用于估计生物信息的设备的制作方法

文档序号:25990417发布日期:2021-07-23 21:01阅读:56来源:国知局
用于估计生物信息的设备的制作方法

本申请要求于2020年1月23日在韩国知识产权局提交的第10-2020-0009152号韩国专利申请的优先权,所述韩国专利申请的全部公开出于所有目的的通过引用包含于此。

下面的描述涉及用于非侵入性地估计生物信息的设备和方法。



背景技术:

最近,随着人口老龄化、医疗费用激增以及缺乏用于专门医疗服务的医务人员,正在积极地进行关于it技术和医疗技术相结合的it-医疗融合技术的研究。具体地,人体的健康状况的监测不限于医疗机构,而是正在扩展到可在家庭或办公室在日常生活中随时随地监测用户的健康状况的移动医疗保健领域。指示个人的健康状况的生物信号的典型示例包括心电图(ecg)信号、光电容积描记(ppg)信号、肌电图(emg)信号等,并且已经开发了各种生物信号传感器以在日常生活中测量这些信号。具体地,ppg传感器可通过分析反映心血管状态等的脉搏波的形状来估计人体的血压。

根据关于ppg信号的研究,完整的ppg信号是从心脏离开并且朝向身体的远端部分移动的传播波和从远端部分返回的反射波的叠加。此外,已知的是,可通过提取与传播波或反射波相关联的各种特征来获得用于估计血压的信息。



技术实现要素:

在一个总体方面,提供一种用于估计生物信息的设备,所述设备包括:传感器,被配置为从对象获得生物信号;和处理器,被配置为获得生物信号的二阶微分信号,并且基于二阶微分信号的第一局部最小点是否稳定来从生物信号提取前进波分量。

传感器可包括具有光源和检测器的脉搏波传感器,光源被配置为将光发射到对象上,检测器被配置为检测从对象反射或散射的光。

处理器可在二阶微分信号的检测时段中检测拐点,并且可基于拐点的存在来确定第一局部最小点是否稳定。

检测时段可包括二阶微分信号的第一局部最大点与第一局部最小点之间的时间间隔。

处理器可在二阶微分信号的检测时段中检测二阶微分信号的波形从向下凸改变为向上凸的点作为拐点。

处理器可获得生物信号的四阶微分信号,可在四阶微分信号的检测时段中检测满足第一点处的幅度大于0并且第二点处的幅度小于0的条件的第一点,并且可从二阶微分信号检测与第一点对应的点作为拐点。

在确定第一局部最小点稳定时,处理器可基于二阶微分信号的第一局部最小点来提取前进波分量。

处理器可提取以下项中的至少一个作为前进波分量:生物信号的与第一局部最小点的时间对应的幅度、和生物信号的与二阶微分信号的第一局部最小点的时间和第二局部最大点的时间之间的内部分割点对应的幅度。

在确定第一局部最小点不稳定时,处理器可在生物信号的收缩部分中检测最大幅度点,并且可基于检测的最大幅度点来提取前进波分量。

处理器可提取以下项中的至少一个作为前进波分量:最大幅度点的幅度、和生物信号的与在二阶微分信号的检测时段中检测的拐点的时间和最大幅度点的时间之间的内部分割点对应的幅度。

处理器可基于提取的前进波分量来估计生物信息。

生物信息可包括血压、血管年龄、动脉僵硬度、主动脉压波形、压力指数和疲劳程度中的一个或多个。

在另一总体方面,提供一种估计生物信息的方法,所述方法包括:从对象获得生物信号;获得生物信号的二阶微分信号;确定二阶微分信号的第一局部最小点是否稳定;并且基于所述确定从生物信号提取前进波分量。

确定二阶微分信号的第一局部最小点是否稳定的步骤可包括:在二阶微分信号的检测时段中检测拐点;并且基于拐点的存在来确定第一局部最小点是否稳定。

检测时段可包括二阶微分信号的第一局部最大点与第一局部最小点之间的时间间隔。

检测拐点的步骤可包括:在二阶微分信号的检测时段中检测二阶微分信号的波形从向下凸改变为向上凸的点作为拐点。

检测拐点的步骤可包括:获得生物信号的四阶微分信号;在四阶微分信号的检测时段中检测满足第一点处的幅度大于0并且第二点处的幅度小于0的条件的第一点;并且从二阶微分信号检测与第一点对应的点作为拐点。

提取前进波分量的步骤可包括:响应于确定第一局部最小点稳定,基于二阶微分信号的第一局部最小点提取前进波分量。

提取前进波分量的步骤可包括:响应于确定第一局部最小点稳定,提取以下项中的至少一个作为前进波分量:生物信号的与第一局部最小点的时间对应的幅度、和生物信号的与二阶微分信号的第一局部最小点的时间和第二局部最大点的时间之间的内部分割点对应的幅度。

提取前进波分量的步骤可包括:响应于确定第一局部最小点不稳定,在生物信号的收缩部分中提取最大幅度点;并且基于检测的最大幅度点来提取前进波分量。

基于检测的最大幅度点提取前进波分量的步骤可包括:提取以下项中的至少一个作为前进波分量:最大幅度点的幅度、和生物信号的与在二阶微分信号的检测时段中检测的拐点的时间和最大幅度点的时间之间的内部分割点对应的幅度。

此外,估计生物信息的方法还可包括:基于提取的前进波分量来估计生物信息。

在另一总体方面,提供一种用于估计用户的生物信息的方法,所述方法包括:获得用户的生物信号;获得生物信号的二阶微分信号;确定二阶微分信号的第一局部最大点和第一局部最小点之间的间隔中是否存在二阶微分信号的波形从向下凸改变为向上凸的拐点;基于确定所述间隔中不存在拐点,使用二阶微分信号的第一局部最小点来从生物信号提取前进波分量,或者基于确定所述间隔中存在拐点,使用生物信号的收缩部分中的最大幅度点来提取前进波分量;以及基于前进波分量来估计生物信息。

附图说明

图1是示出根据本公开的实施例的用于估计生物信息的设备的框图。

图2是示出根据本公开的另一实施例的用于估计生物信息的设备的框图。

图3是示出根据图1和图2的实施例的处理器的框图。

图4a至图4d是解释从生物信号提取前进波分量(progressivewavecomponent)的示例的示图。

图5是示出根据本公开的实施例的估计生物信息的方法的流程图。

图6是示出根据本公开的实施例的可穿戴装置的示图。

图7是示出根据本公开的实施例的智能装置的示图。

贯穿附图和具体实施方式,除非另有描述,否则相同的附图参考标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。为了清楚、说明和方便,这些元件的相对尺寸和描绘可被夸大。

具体实施方式

其他实施例的细节包括在下面的具体实施方式和附图中。从下面的参照附图详细描述的实施例,将更清楚地理解本发明的优点和特征以及实现本发明的方法。贯穿附图和具体实施方式,除非另有描述,否则相同的附图参考标号将被理解为表示相同的元件、特征和结构。

将理解,尽管术语第一、第二等可在此用于描述各种元件,但是这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件进行区分。除非另有明确地陈述,否则对单数的任何引用可包括复数。此外,除非明确地相反描述,否则诸如“包含”或“包括”的表达将被理解为表明包含陈述的元件但不排除任何其他元件。此外,诸如“部件”或“模块”等的术语应被理解为用于执行至少一个功能或操作的单元,并且所述单元可被实现为硬件、软件或它们的组合。

在下文中,将参照附图详细描述用于估计生物信息的设备和方法的实施例。

图1是示出根据本公开的实施例的用于估计生物信息的设备的框图。用于估计生物信息的设备100可被嵌入在终端(诸如,智能电话、平板pc、台式计算机、膝上型计算机等)中,或者可被制造为独立的硬件装置。在这种情况下,如果用于估计生物信息的设备100被制造为独立的硬件装置,则该装置可以是佩戴在对象obj上以允许用户在携带该装置的同时容易地测量生物信息的可穿戴装置。可穿戴装置的示例可包括腕表型可穿戴装置、手镯型可穿戴装置、腕带型可穿戴装置、指环型可穿戴装置、眼镜型可穿戴装置、头带型可穿戴装置等,但是可穿戴装置不限于此并且可被修改以用于各种目的(诸如,在医疗机构中使用的用于测量和分析生物信息的固定型装置)。

参照图1,用于估计生物信息的设备100包括传感器110和处理器120。

如图1中所示,传感器110可从对象obj获得生物信号,并且可将获得的生物信号发送到处理器120。在这种情况下,生物信号可包括光电容积描记(ppg)信号(在下文中,被称为“脉搏波信号”)。然而,生物信号不限于此,并且可包括可通过多个波形分量的和来建模的各种生物信号(诸如,心电图(ecg)信号、光电容积描记(ppg)信号、肌电图(emg)信号等)。

例如,传感器110可包括用于测量ppg信号的ppg传感器。ppg传感器可包括光源和检测器,光源用于将光发射到对象上的光源,检测器用于当由光源发射到对象上的光从对象的身体组织散射或反射时通过检测从对象发出的光来测量ppg信号。在这种情况下,光源可包括发光二极管(led)、激光二极管(ld)和磷光体中的至少一个,但不限于此。检测器可包括光电二极管。

在从处理器120接收到控制信号时,传感器110可驱动ppg传感器从对象获得脉搏波信号。在这种情况下,对象可以是与ppg传感器接触或邻近的身体部位,并且可以是可使用光电容积描记法容易地测量脉搏波的身体部位。例如,对象可以是手腕上的与桡动脉邻近的区域,并且可包括手腕的静脉或毛细血管位于的上部。在皮肤的桡动脉经过的区域上测量脉搏波的情况下,测量可相对较少地受可导致测量中的误差的外部因素(诸如,手腕等中的皮肤组织的厚度)的影响。然而,皮肤区域不限于此,并且可以是身体的血管密集地位于的远端部分(诸如,手指、脚趾等)。

在从用户接收到估计生物信息的请求时,处理器120可生成用于控制传感器110的控制信号,并且可将控制信号发送到传感器110。此外,处理器120可从传感器110接收生物信号并且可通过分析接收的生物信号来估计生物信息。在这种情况下,生物信息可包括血压、血管年龄、动脉僵硬度、主动脉压波形、压力指数、疲劳程度等,但不限于此。

在从传感器110接收到生物信号时,处理器120可执行预处理(诸如,用于去除噪声的滤波、放大生物信号、将信号转换为数字信号等)。

处理器120可通过分析接收的生物信号的波形来提取估计生物信息所需的特征。例如,处理器120可获得构成生物信号的波形的各个脉搏波形分量,并且可通过使用获得的脉搏波形分量或通过将脉搏波形分量与其他附加信息进行适当地组合来获得特征。

如以下将参照图3详细描述的那样,处理器可通过分析生物信号的二阶微分信号来获得各个脉搏波形分量。处理器120可获得二阶微分信号的第一局部最小点的时间和/或生物信号的与该时间对应的幅度作为前进波分量(progressivewavecomponent),并且可通过使用获得的前进波分量来获得特征。

然而,由于生物信号的测量中的噪声、非理想的人体的接触状态、受试者的异常状况等,可能生成具有非理想的波形形状的生物信号。在这些情况下获得的生物信号中,在最初期望从二阶微分信号中检测到第一局部最小点的位置可能未检测到第一局部最小点,或者可能未清楚地检测到第一局部最小点。为了即使在这些情况下也稳定地提取特征,处理器120可确定生物信号的波形(具体地,二阶微分信号的第一局部最小点)是否稳定并且可基于该确定适应性地获得前进波分量。

图2是示出根据本公开的另一实施例的用于估计生物信息的设备的框图。

参照图2,用于估计生物信息的设备200包括传感器110、处理器120、输出接口210、存储装置220和通信接口230。

传感器110可从对象测量生物信号,处理器120可通过使用由传感器110测量的生物信号来估计生物信息。

输出接口210可输出由传感器110测量的生物信号信息和处理器120的各种处理结果,并且可向用户提供输出信息。输出接口210可使用安装在用于估计生物信息的设备200中的显示模块、扬声器、触觉装置等通过各种视觉方法/非视觉方法来提供信息。

例如,一旦用户的血压被估计,输出接口210可基于估计的血压值是落在正常范围内还是落在正常范围外通过使用各种视觉方法(诸如,通过改变颜色、线条粗细、字体等),来输出估计的血压。可选地,输出接口210可通过语音来输出估计的血压,或者可通过根据异常血压水平提供不同的振动或触感等使用非视觉方法来输出估计的血压。此外,在将测量的血压与先前测量历史进行比较时,如果确定测量的血压异常,则输出接口210可警告用户,或者可提供关于用户的行为的引导信息(诸如,用户应当注意的食物信息、用于对医院预约进行预约的信息等)。

存储装置220可存储估计生物信息所需的各种参考信息、获得的生物信号、检测的特性点、提取的特征、生物信息估计结果等。在这种情况下,估计生物信息所需的各种参考信息可包括用户信息(诸如,用户的年龄、性别、职业、当前健康状况等)、关于生物信息估计模型的信息等,但参考信息不限于此。

例如,存储装置220可包括以下中的至少一个存储介质:闪存型存储器、硬盘型存储器、多媒体卡微型存储器、卡型存储器(例如,sd存储器、xd存储器等)、随机存取存储器(ram)、静态随机存取存储器(sram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、可编程只读存储器(prom)、磁存储器、磁盘、光盘等,但不限于此。

在从处理器120接收到包括外部装置250的访问信息的控制信号时,通信接口230可使用通信技术访问通信网络以连接到外部装置250。在与外部装置250连接时,通信接口230可从外部装置250接收与估计生物信息有关的各种信息,并且可将由传感器110测量的生物信号、由处理器120估计的生物信息等发送到外部装置250。在这种情况下,外部装置250的示例可包括用于估计生物信息的其他设备、用于测量袖带血压等的袖带压力计、智能电话、平板pc、台式计算机、膝上型计算机等,但外部装置250不限于此。

在这种情况下,通信技术的示例可包括:蓝牙通信、蓝牙低功耗(ble)通信、近场通信(nfc)、wlan通信、zigbee通信、红外数据协会(irda)通信、wi-fi直连(wfd)通信、超宽带(uwb)通信、ant+通信、wifi通信和移动通信。然而,这仅是示例性的并且不意在限制。

图3是示出根据图1和图2的实施例的处理器的框图。图4a至图4d是解释从生物信号提取前进波分量的示例的示图。

参照图3,处理器300包括稳定性确定器310、特征获得器320和生物信息估计器330。

图4a是示出由五个组成脉冲41、42、43、44和45的叠加构成的脉搏波信号40的波形的示图。通过将与脉搏波信号40的组成脉冲41、42、43、44和45中的每个相关联的时间信息和幅度信息进行适当地组合,可获得与血压具有高相关的特征。通常,直到第三组成脉冲的脉冲主要用于估计血压,具体地,第一组成脉冲波形分量可被提取为与前进波相关联的分量。在一些情况下,取决于个体,第三脉冲之后的脉冲可能未被观察到,并且由于噪声而难以被发现或者与血压的估计具有低相关性。

在理想的生物信号中,如图4a中所示,可在组成脉冲波形分量的每个时间点处清楚地示出向上凸的形状。然而,由于生物信号的测量中的噪声、对象与传感器110的异常接触、或者用户的对象的异常特性(例如,异常血管结构等),非理想的波形形状可被生成。可选地,在从毛细血管的部分而不是动脉测量生物信号的情况下,高频分量大部分消失并且仅低频分量保留,从而产生平滑的生物信号的波形。

为了从在这些情况下测量的生物信号稳定地获得特征,稳定性确定器310可确定生物信号的波形是否稳定。例如,为了基于生物信号的波形的稳定性适应性地获得前进波分量,稳定性确定器310可获得由传感器110测量的生物信号的二阶微分信号,并且可确定与前进波分量有关的二阶微分信号的第一局部最小点是否稳定。

例如,稳定性确定器310可在二阶微分信号的检测时段中检测拐点,并且可基于拐点的存在来确定第一局部最小点是否稳定。在这种情况下,检测时段可包括二阶微分信号的第一局部最大点与第一局部最小点之间的时间间隔,并且可通过考虑装置性能、速度等来调节。

在二阶微分信号的检测时段中检测拐点时,如果不存在拐点,则稳定性确定器310可确定第一局部最小点稳定。相反,如果在检测时段中存在拐点,则稳定性确定器310可确定第一局部最小点不稳定。在这种情况下,拐点可以是二阶微分信号的波形在二阶微分信号的检测时段中从“向下”凸改变为“向上”凸的点。

稳定性确定器310可通过例如对生物信号执行四阶微分来获得四阶微分信号,并且可通过使用四阶微分信号来检测拐点。稳定性确定器310可在四阶微分信号的检测时段中检测第一点,并且稳定性确定器310可从二阶微分信号检测与第一点t对应的点作为拐点,第一点满足在第一点t处的幅度大于0并且在第一点t之后的第二点t+1处的幅度小于0的条件。

特征获得器320可基于稳定性确定器310的确定来适应性地获得前进波分量,并且可通过使用获得的前进波分量来获得特征。

图4b是示出稳定性确定器310确定第一局部最小点稳定的情况(即,在二阶微分信号的检测时段中未检测到拐点的情况)的示图。

响应于确定第一局部最小点稳定,特征获得器320可基于二阶微分信号的第一局部最小点mp来获得前进波分量。例如,特征获得器320可检测二阶微分信号的第一局部最小点mp,并且可获得生物信号的与第一局部最小点的时间t1对应的幅度p1作为前进波分量。在另一示例中,特征获得器320可获得二阶微分信号的第一局部最小点的时间与第二局部最大点的时间之间的内部分割点(internallydividingpoint),并且可获得生物信号的与内部分割点对应的幅度作为前进波分量。在这种情况下,特征获得器320可对第一局部最小点的时间和第二局部最大点的时间中的每个施加权重。然而,特征不限于此,并且特征获得器320可获得以下值作为前进波分量:与第一局部最小点mp处的幅度p1具有预定比率的值、与第一局部最小点mp处的时间t1具有预定比率的值、或者通过将预定值与时间t1相加或从时间t1减去预定值而获得的时间点处的幅度。

图4c是示出稳定性确定器310确定第一局部最小点不稳定的情况(即,在检测时段中检测到拐点的情况)的示图。

稳定性确定器310可在二阶微分信号(图4c的下边的视图)的检测时段(例如,第一局部最大点的时间ta与第一局部最小点的时间tb之间的区间)中检测拐点ip,并且如果存在拐点ip,则稳定性确定器310可确定第一局部最小点不稳定。换句话说,在正常情况下,第一局部最小点出现在被检测为拐点ip的点处,但是如果在该点处未清楚地检测到第一局部最小点,该点转化为拐点,并且随后检测到第一局部最小点,则稳定性确定器310可确定从二阶微分信号实际检测的第一局部最小点不稳定。

在检测到拐点ip时,特征获得器320可在生物信号的收缩部分中检测最大幅度点pmax并且可基于最大幅度点pmax获得前进波分量,而不使用从二阶微分信号实际检测的第一局部最小点作为前进波分量。在这种情况下,收缩部分可表示从生物信号的开始点到重搏切迹点的区间。

例如,如图4c中所示,特征获得器320可获得生物信号的最大幅度点pmax处的幅度值作为前进波分量。在另一示例中,如图4d中所示,特征获得器320可获得检测的拐点ip的时间tip与最大幅度点pmax的时间tmax之间的内部分割点,并且可获得与内部分割点的时间tsys对应的幅度psys作为前进波分量。在这种情况下,预定义的权重可被施加到拐点ip的时间tip和最大幅度点pmax的时间tmax中的每个。然而,特征不限于此,并且特征获得器320可获得以下值作为前进波分量:与最大幅度点pmax处的幅度具有预定比率的值、与最大幅度点pmax处的时间tmax具有预定比率的值、或者通过将预定值与时间tmax相加或从时间tmax减去预定值而获得的时间点处的幅度。

在适应性地获得了前进波分量时,特征获得器320可通过使用前进波分量获得用于估计生物信息的特征。例如,特征获得器320可获得前进波分量(即,幅度值本身或者通过处理幅度值获得的值)作为特征。例如,通过使用包括将预定值与幅度值相加、或从幅度值减去预定值、或将幅度值乘以预定值、或将幅度值除以预定值的各种方法,特征获得器320可基于生物信息的类型、用户的异常状况等来处理前进波分量。

可选地,特征获得器320可从生物信号提取各种附加信息,并且可通过将提取的附加信息与前进波分量进行适当地组合来获得特征。例如,通过使用二阶微分信号,特征获得器320可获得生物信号的与第二局部最小点的时间和第三局部最小点的时间对应的幅度值、生物信号的收缩部分的最大幅度值、生物信号的总面积或部分面积等作为附加信息。

一旦特征获得器320提取到特征,生物信息估计器330可通过使用提取的特征来估计生物信息。生物信息估计器330可通过应用预定的生物信息估计模型从提取的特征估计生物信息。在这种情况下,生物信息估计模型可以以定义特征与生物信息(例如,血压)之间的相关性的线性函数或非线性函数的形式来表示。

图5是示出根据本公开的实施例的估计生物信息的方法的流程图。

图5的方法是由用于估计生物信息的设备100和200执行的估计生物信息的方法的示例。

在接收到估计生物信息的请求时,用于估计生物信息的设备100和200可在510中从用户的对象测量生物信号。

用于估计生物信息的设备100和200可提供用于与用户的各种交互的接口,并且可通过提供的接口从用户接收估计生物信息的请求。可选地,用于估计生物信息的设备100和200可从外部装置接收估计生物信息的请求。在这种情况下,外部装置的估计生物信息的请求可包括提供生物信息估计结果的请求。在外部装置包括生物信息估计算法的情况下,估计生物信息的请求还可包括提供特征信息的请求。外部装置可以是可由用户携带的智能电话、平板pc等。

然后,用于估计生物信息的设备100和200可在520中获得生物信号的二阶微分信号,并且可在530中确定二阶微分信号(具体地,二阶微分信号的第一局部最小点)是否稳定。

例如,用于估计生物信息的设备100和200可在二阶微分信号的检测时段中检测拐点,并且如果不存在拐点,则用于估计生物信息的设备100和200可确定第一局部最小点稳定。相反,如果存在拐点,则用于估计生物信息的设备100和200可确定第一局部最小点不稳定。在这种情况下,拐点可以是二阶微分信号的波形在二阶微分信号的检测时段中从“向下”凸改变为“向上”凸的点。

然后,当在530中确定第一局部最小点稳定时,用于估计生物信息的设备100和200可在540中基于二阶微分信号的第一局部最小点来提取前进波分量。

例如,用于估计生物信息的设备100和200可获得生物信号的与第一局部最小点的时间t1对应的幅度p1作为前进波分量。可选地,用于估计生物信息的设备100和200可获得生物信号的与二阶微分信号的第一局部最小点的时间与第二局部最大点的时间之间的内部分割点对应的幅度作为前进波分量。在这种情况下,可将权重施加到第一局部最小点的时间和第二局部最大点的时间中的每个。

相反,当在530中确定第一局部最小点不稳定时,用于估计生物信息的设备100和200可在生物信号的收缩部分中检测最大幅度点,并且可在550中基于检测的最大幅度点来提取前进波分量。

例如,用于估计生物信息的设备100和200可获得最大幅度点处的幅度值作为前进波分量。可选地,用于估计生物信息的设备100和200可获得在530中检测的拐点的时间与最大幅度点的时间之间的内部分割点处的幅度作为前进波分量。在这种情况下,可将预定义的权重施加到拐点的时间和最大幅度点的时间中的每个,但不限于此。

接下来,用于估计生物信息的设备100和200可在560中基于获得的前进波分量来估计生物信息。例如,用于估计生物信息的设备100和200可获得所获得的前进波分量(即,幅度值本身、通过处理幅度值获得的值、通过从二阶微分信号提取附加信息并通过将提取的附加信息与前进波分量进行适当地组合而获得的值等)作为特征。此外,用于估计生物信息的设备100和200可通过基于获得的特征应用生物信息估计模型来估计生物信息。

在估计了生物信息时,用于估计生物信息的设备100和200可向用户提供估计结果。在这种情况下,用于估计生物信息的设备100和200可通过各种视觉方法/非视觉方法来向用户提供估计的生物信息。此外,用于估计生物信息的设备100和200可基于估计的生物信息来确定用户的健康状况,并且可基于该确定向用户提供警告或响应动作。

图6是示出根据本公开的实施例的可穿戴装置的示图。用于估计生物信息的设备100和200的前述实施例可被安装在如图6中所示的佩戴在手腕上的智能手表或智能带型可穿戴装置中,但不限于此。

参照图6,可穿戴装置600包括主体610和带630。

主体610可形成为具有各种形状,并且可包括安装在主体610的内部或外部以执行前述估计生物信息的功能和各种其他功能的模块。电池可嵌入在主体610中或带630中以向可穿戴装置600的各个模块供电。

带630可连接到主体610。带630可以是柔性的,以便围绕用户的手腕弯曲。带630可以以允许带630从用户的手腕拆卸的方式弯曲或者可形成为不可拆卸的带。空气可被注入到带630中或者气囊可被包括在带630中,使得带630可具有根据施加到手腕的压力的变化的弹性,并且带630可将手腕的压力的变化发送到主体610。

主体610可包括用于测量生物信号的传感器620。传感器620可安装在主体610的与用户的手腕的上部接触的后表面上,并且可包括用于将光发射到手腕的皮肤上的光源和用于检测从对象散射或反射的光的检测器。传感器620还可包括用于测量由对象施加的接触压力的接触压力传感器。

处理器可安装在主体610中。处理器可电连接到安装在可穿戴装置600中的各个模块,以控制各个模块的操作。此外,处理器可通过使用由传感器620测量的生物信号来估计生物信息。

例如,佩戴在手腕上的可穿戴装置600从手腕的上部上的毛细血管部分测量生物信号,因此获取主要具有低频分量的生物信号。因此,为了即使在可能产生不稳定的生物信号的各种情况下也稳定地获得特征,处理器可适应性地检测前进波分量。例如,如上所述,基于在二阶微分信号的检测时段中拐点的存在,处理器可确定生物信号的波形是否稳定(即,通常与前进波分量有关的二阶微分信号的第一局部最小点是否稳定)。此外,基于关于稳定性的确定,处理器可通过使用二阶微分信号的第一局部最小点、生物信号的最大幅度点等来获得前进波分量。

在处理器包括接触压力传感器的情况下,处理器可基于手腕与传感器620之间的接触压力来监测对象的接触状态,并且可通过显示器向用户提供关于接触位置和/或接触状态的引导信息。

此外,主体610可包括存储处理器的处理结果和各种信息的存储装置。在这种情况下,各种信息可包括与估计生物信息有关的参考信息以及与可穿戴装置600的功能相关联的信息。

此外,主体610还可包括接收用户的控制命令并将接收的控制命令发送到处理器的操控器640。操控器640可包括用于输入用于开启/关闭可穿戴装置600的命令的电源按钮。

显示器可安装在主体610的前表面上,并且可包括用于接收触摸输入的触摸面板。显示器可从用户接收触摸输入,可将接收的触摸输入发送到处理器,并且可显示处理器的处理结果。例如,显示器可显示生物信息估计值和警告/警报信息。

此外,被设置以用于与外部装置(诸如,用户的移动终端)通信的通信接口可安装在主体610中。通信接口可将生物信息估计结果发送到外部装置(例如,用户的智能电话),以向用户显示结果。然而,通信接口不限于此,并且可发送和接收各种必要信息。

图7是示出根据本公开的实施例的智能装置的示图。在这种情况下,智能装置可以是智能电话、平板pc等,并且可包括前述用于估计生物信息的设备100和200。

参照图7,智能装置700包括主体710和安装在主体710的一个表面上的传感器730。在这种情况下,传感器730可包括脉搏波传感器,脉搏波传感器包括至少一个光源731和检测器732。如图7中所示,传感器730可安装在主体710的后表面上,但不限于此,并且可被构造为与安装在主体710的前表面上的指纹传感器或触摸面板进行组合。

此外,显示器可安装在主体710的前表面上。显示器可视觉地显示生物信息估计结果等。显示器可包括触摸面板,并且可接收通过触摸面板输入的各种信息并将接收的信息发送到处理器。

此外,图像传感器720可安装在主体710中。当用户的手指靠近传感器730以测量脉搏波信号时,图像传感器720可捕获手指的图像并且可将捕获的图像发送到处理器。在这种情况下,处理器可基于手指的图像来识别手指相对于传感器730的实际位置的相对位置,并且可通过显示器向用户提供手指的相对位置,以便以提高的准确度引导脉搏波信号的测量。

如上所述,处理器可基于由传感器730测量的生物信号来估计生物信息。在这种情况下,如上所述,处理器可对生物信号执行二阶微分,可在二阶微分信号的预定周期中检测拐点,并且可基于该检测适应性地获得估计生物信息所需的前进波分量。在这种情况下,当通过使用安装在智能装置700的后表面上的传感器730从用户的手指测量生物信号时,处理器可被配置为首先检测局部最小点,随后检测拐点,但不限于此。

本发明可被实现为写在计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录介质可以是以计算机可读方式存储数据的任何类型的记录装置。

计算机可读记录介质的示例包括rom、ram、cd-rom、磁带、软盘、光学数据存储装置和载波(例如,通过互联网的数据传输)。计算机可读记录介质可分布在联网的多个计算机系统上,使得计算机可读代码以分散的方式被写入计算机可读记录介质并从计算机可读记录介质执行。实现本发明所需的功能程序、代码、代码段可由本发明所属领域的普通技术人员容易地得出。

在此已经针对优选实施例描述了本发明。然而,对本领域技术人员清楚的是,在不改变本公开的技术思想和必要特征的情况下,可进行各种改变和修改。因此,清楚的是,上述实施例在所有方面是说明性的,并且不意在限制本公开。

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