[发明专利]具有与身体运动脱开的感测元件的生理监测装置

说明书

一种监测装置，其包括：具有相对的第一和第二端部的偏置元件、附接至所述偏置元件第一端部的耳塞以及附接至所述偏置元件第二端部的感测元件。所述耳塞具有第一质量，并且所述感测元件具有小于所述第一质量的第二质量。所述偏置元件构造为在将所述耳塞插入耳朵中时推动所述感测元件与所述耳朵的一部分接触。所述偏置元件使所述耳塞的运动与所述感测元件脱开。所述感测元件包括：至少一个能量发射器，所述能量发射器构造为在所述耳朵的目标区域处引导能量；以及至少一个检测器，所述检测器构造为检测来自所述目标区域或者与所述目标区域相邻的区域的能量响应信号。

本发明要求2013年1月28日提交的美国临时专利申请号61/757,504的优先权和权益，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明一般地涉及监测装置，并且更加具体地涉及用于测量生理信息的监测装置。

背景技术

光电容积脉搏波描记法（PPG）是基于将光照射到人体内并且测量散射光强度随着每次脉搏血流量的变化。散射光强度会相对与心跳、呼吸、血氧水平（SpO₂）等相关联的血流量或者血液不透明度的变化而实时变化。这种感测方法可能会要求到达所询问的单位肌肉组织的光能的大小稳定连贯，从而可以将散射光子量的细微变化归结为可变血流量。如果由于在源或者检测器与皮肤表面之间的光联接变化而导致入射和散射光子数大小改变，那么，由于光联接的丢失或者变化导致较大的光子数变化度，所涉信号难以确定。受光子影响的皮肤表面积（和体积）变化，或者反映了大量光子的可变皮肤表面曲率，也可以明显影响光学联接效率。身体活动，诸如行走、骑车、跑步等，可能会在来自身体的光学散射信号中导致运动伪影，并且，所以由运动伪影导致的光子强度的时变变化可能会得出（swamp-out）由于血液流动改变导致的光子强度的时变变化。光学联接的这些变化中的每一个都可以通过较大百分比的总光子计数来影响光子询问计数（photonic interrogation count），并且降低所涉信号的质量；而获得所需数据的正确值的概率较低。

耳孔是结合光电容积脉搏波描记装置的不错选择，因为这是一个人们熟悉的形状因子，是通常长时间佩戴的装置，并且经常用在运动期间，这是人们可从获得准确心率数据（或者其他生理数据）获益最多的时间。不幸的是，将光电容积脉搏波描记装置结合到耳机面临多种挑战。例如，长时间佩戴耳机可能会感到不适，尤其是如果它们使耳面发生变形。而且，人耳解剖结构可能会极大地因人而异，所以寻找一款适合许多耳朵的耳塞可能提出巨大挑战。另外，为剧烈身体活动制备的耳塞通常包含弹性体表面和/或弹性体特征，用作抑制耳塞在耳朵内加速的弹簧。虽然这些特征可以促进在高加速和撞击形式下将耳塞保持在耳朵内，但是这些特征未充分满足实现高质量光电容积脉搏波描记所需的光学皮肤联接要求。

常规光电容积脉搏波描记装置，如在例如图1A至图1C中所示出的，通常遇到由于对象运动而产生的皮肤联接降低。例如，大多数常规光电容积脉搏波描记装置使用弹簧将传感器夹到耳垂（图1A）或者指尖（图1B）上。遗憾的是，这些常规装置倾向于具有大质量，并且在受到较大加速度时，诸如在对象正在做运动时，不可维持连贯的皮肤接触。

在耳朵中执行光电容积脉搏波描记的常规耳塞装置是香港湾仔幻音数码（Perception Digital）公司制造的MX-D100播放器（www.perceptiondigital.com）。该耳塞装置，如图1C所示出的，表示为10，包含用于提高PPG信号质量的弹簧12。然而，弹簧12将整个耳塞10用力压紧在对象的耳朵E内，以最小化整个耳塞10的运动。图1C的装置10存在多种缺陷。例如，源/传感器模块联接至整个耳塞质量，并且，以此，可以经过更大的平移距离，从而在耳朵经历加速度时会引起更大的信号变化度。另外，因为用一个主弹簧力方向将耳塞10保持就位，所以最终用户可能会感觉到明显的不适。而且，由于该单个弹力方向，所以耳塞运动被仅仅局限在一个方向上。

发明内容