[发明专利]脉搏光谱技术

说明书

一种电子健身设备，包括第一光发射器，光接收器和处理元件。第一光发射器被配置为发送第一光信号和第二光信号。光接收器被配置为接收第一和光信号并生成由所接收的光信号得到的第一和第二光电血管容积图(PPG)信号。处理元件被配置为控制第一光发射器以发送第一光信号和第二光信号，从光接收器接收第一和第二PPG信号并比较它们，基于该比较来识别第一和第二PPG信号中存在的公共心脏分量，基于公共心脏分量确定信号滤波器参数，并基于信号滤波器参数分别从第一和第二PPG信号生成第一和第二心脏分量。

相关申请

本申请根据35 U.S.C§119(e)要求2017年5月4日提交的名称为“Improved SNR ofComponents in PPG Signal”的美国临时申请第62/501,522号，2017年10月12日提交的名称为“Improved Optical Cardiac Monitor”的临时申请第62/571,606号，2017年11 月1日提交的名称为“Improved Optical Cardiac Monitor”的申请第62/580,308号和2017年11月1日提交的名称为“User Body Hydration”的临时申请第62/580,024号的权益，上述临时申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本申请一般地涉及脉搏光谱技术。

背景技术

脉搏光谱技术是对于针对人体皮肤的光信号进行观察和分析，以便确定血液相关和心脏生理指标及信息，例如用户的心率，脉搏氧饱和度水平(血氧饱和度)，以及血细胞比容水平，或者血细胞比率。也称为“脉搏ox”或SpO2的脉搏氧饱和度水平是血氧饱和度的水平。红细胞含有氧合血红蛋白(氧血红蛋白，O2Hb)和脱氧血红蛋白 (去氧血红蛋白，HHb)。用户的脉搏氧饱和度随着氧合血红蛋白浓度的增加而增加。也称为Hct的血细胞比容水平是血液中红细胞的体积百分比(vol％)，通常与血液中水的体积百分比相关联。

脉搏光谱技术可以通过诸如与佩戴者的皮肤接触的电子健身设备的设备来执行。用户(佩戴者)可以是任何个体，其佩戴电子设备，使得电子设备的壳体贴近个体的皮肤(例如，佩戴在人的手腕、腹部，腿部等处)。电子健身设备可以包括光学器件，例如光发射器，其向用户的皮肤发射分别具有独特波长的多个光信号(光)；以及光接收器，其接收来自皮肤的光信号(光)的反射并且生成多个光电血管容积图(PPG)信号，每个PPG信号包括由所接收光的波长得到的特性或者与所接收光的波长对应的特性。分析PPG信号以确定血液相关和心脏信息。

虽然一些传统电子设备利用发射到用户皮肤中的光信号的反射来确定心脏监测信息，但是其他电子设备可以发射穿过用户皮肤(例如，通过用户的指尖)的透射光信号。传统设备可包括多个壳体，使得第一壳体包括将光信号发射到诸如指尖皮肤的用户皮肤中的光发射器，第二壳体包括接收通过用户皮肤的光信号的光接收器。这样的电子设备可以用在用户身体上的如下位置，在该位置光可以没有过度衰减地传输通过组织，而不依赖于来自组织的反射，例如通过指尖或耳垂。

发明内容

本技术的实施例提供了一种用于执行脉搏光谱技术的电子健身设备。电子健身设备的一个实施例总体上包括壳体，第一光发射器，光接收器和处理元件。壳体包括底壁。第一光发射器沿底壁定位，并配置成发射第一光信号和第二光信号。光接收器沿底壁定位，并配置成接收经用户的皮肤调制的第一和第二光信号，并生成由所接收的光信号得到的第一和第二光电血管容积图(PPG)信号。处理元件与第一光发射器和光接收器进行电子通信。处理元件被配置为控制第一光发射器在第一时间段期间发送第一光信号并且在第二时间段期间发送第二光信号，从光接收器接收第一和第二PPG信号，比较第一PPG信号第二PPG信号，基于比较识别第一PPG信号和第二PPG信号中存在的公共分量，基于公共分量确定信号滤波器参数，基于信号滤波器参数从第一PPG信号生成第一心脏分量，基于信号滤波器参数从第二PPG信号生成第二心脏分量，并基于第一和第二心脏分量确定血液相关的生理信息。