智能戒指、控制电路、生理信号采集方法和程序产品与流程

本公开涉及智能戒指，特别涉及一种智能戒指、控制电路、生理信号采集方法和程序产品。

背景技术：

1、相关技术智能戒指内壁空间小、曲率大，贴肤状态容易随指围、旋转、汗液变化。

技术实现思路

1、通过研究发现：相关技术单发单收或两发一收ppg（photoplethysmographic, 光电容积脉搏波）检测的结构容易在局部离皮、低灌注、肤色差异、运动伪迹或光窗污染时失效。

2、鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种智能戒指、控制电路、生理信号采集方法和程序产品，在戒指曲面内壁有限面积内，可以用少量器件形成可区分的多条有效组织光路。

3、根据本公开的一个方面，提供一种智能戒指，包括：

4、至少三个发光单元；和

5、至少两个光电接收单元，其中，每个发光单元与至少一个接收单元形成有效反射式或斜入射反射式检测光路，所述检测光路为所述发光单元到皮肤再到所述光电接收单元的光路；多个检测光路通过不同光路长度、不同几何间距、不同入射角、不同发光类型和不同接收视场中的至少一种形成多通道生理信号矩阵。

6、在本公开的一些实施例中，所述至少三个发光单元和所述至少两个光电接收单元设置在戒指内壁沿周向和轴向中的至少一个方向。

7、在本公开的一些实施例中，所述至少三个发光单元和所述至少两个光电接收单元之间形成至少四条检测光路。

8、在本公开的一些实施例中，所述智能戒指包括第一发光单元、第二发光单元、第三发光单元、第一光电接收单元和第二光电接收单元，其中：

9、所述第一发光单元与所述第一光电接收单元形成第一距离通道，其中，所述第一距离通道用于高灌注浅层光电容积脉搏波ppg采样和佩戴贴合判断中的至少一项；

10、所述第二发光单元分别与所述第一光电接收单元和所述第二光电接收单元形成第二距离通道，其中，所述第二距离通道用于主ppg采样，第二距离大于第一距离；

11、所述第三发光单元与所述第二光电接收单元形成第三距离通道，其中，所述第三距离通道用于深层散射趋势、运动伪影判别、肤色或组织差异补偿中的至少一项，第三距离大于所述第二距离。

12、在本公开的一些实施例中，所述至少三个发光单元中的至少两个发光单元在发光类型、出光角、发光面积、中心波段、封装高度或驱动方式中的至少一项不同，其中，所述发光类型包括多芯片发光二极管led、第一带宽led和第二带宽led中的至少一项，所述第二带宽led的发光光谱带宽大于所述第一带宽led的发光光谱带宽。

13、在本公开的一些实施例中，所述至少三个发光单元沿所述智能戒指的周向、轴向或斜向排列。

14、在本公开的一些实施例中，所述至少三个发光单元呈三角形阵列、弧形阵列、错位阵列或围绕一个光电接收单元分布。

15、在本公开的一些实施例中，所述智能戒指还包括：

16、遮光隔离结构，设置在发光单元与光电接收单元之间，用于降低发光单元与光电接收单元之间的直接串光，其中，所述遮光隔离结构包括黑色胶墙、金属挡墙、遮光涂层、微结构隔离筋、分腔结构和吸光材料中的至少一项。

17、在本公开的一些实施例中，所述智能戒指还包括：

18、控制电路，被配置为按时序驱动不同的发光单元并读取所述至少两个光电接收单元的信号；对所述检测光路进行质量评价，并选择或融合至少一条检测光路以获得生理信号。

19、在本公开的一些实施例中，控制电路，还被配置为根据交流信号和直流信号的比值、饱和程度、周期稳定性和运动传感器信号从所述检测光路中选择主通道。

20、根据本公开的另一方面，提供一种生理信号采集方法，包括：

21、在用户佩戴如上述任一实施例所述的智能戒指的情况下，按时序驱动不同的发光单元并读取至少两个光电接收单元的信号；

22、对多条检测光路进行质量评价；

23、根据质量评价结果，选择或融合至少一条检测光路以获得用户的生理信号。

24、在本公开的一些实施例中，所述方法还包括：

25、控制至少一个发光单元发光；

26、获取至少一个光电接收单元的直流反射电压；

27、根据所述直流反射电压，确定所述智能戒指是否贴近皮肤。

28、在本公开的一些实施例中，所述根据所述直流反射电压，确定所述智能戒指是否贴近皮肤包括以下步骤中的至少一个步骤：

29、在所述直流反射电压小于第一电压阈值的情况下，判定为未佩戴所述智能戒指；

30、在所述直流反射电压大于等于所述第一电压阈值、且小于等于第二电压阈值的情况下，判定为已佩戴所述智能戒指且贴合良好，其中，所述第二电压阈值大于所述第一电压阈值；

31、在所述直流反射电压大于所述第二电压阈值的情况下，判定为智能戒指的窗口被污染或皮肤反射率过高，进入校准流程。

32、在本公开的一些实施例中，所述对多条检测光路进行质量评价包括：

33、计算每条检测光路的通道参数，其中，所述通道参数包括直流电压、交流电压幅值、信噪比、饱和程度、运动相关性、脉搏周期稳定性和相邻通道一致性中的至少一项；

34、对于每条检测光路，根据所述通道参数，确定所述检测光路的质量分数。

35、在本公开的一些实施例中，所述根据质量评价结果，选择或融合至少一条检测光路以获得用户的生理信号包括：

36、选择质量分数最高的检测光路作为主通道，用于主光电容积脉搏波ppg采样；

37、选择质量分数第二高的检测光路作为备用通道，用于主通道异常情况的切换；

38、选择质量分数第三高的检测光路作为辅助通道，其中，所述辅助通道用于浅层ppg和佩戴贴合判断中的至少一项。

39、在本公开的一些实施例中，所述根据质量评价结果，选择或融合至少一条检测光路以获得用户的生理信号还包括：

40、对主通道信号和备用通道信号进行加权融合；

41、采用融合后的信号进行心率、血氧、灌注和组织散射中至少一项的计算。

42、在本公开的一些实施例中，所述方法还包括：

43、在所述智能戒指出现旋转、接触局部松动、运动伪影增大、一个通道失效、低灌注和局部污染中至少一种异常的情况下，对异常通道进行选择、融合降级、剔除、切换至备用通道和降低通道权重中的至少一项。

44、根据本公开的另一方面，提供一种控制电路，包括：

45、信号读取模块，被配置为在用户佩戴如上述任一实施例所述的智能戒指的情况下，按时序驱动不同的发光单元并读取至少两个光电接收单元的信号；

46、质量评价模块，被配置为对多条检测光路进行质量评价；

47、信号检测模块，被配置为根据质量评价结果，选择或融合至少一条检测光路以获得用户的生理信号。

48、根据本公开的另一方面，提供一种控制电路，包括：

49、存储器，被配置为存储指令；以及

50、耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令，执行如上述任一实施例所述的方法。

51、根据本公开的另一方面，提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的方法。

52、根据本公开的另一方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一实施例所述的方法。

53、本公开在戒指曲面内壁有限面积内，可以用少量器件形成可区分的多条有效组织光路。