集或以其他方式判定與複數個波長通道相關之PPG資料的裝置，如本文所述。舉例而言，多譜感測器裝置405可包括能夠判定64個波長通道中之每一者上之PPG資料(呈多變量時 間序列資料形式)的多譜感測器裝置。在一些實施方案中，多譜感測器裝置405可在可見光譜、近紅外光譜、紅外光譜及/或類似者中操作。在一些實施方案中，多譜感測器裝置405可為可穿戴式裝置(例如可穿戴於手腕、手指、手臂、腿部、頭部、耳部及/或類似者上之穿戴裝置)。在一些實施方案中，多譜感測器裝置405可與監測裝置410整合(例如使得多譜感測器裝置405及監測裝置410在相同晶片上、在相同封裝中、在相同外殼中及/或類似者)。或者，在一些實施方案中，多譜感測器裝置405可與監測裝置410分離。在一些實施方案中，多譜感測器裝置405可自環境400中之另一裝置，諸如監測裝置410接收資訊及/或向其傳輸資訊。
監測裝置410包括能夠使用如本文所述之無校正脈搏血氧儀執行與計算動脈血氧飽和度值相關之一或多個操作的裝置。舉例而言，監測裝置410可包括特殊應用積體電路(ASIC)、積體電路、伺服器、伺服器組及/或類似者，及/或另一類型之通信及/或計算裝置。在一些實施方案中，監測裝置410可與多譜感測器裝置405整合(例如使得多譜感測器裝置405及監測裝置410在相同晶片上、在相同封裝中、在相同外殼中及/或類似者)。或者，在一些實施方案中，監測裝置410可與多譜感測器裝置405分離。在一些實施方案中，監測裝置410可自環境400中之另一裝置，諸如多譜感測器裝置405接收資訊及/或向其傳輸資訊。
網路415包括一或多個有線及/或無線網路。舉例而言，網路415可包括有線網路(例如當多譜感測器裝置405及監測裝置410包括於相同封裝及/或相同晶片中時)。作為另一實例，網路415可包括蜂巢式網路(例如，長期演進(LTE)網路、分碼多重存取(CDMA)網路、3G網路、4G網路、5G網路、另一類型之下一代網路等)、公眾陸地行動網路(PFMN)、區域網路(LAN)、廣域網路(WAN)、都會區域網路(MAN)、電話網路(例如，公眾交換電話網路(PSTN))、私用網路、特用網路、企業內部網路、網際網路、基於光纖之網路、雲端計算網路或其類似者，及/或此等或其他類型之網路的組合。
圖4中所展示之裝置及網路的數目及配置係作為實例提供。實務上，相比於圖4中所展示之裝置及/或網路，可存在額外裝置及/或網路、更少裝置及/或網路、不同裝置及/或網路，或以不同方式配置的裝置及/或網路。此外，可在單一裝置內實施圖4中所展示之兩個或更多個裝置，或圖4中所展示之單一裝置可以多個分佈式裝置形式實施。另外或替代地，環境400之裝置集合(例如，一或多個裝置)可執行描述為由環境400之另一裝置集合執行的一或多個功能。
圖5為裝置500之例示組件的圖式。裝置500可對應於圖4中的多譜感測器裝置405及/或監測裝置410。在一些實施方案中，多譜感測器裝置405及/或監測裝置410可包括一或多個裝置500及/或裝置500之一或多個組件。如圖5中所示，裝置500可包括匯流排510、處理器520、記憶體530、儲存組件540、輸入組件550、輸出組件560及通信介面570。
匯流排510包括准許在裝置500之多個組件之間通信的組件。處理器520實施於硬體、韌體、及/或硬體及軟體之組合中。處理器520為中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、加速處理單元(APU)、微處理器、微控制器、數位信號處理器(DSP)、場可程式化閘陣列(FPGA)、特殊應用積體電路(ASIC)或另一類型之處理組件。在一些實施方案中，處理器520包括能夠經程式化以執行功能之一或多個處理器。記憶體530包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)及/或另一類型之動態或靜態儲存裝置(例如快閃記憶體、磁性記憶體及/或光學記憶體)，其儲存供處理器520使用之資訊及/或指令。
儲存組件540儲存與裝置500之操作及使用相關之資訊及/或軟體。舉例而言，儲存組件540可包括硬碟(例如，磁碟、光碟及/或磁光碟)、固態磁碟機(SSD)、緊密光碟(CD)、數位多功能光碟(DVD)、軟碟、盒帶、磁帶及/或另一類型的非暫時性電腦可讀取媒體，連同對應驅動器。
輸入組件550包括准許裝置500接收資訊之組件，諸如經由用戶輸 入(例如觸控式螢幕顯示器、鍵盤、小鍵盤、滑鼠、按鈕、開關及/或麥克風)。另外或替代地，輸入組件550可包括用於判定位置之組件(例如，全球定位系統(GPS)組件)，及/或感測器(例如，加速計、陀螺儀、致動器、另一類型之定位或環境感測器及/或類似者)。輸出組件560包括自裝置500提供輸出資訊之組件(經由例如顯示器、揚聲器、觸覺反饋組件、音訊或目視指示器及/或類似者)。
通信介面570包括收發器類組件(例如收發器、獨立接收器、獨立傳輸器及/或類似者)，其使得裝置500能夠與其他裝置通信，諸如經由有線連接、無線連接或有線及無線連接之組合。通信介面570可准許裝置500自另一裝置接收資訊及/或將資訊提供至另一裝置。舉例而言，通信介面570可包括乙太網路介面、光學介面、同軸介面、紅外線介面、射頻(RF)介面、通用串列匯流排(USB)介面、Wi-Fi介面、蜂巢式網路介面及/或類似者。
裝置500可執行本文所述之一或多個程序。裝置500可基於處理器520執行由非暫時性電腦可讀取媒體(諸如，記憶體530及/或儲存組件540)儲存之軟體指令而執行此等程序。如本文所用，術語「電腦可讀取媒體」係指非暫時性記憶體裝置。記憶體裝置包括單一實體儲存裝置內之記憶體空間或跨越多個實體儲存裝置散佈之記憶體空間。
軟體指令可經由通信介面570自另一電腦可讀取媒體或自另一裝置被讀取至記憶體530及/或儲存組件540中。在被執行時，儲存於記憶體530及/或儲存組件540中之軟體指令可使處理器520執行本文所述之一或多個程序。另外或替代地，硬體電路可替代軟體指令或與軟體指令組合地使用以執行本文所述之一或多個程序。因此，本文所述之實施方案不限於硬體電路系統與軟體之任何特定組合。
提供圖5中所展示之組件之數目及配置作為一實例。實務上，相比於圖5中所展示之組件，裝置500可包括額外組件、更少組件、不同組件或以 不同方式配置的組件。另外或替代地，裝置500之組件集合(例如一或多個組件)可執行描述為由裝置500之另一組件集合執行的一或多個功能。
圖6為使用無校正脈搏血氧儀計算動脈血氧飽和度值之例示程序600的流程圖。在一些實施方案中，圖6之一或多個程序區塊可由監測裝置(例如監測裝置410)執行。在一些實施方案中，圖6之一或多個程序區塊可藉由與裝置(諸如多譜感測器裝置(例如多譜感測器裝置405)及/或類似者)分離或包括該裝置之另一裝置或一組裝置執行。
如圖6中所示，程序600可包括基於與複數個波長通道相關之PPG資料之第一主分量來識別峰值時戳及谷值時戳(區塊610)。舉例而言，監測裝置(例如使用處理器520、記憶體530、儲存組件540、輸入組件550、輸出組件560、通信介面570及/或類似者)可基於與複數個波長通道相關之PPG資料之第一主分量來識別峰值時戳及谷值時戳，如上文所述。在一些實施方案中，峰值時戳為第一主分量之峰值的時戳，且谷值時戳為第一主分量之谷值的時戳。
如圖6中進一步所展示，程序600可包括基於峰值時戳及與複數個波長通道相關之PPG資料來產生峰值吸收光譜(區塊620)。舉例而言，監測裝置(例如使用處理器520、記憶體530、儲存組件540、輸入組件550、輸出組件560、通信介面570及/或類似者)可基於峰值時戳及與複數個波長通道相關之PPG資料來產生峰值吸收光譜，如上文所述。在一些實施方案中，峰值吸收光譜為對應於第一主分量之峰值時戳的光譜。
如圖6中進一步所展示，程序600可包括基於谷值時戳及與複數個波長通道相關之PPG資料來產生谷值吸收光譜(區塊630)。舉例而言，監測裝置(例如使用處理器520、記憶體530、儲存組件540、輸入組件550、輸出組件560、通信介面570及/或類似者)可基於谷值時戳及與複數個波長通道相關之PPG資料來產生谷值吸收光譜，如上文所述。在一些實施方案中，谷值吸收光譜為對應 於第一主分量之谷值時戳的光譜。
如圖6中進一步所展示，程序600可包括基於峰值吸收光譜及谷值吸收光譜來判定經量測動脈血光譜(區塊640)。舉例而言，監測裝置(例如使用處理器520、記憶體530、儲存組件540、輸入組件550、輸出組件560、通信介面570及/或類似者)可基於峰值吸收光譜及谷值吸收光譜來判定經量測動脈血光譜，如上文所述。
如圖6中進一步所展示，程序600可包括將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合以判定值集合，值集合中之各值對應於變數集合中之變數(區塊650)。舉例而言，監測裝置(例如使用處理器520、記憶體530、儲存組件540、輸入組件550、輸出組件560、通信介面570及/或類似者)可將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合以判定值集合，值集合中之各值對應於變數集合中之變數，如上文所述。
如圖6中進一步所展示，程序600可包括基於值集合中之一或多個值來計算動脈血氧飽和度值(區塊660)。舉例而言，監測裝置(例如使用處理器520、記憶體530、儲存組件540、輸入組件550、輸出組件560、通信介面570及/或類似者)可基於值集合中之一或多個值來計算動脈血氧飽和度值，如上文所述。
程序600可包括額外實施方案，諸如任何單一實施方案或下文描述及/或結合本文中在其他地方描述之一或多個其他程序之實施方案的任何組合。
在一些實施方案中，程序600包括在將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合之前使經量測動脈血光譜平滑化。
在一些實施方案中，程序600包括選擇與特定波長範圍相關之經量測動脈血光譜部分用於動脈血光譜模型擬合。此處，將動脈血光譜模型與經 量測動脈血光譜擬合包含將動脈血光譜模型同與特定波長範圍相關之經量測動脈血光譜部分擬合。
在一些實施方案中，至少部分基於自峰值吸收光譜減去谷值吸收光譜來判定經量測動脈血光譜。
在一些實施方案中，基於使用非線性最小平方法最小化與動脈血光譜模型相關之光譜及經量測動脈血光譜之間的方差和來判定值集合。
在一些實施方案中，程序600包括使用模擬退火技術針對變數集合中之各變數獲得初始值集合。此處，將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合包含使用初始值集合將動脈血光譜模型與經量測動脈血光譜擬合。
在一些實施方案中，動脈血光譜模型為泰勒展開衰減模型。
在一些實施方案中，變數集合包括對應於去氧血紅蛋白濃度之變數及對應於氧合血紅蛋白濃度之變數，且計算動脈血氧飽和度所基於之一或多個值包括對應於去氧血紅蛋白濃度之變數值及對應於氧合血紅蛋白濃度之變數值。
在一些實施方案中，程序600包括提供與動脈血氧飽和度值相關之資訊。
儘管圖6展示程序600之實例區塊，但在一些實施中，程序600相比於圖6中所描繪之彼等可包括額外區塊、更少區塊、不同區塊或以不同方式配置的區塊。另外或替代地，可並行執行程序600之區塊中之兩者或更多者。
本文所述之一些實施方案提供在不需要校正與監測動脈血氧飽和度相關之裝置的情況下監測動脈血氧飽和度之技術及設備。在一些實施方案中，此類無校正監測使用由多譜感測器裝置(例如BMS)收集之多通道PPG資料(例如PPG資料之64個波長通道)。在一些實施方案中，動脈血吸收光譜可由PPG資料判定，且此等吸收光譜可與氧合及去氧血紅蛋白之已知光譜擬合(例如 即時或近即時)，其使得能夠計算動脈血氧飽和度。
前述揭示內容提供說明及描述，但不意欲為詳盡的或將實施方案限制為所揭示之精確形式。可根據以上揭示內容進行修改及變化，或可自實施方案之實踐獲得修改及變化。
如本文中所使用，術語「組件」意欲被廣泛解譯為硬體、韌體及/或硬體與軟體之組合。
如本文中所使用，取決於上下文，滿足臨限值可指如下值：大於臨限值、多於臨限值、高於臨限值、大於或等於臨限值、小於臨限值、少於臨限值、低於臨限值、小於或等於臨限值、等於臨限值或其類似者。
將顯而易見的是，本文中所描述之系統及/或方法可以硬體、韌體或硬體與軟體之組合的不同形式實施。用以實施此等系統及/或方法之實際特殊化控制硬體或軟體程式碼並非對實施方案之限制。因此，本文中在不參考特定軟體程式碼的情況下描述系統及/或方法之操作及行為--應理解，軟體及硬體可經設計以基於本文中之描述內容實施系統及/或方法。
即使申請專利範圍中敍述及/或本說明書中揭示特徵之特定組合，但此等組合不意欲限制各種實施方案之揭示內容。事實上，許多此等特徵可按在申請專利範圍中未具體地敍述及/或在本說明書中未具體地揭示之方式組合。儘管以下列出之每一附屬技術方案可直接取決於僅一個技術方案，但各種實施方案之揭示內容包括每一附屬技術方案解結合技術方案集合中之每一其他技術方案。
本文中所使用之元件、動作或指令不應視為至關重要或必不可少的，除非如此明確地描述。此外，如本文中所使用，冠詞「一(a/an)」意欲包括一或多個項，且可與「一或多個」互換地使用。另外，如本文所使用，量詞「該」意欲包括結合量詞「該」提及之一或多個項，且可與「一或多個」互換 地使用。此外，如本文所用，術語「集合」意欲包括一或多個項(例如，相關項、不相關項、相關項與不相關項之組合等)，且可與「一或多個」互換地使用。在僅預期一個項之情況下，使用片語「僅一個」或相似語言。另外，如本文中所使用，術語「具有(has/have/having)」或其類似者意欲為開放式術語。另外，除非另外明確地陳述，否則片語「基於」意欲意謂「至少部分地基於」。另外，如本文所用，除非另外明確陳述(例如，在結合「任一」或「僅......中之一者」使用時)，否則術語「或」在成系列使用時意欲為包括性的，且可與「及/或」互換地使用。
進一步來說，本記載內容包括依據下列條項的實施例：
條項1：一種方法，其包含：藉由一裝置基於與複數個波長通道相關之光電容積圖(PPG)資料之一第一主分量來識別一峰值時戳及一谷值時戳，其中該峰值時戳為該第一主分量之一峰值的一時戳，且該谷值時戳為該第一主分量之一谷值的一時戳；藉由該裝置基於該峰值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一峰值吸收光譜，其中該峰值吸收光譜為對應於該第一主分量之該峰值之該時戳的一光譜；藉由該裝置基於該谷值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一谷值吸收光譜，其中該谷值吸收光譜為對應於該第一主分量之該谷值之該時戳的一光譜；藉由該裝置基於該峰值吸收光譜及該谷值吸收光譜來判定一經量測動脈血光譜； 藉由該裝置將一動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合以判定一值集合，該值集合中之各值對應於一變數集合中之一變數；及藉由該裝置基於該值集合中之一或多個值來計算一動脈血氧飽和度值。
條項2：如條項1之方法，其進一步包含：在將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合之前使該經量測動脈血光譜平滑化。
條項3：如條項1之方法，其進一步包含：選擇該經量測動脈血光譜之與一特定波長範圍相關之一部分用於該動脈血光譜模型之擬合；且其中，將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合，包含：將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜之與該特定波長範圍相關之該部分擬合。
條項4：如條項1之方法，其中該經量測動脈血光譜係至少部分基於自該峰值吸收光譜減去該谷值吸收光譜來判定。
條項5：如條項1之方法，其中該值集合係基於使用一非線性最小平方法最小化與該動脈血光譜模型相關之一光譜與該經量測動脈血光譜之間的一方差和來判定。
條項6：如條項1之方法，其進一步包含：使用一模擬退火技術針對該變數集合中之各變數獲得一初始值集合；且其中，將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合，包含：使用該初始值集合將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合。
條項7：如條項1之方法，其中該動脈血光譜模型為一泰勒展開衰減模型。
條項8：如條項1之方法，其中該變數集合包括對應於一去氧血紅蛋白濃度之一變數及對應於一氧合血紅蛋白濃度之一變數， 其中計算該動脈血氧飽和度所基於之該一或多個值包括對應於該去氧血紅蛋白濃度之該變數的一值及對應於該氧合血紅蛋白濃度之該變數的一值。
條項9：如條項1之方法，其進一步包含：提供與該動脈血氧飽和度值相關之資訊。
條項10：一種裝置，其包含：一或多個記憶體；及一或多個處理器，其通信耦接至該一或多個記憶體，該一或多個處理器被配置以：基於與複數個波長通道相關之光電容積圖(PPG)資料之一第一主分量來識別一峰值時戳及一谷值時戳，其中該峰值時戳為該第一主分量之一峰值的一時戳，且該谷值時戳為該第一主分量之一谷值的一時戳；基於該峰值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一峰值吸收光譜，其中該峰值吸收光譜為對應於該第一主分量之該峰值之該時戳的一光譜；基於該谷值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一谷值吸收光譜，其中該谷值吸收光譜為對應於該第一主分量之該谷值之該時戳的一光譜；基於該峰值吸收光譜及該谷值吸收光譜來判定一經量測動脈血光譜；將一動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合以判定一值集合，該值集合中之各值對應於一變數集合中之一變數；及基於該值集合中之一或多個值來計算一動脈血氧飽和度值。
條項11：如條項10之裝置，其中該一或多個處理器經進一步被配置以：在將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合之前使該經量測動脈血光譜平滑化。
條項12：如條項10之裝置，其中該一或多個處理器經進一步被配置以：選擇該經量測動脈血光譜之與一特定波長範圍相關之一部分用於該動脈血光譜模型之擬合；且其中在將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合時，該一或多個處理器被配置以：將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜之與該特定波長範圍相關之該部分擬合。
條項13：如條項10之裝置，其中該經量測動脈血光譜係至少部分基於自該峰值吸收光譜減去該谷值吸收光譜來判定。
條項14：如條項10之裝置，其中該值集合係基於使用一非線性最小平方法最小化與該動脈血光譜模型相關之一光譜與該經量測動脈血光譜之間的一方差和來判定。
條項15：如條項10之裝置，其中該一或多個處理器經進一步被配置以：使用一模擬退火技術針對該變數集合中之各變數獲得一初始值集合；且其中在將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合時，該一或多個處理器被配置以：使用該初始值集合將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合。
條項16：一種儲存指令之非暫時性電腦可讀取媒體，該些指令包含：一或多個指令，其在由一或多個處理器執行時使該一或多個處理器：基於與複數個波長通道相關之光電容積圖(PPG)資料之一第一主分量來識別一峰值時戳及一谷值時戳， 其中該峰值時戳為該第一主分量之一峰值的一時戳，且該谷值時戳為該第一主分量之一谷值的一時戳；基於該峰值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一峰值吸收光譜，其中該峰值吸收光譜為對應於該第一主分量之該峰值之該時戳的一光譜；基於該谷值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一谷值吸收光譜，其中該谷值吸收光譜為對應於該第一主分量之該谷值之該時戳的一光譜；基於該峰值吸收光譜及該谷值吸收光譜來判定一經量測動脈血光譜；將一動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合以判定一值集合，該值集合中之各值對應於一變數集合中之一變數；及基於該值集合中之一或多個值來計算一動脈血氧飽和度值。
條項17：如條項16之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該一或多個指令在由該一或多個處理器執行時進一步使該一或多個處理器：在將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合之前使該經量測動脈血光譜平滑化。
條項18：如條項16之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該一或多個指令在由該一或多個處理器執行時進一步使該一或多個處理器：選擇該經量測動脈血光譜之與一特定波長範圍相關之一部分用於該動脈血光譜模型之擬合；且其中使該一或多個處理器將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血擬合之該一或多個指令使該一或多個處理器：將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜之與該特定波長範圍相關之該部分擬合。
條項19：如條項16之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該經量測動脈血光譜係至少部分基於自該峰值吸收光譜減去該谷值吸收光譜來判定。
條項20：如條項16之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該值集合係基於使用一非線性最小平方法最小化與該動脈血光譜模型相關之一光譜與該經量測動脈血光譜之間的一方差和來判定。
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Claims (20)

  1. 一種用於計算動脈血氧飽和度值之方法，其包含：由一裝置基於與複數個波長通道相關之光電容積圖(PPG)資料之一第一主分量來識別一峰值時戳及一谷值時戳，其中該峰值時戳為該第一主分量之一峰值的一時戳，且該谷值時戳為該第一主分量之一谷值的一時戳；由該裝置基於該峰值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一峰值吸收光譜，其中該峰值吸收光譜為對應於該第一主分量之該峰值之該時戳的一光譜；由該裝置基於該谷值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一谷值吸收光譜，其中該谷值吸收光譜為對應於該第一主分量之該谷值之該時戳的一光譜；由該裝置基於該峰值吸收光譜及該谷值吸收光譜來判定一經量測動脈血光譜；由該裝置，藉由使用一非線性最小平方法來最小化一經建模動脈血光譜與該經量測動脈血光譜之間的方差和，將一動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合，以判定一值集合；及由該裝置基於該值集合中之一或多個值來計算該動脈血氧飽和度值。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包含：在將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合之前使該經量測動脈血光譜平滑化。
  3. 如請求項1之方法，其進一步包含： 選擇該經量測動脈血光譜之與一特定波長範圍相關之一部分用於該動脈血光譜模型之擬合；且其中，將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合，包含：將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜之與該特定波長範圍相關之該部分擬合。
  4. 如請求項1之方法，其中該經量測動脈血光譜係至少部分基於自該峰值吸收光譜減去該谷值吸收光譜來判定。
  5. 如請求項1之方法，其中該值集合中的值對應於一變數集合中的變數，所述方法進一步包含：使用一模擬退火技術針對該變數集合中之各變數獲得一初始值集合；且其中，將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合，包含：使用該初始值集合將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合。
  6. 如請求項1之方法，其中該動脈血光譜模型為一泰勒展開衰減模型。
  7. 如請求項1之方法，其中該值集合中的值對應於一變數集合中的變數，該變數集合包括對應於一去氧血紅蛋白濃度之一變數及對應於一氧合血紅蛋白濃度之一變數，其中計算該動脈血氧飽和度值所基於之該一或多個值包括對應於該去氧血紅蛋白濃度之該變數的一值及對應於該氧合血紅蛋白濃度之該變數的一值。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包含：提供與該動脈血氧飽和度值相關之資訊。
  9. 一種用於計算動脈血氧飽和度值之裝置，其包含：一或多個記憶體；及一或多個處理器，其通信耦接至該一或多個記憶體，該一或多個處理器被 配置以：基於與複數個波長通道相關之光電容積圖(PPG)資料之一第一主分量來識別一峰值時戳及一谷值時戳，其中該峰值時戳為該第一主分量之一峰值的一時戳，且該谷值時戳為該第一主分量之一谷值的一時戳；基於該峰值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一峰值吸收光譜，其中該峰值吸收光譜為對應於該第一主分量之該峰值之該時戳的一光譜；基於該谷值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一谷值吸收光譜，其中該谷值吸收光譜為對應於該第一主分量之該谷值之該時戳的一光譜；基於該峰值吸收光譜及該谷值吸收光譜來判定一經量測動脈血光譜；藉由使用一非線性最小平方法來最小化一經建模動脈血光譜與該經量測動脈血光譜之間的方差和，將一動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合，以判定一值集合；及基於該值集合中之一或多個值來計算該動脈血氧飽和度值。
  10. 如請求項9之裝置，其中該一或多個處理器進一步被配置以：在將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合之前使該經量測動脈血光譜平滑化。
  11. 如請求項9之裝置，其中該一或多個處理器進一步被配置以：選擇該經量測動脈血光譜之與一特定波長範圍相關之一部分用於該動脈血光譜模型之擬合；且 其中在將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合時，該一或多個處理器被配置以：將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜之與該特定波長範圍相關之該部分擬合。
  12. 如請求項9之裝置，其中該經量測動脈血光譜係至少部分基於自該峰值吸收光譜減去該谷值吸收光譜來判定。
  13. 如請求項9之裝置，其中該值集合中的值對應於一變數集合中的變數，其中該一或多個處理器進一步被配置以：使用一模擬退火技術針對該變數集合中之各變數獲得一初始值集合；且其中在將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合時，該一或多個處理器被配置以：使用該初始值集合將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合。
  14. 如請求項9之裝置，其中該值集合中的值對應於一變數集合中的變數，該變數集合包括對應於一去氧血紅蛋白濃度之一變數及對應於一氧合血紅蛋白濃度之一變數，其中計算該動脈血氧飽和度值所基於之該一或多個值包括對應於該去氧血紅蛋白濃度之該變數的一值及對應於該氧合血紅蛋白濃度之該變數的一值。
  15. 一種儲存指令之非暫時性電腦可讀取媒體，該些指令包含：一或多個指令，其在由一或多個處理器執行時使該一或多個處理器：基於與複數個波長通道相關之光電容積圖(PPG)資料之一第一主分量來識別一峰值時戳及一谷值時戳，其中該峰值時戳為該第一主分量之一峰值的一時戳，且該谷值時戳為該第一主分量之一谷值的一時戳；基於該峰值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一峰值吸 收光譜，其中該峰值吸收光譜為對應於該第一主分量之該峰值之該時戳的一光譜；基於該谷值時戳及與該複數個波長通道相關之該PPG資料來產生一谷值吸收光譜，其中該谷值吸收光譜為對應於該第一主分量之該谷值之該時戳的一光譜；基於該峰值吸收光譜及該谷值吸收光譜來判定一經量測動脈血光譜；藉由使用一非線性最小平方法來最小化一經建模動脈血光譜與該經量測動脈血光譜之間的方差和，將一動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合，以判定一值集合；及基於該值集合中之一或多個值來計算一動脈血氧飽和度值。
  16. 如請求項15之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該一或多個指令在由該一或多個處理器執行時進一步使該一或多個處理器：在將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合之前使該經量測動脈血光譜平滑化。
  17. 如請求項15之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該一或多個指令在由該一或多個處理器執行時進一步使該一或多個處理器：選擇該經量測動脈血光譜之與一特定波長範圍相關之一部分用於該動脈血光譜模型之擬合；且其中使該一或多個處理器將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合之該一或多個指令使該一或多個處理器：將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜之與該特定波長範圍相關之該部分擬合。
  18. 如請求項15之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該經量測動脈血光譜係至少部分基於自該峰值吸收光譜減去該谷值吸收光譜來判定。
  19. 如請求項15之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該值集合中的值對應於一變數集合中的變數，其中該一或多個指令在由該一或多個處理器執行時進一步使該一或多個處理器：使用一模擬退火技術針對該變數集合中之各變數獲得一初始值集合；且其中使該一或多個處理器將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合之該一或多個指令使該一或多個處理器：使用該初始值集合將該動脈血光譜模型與該經量測動脈血光譜擬合。
  20. 如請求項15之非暫時性電腦可讀取媒體，其中該值集合中的值對應於一變數集合中的變數，該變數集合包括對應於一去氧血紅蛋白濃度之一變數及對應於一氧合血紅蛋白濃度之一變數，其中計算該動脈血氧飽和度值所基於之該一或多個值包括對應於該去氧血紅蛋白濃度之該變數的一值及對應於該氧合血紅蛋白濃度之該變數的一值。
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