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用于執行光電容積描記的方法和系統的制作方法

文檔序號:1203348閱讀:259來源:國知局
專利名稱:用于執行光電容積描記的方法和系統的制作方法
技術領域
本發明涉及光電容積描記的方法、用于執行光電容積描記的系統、以及計算機程序。
背景技術
Verkruysse, W.等人 2006 年 12 月 22 日在 Optics Express 第 16 (26)期第21434-21445 頁發表的 “Remote plethysmographic imaging using ambient light” 中公開了一種方法,在該方法中,使用環境光和處于電影模式的簡單的消費級數碼相機遠程地測量光電容積描記信號。心率和呼吸率能夠被量化為多達幾個諧波。雖然綠色信道具有對應于(氧合)血紅蛋白吸收峰值的最強的光電容積描記信號,但是紅色信道和藍色信道也包含在光電容積描記信息中。已知方法的問題是,綠色信道可能遭受噪聲,這種噪聲使得它難以恢復所關注的光電容積描記信息。這對于甚至更大范圍的僅與生物計量信號有很弱的相關性的其它信道亦是如此。

發明內容
期望提供上述類型的方法和系統,所述方法和系統即使在綠色信道中存在噪聲的情況下,也增加能夠恢復相對清晰的生物計量信號的可能性。該目的通過根據本發明的方法實現,該方法包括
基于來自至少一個傳感器的至少一個信號進行處理以提取關于周期生物現象的特性的信息,所述至少一個傳感器被布置用以捕獲來自有生命主體的光,
其中來自至少一個傳感器的信號中的至少一個通過使用光源和濾光器中的至少一者獲得,該濾光器被放置在所述至少一個傳感器的前面,所述至少一個傳感器被調諧到水的吸收光譜中的峰值。因此,該方法使用對因脈動血漿流所引起的反射和/或透射光的變化敏感的信道。該信道中的信號能夠結合如下信道或作為如下信道的替代而使用對受照區域內的氧合血紅蛋白的總量變化敏感的信道。因為使用了不同頻率的光,所以存在如下更大的可能性在綠色信道中存在噪聲的情形下將獲得更強的信號。在一個實施例中,峰值在對應于750nm以上的空氣中電磁輻射的波長范圍的范圍內。該實施例適合于用在不期望具有可見光的情況下。實例包括公共空間、軍事檢傷診所、夜間監測和新生兒保溫箱。在該實施例的變型中,峰值在對應于小于IlOOnm的波長范圍的范圍內。該實施例具有如下效果使用在硅技術中實現的(包括光電二極管陣列的)光敏傳感器是可能的。這樣的傳感器通常在約800nm或900nm顯示它們的靈敏度中的峰值。在IOOOnm處,靈敏度略低,但是仍然高得足以檢測該光譜范圍內的光子,在該光譜范圍內具體、在970nm處也存在水的吸收光譜中的有利峰值。存在許多可商購且便宜的硅基傳感器,例如CMOS和CCD陣列。該方法的一個實施例包括將偏振光引導至有生命主體上并且通過偏振相關濾光器捕獲來自有生命主體的光。該實施例具有排除環境光的效果,該環境光具體地還包括具有周期分量的光。在一個實施例中,通過使用光源和濾光器中的至少一者所獲得的信號從第一傳感器獲得,所述濾光器被放置在至少一個傳感器前面,所述至少一個傳感器被調諧到水的吸收光譜中的峰值,并且第二信號從第二傳感器獲得,該第二傳感器被布置用以捕獲在不同于第一傳感器的波長范圍內的來自有生命主體的光。來自第一傳感器的信號,雖然包括代表脈動血流的強分量,但是還能夠包括因有生命主體的移動和/或光照變化所導致的偽像。第二信號能夠代表捕獲的如下光這種光在對血流變化不是特別敏感的波長范圍內,但是包括因有生命主體的移動和/或光照變化所導致的同樣的偽像。因此,該第二信號能夠被用來通過除去不代表一般周期生物現象的分量來校正該第一信號。該實施例的變型包括使用分束裝置將來自有生命主體的光分成被引導至第一傳感器上的光束和被引導至第二傳感器上的光束。這使得使用來自第二傳感器的信號所執行的校正更準確,因為信號包括代表光照變化或有生命主體的同一表面面積的移動的分量。分光可以在波長域內或它可以是偏振分光。進一步的變型包括從至少基于第一信號和第二信號中的僅第一信號的信號中減去至少基于第一信號和第二信號中的僅第二信號的信號。該變型能夠利用相對簡單的信號處理技術實現。不需要復雜的信號分析。特別地,也能夠在時間域中執行該減法。在減法操作中所使用的信號能夠是至少基于來自第一傳感器和第二傳感器的信號,因為它們對應或因為它們可通過施加小于或大于I的增益獲得,這取決于實施方式。進一步變型包括在使用傳感器捕獲來自有生命主體的光之前,使用傳感器捕獲來自校準表面的光,并且至少基于來自傳感器的信號對影響光的捕獲和信號的提供中的至少一項的參數進行調整,以便至少基于來自第一傳感器和第二傳感器的信號對于彼此調整各自信號的振幅和相位中的至少一個。當對有生命主體應用該方法時,效果是來自第一傳感器和第二傳感器的信號、或基于可通過簡單乘法獲得的這些各自信號的信號例如能夠尤其也在時間域中直接從彼此中減去。根據本發明的另一方面,提供了用于執行光電容積描記的系統,該系統包括
至少一個傳感器,該至少一個傳感器用于捕獲來自有生命主體的光;
信號處理系統,該信號處理系統被布置為基于來自所述至少一個傳感器的至少一個信號對信號進行處理以提取關于周期生命現象的特性的信息;以及
光源和濾光器中的至少一個,所述濾光器被放置在傳感器中的至少一個的前面,所述傳感器被調諧至水的吸收光譜中的峰值。 在一個實施例中,系統被布置用以執行根據本發明的方法。


將參考附圖更詳細地解釋本發明,其中
圖I是用于遠程光電容積描記的第一系統的示意 圖2是用于遠程光電容積描記的第二系統的示意圖;以及 圖3是用于遠程光電容積描記的第三系統的示意 圖4是示出了獲得用于分析的信號以確定周期生物現象的特性的第一方法中的步驟的流程 圖5是示出了獲得用于分析的信號以確定周期生物現象的特性的第二方法中的步驟的流程圖;以及
圖6是用于遠程光電容積描記的第四系統的示意圖。
具體實施例方式將在本文描述用于遠程光電容積描記的系統的幾個實施例。光電容積描記是用于利用皮膚反射率變化來特征化某些周期生理現象的方法。人的皮膚能夠被模型化為帶有至少兩個層的物體,所述兩個層之一是表皮層(薄的表面層),并且另一個是真皮層(表皮層下面的較厚的層)。大約5%的入射光線在表皮層中反射,這對于所有波長和膚色均是如此。剩余的光以被稱為(《二色反射模型》(Dichromatic Reflection Model)中所描述的)身體反射的現象在該兩個皮膚層內被散射和吸收。表皮層表現得像光學濾光器,主要吸收光。在真皮層中,光被散射和吸收。吸收取決于血液成分,因而吸收對血流變化敏感。真皮層的光學性質通常對所有人種相同。真皮層包含密集的血管網絡,占成年人總的血管網絡的約10%。這些血管根據身體內的血流收縮。因此,它們改變真皮的結構,這影響皮膚層的反射率。因此,心率能夠根據皮膚反射率變化而確定。用于光電容積描記的第一系統(圖I)包括光源I和光學系統,該光學系統用于將來自光源的光聚焦到例如人類的有生命主體的暴露皮膚的區域上。在示出的實施例中的光學系統包括分束器2和第一透鏡3。反射光被第一透鏡3收集,在分束器2中反射并且由第二透鏡4聚焦到光敏傳感器5上。在其它實施例中,光學系統包括其它元件,所述其它元件包括一個或多個諸如透鏡、聚光器、分束器、棱鏡等的元件。在示出的實施例中,光經過濾光器6。濾光器6至少是波長相關的,被布置用以讓集中在對應于水的吸收光譜中的峰值的波長上的窄帶波長通過。通帶具有依賴于水的吸收光譜中的峰值位置的寬度。通常,該寬度使得吸收峰的半高寬包含在通帶內。因此,寬度的范圍可從IOOnm到I ii m。水的吸收光譜中的峰值出現在對應于可見光譜內的514nm、606nm、660nm和739nm的波長的頻率處。其它峰值出現在恰好在光譜的可見部分之外的836nm和970nm處。后一個值用在如下實施例中其中環境照明度低并且光源I不會發出太多可見光。實際上,在某些這樣的實施例中,完全不使用光源1,由光敏傳感器5所提供的信號完全因反射的環境電磁輻射而產生。在使用了光源I的實施例中,濾光器6和光源I可以是偏振相關的。這樣,來自光敏傳感器5的信號通常能夠保持不因改變環境光等級而變化。
在示出的實施例中,來自光敏傳感器5的信號通過數據處理裝置7獲得,該數據處理裝置可以是被編程的通用計算裝置或特定應用裝置。數據處理裝置7還對控制器8和驅動器9提供控制信號,所述控制器8和驅動器9用于對光源I提供動力。在一個實施例中,這兩個組件8、9連同數據處理裝置7整合到單個裝置中。為了增加來自光敏傳感器5的信號的信噪比,可以利用外差探測。由光源I所發出的光被調制成處于某個頻率V處。因此,光敏傳感器5將提供處于相同頻率下的信號和處于其它頻率下的光。處于其它頻率下的光能夠被丟棄。在一個實施例中,光源I被布置用以發出具有寬光譜的光。在另一個實施例中,光源I被調諧到對應于水的吸收光譜中的峰值的頻率。具體地,該頻率通常與波長相關濾光 器6被調諧到的頻率相同。如果該頻率對應于836nm或970nm的空氣中的波長,則不會發出可見電磁輻射。數據處理裝置7執行諸如過濾和分析之類的操作。具體地,數據處理裝置7被布置用以確定在哪個頻率處信號或濾過的信號的光譜至少在預定的范圍內具有局部最大值,所述預定范圍對應于與周期生物現象相關聯的信號預期會出現的范圍。因此,能夠確定從其發出捕獲的光的個人的心率或呼吸率。代表確定的值的信息被提供在輸出裝置10上。除在不同頻率下的光之外,使用在對應于水的吸收光譜中的峰值的頻率下的光也是可能的。這示出在圖2中,圖2示出類似于圖I的系統的系統,除了圖2帶有三個光源11-13之外。在示出的實施例中,還使用了包括如下部分的光學系統分束器14 ;第一透鏡15,該第一透鏡15用于將光聚焦到生物的暴露的皮膚上并且收集從皮膚反射回的光;以及第二透鏡16和偏振相關濾光器17。三個光敏傳感器18-20中的每一個在不同的光譜范圍內對電磁輻射敏感,這些范圍中的至少一個是有限的。這三個范圍可以重疊。三個光敏傳感器18-20中的一個被調諧到水的吸收光譜中的峰值。在一個實例中,三個光敏傳感器18-20中的另一個被調諧到對應于綠光的在500nm至600nm的范圍內的波長范圍。因此,該傳感器對皮膚中氧合血紅蛋白的總量上的變化敏感。三個傳感器18-20中的第三個能夠被調諧到如下波長范圍該波長范圍對皮膚的反射率上的變化不是特別敏感。實際上,光敏傳感器18-20中的第三個能夠簡單地探測跨越整個光譜的光強度的變化。來自光敏感傳感器18-20的信號被提供給數據處理裝置21,該數據處理裝置21對這些信號進行處理以提供信號,所述信號能夠被分析以確定對應于例如心率值的周期生物現象的分量的特性。為此,能夠確定來自被調諧到綠光的傳感器的信號與來自被調諧到水的吸收光譜中的峰值的傳感器的信號之間的相關(correlations),而這些信號能夠根據來自第三傳感器的信號而去相關(decorrelated)。這產生如下單個信號該單個信號因皮膚反射率變化而具有相對清晰且強烈的分量。為了確定例如頻率的信號的特性,由數據處理裝置21執行對信號的分析(步驟47)。代表特性的信息被提供在輸出裝置22上。為了進一步改進信噪比,示出的實施例利用了已調諧的光源11-13,所述已調諧的光源被布置用以發出在電磁福射光譜范圍內的光,所述電磁福射光譜范圍對應于光敏傳感器18-20被調諧到的范圍。驅動器23和控制器24被提供以為光源11-13提供動力。控制器24連接到數據處理裝置21。如在圖2的實施例中,外差探測能夠被用來進一步改進信噪比。轉到圖3,用于利用成像進行遠程光電容積描記的系統包括數據處理系統25和攝像機26。攝像機26被布置用以對數據處理系統25的接口 27提供一系列圖像。數據處理系統25包括數據處理裝置28和主存儲器29,所述數據處理裝置和主存儲器用于執行包括在軟件中的指令,該軟件儲存在大容量存儲裝置30上。數據處理系統25進一步包括到諸如顯示器的輸出裝置32的接口。圖4中示出了由數據處理系統25執行的光電容積描記方法的第一個實施例。在該實施例中,為了確定攝像機26的適當的設置 ,首先完成初始化步驟33。為此,在捕獲一系列數字圖像的同時,數據處理系統25使得攝像機26的幀速率、曝光時間、像素時鐘(該設置確定獲取像素值的速率)和攝像機信道(camera channel)的增益被改變。確定序列中每個圖像的至少一部分的(空間)平均亮度,并且針對設置的每個新值對平均亮度上的周期波動的大小進行確定。如下設置被選定供隨后在該方法中使用這些設置的大小至少在光譜范圍內具體地高達IOOHz的范圍內是最小的。代替確定圖像的至少一部分的空間平均亮度,能夠確定單獨的像素的亮度波動。選擇攝像機26的設置的效果是,周期背景光照波動在最大可能的程度上不出現在應用該方法的剩余部分的圖像序列中。在下一個步驟34中,從攝像機26獲得圖像的序列35。在一個實施例中,攝像機26設置有單個濾光器,該濾光器被調諧到對應于水的吸收光譜中的峰值的波長。具體地,如在以上討論的實施例中,該波長可以是對應于例如514nm、606nm、660nm或739nm的光譜的可見部分中的頻率的波長。在另一個實施例中,該頻率可以恰好在例如836nm或970nm的光譜的可見范圍之外,這再一次允許使用對光譜中的那一部分敏感的普通硅基光敏傳感器陣列。在可替換的實施例中,攝像機26設置有多個濾光器,使得序列35中的每個圖像對應于多個圖象幀,每個圖像幀包括代表電磁輻射光譜的不同范圍內的光強度的一系列像素值。圖像幀的至少一個序列對應于集中在對應于水的吸收光譜中的峰值的頻率上的有限范圍。隨后,對圖像35進行處理(步驟36)以去除非周期背景信號。為此,形成了對應于圖像35的一部分或全部的時變平均亮度的校正信號。在示出的實施例中,然后根據校正信號對圖像35的像素數據去相關。用于取消線非線性互相關的算法本身是已知的。進一步圖像處理可以發生在該步驟36中例如以補償照相機運動。在接著來的兩個步驟37、38中,在圖像的序列35中的至少一個上執行圖像分割法。具體地,在這些步驟37、38中執行用于探測身體部位(通常是人類的面部)的算法。在 Viola,P.和M.J. 2001 年 7 月 13 日在 Proc. Of IEEE Workshop onstatistical and computational theories of Fisio/ 上發表的 “Robust real-timeobject detection”中描述了合適的算法。基于對具有特定形狀和/或顏色(例如膚色)的分段進行識別的其它合適的算法是已知的,并且所述其它合適的算法能夠代替或結合文獻中所描述的該算法使用。通過圖像的序列35對被確定為對應于所需類型的身體部位的至少一個不同的分段39進行跟蹤(步驟40)。也就是說,分段39被放置,即,它的位置通過比較序列35中的圖像與圖像35內的身體部位的定量移動而確定。適當的跟蹤算法例如從/萬欣Transactionson circuits and systems for video technology 1993 年 10 月第 3 (5)期第 368-379頁 De Haan 等人發表的 “True-motion estimation with 3-D recursive search blockmatching” 得知。隨后,針對每個選定的且被跟蹤的分段39,對圖像分段39內的測量區41進行選定(步驟42)。該步驟42涉及對多個圖像部分的像素數據的空間分析(每個部分在大小上是一個或多個圖像點),以確定具有類似特性的一組鄰近部分。這些部分被選定以形成測量區41。相對于被跟蹤的分段39確定測量區41的位置,測量區41被包括在該被跟蹤的分段39中,因此該測量區41同樣被跟蹤。下一個步驟43涉及亮度信號44的產生,亮度信號44的每個值是來自圖像的序列35的特定的一個中的測量區41的像素值的組合。在圖像包括對應于電磁輻射光譜中不同范圍的圖像幀的情況下,該步驟43可以包括多個步驟(未詳細示出),其中針對圖像幀的每一個序列形成獨立信號。然后,對這些獨立信號進行處理以提供單個信號44。具體地,在圖像幀的一個序列對應于對應于水的吸收光譜中的峰值的頻率范圍,并且另一個序列對應于綠光的情況下,僅能夠保持普通信號分量。對應于一般強度等級的序列或對因脈動血流而導致的變化不敏感的子范圍可以被用來去除噪聲。然后(步驟45),亮度信號44集中在其平均值上,產生代表至少基于來自圖像的序列35中的每一個的多個像素值的值上的變化的最終信號46。在可替換的實施例中,使用了用于提取亮度信號44的動態范圍的大約1%的變化的不同的技術,例如涉及微分(differentiation)步驟的過濾操作。最后(步驟47),對正受到監測的周期生物現象的特性進行提取。例如,該特性可以是正受到監測的個人的心率。信號46的光譜中的局部最大值能夠使用例如快速傅里葉變換而確定。圖5中示出了圖4的方法的可替換的方法。例如,該實施例還允許生成相位圖(phase maps)。圖5的方法也以初始化步驟48開始,以便為攝像機26確定適當的設置。在捕獲一系列數字圖像的同時,數據處理系統25使得攝像機26的幀速率、曝光時間、像素時鐘(確定獲取像素值的速率的設置)和攝像機信道的增益被改變。確定序列中每個圖像的至少一部分的(空間)平均亮度,并且針對設置的每個新值確定平均亮度中的周期波動的大小。如下設置被選定供隨后在該方法中使用這些設置的大小至少在光譜范圍內具體地高達IOOHz的范圍內是最小的。代替確定圖像的至少一部分的空間平均亮度,能夠確定單獨的像素的亮度波動。然后(步驟49),獲得圖像序列50。如在圖4的實施例中,該序列50能夠由圖像幀的多個序列組成,每個序列對應于電磁輻射光譜的不同部分(即不同的顏色信道,如果僅使用了可見光譜)。對圖像50進行處理以利用校正信號去除非周期背景信號,所述校正信號對應于圖像50的一部分或全部的時變平均亮度(步驟51)。該步驟類似于圖4的方法中的相應的步驟36。
然后(步驟52),在圖像50上疊置柵格,這種柵格將每個圖像劃分成多個測量區或至少潛在的測量區。每個測量區包括多個像素值。針對如由柵格所限定的至少一個但更一般而言的多個測量區提取信號53a_n (步驟54)。該步驟54涉及將來自測量區的像素值合并到單個值中,使得信號53的每個值基于僅來自圖像50之一的像素值。因此,結果是代表關聯測量區的亮度的一組時變信號53a-n。在一個實施例中,像素值通過平均而合并。在另一個實施例中,像素值通過取平均值而合并。合并去除了隨機噪聲,導致信號帶有對應于周期生物現象的更強的分量。在圖像的序列50是由圖像幀的多個序列組成的情況下,每個序列與電磁輻射光譜的不同范圍相關聯,來自組成圖像的每個圖像幀中相應的測量區的像素值被合并。這種組合諸如用以去除背景信號或增強對應于生物信號的分量。因此,在圖像幀包括對應于集中在水的吸收光譜中的峰值上的光譜范圍中的強度值的像素值以及對應于500nm和600nm 之間的范圍內的光譜范圍中的強度值的像素值的情況下,合并步驟54可以包括互相關步驟。接著(步驟55),信號53a_n集中在它們的平均值上,產生至少代表基于關聯的各自測量區的像素值的值上變化的其他組信號56a-n。代替使信號53a_n集中在它們的平均值上,可以使用適合于提取信號53a-n的動態范圍的大約1%的變化的另一操作,例如,微分(differentiation)或類似的過濾操作。最后(步驟57),確定至少一個最終信號56a_n的至少一個的分量的特性。例如,能夠確定信號56a-n的光譜中的局部最大值的頻率,以便建立在圖像的序列50中所代表的人的心率值。在另一個實施例中,其中使用了所有的測量區,創建了相位圖。在另一個實施例中,使用信號56a-n的聚類(clustering)或從最終信號56a_n所獲得值來建立使生物現象特征化的一致值(consensus value)。圖6中不出了用于光電容積描記的系統的不大一樣的實施例。該系統獲得兩個信號,其中一個信號被用來去除來自另一個信號的運動和光照偽像。在示出的實施例中,該系統包括光源58。光源58能夠發出具有兩個峰值的光譜,它能夠發出連續光譜或它能夠發出具有兩種特性的光。在可替換的實施例中,不使用光源58。改為使用環境(白)光。圖6的系統還包括光學系統,該光學系統包括第一分束器59 ;第一透鏡60,該第一透鏡用于將來自光源58的光聚焦到生物的暴露的皮膚上并且收集從皮膚反射回的光;以及第二透鏡61。由第二透鏡61所收集的光被傳遞到第二分束器62。第二分束器62可以是偏振相關或波長相關分束器。它將包括至少兩個波長的光分成獨立的光束。第一光束經由第一濾光器64被引導至第一傳感器63上。第一濾光器64被調諧到水的吸收光譜中的峰值。在一個實施例中,所述峰值在對應于750nm以上的波長范圍的范圍內。此外,范圍可以終止在IlOOnm以下。第二光束經由鏡65和第二濾光器66被引導至第二傳感器67上。第二濾光器66被布置用以傳遞不同于第一濾光器64的波長范圍內的光,使得第二傳感器67被布置用以捕獲來自有生命主體的在不同于第一傳感器63的波長范圍內的光。觀察到,不同的波長范圍能夠與第一濾光器64被調諧到的波長重疊。具體地,第二濾光器66完全能夠省去,使得第二傳感器67提供代表環境光等級的信號。然而,一般而言,不同的波長范圍將從第一濾光器64的通帶分離。來自傳感器63、67的信號被提供給信號減法裝置68 (例如運算放大器),使得來自第二傳感器67的信號被從來自第一傳感器63的信號中減去。將結果提供給數據處理裝置67,該數據處理裝置67處理例如分析差信號(difference signal)以提供對應于例如心率值的周期生物現象的分量的輸出特性。數據處理裝置21對信號的分析可以包括確定信號的特性,例如頻率。代表特性的信息被提供在輸出裝置68上。為了進一步改進信噪比,可以使用外差探測,為此提供驅動器69和控制器70以對光源58提供動力。為了確保從來自第一傳感器63的信號減去的信號實際上去除了因有生命主體的運動和/或有生命主體的環境上的光照變化所導致的分量,在有生命主體上使用圖6的系統之前,執行校準步驟。在校準步驟中,提供了校準表面,來自光源58的光被聚焦到該校準表面上。在一個實施例中,該校準表面是具有已知散射性質(諸如波長、到第一透鏡60的光軸的角度、以及偏振)的白色漫射器。然后,對兩個傳感器63、67的靈敏度和增益進行調整,調整方式使得被提供給信號減法裝置68的信號在相位和振幅上是相同的。在一個實施例中,該校準階段針對角度、波長和偏振的不同的組合來執行。校準不必在現場執行,但是可以在制造圖6的系統時執行。在一個實施例中,使用數據處理裝置67來重新調用正確的設置。應注意,上述實施例示出而不是限制本發明,并且在不脫離所附權利要求的范圍的情況下,本領域的技術人員將能夠設計許多替代實施例。在權利要求中,置于圓括號之間的任何標號不得被解釋為限制權利要求。詞語“包括”不排除不同于權利要求中所列出的那些的元件或步驟的存在。元件前面的詞“一”或“一個”不排除多個這樣的元件的存在。在相互不同的從屬權利要求中陳述特定技術措施這一事實并不意味著這些技術措施的組合不可以加以利用。在圖1-3的實施例的變型中,數據處理裝置7、21或數據處理系統25提供輸出信號,該輸出信號具有對應于所關注的周期生物現象的頻率的頻率,該輸出信號能夠用來門控制(gate)諸如成像裝置的其它裝置(未示出)。
在圖3的實施例的變型中,數據處理系統25包括到一個或多個光源的接口。光源中的一個能夠被調諧到水的吸收光譜中的峰值,具體地為以上給出的電磁波譜的近紅外部分中的波長值中的一個。
權利要求
1.一種光電容積描記的方法,包括 基于來自至少一個傳感器(5; 18-20; 26; 63)的至少一個信號(35; 50)對信號(46; 56)進行處理,所述至少一個傳感器被布置用以捕獲來自有生命主體的光以提取關于周期生物現象的特性的信息, 其中來自至少一個傳感器(5; 18-20; 26; 63)的至少一個信號(35; 50)通過使用光源(1;11-13)和濾光器出;17;64)中的至少一個來獲得,所述濾光器被放置在所述至少一個傳感器(5;18,19,20; 26;63)前面,所述至少一個傳感器被調諧到水的吸收光譜中的峰值。
2.根據權利要求I所述的方法,其中所述峰值在對應于750nm以上的空氣中的電磁輻射的波長范圍的范圍內。
3.根據權利要求2所述的方法,其中所述峰值在對應于小于IlOOnm的波長范圍的范圍內。
4.根據權利要求I所述的方法,包括將偏振光引導至有生命主體上并且通過偏振相關濾光器出;17)捕獲來自所述有生命主體的光。
5.根據權利要求I所述的方法,其中通過使用光源和濾光器中的至少一個所獲得的所述信號是從第一傳感器¢3)獲得的,所述濾光器被放置在所述至少一個傳感器前面,所述至少一個傳感器被調諧到水的吸收光譜中的峰值,并且第二信號是從第二傳感器(67)獲得的,所述第二傳感器被布置用以捕獲來自所述有生命主體的在不同于所述第一傳感器(63)的波長范圍內的光。
6.根據權利要求5所述的方法,包括使用分束布置¢2)來將來自所述有生命主體的光分成被引導至所述第一傳感器(63)上的光束和被引導至所述第二傳感器(67)上的光束。
7.根據權利要求5所述的方法,包括從至少基于第一信號和第二信號中的僅第一信號的信號中減去至少基于第一信號和第二信號中的僅第二信號的信號。
8.根據權利要求5所述的方法,包括在使用所述傳感器出3,67)捕獲來自所述有生命主體的光之前,使用傳感器(63,67)捕獲來自校準表面的光,并且至少基于來自傳感器(63,67)的信號對影響光的捕獲和信號的提供中的至少一項的參數進行調整,以便至少基于來自第一傳感器和第二傳感器(63,67)的信號對于彼此調整各自信號的振幅和相位中的至少一個。
9.一種用于執行光電容積描記的系統,包括 至少一個傳感器(5; 18-20; 26; 63),所述至少一個傳感器用于捕獲來自有生命主體的光; 信號處理系統(7; 21; 25; 67),所述信號處理系統被布置用以基于來自至少一個傳感器(5; 18-20; 26; 63)的至少一個信號(35; 50)對信號(46; 56)進行處理,以提取關于周期生命現象的特性的信息;以及 光源(I; 11-13)和濾光器出;17;64)中的至少一個,所述濾光器被放置在所述傳感器(5; 18-20; 26; 63)中的至少一個的前面,所述傳感器被調諧至水的吸收光譜中的峰值。
10.根據權利要求9所述的系統,所述系統被布置用以執行根據權利要求1-8中任一項所述的方法。
全文摘要
光電容積描記的方法包括基于來自至少一個傳感器(5;18-20;26;63)的至少一個信號(35;50)對信號(46;56)進行處理,所述至少一個傳感器被布置用以捕獲來自有生命主體的光以提取關于周期生物現象的特性的信息。來自至少一個傳感器(5;18-20;26;63)的信號(35;50)中的至少一個通過使用光源(1;11-13)和濾光器(6;17;64)中的至少一個獲得,該濾光器被放置在所述至少一個傳感器(5;18-20;26;63)的前面,所述至少一個傳感器被調諧到水的吸收光譜中的峰值。
文檔編號A61B5/024GK102647941SQ201080055343
公開日2012年8月22日 申請日期2010年10月4日 優先權日2009年10月6日
發明者G.森尼尼, I.O.基倫科, V.診妮 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司
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