一种无创光电反射式生理参数测量的传感器及可穿戴装置的制作方法

    专利2025-06-01  117


    本发明涉及生理参数测量以及可穿戴设备,具体涉及一种无创光电反射式生理参数测量的传感器及可穿戴装置。


    背景技术:

    1、当前,越来越多类型的电子设备进入用户的工作和生活,如通过可穿戴设备可以实现监测用户的健康指数,例如可以进行血氧饱和度的测量并查看测量结果,血糖值的测量。其中,血氧饱和度(oxygen saturat ion,spo2)是血液中被氧结合的氧合血红蛋白(hbo2)的容量占总血红蛋白(hemoglobin,hb)容量的百分比,即血液中血氧的浓度。

    2、电子设备进行血氧检测依据的技术原理包括光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography,ppg),简单来说就是通过光电转换在人体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法。通过将一定波长的光束照射到皮肤表面,光束通过透射或反射方式经被测体的皮肤、肌肉、骨骼和血液等人体组织传送到光电探测器(photoelectricdetector,pd)。在此过程中光信号受到吸收衰减,光电探测器接收到的光强度减弱,可以将此光强度变化信号转换成电信号,即ppg信号。其中皮肤、肌肉、静脉、骨骼等组织对光的吸收在整个血液循环中是基本恒定不变的,而动脉对光的吸收随着脉搏周期变化,故光接收器接收到的光强度随之呈脉动性变化,因此ppg信号包括交流电(alternat ing current,ac)信号和直流电(direct current,dc)信号。而人体血液中的氧合血红蛋白hbo2和没被氧合的还原血红蛋白hb对于不同波长光的吸收系数是不同的。因此,可以通过发射两种以上的光束进行双谱定量分析,也就是计算该两种光束分别对应的ppg信号中dc成分与ac成分的比例,进而换算得到血氧饱和度spo2。

    3、目前的技术方案,血氧饱和度测量的电子设备通常包括透射式和反射式两种,其中透射式通常采用指套式测量传感器,测量时将指套式测量传感器套设于待测手指,然后测定透过人体组织后的光强度,计算血红蛋白浓度及血氧饱和度。而这种指套式测量传感器其测量部位仅限于适合透射的部位,例如手指,因此指套式测量传感器难于融入其它可穿戴式电子设备,比如智能手表,其使用的便利性受到一定的制约。因此对于其它穿戴式电子设备通常采用反射式测量传感器,测量时将反射式测量传感器设于人体组织上方,然后测定人体组织反射后的光强度,但是由于人体组织反射的光通常较弱,导致反射式测量传感器的检测不稳定,且检测效果不及指套式测量传感器,因此如何提高反射式测量传感器的检测效果,是亟需待解决的技术问题。


    技术实现思路

    1、本发明主要解决的技术问题是如何提高反射式测量传感器的检测效果。

    2、根据第一方面,一种实施例中提供一种无创光电反射式生理参数测量的传感器,用于配置于用户被测量的目标组织处,所述传感器包括:

    3、光源,用于至少发出第一发射光和第二发射光照射所述目标组织,所述第一发射光具有第一峰值波长,所述第二发射光具有第二峰值波长,所述第一峰值波长和所述第二峰值波长不同;

    4、第一光检测器,其检测范围包括第一光检测器峰值波长,以用于检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的发射光;

    5、第二光检测器,其检测范围包括第二光检测器峰值波长,以用于检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的发射光;所述第二光检测器峰值波长与所述第一光检测器峰值波长不同;

    6、光电测量前端,用于驱动所述光源发出所述第一发射光、所述第二发射光,以及用于获取所述第一光检测器及所述第二光检测器的检测信号并输出对应的电信号;当所述第一光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光时,得到第一检测信号,当所述第一光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第二发射光时,得到第二检测信号;当所述第二光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光时,得到第三检测信号,当所述第二光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第二发射光时,得到第四检测信号。

    7、一些实施例中,所述第一光检测器峰值波长与所述第一峰值波长相近或者相同,所述第二光检测器峰值波长与所述第二峰值波长相近或者相同。

    8、一些实施例中,当所述第一光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光及所述第二发射光时,得到第五检测信号,当所述第二光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光及所述第二发射光时,得到第六检测信号。

    9、一些实施例中,所述光电测量前端用于获取所述第一检测信号和所述第二检测信号的至少一者,以及所述第三检测信号和所述第四检测信号中的至少一者并输出所述对应的电信号。

    10、一些实施例中,所述第一光检测器为光电三极管或光电二极管,所述第二光检测器为光电三极管或光电二极管。

    11、一些实施例中,所述第一光检测器和所述第二光检测器一体构成。

    12、一些实施例中,无创光电反射式生理参数测量的传感器还包括:

    13、至少一个处理器,所述处理器与所述光电测量前端连接,以用于控制所述光电测量前端进行预设生理参数的测量。

    14、一些实施例中,无创光电反射式生理参数测量的传感器还包括:

    15、温度传感器,用于测量温度,并输出温度信号;

    16、所述处理器还用于接收所述温度信号,并根据所述温度信号进行提示,以调整所述传感器的操作。

    17、一些实施例中,所述光源具有一个或者多个。

    18、一些实施例中,无创光电反射式生理参数测量的传感器还包括:

    19、第三光检测器,其检测范围包括第三光检测器峰值波长,以用于检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的发射光,所述第三光检测器峰值波长与所述第一光检测器峰值波长和所述第二光检测器峰值波长均不相同;

    20、所述光源还用于发出第三发射光,所述第三发射光具有第三峰值波长,所述第三峰值波长与所述第一峰值波长和所述第二峰值波长均不同;

    21、所述光电测量前端还用于获取所述第三光检测器的检测信号并输出对应的电信号。

    22、一些实施例中,无创光电反射式生理参数测量的传感器还包括:

    23、基座,包括第一基座面,以及与所述第一基座面对立设置的第二基座面;所述光源固定于所述第一基座面;所述第一光检测器和所述第二光检测器均具有第一检测器面,以及与所述第一检测面对立设置的第二检测器面,所述第一检测器面固定于所述第一基座面,所述第二检测器面用于检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的发射光。

    24、根据第二方面,一种实施例中提供一种无创光电反射式生理参数测量的传感器,用于配置于用户被测量的目标组织处,所述传感器包括:

    25、第一反射式发光检测单元,包括第一光源和第一光检测器;所述第一光源用于发出第一发射光,所述第一发射光具有第一峰值波长,所述第一光检测器的检测范围包括第一光检测器峰值波长,以用于检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的发射光;

    26、第二反射式发光检测单元,包括第二光源和第二光检测器,所述第二光源用于发出第二发射光,所述第二发射光具有第二峰值波长,所述二光检测器的检测范围包括第二光检测器峰值波长,以用于检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的发射光;所述第一峰值波长和所述第二峰值波长不同,所述第二光检测器峰值波长与所述第一光检测器峰值波长不同;

    27、光电测量前端,用于驱动所述第一光源发出所述第一发射光、驱动所述第二光源发出所述第二发射光,以及用于获取所述第一光检测器及所述第二光检测器的检测信号并输出对应的电信号;当所述第一光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光时,得到第一检测信号,当所述第一光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第二发射光时,得到第二检测信号;当所述第二光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光时,得到第三检测信号,当所述第二光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第二发射光时,得到第四检测信号。

    28、一些实施例中,所述第一检测峰器值波长与所述第一峰值波长相近或者相同,所述第二光检测器峰值波长与所述第二峰值波长相近或者相同。

    29、一些实施例中,当所述第一光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光及所述第二发射光时,得到第五检测信号,当所述第二光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光及所述第二发射光时,得到第六检测信号。

    30、一些实施例中,所述光电测量前端用于获取所述第一检测信号和第二检测信号的至少一者,以及所述第三检测信号和第四检测信号中的至少一者并输出对应的电信号。

    31、一些实施例中,所述第一光检测器为光电三极管或光电二极管,所述第二光检测器为光电三极管或光电二极管。

    32、一些实施例中,无创光电反射式生理参数测量的传感器还包括:

    33、至少一个处理器,所述处理器与所述光电测量前端连接,以用于控制所述光电测量前端进行预设生理参数的测量。

    34、一些实施例中,无创光电反射式生理参数测量的传感器还包括:

    35、第三反射式发光检测单元,包括第三光源和第三光检测器,所述第三光源用于发出第三发射光,所述第三发射光具有第三峰值波长,所述第三光检测器的检测范围包括第三光检测器峰值波长,以用于检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的发射光,所述第三峰值波长与所述第一峰值波长和所述第二峰值波长均不同,所述第三光检测器峰值波长与所述第一光检测器峰值波长和所述第二光检测器峰值波长均不相同;

    36、所述光电测量前端还用于获取所述第三光检测器的检测信号并输出对应的电信号。

    37、根据第三方面,一种实施例中提供一种无创光电反射式生理参数测量的可穿戴装置,用于配置于用户被测量的目标组织处,所述可穿戴装置包括:

    38、如第一方面或第二方面所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器。

    39、一些实施例中,所述可穿戴装置为手表。

    40、根据上述实施例的无创光电反射式生理参数测量的传感器以及可穿戴装置,由于第一发射光的第一峰值波长和第二发射光的第二峰值波长不同,且第一光检测器的第一光检测器峰值波长与第二光检测器的第二光检测器峰值波长也不同,使得第一光检测器和第二光检测器可以分别较好的检测由部分目标组织吸收衰减后并反射的第一发射光和第二发射光,从而在光检测器检测发射光时,可以减少发射光的衰减,从而提高传感器的检测效果。具体的,当第一光检测器检测由部分目标组织吸收衰减后并反射的第一发射光时,得到第一检测信号,第一光检测器还可以检测由部分目标组织吸收衰减后并反射的第二发射光,并得到第二检测信号。当第二光检测器检测由部分目标组织吸收衰减后并反射的第二发射光时,得到第四检测信号,第二光检测器还可以检测由部分目标组织吸收衰减后并反射的第一发射光,并得到第三检测信号。由于第一光检测器和第二光检测器均还可以分别检测第一发射光和第二发射光,从而进一步的提高传感器的检测效果。


    技术特征:

    1.一种无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,用于配置于用户被测量的目标组织处,所述传感器包括:

    2.如权利要求1所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,所述第一光检测器峰值波长与所述第一峰值波长相近或者相同,所述第二光检测器峰值波长与所述第二峰值波长相近或者相同。

    3.如权利要求1所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,当所述第一光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光及所述第二发射光时,得到第五检测信号,当所述第二光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光及所述第二发射光时,得到第六检测信号。

    4.如权利要求1所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,所述光电测量前端用于获取所述第一检测信号和所述第二检测信号的至少一者,以及所述第三检测信号和所述第四检测信号中的至少一者并输出所述对应的电信号。

    5.如权利要求1所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,所述第一光检测器为光电三极管或光电二极管,所述第二光检测器为光电三极管或光电二极管。

    6.如权利要求1所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,所述第一光检测器和所述第二光检测器一体构成。

    7.如权利要求1所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,还包括:

    8.如权利要求7所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,还包括:

    9.如权利要求1所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,所述光源具有一个或者多个。

    10.如权利要求1所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,还包括:

    11.如权利要求1所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,还包括:

    12.一种无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,用于配置于用户被测量的目标组织处,所述传感器包括:

    13.如权利要求12所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,所述第一检测峰器值波长与所述第一峰值波长相近或者相同,所述第二光检测器峰值波长与所述第二峰值波长相近或者相同。

    14.如权利要求12所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,当所述第一光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光及所述第二发射光时,得到第五检测信号,当所述第二光检测器检测由部分所述目标组织吸收衰减后并反射的所述第一发射光及所述第二发射光时,得到第六检测信号。

    15.如权利要求12所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,所述光电测量前端用于获取所述第一检测信号和第二检测信号的至少一者,以及所述第三检测信号和第四检测信号中的至少一者并输出对应的电信号。

    16.如权利要求12所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,所述第一光检测器为光电三极管或光电二极管,所述第二光检测器为光电三极管或光电二极管。

    17.如权利要求12所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,还包括:

    18.如权利要求12所述的无创光电反射式生理参数测量的传感器,其特征在于,还包括:

    19.一种无创光电反射式生理参数测量的可穿戴装置,其特征在于,用于配置于用户被测量的目标组织处,所述可穿戴装置包括:

    20.如权利要求19所述的无创光电反射式生理参数测量的可穿戴装置,其特征在于,所述可穿戴装置为手表。


    技术总结
    一种无创光电反射式生理参数测量的传感器,包括:光源,用于至少发出具有第一峰值波长的第一发射光和具有第二峰值波长的第二发射光照射目标组织,第一峰值波长和第二峰值波长不同;具有第一光检测器峰值波长的第一光检测器;具有第二光检测器峰值波长的第二光检测器,第二光检测器峰值波长与第一光检测器峰值波长不同;光电测量前端,用于驱动光源,以及用于获取第一光检测器及第二光检测器的检测信号并输出对应的电信号。通过使得第一光检测器峰值波长与第一峰值波长相近或者相同、第二光检测器峰值波长与第二峰值波长相近或者相同,减少光检测器对发射光的衰减,从而提高检测效果。本发明还提供一种无创光电反射式生理参数测量的可穿戴装置。

    技术研发人员:章年平,龚大成,黄智明
    受保护的技术使用者:深圳金亿帝医疗设备股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
    转载请注明原文地址:https://wp.8miu.com/read-87587.html

    最新回复(0)