[发明专利]用于经由光机械来检测运动的方法和设备

说明书

描述了用于有助于从生物计量监视器提取更清楚的生物计量信号的方法和设备。运动参考信号独立于生物计量信号而生成，并且然后，所述运动参考信号被用于从所述生物计量信号去除运动伪影。

相关申请

本申请要求2015年8月12日提交的美国临时专利申请第62/204,214号、2015年11月19日提交的美国临时专利申请第62/257,502号、以及2016年6月3日提交的美国临时专利申请第62/345,579号的权益和优先权，其公开内容通过引用的方式并入本文，犹如对其全部内容进行了阐述那样。

技术领域

本发明一般地涉及监视装置和方法，并且更具体地，涉及用于测量生理信息的监视装置和方法。

背景技术

能够监测生理信息（诸如，心率）的可穿戴装置正被越来越多地使用。这些装置以各种形式要素出现，包括构造为佩戴在耳朵或者身体的其它部位处的装置，并且包括个人携带或者佩戴的装置，诸如，智能手机等。通过引用的方式全部并入本文的美国专利第8,652,040号、第8,700,111号、第8,647,270号、第8,788,002号、第8,886,269号、以及第8,929,965号描述了构造为监测生理信息的各种可穿戴装置，包括头戴式装置（headset）、耳塞（earbud）、和腕带。

从受试者获得的生理信息可以用于生成受试者的各种类型的健康和健身评估。例如，使用并入到可穿戴监视装置中的光电容积描记（PPG）传感器，可以在受试者的日常活动期间测量血液流动信息，并且可以使用该信息来生成评估，诸如，最大耗氧量VO₂max、总能量消耗 （TEE）等。

遗憾的是，来自可穿戴装置的生理传感器的生物计量信号通常包括受试者运动相关的噪声，而PPG传感器对运动相关的噪声特别敏感。此外，使用基于加速度计或者陀螺仪的信号作为用于清除PPG信号的运动噪声参考的努力已经取得的成果有限，因为这些运动相关的信号不能完全地表示PPG信号中反映的运动噪声特征。同样，可能需要进行复杂的信号处理以便从嵌在传感器信号中的运动相关的噪声提取纯生物计量信息（即，心率、呼吸率）。

发明内容

应该领会的是，提供本发明内容的目的在于以简化的形式介绍对构思的选择，下面在具体实施方式中对这些构思进行了进一步描述。本发明内容既不意图确认本公开的关键特征或者基本特征，也不意图限制本发明的范围。

本发明的实施例通过独立于生物计量信号生成运动参考信号并且然后使用该运动参考信号来从生物计量信号去除运动伪影来有助于从生物计量监视器（诸如，PPG传感器等）提取更清楚的生物计量信号。

根据本发明的一些实施例，一种用于感测生理信息和身体运动信息的装置包括至少一个光学发射器和至少一个光学检测器、以及至少两条光学路径。一条光学路径构造为通过感测来自至少一个发射器的通过身体运动散射的光来感测身体运动信息。另一光学路径构造为通过感测来自至少一个发射器的通过血液流动从身体散射的光来感测生理信息。

根据本发明的一些实施例，一种生物计量传感器模块包括：外壳；稳定器构件，稳定器构件由外壳支撑；至少一个光学发射器，至少一个光学发射器由外壳支撑；以及至少一个光学检测器，至少一个光学检测器由外壳支撑。至少一个光学发射器构造为经由第一光学路径将光引导到受试者的身体中并且沿着第二光学路径将光引导到稳定器构件处。第一和第二光学路径可彼此光学隔离。至少一个光学检测器构造为检测来自受试者的身体的光并且生成包括受试者生理信息的第一信号，并且还构造为检测由稳定器构件反射的光并且生成包括受试者运动信息的第二信号。传感器模块可包括至少一个信号处理器，至少一个信号处理器构造为处理第一和第二信号以使得从第一信号中去除运动伪影。

在一些实施例中，稳定器构件可包括构造为传递、阻挡、或者散射表示受试者运动的多个不同波长的光的光学滤光器。在其它实施例中，至少一个光学发射器可构造为以多个不同的波长将光引导到受试者的身体中和/或引导到稳定器构件处。