[发明专利]光学生理传感器及其装配方法

权利要求书

1.一种装配光学生理OP传感器(12、40、42、44)的方法，包括：

对要监视的至少一个身体组织类型的光学生理性质进行建模以得到模型(14)；

通过模型(14)的应用，确定操作用于监视所述至少一个身体组织类型的光学生理性质的光学生理OP传感器(12、40、42、44)的最优光学设计(16)；以及

将所述OP传感器(12、40、42、44)制造为所确定的光学设计(16)；

其中，所述对要监视的至少一个身体组织类型的光学生理性质进行建模以得到模型(14)包括：

使用归一化生理脉冲函数以及吸收系数、散射系数和脉动系数，在动态光学密度方面限定动态且多层的身体组织类型的光学响应；

分离所述动态光学密度的静态分量和动态分量；

通过积分求和来针对光电检测器限定透射光功率的静态分量和动态分量；以及

基于透射光功率的静态分量和动态分量限定光源的光源-检测器分离度，并且

其中，所述OP传感器(12、40、42、44)的光学设计(16)包括：

利用所述模型，基于光从多个光源(28)的每一个光源通过要监视的身体组织类型行进至光电检测器(30)的光学路径长度(24)，确定光电检测器(30)与每一个光源(28)的分离度；以及

将第一波长的多个光源(28)定位于第一圆的圆周上的阵列中，所述第一圆以所述光电检测器为中心，并且具有基于针对所述第一波长所确定的分离度而确定的半径，

将第二波长的多个光源(28)定位于第二圆的圆周上的阵列中，所述第二圆以所述光电检测器为中心，并且具有基于针对所述第二波长所确定的分离度而确定的半径，

其中每一个阵列包括至少四个光源，使得第一圆和第二圆上的光源沿至少四个径向方向排列。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述OP传感器(12、40、42、44)的光学设计(16)包括使用多个光源(28)，所述多个光源配置为产生相同波长或波段的光，并且其中所述传感器(12、40、42、44)配置为基于在光电检测器(30)处捕获的辐射质量来选择所述多个光源(28)的一个或多个用于光学生理测量。

3.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述至少一个身体组织类型包括以下的一个或多个：组织位置、组织颜色、组织厚度、组织年龄和组织状况，并且所述至少一个身体组织类型的光学生理性质包括以下中的一个或多个：吸收系数、散射系数、折射系数和光学密度。

4.一种通过根据权利要求1至3中任一项所述的方法装配的光学生理OP传感器(12、40、42、44)，包括：

多个光源(28)；以及

至少一个光电检测器(30)，配置为在来自所述光源(28)的光已经行进通过要监视的身体组织类型之后，捕获源自所述光源(28)的一个或多个的辐射，

其中，所述多个光源(28)相对于光电检测器(30)位于由要监视的身体组织类型的光学生理性质的模型(20)所确定的位置，

其中所述光电检测器(30)与每一个光源(28)的分离度(26)基于从每一个光源(28)通过要监视的身体组织类型行进至光电检测器(30)的建模光学路径长度；以及

其中将第一波长的多个光源(28)定位于第一圆的圆周上的阵列中，所述第一圆以所述光电检测器为中心，并且具有基于所述第一波长所确定的半径，

将第二波长的多个光源(28)定位于第二圆的圆周上的阵列中，所述第二圆以所述光电检测器为中心，并且具有基于所述第二波长所确定的半径，

其中每一个阵列包括至少四个光源。

5.根据权利要求4所述的OP传感器(12、40、42、44)，其中所述多个光源(28)配置为产生相同波长或波段的光，并且所述传感器(12、40、42、44)操作为基于所捕获的辐射质量来选择所述多个光源(28)的一个或多个用于光学生理测量。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的OP传感器(12、40、42、44)，还包括控制器(48)，所述控制器操作为基于来自光电检测器(30)的测量信号来激活或去激活多个光源(28)。

7.一种光学生理OP系统，包括：

根据权利要求4至6中任一项所述的光学生理OP传感器(12、40、42、44)；以及

分析器(64)，配置为分析由光电检测器(30)测量的信号来从中确定至少一个生理参数。