[发明专利]适于监测身体部位内的动脉血的装置和方法

说明书

公开了一种用于监测运动期间的心率或血氧水平的装置，其包括传感器和发射器，其中传感器用于监测轮流从每个发射器的传输。因此，提供了在获得更多观测值时因为可以使用较少的传感器与发射器所以可以提供较少的设备的可能性。在一些实施例中，具有不同发射器的传感器的重复性使用使得将冗余引入装置使得装置更鲁棒并且甚至在一个或两个传感器和发射器已经坏掉的情况下能够正常运作。

技术领域

本发明涉及一种适于监测身体部位内的动脉血的装置。具体而言，本发明涉及一种适于监测身体部位内的动脉血的装置，用于确定运动期间的心率或氧气水平。

背景技术

一种类型的心率监测器基于投射穿过人或动物的肢体或手指的红外光的吸收或透射来测量心跳。心率监测器通常包括发射器和传感器。发射器朝向传感器发射红外光进入肢体。皮肤、组织、静脉血和动脉血吸收并反射这一红外光的部分。然后，动脉血的体积随心跳周期性地增大和减小。这导致红外光的吸收和反射随心跳波动，其由传感器检测为红外透射的周期性波动。这不同于皮肤、组织和静脉血对于红外光透射的相对恒定的影响。

通常存在两种测量投射入肢体的红外光的方法。在第一种方法中，发射器和传感器基本位于肢体的相对侧，同时避开肢体内的任意骨骼，以便使来自发射器的红外光通过肢体传送至传感器。在另一种方法中，发射器和传感器基本位于肢体的同侧，以便从发射器投射进入肢体的红外光的一部分被肢体内的组织层分散以到达传感器。

遗憾的是，这种心率监测器的精确度受到穿戴者动作的影响，这会将噪声引入到由传感器检测的红外传输中。这部分是由于随着穿戴者移动而使发射器和传感器相对错位，而部分是由于动作期间肢体的屈曲，这会增大或减小发射器和传感器之间的传输路径长度。也就是说，肢体的皮肤和软组织可能会晃动并影响传输路径的长度。

已经提出了臂带形式的心率监测器，其布置有三对发射器和传感器。各对以一定的方式定位在臂带上，以使得由臂带穿戴者的动作而引起并且由三个传感器检测到的噪声能够从不同方向和角度观察，并且它们因此互为异相。这样，三对发射器和传感器提供三组观测值，其能够用于去除噪声元素而无需任何外部传感器来产生动作参考，而这在类似技术的许多其它早期的心率监测器中是必需的。然而，这一心率监测器需要三个独立的观测值，其必须由相同数目的发射器和传感器对来获得；单对发射器和传感器不足以提供足够数目的独立观测值。遗憾的是，三对发射器和传感器损失了心率监测器的鲁棒性，这是由于只要三个传感器或三个发射器中的任意一个无法工作，那么心率监测器就无法工作。此外，由于需要如此多的发射器和传感器，因此导致这种心率监测器的制造和维修都很昂贵。

因此，提出提供一种心率监测器，其在确定心率方面同样精确且不易发生故障，并且优选地提供利用较少硬件同时达到相同或更优性能的可能性。

发明内容

在第一方面，本发明提出了一种适于监测身体部位内的动脉血的装置，所述装置适于穿戴在身体部位上，并且所述装置包括：多个光发射器，至少一个传感器，多个光发射器布置为使得来自多个光发射器的光能够穿透身体部位而到达至少一个传感器，其中：多个光发射器以连续顺序发射光，以由至少一个传感器检测。

所述装置能够用作心率监测器。可替选地，所述装置能够用作血氧计的一部分。

本发明提供了一种有益的可能性，其仅需要一个传感器通过检测来自不同发射器的传输来获得多个信号观测值。这减少了获得相同数目观测值所需的传感器的数目。这还减少了硬件的数量并且允许装置制造得更小、更轻且更为廉价。

在某一实施例中，所述至少一个传感器是多个传感器。多个传感器和多个发射器能够限定为多个传感器和发射器对，其中第一对传感器和发射器的发射器能够向至少其它两对的传感器发射，并且第一对的传感器能够检测来自至少其它两对的每一对中的发射器的光。