[发明专利]一种PPG传感器、生理参数传感器及智能可穿戴设备

说明书

本申请涉及一种PPG传感器、生理参数传感器及智能可穿戴设备。所述PPG传感器包括：传感器序列，其中，所述传感器序列包括至少三个发射器/检测器组，所述至少三个发射器/检测器组被选择性激活以提供至少三路PPG信号，所述至少三路PPG信号与被激活的发射器/检测器组一一对应；和处理器。所述处理器用于接收所述至少三路PPG信号并提供所述PPG传感器的输出结果，所述PPG传感器的输出结果至少包括脉搏波传递方向。所述脉搏波传递方向根据所述至少三路PPG信号之间的相位差以及所述PPG传感器的布局确定，所述PPG传感器的布局根据所述被激活的发射器/检测器组确定。如此，改进PPG测量结果和提高测量精度。

技术领域

本申请涉及智能终端技术领域，具体涉及一种PPG传感器、生理参数传感器及智能可穿戴设备。

背景技术

随着智能终端技术的发展，智能可穿戴设备在监测人体相关生理参数上取得了巨大应用。智能可穿戴设备如智能手表、智能手环等加入了测量各种生理参数特别是血液相关参数的功能。其中，无损伤测量技术特别是通过光学测量手段来获得血液流动特点、血液参数和/或进行血液分析的技术取得了巨大应用。基于光学的血液测量装置一般包括发射端和检测端，并且紧贴在用户身体的一部分如手腕、手指、耳朵、前额、脸颊或者眼球，由发射端将光辐射透射到身体该部分中或者通过身体该部分反射，然后由检测端检测被身体该部分衰减后的光从而得到测量信号。这些测量信号可以用于分析并确定生理参数如血氧饱和度和脉搏等。基于光学的血液测量技术所依赖的原理是，光经过身体该部分时可以被吸收、反射或者折射从而造成衰减。其中，身体该部分包括皮肤、肌肉、骨骼、脂肪、色素等成分，光因这些成分而导致的衰减通常是不变的或者被认为在测量期间是基本不变的，而血管里特别是动脉血管里的血液的流动会导致光的衰减发生变化。这一点体现在测量信号中可以分成时不变的直流电(Direct Current，DC)信号和时变的交流电(AlternatingCurrent，AC)信号，通过提取测量信号中的AC信号可以获得血液流动特点、血液参数和/或进行血液分析。例如，光电容积脉搏波描记法(Photoplethysmography，PPG)测量经过人体血管和组织反射、吸收后的衰减光，得到容积脉搏波的血流变化，从而描记出血管的搏动状态并测量脉搏波速度。再例如，脉搏血氧测定法(Pulse Oximetry)利用动脉血对光的吸收量随动脉搏动而变化的原理，通过检测血液对光吸收量的变化而测量血氧饱和度，也就是血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比。

PPG测量以及PPG传感器的原理是通过发射器如发光二极管(Light EmittingDiode，LED)发出的光经人体特定部位如手腕处的血液和组织反射后再被传感器如光敏二极管(Photodiode，PD)接收，通过检测经人体反射回来的光线(例如对光电转换后的电信号进行分析)可以获得上述的AC信号并进而检测血氧或者心率等生理参数。其中，PPG传感器的测量精度以及检测效果受到AC信号相对于DC信号的比值(也称之为调制深度)影响，实际中AC信号相对于DC信号的比值一般不到千分之一，而且还收到各种噪声的影响，例如背景噪声、电子电路扰动及器件状态偏移等因素也会带来负面影响。为此，需要提高AC信号相对于DC信号的比值以及提高系统的信噪比(Signal Noise Ratio，SNR)。