吸深度。脉搏血氧测定法的基本原理为利用通过 使光闪烁到受试者的组织内来运行的传感器并且测量多少光被吸收相对多少光被透射。因 为氧合血液和脱氧血液展现出不同的吸收光谱，所以能够确定氧合血液的比例，每当受试 者呼吸并且每当他们的心脏通过它们的动脉泵送新鲜血液时该氧合血液的比例增加。大部 分常见的常规脉搏血氧测定传感器监测并且检测通过组织（手指或耳垂）透射的光，同时 一些传感器考虑光反射率。
[0049] 典型地利用脉搏血氧测定法测量动脉氧合，该脉搏血氧测定法为监控受试者血红 蛋白饱和度的非侵入式技术。在透射式脉搏血氧测定技术中，将传感器放置在受试者身体 的薄部分，例如指尖或耳垂，或者在婴儿的情况下，跨在足上。两种不同波长的光穿过受试 者的组织到达光电检测器。测量各波长处的变化的吸光度，允许确定吸光度，该吸光度仅归 因于搏动的动脉血液，除了静脉血、皮肤、骨骼、肌肉和脂肪之外。
[0050] 另一类型的脉搏血氧测定法为反射式脉搏血氧测定法。可将反射式脉搏血氧测定 法用作上述的透射式脉搏血氧测定法的替代形式。反射式脉搏血氧测定法不需要受试者身 体的薄区段。因此，反射式脉搏血氧测定法更好地适合于更普遍的应用，例如在足部、前额 和胸部进行血氧浓度的测量。然而，反射式脉搏血氧测定法还具有一些限制。
[0051] 例如，迄今，学术文献仅已意识到反射式脉搏血氧测定法为可能的。文献还已经意 识到：存在关于此技术的可靠性和达到应用的问题。参见，例如，"光电容积描记法及其在临 床生理学测量中的应用"，约翰艾伦（2007) ("Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement, "John Allen(2007))非接触式光电容积 描记法的综述，"佩克Y S郑，和皮特R史密斯，2012( "An Overview of Non-contact Photoplethysmography，"Peck Y S Cheang and Peter R Smith, 2012)基于垫子上的 光电容积描记法对心率进行非接触式和连续式监测，"M. Y. M.王，E.皮克维尔-麦克弗 森和 Y. T.张，2003 ( "Contactless and continuous monitoring of heart rate based on photoplethysmography on a mattress, ^M. Y. M. Wong, E. Pickwell-MacPherson and Y.T.Zhang，2003)用于电子贴片的反射式脉搏血氧测定传感器，"拉斯马斯G.哈尔，2006 年 11 月（"Reflectance Pulse Oximetry Sensor for the Electronic Patch, "Rasmus G.Haahr, November 2006)一种用于在睡眠床上对动脉血压进行非接触式和连续式测 量的新颖方法，" W.B.古，aCY.潘，H.K.梁，EY.西，EY.M.王和Y.T.张，2009("A Novel Method for the Contactless and Continuous Measurement of Arterial Blood Pressure on a Sleeping Bed, ^ff. B. Gu, C. C. Y. Poon, Η. K. Leung, M. Y. Sy, M. Y. M. Wong and Y. T. Zhang，2009);以及"具有标准差的波长选择方法：应用于脉搏测定法，"巴克斯-雅卡 得等人，2011 ( "Wavelength Selection Method with Standard Deviation: Application to Pulse Oximetry, "Vaquez_Jaccaud_et_al, 2011)。将这些参考文献的每一个通过引用 以其全文结合在此。
[0052] 因此，在此所披露的实施例已被开发用于识别和解决校准问题，该校准问题目前 已经阻碍以下可操作且可靠的反射式脉搏血氧测定传感器的开发，该传感器对被监测的受 试者进行自校准，并且具体地讲，针对由受试者穿戴的衣服层的数量和类型进行自校准。这 样做时，所披露的传感器组件实施例识别最佳的发射光的一个或多个光级和一个或多个类 型以为受试者提供有意义且可靠的脉搏血氧测定数据。因为每个受试者可具有不同量和不 同类型的衣服（发射光一定通过该衣服行进和/或通过该衣服反射），所以传感器组件的正 常运作在每个会话/受试者基础上利用传感器组件的自动校准。即，每当受试者与传感器 接触时，对一个或多个传感器组件进行再校准以说明可监测新受试者和/或可在类型或数 量方面受试者的衣服层已经改变的可能性。根据本披露的这种创新在本文所解释的多种多 样的申请方面具有显著的实用性。
[0053] 通过引入所披露的实施例，脉搏血氧测定法是基于下述原理：氧合和脱氧血红蛋 白具有不同的吸收光谱，如图1所示。反射式脉搏血氧测定法通过反射率测量两种不同波 长的光的光吸收；即通过利用光电检测器或类似传感器获知透射光的量并且检测反射光的 量，技术人员能够确定由受试者身体吸收的光的量，即光吸收值。
[0054] 图7提供了脉搏血氧测定信号的示意图。图8展示了从这种脉搏血氧测定信号提 取脉搏和呼吸信息的实例。
[0055] 然而，通过介入材料的非接触式脉搏血氧测定法的功效受支配于那些材料的吸收 光谱。为了创造能够通过介入材料的可变组成确定血液氧合的血氧测定（例如，脉冲血氧 测定）传感器，所披露的实施例提供了在有待在受试者身体处透射的多波长的光之间切换 的能力或者从有待在受试者身体处透射的多波长的光中进行选择的能力。基于由多种波长 引起的光的反射量，传感器组件能够选择有待在受试者身体处透射的光的一个或多个最佳 波长，以通过反射式脉搏血氧测定法确定受试者的氧饱和度。
[0056] 图2和图3分别提供了包含于根据本披露的实施例所提供的传感器组件400 (如 图4的示意图所示）中的电子部件的俯视图和仰视图。两个附图均相对于用以展示参考尺 寸的参考对象（在本文中为25美分硬币）来示出。
[0057] 图4为展示了根据所披露的实施例提供的传感器组件的电子部件的示意图。如图 4所示，传感器组件400的至少一个披露的实施例包括三个级段：光电检测器级段405、输入 /输出和处理级段415、以及光发射级段430。
[0058] 光电检测器级段405包括用于检测来自受试者身体的反射光的量的光电检测器 或光电二极管410。光电检测器级段405还包括允许对检测信号进行缓冲和滤波的各种电 路元件，这些电路元件包括用于建立虚接地并且对从光电检测器410输出的信号进行缓冲 和滤波的运算放大器。
[0059] 将名称为"用于脉搏血氧测定仪的电子处理器（Electronic Processor for Pulse Oximeter) "的美国专利号5, 348, 004和名称为"脉搏血氧测定法的自适应校准 (Adaptive Calibration for Pulse Oximetry)"的美国专利号 6, 839, 580 两者的传授内容 特此通过引用以其全文结合在此。那些专利中的每一个均披露了可用于实施所披露的用于 在座置环境中感测和监测血氧的实施例的多种器具、部件和方法。
[0060] 将光电检测器级段405的输出联接到输入/输出和处理级段415,以便允许对通过 光电检测器检测到的信号进行分析，以进行传感器组件的校准并且进行受试者的血氧含量 的检测和监测。输入/输出和处理级段415包括通信总线420,该通信总线使级段405和 430的传感器组件部件与处理器425联接。这种联接及相关联的双向通信允许处理器425 通过光发射级段430控制光的发射并且接收来自光电检测器级段405的反射信号以进行处 理而用于对受试者的血氧含量的校准、检测和监测。
[0061] 光发射级段430包括两组LED 435、440。可最优化LED组以利用现成的LED，例如 穿透广泛的材料孔的在850nm和950nm处的光的LED。光发射级段430可利用另外的或可 替代的LED组，例如，处于600nm和IlOOnm之间的另外的波长的LED组，以用于更稳固的信 噪比确定。
[0062] 在实现方式中，从图5表格中列出的可商购的电子部件中选出图4所示的级段和 并入的部件。进一步，应当指出，光电二极管410 (即接收器）和LED组435、440中的LED (即 发射器）可为大约7. 5_以避免从LED溢出到光电二极管。
[0063] 在此所披露的实施例提供了执行通过多层材料对血氧接触的非侵入式、非分散式 监测的能力。用于传感器和传感器组件的校准子程序得出用于正受监测的具体受试者的最 好的光部件。这是因为用于反射式监测的光部件根据具体受试者的衣服层的量、类型和数 目而改变。
[0064] 因此，所披露的实施例可利用被开发用于通过由受试者穿戴的介入衣服的可变层 读取脉搏血氧测定（又称为光电容积描记法，或者PPG)信号的定制设计的电路。因此，所 披露的实施例允许通过多波长的光进行传感器