[发明专利]非接触式的生理信号检测装置

说明书

本发明主要提出一种非接触式的生理信号检测装置，其最简单的架构仅包括一光感测单元与一信号处理模块；其中，该光感测单元用来面对一受试物的感测部位，进而通过非接触式的方式从该感测部位的表面收集一漫射光。并且，该信号处理模块至少包括一信号接收单元与一信号处理单元。在通过该信号接收单元接收所述生理信号之后，该信号处理单元即对该生理信号执行至少一信号处理，借以获得至少一生理信息。本发明的非接触式的生理信号检测装置不包含任何摄影单元，因此能够在保护受测者隐私及不伤害受测者皮肤的情况下完成生理信号检测程序，同时还具有架构简单和低成本的优点。

技术领域

本发明属于生理信号检测的技术领域，尤其涉及一种能够在保护受测者隐私及不伤害受测者皮肤的情况下完成生理信号检测程序的非接触式的生理信号检测装置，且此非接触式的生理信号检测装置同时具有架构简单和低成本的优点。

背景技术

血氧浓度、心跳等生理信息为判断一个人健康状态的重要指标。目前，光体积变化描记图法(Photoplethysmography,PPG)已经被广泛地应用于测量个体的生理信号，进而从该生理信号中提取出该个体的生理特征。例如，中国台湾专利号I592138公开了一种穿戴式血压测量装置，其适于配戴在待测者的手腕上，以进行个体生理信号的测量。在测量个体生理信号的过程中，该穿戴式血压测量装置会发出一侦测光至手腕皮肤组织，接着利用光接收单元接收来自于手腕皮肤组织的反射光，并连续记录反射光的变化来获得一光体积变化信号(PPG signal)。另一方面，美国专利公开号US2017/0340217A1公开了一种生理检测装置，其实际上为一指尖脉搏血氧仪(Fingertip pulse oximeter)。进行个体生理信号的测量时，待测者必须将其手指置入该指尖脉搏血氧仪的一测量空间之中，接着该指尖脉搏血氧仪发出一侦测光至手指的一表面。最终，在手指的另一表面接收且连续记录该侦测光的透射光之后，便可获得一光体积变化信号。

由前述说明可知，光体积变化描记图法已经被应用在光反射式或光穿透式的接触式生理信号测量装置之中。然而，使用者的反馈意见指出，接触式生理信号测量装置会造成许多不方便，例如，易造成敏感性皮肤的使用者(例如:婴幼儿)产生皮肤过敏现象。有鉴于此，另一种非接触式生理信号测量技术被提出。例如，中国专利号CN102973253B公开了一种利用视觉信息监测人体生理指针的系统。实施生理信号的测量时，现有的系统使用一个摄影机持续拍摄受测者的影像，接着透过复杂的运算从受测者的影像之中辨识出受测者的脸部，并在受测者的脸部位置之上选择一个感兴趣区域(Region of interest,ROI)。继续地，对ROI图像执行三色信道分离处理，以获得R信道信号、G信道信号以及B信道信号。最终，利用特定的算法处理及/或分析RGB的三组信道信号之后，便可获得个体的生理特征或信息。

前述方式也称为成像式体积变化描记图法(Imaging photoplethysmography,iPPG)或遥测式体积变化描记图法(Remote photoplethysmography,rPPG)。熟悉 rPPG技术的工程师必然知道，使用rPPG技术的非接触式生理信号测量装置必须搭载具高速运算能力的处理芯片组，导致其整体成本无法被有效地降低。此外，即使搭载了高速运算能力的处理芯片组，使用rPPG技术的非接触式生理信号测量装置仍旧需要花费许多时间才能够完成庞大的运算量，而后从拍摄获得的受测者的影像之中提取出个体的生理特征或信息。更重要的是，受测者在接用rPPG的非接触式生理信号测量的过程中，其脸部影像被大量地复制且储存，引发受测者的隐私缺乏保障的疑虑。

由上述说明可知，基于PPG技术的接触式生理信号测量装置虽然具有架构简单与低成本的优点，然而使用者的反馈意见指出这种接触式生理信号测量装置容易造成敏感性皮肤的使用者产生皮肤过敏现象。另一方面，基于rPPG 技术的非接触式生理信号测量装置虽然可以在不碰触使用者的情况下完成个体生理信号的取得，但此种非接触式生理信号测量装置必须搭载高速运算能力的处理芯片组，导致其整体成本较高。同时，基于rPPG技术的非接触式生理信号测量装置也会引发受测者的隐私的相关疑虑。