[发明专利]光体积描记装置

说明书

技术领域

本发明涉及光体积描记装置，用于操作光体积描记装置的方法，以及用于操作光体积描记装置的计算机程序。

背景技术

光体积描记(PPG)装置以光学方式测量外部对象的体积的改变。在医学应用中，体积的这些改变通常是受检体的器官或其他身体部分中的血液或空气的量的改变，并且因此能够被用于监测受检体的生命体征信息。受检体的生命体征信息包括例如关于人的呼吸率、脉搏率、血压或血氧饱和度的信息。

在WO 2014/136027A1(也在US 2014/0253709A1下出版)中，公开了用于确定受检体的生命体征信息的系统和方法。利用辐射照射受检体，并且接收从所述受检体反射的辐射。在第一阶段中，定位感兴趣区域。在第二阶段中，照明被控制以局部地对被定位的感兴趣区域进行照射。最后，根据从感兴趣区域反射并且在所述第二阶段中检测到的辐射确定受检体的生命体征信息。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种光体积描记装置，在下文中称为PPG装置，所述光体积描记装置包括：

-至少一个光源，其被配置为生成源光(source light)射束，所述源光射束具有指向外部对象的源射束角度；

-至少一个可控制射束角度适配器，其被布置在所述光源与所述外部对象之间，并且被配置为接收指示要被设置的经修改的射束角度的射束角度控制信号，所述经修改的射束角度不同于所述源射束角度，所述射束角度适配器还被配置为接收具有所述源射束角度的所述源光射束并且将具有所述经修改的射束角度的所述源光射束提供到所述外部对象；

-至少一个PPG传感器，其被布置并且被配置为提供指示散射的源光的传感器信号，所述散射的源光已经由所述外部对象散射，并且由所述PPC传感器检测到；以及

-PPG评价和控制单元，其被配置为：接收传感器信号，提供射束角度控制信号并且确定并在其输出处选择性地提供传感器信号的AC信号分量，其中，PPG评价和控制单元还被配置为依据传感器信号的DC信号分量或传感器信号的AC信号分量或依据两者确定并提供射束角度控制信号。

本发明的PPG装置基于光源的源射束角度的修改能够引起传感器信号的显著改进的认识。在本发明的PPG装置中，能够由至少一个射束角度适配器修改由光源发射的射束的源射束角度。由提供射束角度控制信号的PPG评价和控制单元提供射束角度调整的控制。启用源射束角度的修改允许响应于在研究中的具体外部对象的光学特性，并且响应于PPG测量的具体状态而改进传感器信号。因此提供源射束角度的这样的修改能力不仅改进给定外部对象的信号和PPG测量的情况，而且延伸PPG装置的应用情况的领域。例如，如下面将更详细解释的，PPG装置能够被用于提供针对特定宽范围情况下的特定宽范围的外部对象的高质量的PPG信号，延伸到在外部对象与PPG装置之间的相对运动下的测量等。因此，PPG装置能够被调整到不同外部对象或不同环境。

由于能够在小范围中提供PPG装置的所有部件，因此PPG装置自身也能够具有小尺寸。

应指出，为了清楚，外部对象不形成请求保护的PPG装置的部分。外部对象是要由PPG装置研究的对象，并且因此能够任意改变。外部对象的非限制范例是弹性管、动物和人类。

传感器信号的AC(幅度改变)信号分量包括关于作为时间的函数的检测到的散射的源光强度的改变的信息。该改变至少部分由外部对象的体积或表面的改变引起。

在下文将描述PPG装置的实施例。

在PPG装置的一个实施例中，射束角度适配器包括液晶元件，具体地具有可调节焦距的液晶透镜。在该实施例的变型中，射束角度适配器还包括驱动器电路，所述驱动器电路用于响应于射束角度控制信号而设置液晶透镜的焦距。在又一实施例中，射束角度适配器包括液体元件，具体地液体透镜。在液体透镜中，例如通过响应于射束角度控制信号由驱动电路对液体透镜的表面张力的改变来实现由射束角度适配器对源射束角度的修改。

具有不同的选项来确定经修改的射束角度。实施例的第一组不依赖于用户输入。