[发明专利]光学生理传感器及其装配方法

说明书

一种装配光学生理(OP)传感器的方法，包括：(i)对要监控的至少一个身体组织类型的光学生理性质进行建模；(ii)通过模型的应用，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传感器的最优光学设计(16)；以及(iii)将所述OP传感器制造为所确定的光学设计。OP传感器的优化光学设计包括：(i)基于光从多个光源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的建模光学路径长度，确定光电检测器与每一个光源的最优分离度；以及(ii)将不同波长的光源定位于相距光电检测器不同的距离处。

技术领域

本发明涉及一种光学生理(OP)传感器和装配这种传感器的方法。本发明的多个方面还涉及一种包括所述OP传感器在内的生理传感器系统，具体地，涉及相关联的照明源的几何分布。

背景技术

光电容积脉搏波(PPG)是一种用于监视皮肤表面附近的血容量或血流中的变化以确定各种生理参数的非侵入式光学技术。该原理使用照明源和光电检测器来测量当光通过身体组织或者从身体组织反射时的强度变化。然后对检测的光学信号进行分析，并且与由心跳激励的通过身体的血液的脉动相关联。可以在John Allen，Physiol.Meas.的专题综述“Photoplethysmography and its application in clinical physiologicalmeasurement”以及本发明人及其同事的后续共同写作的论文中找到与PPG有关的更多背景信息：

“Non-contact Reflection Photoplethysmography towards Effective HumanPhysiological Monitoring”，Shi，P.，Azorin Peris，V.，Echiadis，A.，Zheng，J.，Zhu，Y.，Cheang，P.Y.S.，Hu，S.*，J Med.Biol.Eng.Vol.30 Iss 30(2010)：161-167；

“Insight into the dicrotic notch in photoplethysmographic pulses fromthe finger tip of young adults”，Shi，P.，Hu，S.*，Zhu，Y.，Zheng，J.，Qiu，Y.，Cheang，P.Y.S.，J Med Eng Tech，Vol.31，Iss 8(2009)，628-633；

“Analysis of pulse rate variability derived from photoplethysmographywith the combination of lagged Poincaré plots and spectral characteristics”，Shi，P.，Zhu Y.，Allen，J.，Hu，S.*，Med Eng.Phys.31(2009)866-871，doi：10.1016/j.medengphy.2009.05.001；

“A Preliminary Attempt to Understand Compatibility ofPhotoplethysmographic Pulse Rate Variability with Electrocardiogramic HeartRate Variability″，Shi，P.，Hu，S.，Zhu，Y.，J Med.Biolog.Eng.，Vol.28，Iss 4(2008)：173-180；

“A Monte Carlo Platform for the Optical Modelling of Pulse Oximetry”，Azorin-Peris，V.，Hu，S.*，Smith，P.R，Applied Physics Letters，SPIE，Vol.6446(2007)，pp.64460T；