[发明专利]用于光学测量生物学特性的方法及装置

说明书

本主题公开了一种用于测量被检查组织生物学特性的装置，该装置包括至少一个光源，该光源被构造成并可操作地在一定光照射方向上，用一个或多个波长的光辐射照射被检查组织；光检测器，位于所述被检查组织的同一侧，并且被构造成并可操作地接收从被检查组织反射的所述一个或多个波长的光分量，以在一定光检测方向上响应于被照射光辐射，并且产生测量指示其的数据，其中所述光照射方向和检测方向中的至少一个定位在相对于垂直于被检查组织假想线至少2°的角度上，或者在光照射方向和检测方向之间形成至少2°的角度。

技术领域

本发明一般涉及被检查受试者生物学特性的光学测量领域，特别是血液相关参数和特性。

背景技术

目前，大多数光学血液脉搏测量是利用透射测量技术进行（例如，脉搏血氧测量）的，该透射测量技术需要可安装在瘦的身体部位/器官（例如，指尖或耳垂）的两个相对侧上的传感器装置。特别地，透射测量技术使用通常放置在身体部位/器官的一侧上的光源，以用于在其上照射光信号，并且使用放置在身体部位/器官的另一侧上的光检测器来测量通过它的光信号强度。

然而，反射血液测量技术具有各种优点，其被认为在某些应用中是优选的，特别是在可穿戴医疗设备的类型中，例如医疗手表。反射血液测量技术的一些优点尤其包括在身体的几乎任何部位（包括厚的器官）上进行光学测量的能力。其他突出的优点与反射测量技术的能量消耗减少有关，这是由于对比需要光通过器官的整个宽度的透射技术，来自组织层的反射光所需的能量消耗最小。

然而，存在与反射测量技术相关的各种限制，例如低信噪比（SNR），低AC/DC比（其中AC是从（毛细管）血管反射的光波，并且DC是组合从被检查器官组织的其他部分反射的光波和直接从器官表面反射，而不通过检查组织的光波。尝试通过增加照射光的功率来克服反射测量技术的这些限制（例如，通过增加提供给光源的电流和/或通过增加光源的数量），通常还导致测量信号中的噪声分量的相应增加（由于基线DC分量的相应增加），因此无法提供满意的结果。因此需要改进通过反射血液测量技术测量的光学信号的质量，以提供更高的 AC/DC比，并改进测量信号的信噪比。

在下文中简要描述了从专利文献中已知的一些反射测量技术。

美国专利公开号2009/082642公开了用于监测受试者生物学参数的系统和方法。该系统包括照明单元，该照明单元包括至少一个预选波长带的光源，该光源应用于受试者中的选定区域；检测系统，被构造为用于测量相对于照射区域的不同角度和不同空间位置的光的反射。检测系统被构造并可操作地检测对应于信号的镜面相关分量的空间分离的光分量，和分别来自不同方向的受试者信号的脉搏相关的扩散分量，从而定义至少两个独立的信息通道，以能够识别依赖于运动效应的反射信号部分。

美国专利公开号2014 / 213917描述了一种生物反馈装置及其光传感器，其可安装在诸如游泳镜之类的眼镜上或与眼镜一体化。生物反馈装置可包括心率测量装置，其包括反射绿光传感器，以及第一绿光发射元件，第二绿光发射元件和第三绿光发射元件。生物反馈装置可包括具有第一部分和第二部分的壳体，其中第一部分和第二部分中的每一个具有第一侧和第二侧。心率测量装置的至少一部分可以设置在壳体第一部分内，并且可以通过壳体第一部分第二侧中的开口暴露。生物反馈装置还可包括开口，该开口允许装置可与游泳镜的至少一部分可移除地接合。