具有去噪功能的生理检测模组及其生理检测方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种生理检测模组，特别是关于一种具有去噪功能的生理检测模组。
【背景技术】
[0002]已知血氧饱和仪(pulse oximeter)利用非侵入式的方式来检测使用者的血氧浓度和脉搏数，其可产生红光光束(波长约660奈米)和红外光光束(波长约910奈米)穿透待测部位，并利用带氧血红素(oxyhemoglobin)和去氧血红素(Deoxyheamo-globin)对特定光谱具有不同吸收率的特性以检测穿透光的光强度变化，例如参照美国专利第7，072，701 号，标题为血氧浓度的监测方式(Method for spectrophotometric bloodoxygenat1n monitoring)。检测出两种波长的穿透光的光强度变化后，例如光体积变化(Photoplethysmograph)信号或PPG信号，再以下列公式计算血氧浓度，血氧浓度=100% X [Hb02]/([Hb02] + [Hb]);其中，[Hb02]表示带氧血红素浓度；[Hb]表示去氧血红素浓度。
[0003]一般血氧饱和仪所检测到的两种波长的穿透光的光强度会随着心跳而呈现强弱变化，这是由于血管会随着心跳而不断地扩张和收缩而使得光束所通过的血液量改变，进而改变光能量被吸收的比例。藉此，根据不断变化的光强度信息则可计算血液对不同光谱的吸收率，以分别计算带氧血红素浓度和去氧血红素浓度等生理信息，最后再利用上述血氧浓度公式计算血氧浓度。
[0004]然而，由于血氧饱和仪检测经过身体组织光线的强度变化，因而会随着不同的待测部位而检测到不同的光强度信号；此外，当血氧饱和仪与所检测的待测部位发生相对移动时，则会检测到混乱波形而难以正确计算出生理特征，因而于非静止状态的检测条件下并不容易检测正确的光体积变化信号(PPG signal)。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提出一种可适用于非静止检测状态的生理感测装置。
[0006]本发明提供一种生理感测模组用以结合于眼镜脚并检测耳后肤面的至少一个生理特征。所述生理检测模组包含结合部以及检测单元。所述结合部用以结合于所述眼镜脚。所述检测单元具有检测面用以贴附于所述耳后肤面并包含光源模组、感测区块和控制模组。所述光源模组用以分时发出绿光、红光和红外光以照射所述耳后肤面。所述感测区块用以感测所述光源模组所发出照射所述耳后肤面并经过身体组织的穿透光以相应产生绿光信号、红光信号和红外光信号。所述控制模组用以控制所述光源模组发光并根据所述绿光信号决定滤波参数以对所述红光信号和所述红外光信号进行滤波，并根据所述绿光信号、滤波后红光信号和滤波后红外光信号其中的至少一者计算所述生理特征。
[0007]本发明还提供一种生理感测模组用以检测耳壳内肤面的至少一个生理特征。所述生理检测模组包含主体、突出部以及检测单元。所述突出部从所述主体向外突出用以置入耳壳内。所述检测单元位于所述突出部并具有检测面用以贴附于所述耳壳内肤面。所述检测单元包含光源模组、感测区块和控制模组。所述光源模组用以分时发出绿光、红光和红外光以照射所述耳壳内肤面。所述感测区块用以感测所述光源模组所发出照射所述耳壳内肤面并经过身体组织的穿透光以相应产生绿光信号、红光信号和红外光信号。所述控制模组用以控制所述光源模组发光并根据所述绿光信号决定滤波参数以对所述红光信号和所述红外光信号进行滤波，根据所述绿光信号、滤波后红光信号和滤波后红外光信号其中的至少一者计算所述生理特征。
[0008]本发明还提供一种生理感测模组的生理特征检测方法，所述生理检测模组包含光源模组以及感测区块，用以检测皮肤表面的至少一个生理特征。所述检测方法包含下列步骤:以所述光源模组分时发出绿光、红光和红外光照射所述皮肤表面；以所述感测区块感测所述光源模组所发出照射所述皮肤表面并经过身体组织的穿透光以相应产生绿光信号、红光信号和红外光信号；根据所述绿光信号决定滤波参数；以所述滤波参数对所述红光信号和所述红外光信号进行滤波以产生滤波后红光信号和滤波后红外光信号；以及根据所述绿光信号、所述滤波后红光信号和所述滤波后红外光信号其中的至少一者计算所述生理特征。
[0009]为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，在本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，在此先述明。
【附图说明】
[0010]图1A为本发明实施例的生理检测模组的方块图；
[0011]图1B为本发明实施例的生理检测模组的运作示意图；
[0012]图2A和2B为本发明实施例的生理检测模组的检测信号的频域信号图；
[0013]图3A和3B为本发明实施例的生理检测模组应用于眼镜的示意图；
[0014]图4为本发明实施例的生理检测模组应用于眼镜时的配戴示意图；
[0015]图5为本发明实施例的生理检测模组应用于耳挂式配件的示意图；
[0016]图6为本发明实施例的薄型生理检测模组的示意图；
[0017]图7为本发明实施例的生理检测模组的感测区块的上视图；
[0018]图8A和8B为本发明实施例的生理检测模组的上视图；
[0019]图9A和9B为本发明实施例的生理检测模组的薄型半导体结构的剖视图；以及
[0020]图10为本发明实施例的生理检测模组的生理检测方法的流程图。
[0021]附图标记说明
[0022]1生理检测模组
[0023]10检测单元
[0024]101光源模组
[0025]101a、101b、101c 光源
[0026]102基板
[0027]102S基板表面
[0028]103感测像素
[0029]103A感测区块
[0030]104薄型半导体结构
[0031]105接点
[0032]106控制模组
[0033]108表示单元
[0034]109电源模组
[0035]130结合部
[0036]131调整部
[0037]150主体
[0038]151突出部
[0039]201晶片
[0040]203平坦层
[0041]205抗刮层
[0042]201S晶片表面
[0043]3眼镜脚
[0044]S皮肤表面
[0045]Sd检测面
[0046]S41-S45步骤
[0047]PPG检测信号
【具体实施方式】
[0048]本发明提供一种适用于头戴式配件的生理感测装置，可结合于例如，但不限于，眼镜或耳机装置，并具有消除移动所造成的噪声的功能。本发明的生理感测装置也可利用固定件结合于其他头饰(headgear),例如通过夹具装卸于帽体(hat)或蓝体(cap),因此可于需要使用时才进行设置，以增加实用性。
[0049]请参照图1A所示，其为本发明实施例的生理检测模组的方块示意图，包含光源模组101、感测区块103A、控制模组106、表示单元108和电源模组109。所述光源模组101、感测区块103A和控制模组106可形成检测单元10并通过检测面Sd检测皮肤表面S的至少一个生理特征，例如脉膊、血氧浓度和/或加速度脉波容积(second derivative ofPhotoplethysmogram);其中，根据PPG信号检测脉膊、血氧浓度和加速度脉波容积的方式已为已知，故于此不再赘述。所述表示单元108可通过声音或影像的方式显示所述生理特征，例如包含扬声器模组或显示器等。所述电源模组109用以提供所述检测单元10操作时所需的电力。必须说明的是，当生理检测模组1结合于头戴式装置(举例说明于后)时，所述表示单元108和所述电源模组109可与头戴式装置分享使用而不包含于生理检测模组1内，只需电性连接于生理检测模组1进行信号传递即可。
[0050]所述光源模组101例如包含至少一个发光二极体