生理参数测量装置、终端及方法与流程

1.本技术涉及智能终端技术领域，具体涉及一种生理参数测量装置、终端及方法。


背景技术：

2.随着智能终端技术的发展，智能可穿戴设备在监测人体相关生理参数上取得了巨大应用。智能可穿戴设备如智能手表、智能手环等加入了测量各种生理参数特别是血液相关参数的功能。其中，无损伤测量技术特别是通过光学测量手段来获得血液流动特点、血液参数和/或进行血液分析的技术取得了巨大应用。基于光学的血液测量装置一般包括发射端和检测端，并且紧贴在用户身体的一部分如手腕、手指、耳朵、前额、脸颊或者眼球，由发射端将光辐射透射到身体该部分中或者通过身体该部分反射，然后由检测端检测被身体该部分衰减后的光从而得到测量信号。这些测量信号可以用于分析并确定生理参数如血氧饱和度和脉搏等。基于光学的血液测量技术所依赖的原理是，光经过身体该部分时可以被吸收、反射或者折射从而造成衰减。其中，身体该部分包括皮肤、肌肉、骨骼、脂肪、色素等成分，光因这些成分而导致的衰减通常是不变的或者被认为在测量期间是基本不变的，而血管里特别是动脉血管里的血液的流动会导致光的衰减发生变化。这一点体现在测量信号中可以分成时不变的直流电(direct current，dc)信号和时变的交流电(alternating current，ac)信号，通过提取测量信号中的ac信号可以获得血液流动特点、血液参数和/或进行血液分析。例如，光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography，ppg)测量经过人体血管和组织反射、吸收后的衰减光，得到容积脉搏波的血流变化，从而描记出血管的搏动状态并测量脉搏波。再例如，脉搏血氧测定法(pulse oximetry)利用动脉血对光的吸收量随动脉搏动而变化的原理，通过检测血液对光吸收量的变化而测量血氧饱和度，也就是血液中被氧结合的氧合血红蛋白的容量占全部可结合的血红蛋白容量的百分比。
3.基于光学的血液测量技术，决定其测量效果的关键因素之一是信噪比(signal noise ratio，snr)。实际中，测量信号中的ac信号相对于dc信号的比重往往很低，例如在手腕处的ac/dc比一般不到千分之一。换句话说，基于从血管反射的光的ac信号相对于基于从皮肤、肌肉、骨骼、脂肪等其它成分反射的光的dc信号的比例很低。另一方面，背景噪声、电子电路扰动及器件状态偏移等因素也会对测量效果造成负面影响，特别是在snr较低的情况下。可以通过提高发射光的强度以及提高探测器的灵敏度来增强ac信号，但是这样做也会在增强ac信号的同时也增强dc信号，也就是增加了测量信号中的噪声分量。为此，需要提高ac/dc比或者增加ac信号相对于dc信号的强度。美国专利us 10813578公开了在光源和光探测器中间设置反射器，利用该反射器减少经非灌注层如皮肤表面反射到光探测器的光同时增加在血管等灌注层中的光路长度。美国专利us 10537270公开了将光源的光照射方向与光探测器的检测方向之间形成一定角度，从而减少经非灌注层反射到光探测器的光同时增加在灌注层中的光路长度。但是，这些现有技术的方案实现起来涉及到复杂的结构和精细的光学方向设计，并且在产品出厂后难以根据实际需求进行调整，不利于大规模应用如添加到智能可穿戴设备上。
4.除了借助光学测量手段获得血液流动特点、血液参数和/或进行血液分析以外，无损伤测量技术还可以借助光学测量手段获得人体相关的其它生理参数，例如皮肤上色素沉淀和分布等。然而，现有技术中缺少有效的解决方案来获取这些生理参数。
5.为此，需要一种解决方案，能有效的测量用户身体的生理参数如血液参数和色素分布等，同时具有较好的snr和ac/dc比，并且结构简单利于调整，可应用于例如紧靠用户手腕等位置的智能可穿戴设备如智能手表、智能手环等。


技术实现要素：

6.第一方面，本技术实施例提供了一种生理参数测量装置。所述生理参数测量装置包括：发射模块，其中，所述发射模块被配置成发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标；检测模块，其中，所述检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模块过滤后的光满足第二偏振模式；和处理器。其中，所述处理器被配置成，根据所述被测目标的待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而优化测量信号，该测量信号是基于被所述检测模块过滤后的光并用于确定所述待测量生理参数。
7.第一方面所描述的技术方案，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。
8.第二方面，本技术实施例提供了一种生理参数测量方法。所述方法包括：通过发射模块，发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标；通过检测模块，过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模块过滤后的光满足第二偏振模式；和基于被所述检测模块过滤后的光，获得测量信号。其中，所述测量信号用于确定所述被测目标的待测量生理参数。其中，所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异根据所述待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定从而优化所述测量信号。
9.第二方面所描述的技术方案，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。
10.第三方面，本技术实施例提供了一种生理参数测量终端。所述生理参数测量终端包括：发射模块，其中，所述发射模块被配置成发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一起偏模式并照射被测目标；第一检测模块，其中，所述第一检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述第一检测模块过滤后的光满足第一检偏模式，第一测量信号基于被所述第一检测模块过滤后的光确定；和第二检测模块。其中，所述第二检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述第二检测模块过滤后的光满足第二检偏模式，第二测量信号基于被所述第二检测模块过滤后的光确定。其中，所述第一检偏模式相对于所述第一起偏模式的差异不同于所述第二检偏模式相对于所述第一起偏模式的差异。
11.第三方面所描述的技术方案，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的
生理参数。
12.第四方面，本技术实施例提供了一种生理参数测量终端。所述生理参数测量终端包括：第一发射模块，其中，所述第一发射模块被配置成发射第一波长的光，其中，所述第一发射模块所发射的光满足第一起偏模式并照射被测目标；第二发射模块，其中，所述第二发射模块被配置成发射第二波长的光，其中，所述第二发射模块所发射的光满足第二起偏模式并照射所述被测目标；和检测模块。所述检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模块过滤后的光满足第一检偏模式。其中，所述第一检偏模式相对于所述第一起偏模式的差异不同于所述第一检偏模式相对于所述第二起偏模式的差异。
13.第四方面所描述的技术方案，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。
14.第五方面，本技术实施例提供了一种生理参数测量终端。所述生理参数测量终端包括：第一发射模块，其中，所述第一发射模块被配置成发射一个或多个波长的光，其中，所述第一发射模块所发射的光满足第一起偏模式并照射被测目标；第二发射模块，其中，所述第二发射模块被配置成发射一个或多个波长的光，其中，所述第二发射模块所发射的光满足第二起偏模式并照射所述被测目标；第一检测模块，其中，所述第一检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述第一检测模块过滤后的光满足第一检偏模式；和第二检测模块，其中，所述第二检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述第二检测模块过滤后的光满足第二检偏模式。其中，所述第一检偏模式与所述第一起偏模式相匹配并与所述被测目标的第一深度相关，所述第二检偏模式与所述第二起偏模式相匹配并与所述被测目标的第二深度相关。
15.第五方面所描述的技术方案，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。
16.第六方面，本技术实施例提供了一种生理参数测量装置。所述生理参数测量装置包括：发射模块，其中，所述发射模块被配置成发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标；和检测模块，其中，所述检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模块过滤后的光满足第二偏振模式。其中，所述第一偏振模式不同于所述第二偏振模式，所述发射模块或者所述检测模块被配置成可调整所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而最大化该测量信号中的ac信号相对于dc信号的比例。
17.第六方面所描述的技术方案，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。
附图说明
18.为了说明本技术实施例或背景技术中的技术方案，下面将对本技术实施例或背景技术中所需要使用的附图进行说明。
19.图1示出了本技术实施例提供的生理参数测量装置的示意图。
20.图2示出了本技术实施例提供的生理参数测量的方法的流程示意图。
21.图3示出了本技术实施例提供的一种实施方式的生理参数测量终端的结构框图。
22.图4示出了本技术实施例提供的另一种实施方式的生理参数测量终端的结构框图。
23.图5示出了本技术实施例提供的另一种实施方式的生理参数测量终端的结构框图。
具体实施方式
24.本技术实施例为了解决能有效的测量用户身体的生理参数如血液参数和色素分布等，同时具有较好的snr和ac/dc比，并且结构简单利于调整，可应用于例如紧靠用户手腕等位置的智能可穿戴设备如智能手表、智能手环等这一技术难题，提供了一种生理参数测量装置、终端及方法。所述生理参数测量装置包括：发射模块，其中，所述发射模块被配置成发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标；检测模块，其中，所述检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模块过滤后的光满足第二偏振模式；和处理器。其中，所述处理器被配置成，根据所述被测目标的待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而优化测量信号，该测量信号是基于被所述检测模块过滤后的光并用于确定所述待测量生理参数。如此，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。
25.本技术实施例可用于以下应用场景，包括但是不限于，任意通过皮肤进行的生理检测，例如通过光容积图或者脉搏波测量血压、血红蛋白浓度、脉搏、血氧饱和度、呼吸频率、血流灌注指数、血流反应性、高铁血红蛋白、碳氧血红蛋白、胆黄素、氧气含量等，或者通过测量脉搏波传输时间或者测量不同波长的脉搏波幅度或者测量脉搏波相位等来测量上述生理参数或者任意合适的人体相关生理参数。
26.本技术实施例可以依据具体应用环境进行调整和改进，此处不做具体限定。
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术的实施例进行描述。
28.请参阅图1，图1示出了本技术实施例提供的生理参数测量装置的结构框图。如图1所示，生理参数测量装置100包括发射模块102、检测模块104和处理器106。其中，发射模块102被配置成发射一个或多个波长的光。发射模块102所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标。发射模块102可以包括一个或者多个光源，而检测模块104也可以包括一个或者多个光探测器或者光探测器阵列。被测目标可以理解为用户身体的一部分例如用户的手腕、手指、耳朵、前额、脸颊或者眼球，在图1中被测目标也即用户身体该部分简略地表示为表皮层110和真皮层120。真皮层120是位于表皮层110下方，两者一起是用户身体该部分的皮肤。例如，当生理参数测量装置100紧贴用户的手腕上某位置时，则被测目标是用户手腕在该位置处的皮肤，表皮层110和真皮层120分别表示该位置处的皮肤的表皮层和真皮层。检测模块104被配置成过滤被所述被测目标反射的光。被检测模块104过滤后的光满足第二偏振模式。图1中示意性示出了发射模块102发射的光经被测目标反射后再被检测模块104
所接收的三条光路l1、l2和l3。其中，光路l1所表示的光在表皮层110的表面被反射，光路l2所表示的光在表皮层110内被发射，而光路l3所表示的光在真皮层120内被反射。应当理解的是，图1中所示出的光路l1、l2和l3仅为示例性，实际中发射模块102所发射的光可以沿着任意合适的光路经被测目标反射后到达检测模块104。生理参数测量装置100获得测量信号，测量信号是基于被检测模块104过滤后的光并用于确定被测目标的待测量生理参数。具体地，检测模块104所接收的从被所述被测目标反射的光是经过被测目标也就是被身体该部分衰减后的光，通过常规技术手段例如光电转换和模数转换等，可以得到测量信号。
29.请继续参阅图1，结合人类皮肤的相关知识可知，皮肤的层次从最外层开始依次为表皮层、真皮层和皮下组织层。其中，表皮层没有血管还可以进一步划分成角质层、透明层、颗粒层、棘细胞层和基底层。基底层为表皮的最内层并与真皮层相接。基底层内含有血红素、胆红素、黑色素等。其中，黑色素细胞的活跃程度决定肤色的深浅，黑色素细胞的代谢在正常范围内可保护细胞不致被紫外线消减同时阻止紫外线穿透皮肤伤害深层细胞。真皮层含有丰富的血管，皮下组织层也含有丰富的血管。当光照射到到皮肤上并进入皮肤中，首先会抵达表皮层的最外侧的角质层，然后依次穿透角质层、透明层、颗粒层、棘细胞层和基底层，然后穿透到真皮层中甚至继续向皮肤内部穿透。其中，因为表皮层特别是角质层不含血液，所以从角质层反射回来的光不带有血液相关信息，也就是对测量信号的ac信号没有贡献，而是会形成dc信号。只有穿透到真皮层内并且经过血管的光才带有血液相关信息，也就是会对ac信号做出贡献。因此，测量信号中的dc信号的主要组成是来自表皮层的反射光以及在角质层背向散射的光。以图1为例，光路l1所表示的光和光路l2所表示的光分别是在表皮层110的外侧和内部产生的反射光，也就是说，光路l1和光路l2所表示的光只会形成dc信号。相对的，光路l3所表示的光是在真皮层120内部产生的反射光，而真皮层120有丰富的血管，所以光路l3所表示的光可能带有血液相关信息并对ac信号做出贡献。因此，为了提高ac信号相对于dc信号的比例也就是ac/dc比，需要减少以光路l1和光路l2为例的在表皮层外侧和内部的反射光以及角质层背向散射的光对检测模块104所得到的测量信号的影响同时增强以光路l3为例的在真皮层内部的反射光对测量信号的影响。
30.请继续参阅图1，当满足特定偏振模式的光例如线偏振光或称平面偏振光进入皮肤中，在表皮层最外侧的角质层以及其内部的反射光还有角质层背向散射的光，均基本保持与入射光相同的偏振模式。例如，在入射光为线偏振光时，表皮层的反射光以及在角质层背向散射的光也是线偏振光并且各自的振动面与入射线偏振光的振动面平行。相对的，随着入射光穿透通过表皮层后进入表皮层下方的真皮层，在真皮层内部被反射的光特别是被血管反射的光，往往无法保持原来的偏振模式。例如，入射线偏振光被血管反射后可以是各种不同的线偏振光的组合。整体上来说，在表皮层外侧和内部的反射光以及角质层背向散射的光会有较大部分或者几乎全部都与入射光的偏振模式一致，而在真皮层内部的反射光则很难与入射光的偏振模式一致。如此，可以借助基于偏振模式的过滤方式例如正交偏振技术，从而以相对较大的程度过滤掉在表皮层外侧和内部的反射光以及角质层背向散射的光，同时以相对较小的程度过滤掉在真皮层内部的反射光，从而增加真皮层内部的反射光对测量信号的影响，进而提高测量信号中的ac/dc比，改进snr并提高检测效果。如上所述，因为真皮层内有丰富的血管，所以增加真皮层内部的反射光对测量信号的影响有助于增强ac信号占比也就是提高ac/dc比，从而有利于获取血液相关参数也有利于获得血液流动特
点、血液参数和/或进行血液分析。
31.请继续参阅图1，除了通过增加真皮层内部的反射光对测量信号的影响来提高ac/dc比从而有助于获取血液相关参数，有时候也需要获取人体相关的其它生理参数如色素相关的生理参数。如上所述，表皮层的最内层是基底层，基底层含有黑色素细胞，黑色素细胞的活跃程度决定肤色的深浅并且黑色素细胞起到保护深层细胞受到紫外线伤害的作用。而测量信号中的dc信号，虽然其主要组成是来自表皮层的反射光以及在角质层背向散射的光，也有一部分是来自在真皮层的反射光。为此，通过基于偏振模式的过滤方式可以有效过滤掉dc信号中来自真皮层的反射光的部分，从而增强dc信号中来自表皮层的反射光的部分，有利于检测特定于表皮层的生理参数如黑色素细胞相关的生理参数。
32.如上所述，随着入射光照射到被测目标上并逐层穿透，从表皮层最外侧的角质层到表皮层最内侧的基底层再到真皮层，在入射光穿透过程中所产生的位于表皮层外侧和内部的反射光以及角质层背向散射的光会有较大部分或者几乎全部都与入射光的偏振模式一致，而在真皮层内部的反射光则很难与入射光的偏振模式一致。为此可以利用皮肤不同深度的反射光的偏振模式与入射光的偏振模式之间关系，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。下面详细说明本技术的技术方案中的这些技术特征及技术效果。
33.请继续参阅图1，发射模块102所发射的光满足第一偏振模式而被检测模块104过滤后的光满足第二偏振模式。当第一偏振模式与第二偏振模式相同或者几乎相同时，相当于增强了被测目标的反射光中能够与入射光的偏振模式也即第一偏振模式保持一致的部分；相对的，当第一偏振模式与第二偏振模式差异较大如为正交偏振时，相当于增强了被测目标的反射光中能够与入射光的偏振模式也即第一偏振模式差异较大的部分。例如，可以设第一偏振模式为线偏振光，且设第一偏振模式下的线偏振光的振动面为0度，再设第二偏振模式也为线偏振光且振动面为90度。也就是说，第二偏振模式下的线偏振光的振动面相对于第一偏振模式下的线偏振光的振面旋转了90度，也就是形成了正交偏振。再例如，可以设第一偏振模式为线偏振光，且设第一偏振模式下的线偏振光的振动面为0度，再设第二偏振模式也为线偏振光且振动面为0度，则第二偏振模式与第一偏振模式相同。在一种可能的实施方式中，发射模块102带有光源和起偏器(polarizer)，光源产生一个或者多个波长的光，而起偏器对光源产生的光进行过滤，只允许满足沿特定方向振动的光通过，从而得到第一偏振模式下的线偏振光；检测模块104带有检偏器(analyzer)，用于对检测模块104所接收的光进行过滤。起偏器可以是偏振片、尼科耳棱镜或者任意适合的器件。检偏器也可以是偏振片或者其它合适的器件。因此，第一偏振模式由发射模块102的起偏器决定，而第二偏振模式由检测模块104的检偏器决定，当起偏器的振动方向与检偏器的振动方向相差90度时则意味着正交偏振。
34.请继续参阅图1，可以通过调整发射模块102所发射的光需要满足的第一偏振模式以及被检测模块104过滤的光需要满足的第二偏振模式，例如通过调整发射模块102的起偏器的振动方向和检测模块104的检偏器的振动方向，从而决定对由发射模块102发出并被该被测目标反射的光的过滤方式，进而通过所决定的过滤方式来选择性地增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，达到例如提高测量信号中的ac/dc比并改进snr的效果。因为
这种过滤方式取决于第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异，例如检偏器的振动方向相对于起偏器的振动方向的旋转角度，因此可以通过调整第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异例如调整第二偏振模式或者第一偏振模式来决定过滤方式。应当理解的是，第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异是相对概念，也就是说第一偏振模式和第二偏振模式各自在同一个空间参考坐标系下的数值不是重点，而第一偏振模式和第二偏振模式之间的差异才是重点。不同波长的光在穿透同一身体部位时，在保持入射光的偏振模式基本不变的前提下能达到的穿透深度不同。一般来说，波长越长，则散射效果越弱，在皮肤内部能保持原偏振模式的最大深度就越深。当波长足够长时，即使在真皮层内的反射光也可以保持相当程度的入射光的偏振模式，例如在波长足够长时沿着图1所示的光路l3得到的反射光仍保持与入射光基本一致的偏振模式。这种情况下，为了达到最佳的ac/dc比，需要控制第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异，例如可以不采用正交偏振的方式。这是因为，当在真皮层内的反射光，也即可能带有血液相关信息的反射光也保持与第一偏振模式如起偏器的振动方向(设为0度)一致，这时设定第二偏振模式如检偏器的振动方向为90度则意味着会过滤掉这些可能带有血液相关信息的反射光，从而可能达不到最佳的ac/dc比。而通过设定第二偏振模式如检偏器的振动方向为大于0度而小于90度的某个中间值，例如80度或者60度，可能达到最佳的ac/dc比。如何控制第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异以达到最佳的ac/dc比，需要结合实际中发射模块所发射的光在保持入射光的偏振模式基本不变的前提下能达到的穿透深度而确定，或者说根据发射模块所发射的光的波长来确定。因此，可以通过使得第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异根据发射模块所发射的光的波长调整，从而尽可能提高测量信号中的ac/dc比，优化从被测目标获得的光学测量信号，有利于获取如血液参数等生理参数。另一方面，取决于具体的要获取的生理参数，可能需要增强皮肤表皮层范围内深度的反射光对测量信号的影响，例如过滤掉dc信号中来自真皮层的反射光的部分，从而增强dc信号中来自表皮层的反射光的部分以有利于检测特定于表皮层的生理参数如黑色素细胞相关的生理参数。这种情况下，为了过滤掉dc信号中来自真皮层的反射光的部分，可以控制第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异以使得第一偏振模式与第二偏振模式基本相同，具体地可以根据发射模块102所发射的光的波长来调整第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异从而最大化该测量信号中的dc信号中与被测目标的色素相关部分的占比。总之，根据具体的要获取的生理参数、该生理参数所在的皮肤深度以及入射光波长与该皮肤深度的关系，可以通过基于偏振模式的过滤方式也就是通过调整第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异，来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。这里，入射光波长与该皮肤深度的关系可以理解为在保持入射光的偏振模式基本不变的前提下能达到的与该皮肤深度相当的最大穿透深度，所适合采用的入射光的波长的下限或者最小波长。这是因为波长越长则散射效应越弱，在皮肤内部能保持入射光的偏振模式的最大穿透深度就越深，但是过长的波长会带来检测灵敏度下降等弊端，所以倾向于选择较短的波长，也因此需要根据发射模块所发射的光的波长来确定如何调整第二偏振模式相对于第一偏振模式，从而达到最佳检测效果。
35.在一些示例性实施例中，可以根据经验公式、预设生理模型或者机器学习等方式，在发射模块所发射的光或者入射光的波长已知的情况下，如何确定第二偏振模式相对于第
一偏振模式的差异从而尽可能提高测量信号中的ac/dc比。这些可以根据实际需求并结合常规技术手段的发展进行拓展及调整，在此不做具体限定。例如，假设第一偏振模式与第二偏振模式均为线偏振光而第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异表示为相应的振动方向的旋转角度，该旋转角度在0度到360度之间变化或者可以在0度到180度之间变化，从而可以建立振动方向的旋转角度与入射光波长之间的对应关系的表格。例如，设波长为400纳米(nanometer，nm)到2000nm时，振动方向的旋转角度设为90度也就是正交偏正；设波长为2000nm到10000nm时，振动方向的旋转角度设为80度；设波长为大于10000nm时，振动方向的旋转角度设为60度。再例如，假设第一偏振模式与第二偏振模式为圆偏振光或者椭圆偏振光，第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异表示为各自的圆偏振光或者椭圆偏振光的偏振方向变化规律的差异。再例如，可以设第一偏振模式与第二偏振模式中的一个为线偏振光而另一个为圆偏振光或者椭圆偏振光。
36.应当理解的是，处理器106用于执行与确定第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异有关的操作或者指令，例如处理器106被配置成根据被测目标的待测量生理参数和发射模块102所发射的光的波长来确定第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异从而优化测量信号。处理器106可以采用任意合适的电路硬件、计算架构和软件层算法，在此不做具体限定。
37.在一些示例性实施例中，当待测量生理参数是血液相关参数时，第一偏振模式不同于第二偏振模式，可以根据发射模块102所发射的光的波长来调整第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异，例如设定作为第二偏振模式的线偏振光的振动方向相对于作为第一偏振模式的线偏振光的振动方向的旋转角度为90度，从而最大化该测量信号中的ac信号相对于dc信号的比例。血液相关参数包括以下至少一种：血压，血红蛋白浓度，脉搏，血氧饱和度，呼吸频率，血流灌注指数，血流反应性，高铁血红蛋白，碳氧血红蛋白，胆黄素，氧气含量，血脂以及血糖。血液相关参数还可以是任意可以根据真皮层的反射光所携带的血液相关信息而得到的生理参数，或者可以是任意可以从测量信号中的ac信号分析推理出来的生理参数，对此不作具体限定。
38.在一些示例性实施例中，当待测量生理参数是色素相关参数时，第一偏振模式与第二偏振模式基本相同，可以根据发射模块102所发射的光的波长来调整第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异，例如设定作为第二偏振模式的线偏振光的振动方向相对于作为第一偏振模式的线偏振光的振动方向的旋转角度为0度，从而最大化该测量信号中的dc信号中与所述被测目标的色素相关部分的占比。色素相关参数包括色素分布图、色素干扰、或者色素相关背景噪声。通过获得色素相关参数，可以用于绘制用户身体该部位的色素分布，有利于癌症检测等应用。此外，通过获得色素相关参数，可以得到色素相关背景噪声，这样可以用于在测量信号中筛选并过滤掉dc信号中与色素相关背景噪声对应的部分，从而进一步提高snr。另外，还可以根据发射模块102所发射的光的波长来调整第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异从而最大化该测量信号中的dc信号中与所述被测目标的特定于表皮层的生理参数相关部分的占比。特定于表皮层的生理参数可以是例如与在表皮层的棘细胞层内的成分如其中的带棘的多角形细胞相关的生理参数。
39.请参阅图2，图2示出了本技术实施例提供的生理参数测量的方法的流程示意图。如图2所示，生理参数测量方法200包括如下步骤。
40.s202：通过发射模块，发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标。
41.其中，发射模块的构造和功能与图1所示的发射模块102相似，在此不再赘述。
42.s204：通过检测模块，过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模块过滤后的光满足第二偏振模式。
43.其中，检测模块的构造和功能与图1所示的检测模块104相似，在此不再赘述。
44.s206：基于被所述检测模块过滤后的光获得测量信号，其中，所述测量信号用于确定所述被测目标的待测量生理参数。
45.其中，所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异根据所述待测量生理参数和所述发射模块所发射的光的波长来确定从而优化所述测量信号。根据具体的待测量生理参数、该待测量生理参数所在的皮肤深度以及入射光波长与该皮肤深度的关系，可以通过基于偏振模式的过滤方式也就是通过调整第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异，来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。当待测量生理参数是血液相关参数时，第一偏振模式不同于第二偏振模式，可以根据发射模块所发射的光的波长来调整第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异，例如设定作为第二偏振模式的线偏振光的振动方向相对于作为第一偏振模式的线偏振光的振动方向的旋转角度为90度，从而最大化该测量信号中的ac信号相对于dc信号的比例。当待测量生理参数是色素相关参数时，第一偏振模式与第二偏振模式基本相同，可以根据发射模块所发射的光的波长来调整第二偏振模式相对于第一偏振模式的差异，例如设定作为第二偏振模式的线偏振光的振动方向相对于作为第一偏振模式的线偏振光的振动方向的旋转角度为0度，从而最大化该测量信号中的dc信号中与所述被测目标的色素相关部分的占比。总之，可以利用皮肤不同深度的反射光的偏振模式与入射光的偏振模式之间关系，通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。
46.请参阅图3，图3示出了本技术实施例提供的一种实施方式的生理参数测量终端的结构框图。如图3所示，生理参数测量终端300包括一个发射模块302和两个检测模块分别为检测模块310和检测模块320。其中，发射模块302发射一个或多个波长的光，发射模块302所发射的光满足第一起偏模式并照射被测目标(未示出)。发射模块302可以包括一个或者多个光源，而检测模块310和检测模块320也可以各自包括一个或者多个光探测器或者光探测器阵列。被测目标可以理解为用户身体的一部分例如用户的手腕、手指、耳朵、前额、脸颊或者眼球，且用户身体该部分可以理解为包括表皮层和真皮层。例如，当生理参数测量终端300紧贴用户的手腕上某位置时，则被测目标是用户手腕在该位置处的皮肤。检测模块310被配置成过滤被所述被测目标反射的光，被检测模块310过滤后的光满足第一检偏模式。检测模块320被配置成过滤被所述被测目标反射的光，被检测模块320过滤后的光满足第二检偏模式。如此，发射模块302所发射的光均满足第一起偏模式，而检测模块310和检测模块320分别按照第一检偏模式和第二检偏模式来过滤而被所述被测目标反射的光，从而分别得到第一测量信号和第二测量信号。以线偏振光为例，设与第一起偏模式对应的线偏振光的振动面为0度，而与第一检偏模式对应的线偏振光的振动面为90度，与第二检偏模式对应的线偏振光的振动面为45度或者在0度和90度之间的任意角度。如此，采用第一检偏模式的
检测模块310与采用第一起偏模式的发射模块302相当于构成了正交偏振，使得被所述被测目标反射的光中与入射光的偏振模式也就是第一起偏模式保持一致的部分被过滤掉了，例如在表皮层外侧和内部的反射光以及角质层背向散射的光，发生在这些皮肤深度的反射光或散射光也是线偏振光且其振动面基本与入射线偏振光的振动面平行也就是为0度，这样就会被90度的第一检偏模式过滤掉。但是，当入射光的波长也就是发射模块302所发射的光的波长足够长时，即使在真皮层内的反射光也可以保持相当程度的入射光的偏振模式，这样使得正交偏振的过滤方式可能不能达到最佳的ac/dc比。相对的，采用第二检偏模式的检测模块320因为采用了大于0度而小于90度的某个中间值，例如80度或者60度，在某些情况下可能取得比采用第一检偏模式的检测模块310更高的ac/dc比。因此，通过安排检测模块310和检测模块320分别按照第一检偏模式和第二检偏模式来过滤而被所述被测目标反射的光，从而分别得到第一测量信号和第二测量信号，再比较第一测量信号的ac/dc比和第二测量信号的ac/dc比，可以从中选择较高的ac/dc比，从而改进测量效果。
47.在上面的实施例中，第一检偏模式相对于第一起偏模式的差异是90度，而第二检偏模式相对于第一起偏模式的差异是大于0度而小于90度的某个中间值。在另一些示例性实施例中，第一检偏模式相对于第一起偏模式的差异不同于第二检偏模式相对于第一起偏模式的差异，从而使得第一测量信号的ac/dc比不同于第二测量信号的ac/dc比，进而通过比较第一测量信号和第二测量信号，可以选择较高的ac/dc比从而改进测量效果。另外，利用皮肤不同深度的反射光的偏振模式与入射光的偏振模式之间关系，通过设定调整第一检偏模式和第二检偏模式，可以选择性的增强不同的皮肤深度的反射光对测量信号的影响，从而让第一测量信号更突显与第一深度相关的生理参数，而让第二测量信号更突显与第二深度相关的生理参数。例如，设第一检偏模式相对于第一起偏模式的差异是90度，则第一测量信号更突显在真皮层反射的光以及与之相关的血液参数等生理参数，而设第二检偏模式相对于第一起偏模式的差异是0度，则第二测量信号更突显在表皮层的生理参数如黑色素细胞相关的生理参数。如此，通过分别控制第一检偏模式相对于第一起偏模式的差异和第二检偏模式相对于第一起偏模式的差异，从而有利于通过不同测量信号分别获得与不同的皮肤穿透深度相关的生理参数。例如，第一检偏模式相对于第一起偏模式的差异根据第一深度确定，第二检偏模式相对于第一起偏模式的差异根据第二深度确定；第一测量信号用于确定与被测目标在第一深度的部位相关的生理参数，第二测量信号用于确定与被测目标在第二深度的部位相关的生理参数。
48.应当理解的是，图3仅示意性示出了两个检测模块的情况，三个检测模块或者更多检测模块的情况也可以适用本技术实施例特别是图3所说明的实施例，这些改进或者拓展也应理解为本技术所公开内容的一部分。
49.如图4所示，图4示出了本技术实施例提供的另一种实施方式的生理参数测量终端的结构框图。如图4所示，生理参数测量终端400包括另两个发射模块分别为发射模块402和发射模块404，以及检测模块410。其中，发射模块402和发射模块404分别发射一个或多个波长的光。发射模块402所发射的光满足第一起偏模式并照射被测目标(未示出)。发射模块404所发射的光满足第二起偏模式并照射所述被测目标。发射模块402和发射模块404各自可以包括一个或者多个光源，而检测模块410包括一个或者多个光探测器或者光探测器阵列。被测目标可以理解为用户身体的一部分例如用户的手腕、手指、耳朵、前额、脸颊或者眼
球，且用户身体该部分可以理解为包括表皮层和真皮层。例如，当生理参数测量终端400紧贴用户的手腕上某位置时，则被测目标是用户手腕在该位置处的皮肤。检测模块410被配置成过滤被所述被测目标反射的光，被检测模块410过滤后的光满足第一检偏模式。如此，发射模块402和发射模块404分别发射满足第一起偏模式和满足第二起偏模式的光，而这两种入射光经同一被测目标反射后，被检测模块410过滤后得到测量信号。以线偏振光为例，设与第一起偏模式对应的线偏振光的振动面为0度，与第二起偏模式对应的线偏振光的振动面为45度或者在0度和90度之间的任意角度，而与第一检偏模式对应的线偏振光的振动面为90度。进一步地，可以设定发射模块402发射第一波长的光，发射模块404发射第二波长的光，通过根据第一波长来设定第一检偏模式相对于第一起偏模式的差异，以及根据第二波长来设定第二检偏模式相对于第一起偏模式的差异，可以使得不同波长的入射光在同一被测目标上均取得最佳的ac/dc比，从而进一步提高测量效果。如上所述，为了尽可能提高测量信号中的ac/dc比，可以建立振动方向的旋转角度与入射光波长之间的对应关系的表格，设波长为400nm到2000nm时，振动方向的旋转角度设为90度也就是正交偏正；设波长为2000nm到10000nm时，振动方向的旋转角度设为80度。为此，假设与第一起偏模式对应的线偏振光的振动面为0度，则可以设定第一波长为900nm而与第一检偏模式对应的线偏振光的振动面为90度，并设定第二波长为3000nm而与第二检偏模式对应的线偏振光的振动面为80度。如此，可以使得第一波长的入射光和第二波长的入射光均取得最佳的ac/dc比，而因为波长不同所以可以采用频域分析或者基于频率的技术手段来分析测量信号，从而进一步提高测量效果。例如，第一检偏模式相对于第一起偏模式的差异根据第一波长确定，第一检偏模式相对于第二起偏模式的差异根据第二波长确定。
50.应当理解的是，图4仅示意性示出了两个发射模块的情况，三个发射模块或者更多发射模块的情况也可以适用本技术实施例特别是图4所说明的实施例，这些改进或者拓展也应理解为本技术所公开内容的一部分。
51.图5示出了本技术实施例提供的另一种实施方式的生理参数测量终端的结构框图。如图5所示，生理参数测量终端500包括两个发射模块502和504，以及两个检测模块510和520。其中，发射模块502和504各自的偏振模式为第一起偏模式和第二起偏模式，检测模块510和520各自的偏振模式为第一检偏模式和第二检偏模式。这里，第一检偏模式与第一起偏模式构成一对，用于获得与第一皮肤穿透深度相关的生理参数。第二检偏模式与第二起偏模式构成一对，用于获得与第二皮肤穿透深度相关的生理参数。结合图1至图4所示的实施例，通过提供不同的成对的起偏模式和检偏模式，可以获得与不同的皮肤穿透深度相关的生理参数。例如，第一测量信号基于被检测模块510过滤后的光，第二测量信号基于被检测模块520过滤后的光，所述第一测量信号用于确定与所述被测目标在所述第一深度的部位相关的生理参数，所述第二测量信号用于确定与所述被测目标在所述第二深度的部位相关的生理参数。
52.应当理解的是，图5仅示意性示出了两个发射模块和两个检测模块也就是两对成对的发射模块和检测模块的情况，三对成对的发射模块和检测模块或者更多对的成对的发射模块和检测模块的情况也可以适用本技术实施例特别是图5所说明的实施例，这些改进或者拓展也应理解为本技术所公开内容的一部分。
53.请参阅图1至图5，本技术各个实施例所提及的“起偏模式”，“检偏模式”或者“偏振
模式”应理解为描述起偏器或者检偏器的振动方向或者振动模式，例如线偏振光的振动面或者振动方向，圆偏振光或者椭圆偏振光的偏振方向变化规律。当两种偏振模式一致，例如某个起偏模式与检偏模式相同，则意味着各自对应的振动方向或者振动模式相同。而两种偏振模式之间的差异应理解为相对的概念，例如一种线偏振光的振动方向相对于另一种的线偏振光的振动方向旋转角度。
54.请参阅图1至图5，本技术实施例公开了一种生理参数测量装置。所述生理参数测量装置包括：发射模块，其中，所述发射模块被配置成发射一个或多个波长的光，其中，所述发射模块所发射的光满足第一偏振模式并照射被测目标；和检测模块，其中，所述检测模块被配置成过滤被所述被测目标反射的光，其中，被所述检测模块过滤后的光满足第二偏振模式。其中，所述第一偏振模式不同于所述第二偏振模式，所述发射模块或者所述检测模块被配置成可调整所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异从而最大化该测量信号中的ac信号相对于dc信号的比例。如此，通过对发射模块或者检测模块的相应偏振模式进行调整，可以改变所述第二偏振模式相对于所述第一偏振模式的差异，实现了通过基于偏振模式的过滤方式来选择性的增强皮肤特定深度的反射光对测量信号的影响，从而有利于通过测量信号获得与该特定深度相关的生理参数。
55.请参阅图1至图5，本技术各个实施例所提及的“被测目标”可以理解为用户身体的一部分例如用户的手腕、手指、耳朵、前额、脸颊或者眼球，或者任意适合采用本技术所公开的生理参数测量装置、终端及方法的目标。
56.请参阅图1至图5，本技术各个实施例所提及的“待测量生理参数”，除非另有所指，否则应理解为包括：任意通过皮肤进行的生理检测，例如通过光容积图或者脉搏波测量血压、血红蛋白浓度、脉搏、血氧饱和度、呼吸频率、血流灌注指数、血流反应性、高铁血红蛋白、碳氧血红蛋白、胆黄素、氧气含量等，或者通过测量脉搏波传输时间或者测量不同波长的脉搏波幅度或者测量脉搏波相位等来测量上述生理参数或者任意合适的人体相关生理参数。
57.本技术提供的具体实施例可以用硬件，软件，固件或固态逻辑电路中的任何一种或组合来实现，并且可以结合信号处理，控制和/或专用电路来实现。本技术具体实施例提供的设备或装置可以包括一个或多个处理器(例如，微处理器，控制器，数字信号处理器(dsp)，专用集成电路(asic)，现场可编程门阵列(fpga)等)，这些处理器处理各种计算机可执行指令从而控制设备或装置的操作。本技术具体实施例提供的设备或装置可以包括将各个组件耦合在一起的系统总线或数据传输系统。系统总线可以包括不同总线结构中的任何一种或不同总线结构的组合，例如存储器总线或存储器控制器，外围总线，通用串行总线和/或利用多种总线体系结构中的任何一种的处理器或本地总线。本技术具体实施例提供的设备或装置可以是单独提供，也可以是系统的一部分，也可以是其它设备或装置的一部分。
58.本技术提供的具体实施例可以包括计算机可读存储介质或与计算机可读存储介质相结合，例如能够提供非暂时性数据存储的一个或多个存储设备。计算机可读存储介质/存储设备可以被配置为保存数据，程序器和/或指令，这些数据，程序器和/或指令在由本技术具体实施例提供的设备或装置的处理器执行时使这些设备或装置实现有关操作。计算机可读存储介质/存储设备可以包括以下一个或多个特征：易失性，非易失性，动态，静态，可
读/写，只读，随机访问，顺序访问，位置可寻址性，文件可寻址性和内容可寻址性。在一个或多个示例性实施例中，计算机可读存储介质/存储设备可以被集成到本技术具体实施例提供的设备或装置中或属于公共系统。计算机可读存储介质/存储设备可以包括光存储设备，半导体存储设备和/或磁存储设备等等，也可以包括随机存取存储器(ram)，闪存，只读存储器(rom)，可擦可编程只读存储器(eprom)，电可擦可编程只读存储器(eeprom)，寄存器，硬盘，可移动磁盘，可记录和/或可重写光盘(cd)，数字多功能光盘(dvd)，大容量存储介质设备或任何其他形式的合适存储介质。
59.以上是本技术实施例的实施方式，应当指出，本技术具体实施例描述的方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。可以理解的是，本技术实施例以及附图所示的结构并不构成对有关装置或系统的具体限定。在本技术另一些实施例中，有关装置或系统可以包括比具体实施例和附图更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者具有不同的部件布置。本领域技术人员将理解，在不脱离本技术具体实施例的精神和范围的情况下，可以对具体实施例记载的方法和设备的布置，操作和细节进行各种修改或变化；在不脱离本技术实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本技术的保护范围。