專利名稱：測量生物信號的耳式裝置及其測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種測量生物信號的耳式裝置及其測量方法。特別是，本發(fā)明涉及用于測量諸如溫度、呼吸、脈搏、以及氧飽和的生物信號的耳式裝置及其方法，所述耳式裝置可以最小化由對象移動引起的反常。
背景技術：
當人身體處于異常狀態(tài)時，可能出現(xiàn)各種各樣的變化，例如血壓上升、脈搏加速、體溫增加，或者在心跳期間出現(xiàn)電勢變化，這些變化都可以由心電圖測量出來。在這些變化中，體溫的增加是人身體異常狀態(tài)的最代表性跡象，因此在醫(yī)院或普通醫(yī)療機構的患者診斷期間通常檢測體溫的增加。通常，使用水銀溫度計來測量體溫。最近，已經(jīng)研發(fā)了各種各樣的耳式溫度計來測量不受外部溫度影響的體溫，即身體內(nèi)部溫度。在操作中，那樣的耳式溫度計檢測從耳膜發(fā)射的紅外線的數(shù)量作為體內(nèi)溫度，并且將所檢測的紅外線的數(shù)量轉換為溫度值。該耳式溫度計的優(yōu)點在于測量時間短，并且通過將耳式溫度計插入耳朵就可以方便地測量體溫。
脈搏表示動脈的搏動，可以用手指感覺到。由于動脈的搏動起因于心臟的收縮，因此可以根據(jù)脈搏速率來推斷心律，即心臟的收縮速率。當人身體被疾病感染時，即使當人身體處于穩(wěn)定狀態(tài)時，脈搏速率、節(jié)奏、和力度也會變化。因此，可以通過測量脈搏速率、節(jié)奏、和力度來測量個人的健康狀態(tài)。
另外，氧飽和表示氧氣飽和的動脈血(SpO2)的數(shù)量。測量氧飽和，以便測試肺功能、估計在家氧療期間血液中的氧氣濃度、或者診斷哮喘和肺氣腫。人呼吸是一個從人身體排出廢氣(即，碳酸氣體)，并向人身體提供氧氣的過程。人的肺容納從外部進來的空氣、排出碳酸氣體、并吸收氧氣。肺動脈使用呼氣期間的氣壓差通過肺泡來排除人全身收集的碳酸氣體。相反，肺靜脈中的血液從吸入的空氣中吸收氧氣，并隨后將氧氣循環(huán)到心臟。當呼吸不穩(wěn)定時，中斷氧氣的供應，這將毀壞身體器官的功能。特別是，氧飽和直接涉及提供到器官的氧氣量，因此提供有關新陳代謝的非常有用的信息。
圖1示出了一個用于測量體溫的耳式溫度計的示例。圖1所示的耳式溫度計包括外殼150，該外殼具有探測器110，紅外線穿過該探測器；光接收器120，用于通過探測器110接收從人耳膜和耳膜周圍區(qū)域的至少一個區(qū)域發(fā)射的紅外線；信號處理器130，用于根據(jù)光接收器120的輸出來計算溫度；以及顯示/聲音單元140，用于顯示溫度。
光接收器120包括聚光器件，用于對穿過探測器110的紅外線進行聚光；和紅外接收器件，被放置用來接收由聚光器件會聚的紅外線，以便接收從耳膜和耳膜周圍區(qū)域的至少一個區(qū)域發(fā)射的紅外線。
不利的是，圖1所示的傳統(tǒng)耳式溫度計是一種必須由用戶另外攜帶的分離式裝置。而且，該溫度計的探測器110的尖端必須與對象耳朵的內(nèi)表面緊密接觸，以便精確地測量對象的體溫。然而，當測量另一個對象的體溫時，不能有效地調(diào)節(jié)溫度計與耳朵內(nèi)表面之間的接觸。盡管當對象測量他自己的體溫時可以直接調(diào)節(jié)接觸，然而，對象必須把溫度計從耳朵拿開來觀看實現(xiàn)單元，以便檢查測量值并檢驗是否精確地執(zhí)行了測量。因此，這種溫度計不適用于自我診斷，因此通常當另一個人測量對象體溫時使用這種溫度計。
為了將那樣的傳統(tǒng)耳式溫度計應用到遠程醫(yī)學治療時，由于必須經(jīng)由分離的傳輸裝置來發(fā)送測量值，因此需要一個接口。因此，難以頻繁或對于一段時間期間來監(jiān)視測量結果。
圖2示出了一個能夠測量生物信號地傳統(tǒng)移動裝置的示例。圖2所示的該示例性移動裝置是一種便攜式通信終端，用于根據(jù)從用戶身體檢測的心律和身體脂肪比率來診斷心臟功能或根據(jù)測試肥胖。這種裝置消除了僅為測量生物信息而攜帶分離裝置的不便性。為了測量用戶生物信息，將電極2a、2b、2c和2d附加到移動通信終端的外表面。
圖3是圖2所示的傳統(tǒng)通信裝置的方框圖。便攜式通信終端300包括用于提供話音通信和生物信息測量的雙重功能性的通信終端模塊320和生物信息測量模塊310。通信終端模塊320包括作為用戶接口單元的收發(fā)器326；諸如液晶顯示屏(LCD)的顯示單元321，允許字符信息的通信；以及諸如鍵盤的輸入單元322。用戶使用輸入單元322來操作或控制便攜式通信終端300。經(jīng)由無線通信單元323可以通過無線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)來實現(xiàn)信息通信。存儲單元324存儲有關便攜式通信終端300的用戶的信息和中央控制器325的操作所必需的數(shù)據(jù)。
生物信息測量模塊310包括身體脂肪測量器311和心律測量器312。接口單元313執(zhí)行便攜式通信終端300與外部電子裝置之間的數(shù)據(jù)連接，例如可移動生物信息測量模塊。
圖4是心律測量器312的詳細方框圖。心律測量器312包括電壓發(fā)生器401、電極402、放大器403、脈搏整形器404、脈搏計數(shù)器405、以及接口單元406。當附加到便攜式通信終端300主體的電壓發(fā)生器401的電極402緊密接觸對象部分身體時，例如右手和左手，檢測到由于心律引起的電壓變化信號。該電壓變化信號被放大器403放大，例如差分放大器。脈搏信號整形器404將該放大的電壓變化信號轉換成脈搏信號。脈搏計數(shù)器405對脈搏信號進行計數(shù)，以便得到心律。脈搏計數(shù)器405的輸出信號是數(shù)字信號，并且被輸入到接口單元406。中央控制器(圖3的325)在顯示單元321上顯示該心律，并通過無線通信單元323將其發(fā)送。身體脂肪測量器311中的用于測量身體肥胖的電壓測量電極也用作電極402。
不利的是，通過電極來測量生物信號的那樣的傳統(tǒng)便攜式通信終端受對電極施加壓力引起移動的反常的影響，并由于電極直接接觸皮膚而對電極或皮膚的污染很敏感。當電極曝露于通信終端的外部時，它們?nèi)菀妆粨p壞或污染。
為了得到諸如氧飽和的生物信號，必須檢測血液中的成分。因此，通常使用一種采用根據(jù)氧化血紅蛋白的濃度和減少的血紅蛋白來示出顯示不同特性的信號并使用信號之間的差來獲得生物信號的方法。然而，在傳統(tǒng)方法中，由于一個電極不能應用于不同類型的信號，因此不能適當?shù)販y量脈搏速率以外的生物信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于測量生物信號的裝置，該裝置便于攜帶，能夠由對象自己調(diào)節(jié)到要測量的身體部分的正確位置，并且不需要分離式發(fā)送器就能夠發(fā)送所測量的生物信息，從而有利于長時間的監(jiān)控。此外，該裝置可以獲得脈搏和呼吸信息，并且同時通過使用具有至少兩種不同波長的光的吸收系數(shù)的變化來測量氧飽和。本發(fā)明還提供用于測量生物信號的方法。
根據(jù)本發(fā)明實施例的一個特征，提供一種用于測生物信號的裝置，所述裝置包括生物信號測量單元，被插入耳朵以便與耳朵內(nèi)表面緊密接觸，所述生物信號測量單元具有光體積描記(PPG)測量模塊，用于將不同波長的光輻射到耳朵內(nèi)表面，檢測通過耳朵發(fā)送的光，并且輸出包括生物信息的PPG信號；控制單元，具有PPG信號處理器，用于使用由所述PPG測量模塊測量的PPG信號來產(chǎn)生所述生物信息；輸出單元，用于顯示從所述控制單元產(chǎn)生的生物信息；以及耳機，連接到控制單元，用于輸出從所述控制單元接收的聲音信號，其中所述控制單元還包括用于控制該聲音信號的音量的聲音處理器。
根據(jù)本發(fā)明實施例的另一個特征，提供一種用于測生物信號的裝置，所述裝置包括生物信號測量單元，被插入耳朵以便與耳朵內(nèi)表面緊密接觸，所述生物信號測量單元具有光體積描記(PPG)測量模塊和用于輸出PPG信號的第一多個電極，所述光體積描記測量模塊用于將不同波長的光輻射到耳朵內(nèi)表面，檢測通過耳朵發(fā)送的光，并且輸出包括生物信息的PPG信號；耳機，具有用于輸出聲音的揚聲器和在外表面上的第二多個電極，以連接到生物信號測量單元的所述第一多個電極，以便接收從所述生物信號測量單元輸出的PPG信號；具有PPG信號處理器和聲音處理器的控制單元，所述PPG信號處理器通過耳機的電極來接收PPG信號并通過使用PPG信號來產(chǎn)生生物信息，所述聲音處理器用于將聲音信號輸出到耳機；和輸出單元，用于顯示從所述控制單元產(chǎn)生的生物信息。
最好是，所述PPG測量模塊包括用于將光輻射到耳朵內(nèi)表面的光源單元和用于檢測輻射到耳朵內(nèi)表面并隨后通過耳朵發(fā)送的光的光檢測器。所述光源單元包括第一光源，用于將第一波長的光輻射到耳朵內(nèi)表面；和第二光源，用于將第二波長的光輻射到耳朵內(nèi)表面，其中所述第一和第二波長是不同的。
最好是，所述PPG信號處理器包括用于檢測PPG信號峰值的峰值檢測器和用于通過使用峰值來產(chǎn)生生物信息的信號處理器。所述信號處理器包括脈搏檢測器，用于計算峰值之間的時間間隔，以便測量脈搏速率。所述信號處理器包括呼吸檢測器，用于對所述PPG信號低通濾波，以便測量呼吸頻率。所述信號處理器包括反射系數(shù)檢測器，用于檢測來自以不同波長檢測的每個PPG信號的AC分量和DC分量，并且測量反射系數(shù)；和氧飽和檢測器，用于通過使用不同波長的反射系數(shù)之間的比率來檢測血液中的氧飽和。
所述PPG信號處理器還包括用于放大PPG信號的放大器，以及用于從由所述放大器放大的PPG信號中消除噪聲分量并隨后將所述PPG信號輸出到所述峰值檢測器的濾波器。
最好是，所述生物信號測量單元還包括溫度測量模塊，用于感測從身體輻射的紅外線，并且輸出對應于所感測的紅外線的電信號，其中所述控制單元還包括溫度處理器，用于通過使用從所述溫度測量模塊輸出的電信號來計算體溫。所述溫度測量模塊包括靠近耳膜安裝的波導，用于引導從耳膜輻射的紅外線；以及光接收器，用于感測由所述波導引導的紅外線，并且將紅外線轉換成電信號。所述波導由能夠反射紅外線的材料制成。所述溫度處理器可以包括用于放大從所述溫度測量模塊接收的電信號的放大器；用于從放大的電信號中消除噪聲分量的濾波器；和用于將所述電信號轉換成數(shù)字信號的模數(shù)轉換器。
輸出單元可以是液晶顯示裝置。而且，所述輸出單元可以是移動通信終端的液晶顯示裝置。最好是，通過所述移動通信終端，將由所述控制單元產(chǎn)生的生物信號無線發(fā)送到預定醫(yī)療結構。
根據(jù)本發(fā)明實施例的另一特征，提供一種通過使用耳式生物信號測量裝置來測量生物信號的方法，所述耳式生物信號測量裝置包括可插入耳朵來測量生物信號的生物信號測量單元、具有用于輸出聲音信號的揚聲器的耳機、使用所測量的生物信號來產(chǎn)生生物信息并將聲音信號提供給耳機的控制單元、以及用于輸出所述生物信息的輸出單元，所述方法包括(a)接收從耳膜輻射的紅外線，并通過使用所述生物信號測量單元來測量體溫以作為生物信號提供；(b)將具有不同波長的光輻射到與所述生物信號測量單元緊密接觸的耳朵內(nèi)表面，以便測量包括生物信息的光體積描記信號，并且通過使用PPG信號測量由氧飽和、脈搏速率、和呼吸頻率組成的組中的至少一個生物信號；以及(c)當由控制單元接收的信號對應生物信號時，將在步驟(a)和(b)中測量的至少一個生物信號輸出到輸出單元，而當由控制單元接收的信號對應聲音信號時，將該聲音信號輸出到耳機，其中步驟(a)和(b)是同時進行的。
最好是，步驟(b)包括(b1)通過使用包含在生物信號測量單元中的PPG測量模塊，將具有不同波長的光輻射到耳朵內(nèi)表面，接收通過耳朵發(fā)送的光，并且輸出PPG信號，所述生物信號測量單元的一側與耳朵內(nèi)表面緊密接觸；(b2)檢測PPG信號的峰值；以及(b3)使用所檢測的峰值來產(chǎn)生生物信息。
最好是，步驟(b3)包括檢測來自以不同波長檢測的每個PPG信號的AC分量和DC分量，并且測量不同波長的反射系數(shù)；和通過使用不同波長的反射系數(shù)之間的比率來計算血液中的氧飽和。最好是步驟(b3)還包括對所述PPG信號帶通濾波，以便檢測呼吸頻率。另外，步驟(b2)可以包括對一段預定時間期間搜集的PPG信號帶通濾波；通過對過濾的PPG信號微分來檢測拐點；和當所述拐點的值超過預定閾值時，將所述拐點存儲為峰值。
最好是，步驟(b3)包括使用所述PPG信號峰值之間的時間間隔來測量脈搏速率。所述輸出單元可以是移動通信終端的液晶顯示裝置，并且步驟(c)還包括通過所述移動通信終端將在步驟(a)和(b)測量的生物信號無線發(fā)送到預定醫(yī)療結構。


通過參考附圖詳細描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點對于本領域的普通技術人員將會變得明顯，其中圖1示出了用于測量體溫的傳統(tǒng)耳式溫度計的示例；圖2示出了能夠測量生物信號的傳統(tǒng)移動裝置的示例；圖3示出了圖2所示的傳統(tǒng)移動裝置的方框圖；圖4示出了如圖3所示的傳統(tǒng)心律測量器的詳細方框圖；圖5A是根據(jù)本發(fā)明第一實施例來測量生物信號的裝置的方框圖；圖5B示出了應用于移動裝置的根據(jù)本發(fā)明實施例的用于測量生物信號的裝置的示例；圖6示出了如圖5A所示的控制單元的方框圖；圖7示出了如圖6所示的溫度處理器的詳細方框圖；圖8示出了如圖6所示的光體積描記(PPG)測量模塊和PPG信號處理器的詳細方框圖；圖9示出了如圖8所示的信號處理器的詳細方框圖；圖10是黑體對波長的輻射能的強度圖；圖11示出了傳感濾波器的傳輸特性圖；圖12示出了傳感器的溫度特性圖；
圖13示出了所測量的PPG波形的概念圖；圖14示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例來測量脈搏速率的方法流程圖；圖15A示出了檢測到的脈搏信號的圖；圖15B圖解了一種根據(jù)本發(fā)明實施例來檢測呼吸的方法；圖16A和16B分別示出了同時測量的PPG信號和呼吸信號；圖17A和17B分別示出了使用PPG信號檢測的呼吸信號和通過對圖16B所示的呼吸信號低通濾波而獲得的呼吸信號；和圖18圖解了根據(jù)本發(fā)明第二實施例測量生物信號的裝置的示意圖。
具體實施例方式
在此引用于2003年5月9日提交的韓國專利申請?zhí)?003-29365，標題為“Ear Type Apparatus for Measuring a Bio Signal and Measuring MethodThereof”專利作為參考。
下面將參考附圖來更全面地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。然而，可以以不同形式來體現(xiàn)本發(fā)明，并且不能曲解為本發(fā)明限于這里所陳述的實施例。相反，提供這些實施例，從而本公開將變得透徹和完整，并且將本發(fā)明的范圍完全表達給本領域的技術人員。全文相同的附圖標記指向相同元件。
圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例來測量生物信號的裝置的方框圖。
圖5B示出了應用于移動裝置的根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于測量生物信號的裝置的示例。
參看圖5A，根據(jù)本發(fā)明第一實施例的裝置包括生物信號測量單元500，可插入耳朵用來測量生物信號；控制單元550，使用通過生物信號測量單元500測量的生物信號來計算生物信息；以及顯示單元590，用于為用戶在屏幕上顯示生物信息。生物信號單元500包括溫度測量模塊510，用于通過使用從耳朵內(nèi)表面發(fā)射的紅外線來測量體溫；和光體積描記(PPG)測量模塊520，安裝在生物信號測量單元500的外表面而緊密接觸耳朵內(nèi)表面，并且測量PPG信號。
參考圖5A和5B，由于生物信號測量單元500的形狀而可以將其容易地插入耳朵。將PPG測量模塊520安裝在生物信號測量單元500的外表面而緊密接觸耳朵表面。將溫度測量模塊510安裝在生物信號測量單元500中相對接近耳膜的位置。生物信號測量單元500的形狀可以與耳機530的形狀相同，如圖5B所示。然而，由于溫度測量模塊510最好靠近耳膜，因此它能夠有效地感測從耳膜發(fā)射的紅外線，最好將生物信號測量單元500做成平截頭圓錐體，并且將溫度測量模塊510放在平截頭圓錐體形狀的生物信號測量單元500的頂部。溫度測量模塊510包括波導511和光接收器513，所述波導511用于將靠近耳膜的紅外線導入生物信號測量單元500，所述光接收器513由紅外傳感器用來感測通過波導511輸入的紅外線。
對于顯示單元590，可以使用分離顯示裝置和包含在現(xiàn)有裝置中的顯示裝置。在圖5B所示的示例中，將移動裝置用作顯示單元590。顯示單元590可通過移動通信終端(如圖5B所示)、個人數(shù)字助理(PDA)、光盤播放器等的液晶顯示屏來實現(xiàn)。當使用移動通信終端時，可以將生物信息發(fā)送到預定的醫(yī)療機構，從而可以執(zhí)行遠程檢查。下面，假設將移動裝置用作顯示單元590。
在圖5B中示出控制單元550與生物信號測量單元500分離?？刂茊卧?50使用從生物信號測量單元500接收的信號來計算生物信息，并且將生物信息輸出到顯示單元590。當移動裝置用作顯示單元590時，可以將控制單元550安裝在移動裝置之內(nèi)。當將控制單元550分離安裝在移動裝置外部時，可以給該控制單元550提供一個插頭，所述插頭可以連接到耳機530，如圖5B所示，從而控制單元550控制從移動裝置輸出的聲音信號，并且將所述聲音信號輸出到耳機530。
圖6示出了圖5A所示的控制單元550的方框圖。控制單元550包括溫度處理器570，用于將由溫度測量模塊510的紅外傳感器檢測的信號轉換成溫度值；PPG信號處理器580，用于通過使用由PPG測量模塊520測量的PPG信號來產(chǎn)生脈搏速率、呼吸頻率、以及氧氣飽和的測量值；以及發(fā)送器565，用于根據(jù)用作顯示單元590的移動裝置的選擇信號，將來自溫度處理器570的輸出信號和來自PPG信號處理器580的輸出信號選擇性地發(fā)送到移動裝置。當將可以從移動裝置輸出聲音信號的耳機530連接到控制單元550時，控制單元550還包括聲音處理器560，用于通過麥克風535接收話音信號，通過揚聲器537輸出來自移動裝置的話音信號，并且調(diào)節(jié)輸出話音信號的音量。同時，明顯的是，可以將聲音處理器560、溫度處理器570以及PPG信號處理器的信號直接輸入到移動裝置，并且包含在包括顯示單元590的移動裝置中的控制單元(未示出)可選擇地輸出信號。
圖7示出了圖6所示的溫度處理器570的詳細方框圖。溫度處理器570包括放大器571，用于放大從溫度測量模塊510輸出的信號；濾波器572，用于消除放大信號中的噪聲分量；以及模數(shù)(A/D)轉換器573，用于將所過濾的信號轉換成數(shù)字信號，并且將該數(shù)字信號發(fā)送到發(fā)送器565。
圖8示出了圖6所示的PPG測量模塊520和PPG信號處理器580的詳細方框圖。PPG測量模塊520包括第一光源，用于將光輻射到身體部分，即緊密接觸生物信號測量單元500的耳朵內(nèi)表面，在耳朵內(nèi)表面可以測量生物信號；第二光源，用于將與第一光源的光不同波長的光輻射到身體部分；以及光檢測器，用于檢測具有生物信息的、已經(jīng)從第一和第二光源輻射并隨后通過身體部分發(fā)送和反射的光。PPG信號處理器580包括放大器581，用于放大從光檢測器輸出的信號；濾波器583，用于消除放大器581的輸出信號中的噪聲分量；峰值檢測器585，用于檢測來自濾波器583的輸出信號的峰值；以及信號處理器587，用于通過使用從來自第一光源的光檢測的信號的峰值和從來自第二光源的光檢測的信號的峰值來計算生物信息，并且將生物信息輸出到顯示單元590。
圖9示出了圖8所示的信號處理器587的詳細方框圖。為了測量對象的脈搏，信號處理器587包括脈搏檢測器910，用以計算由峰值檢測器585所檢測的峰值之間的時間間隔，以及根據(jù)該時間間隔來測量脈搏。
為了測量對象的氧飽和，信號處理器587包括交流(AC)檢測器920，用于檢測從峰值檢測器585輸出的波形的最大值與最小值之間的變化，以便檢測由于動脈的脈動分量引起的光強變化；直流(DC)檢測器922，用于檢測從峰值檢測器585輸出的波形的最小值的變化，以便檢測由于非脈動分量引起的光強；反射系數(shù)檢測924，用于通過使用脈搏波的DC分量和AC分量來計算反射系數(shù)；以及氧飽和檢測器926，用于通過使用反射系數(shù)來計算氧飽和。
為了檢測對象的呼吸頻率(速率)，信號處理器587包括帶通濾波器(BPF)930，用于對從峰值檢測器585接收的脈搏信號進行帶通濾波；和呼吸檢測器935，用于通過使用帶通濾波的脈搏信號來檢測呼吸頻率。
下面，將參看圖10到15B來描述一種根據(jù)本發(fā)明實施例來測量生物信號的方法。
首先，將說明使用生物信號測量單元5000來測量溫度的方法。由于人的皮膚組織的溫度隨不同身體部分變化，并且根據(jù)外部溫度迅速改變，因此選擇一個合適的身體部分用于溫度測量是比較重要的。通常，在腋窩或直腸使用接觸式溫度計，在接近耳膜的耳道使用非接觸式溫度計。醫(yī)學上認為耳膜的溫度非常接近體內(nèi)溫度，并且?guī)缀醪皇芡獠繙囟鹊挠绊?。體內(nèi)溫度與電磁輻射量或紅外能的關系如下。
根據(jù)斯蒂芬-玻爾茲曼定律，從黑體輻射的電磁能總量與黑體溫度的四次方成正比，如公式(1)所示。
Q＝σT4...(1)這里，Q表示從黑體輻射的電磁能總量，T表示黑體溫度，σ表示一個稱作斯蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)的常數(shù)。從不是完全黑色的主體(例如，人的身體)輻射的電磁能的數(shù)量受到身體的輻射部分的影響。那樣的身體稱作灰體。當灰體的輻射率為ω時，公式(1)改變成公式(2)。
Q＝ωσT4...(2)這里，輻射率ω的值在0與1之間。遠離紅外頻帶的人的身體的輻射率ω幾乎為1，呈現(xiàn)出接近于黑體的特性。因此，通過使用從體內(nèi)輻射的紅外能的總量可以計算絕對體內(nèi)溫度。另外，紅外能的變化與體內(nèi)溫度中的變化的四次方成正比。
圖10示出了輻射能的強度對于不同黑體的溫度的波長圖。從處于恒定溫度的黑體輻射的能量隨著波長的增加而逐漸增加，并且達到峰值。之后，當波長還增加時，輻射能減少。那樣特性曲線的峰值隨著溫度的變化而變化，并且出現(xiàn)峰值的波長也隨著溫度變化。如圖10所示，當溫度是1100K時，在大約2.5μm的波長處出現(xiàn)峰值。當溫度降低到800K時，在大約3.8μm的波長處出現(xiàn)峰值，并且輻射能的強度下降。在特定溫度T給出最大輻射能的波長λ由公式(3)定義。
λ(max)＝0.29/T ...(3)由于非接觸式紅外溫度計的目標通常為大約30-40℃的溫度，該目標輻射遠紅外線，該遠紅外線的大約8-12μm的波長提供輻射能最大值。因此，需要用于檢測遠紅外線的光檢測器，以便在大約8-12μm的波段中具有令人滿意的響應特性。
在紅外溫度計中使用的普通傳感器的濾波器必須具有如圖11所示的頻率響應特性。更具體的講，最好是在波長大約是6-16μm處響應較大，但是大多數(shù)恒定發(fā)送幾乎出現(xiàn)在大約8-12μm的帶寬處。盡管從黑體輻射的電磁能總量與黑體溫度的四次方成正比，但是當測量范圍非常窄時，例如30-40℃，在溫度計，可以認為電磁能的總量在30-40℃的范圍內(nèi)是線性的。圖12示出了圖11所使用的傳感器的輸出電壓相對于溫度的圖。如上所述，線性特征出現(xiàn)在30-40℃的溫度范圍。
根據(jù)上述紅外傳感器的響應，將參看圖5B和7來描述本發(fā)明的溫度測量模塊510的操作原理。如上所述，溫度測量模塊510包括用于搜集光的波導511和由紅外傳感器實現(xiàn)的光接收器513。接近耳朵放置波導511，以便搜集輻射的紅外線。波導511內(nèi)部包括反射紅外線的物質(zhì)，以便將搜集的紅外線導引到光接收器513。然后，安裝在生物信號測量單元500中的光接收器513檢測紅外線，并且根據(jù)紅外線的數(shù)量來產(chǎn)生電檢測信號。
由于電檢測信號太微弱而不能被發(fā)送或數(shù)字化，因此由放大器571對該信號進行放大。所放大的檢測信號包括多個噪聲分量，但是測量體溫所需要的信號分量是在波峰波長出現(xiàn)的DC分量，而不是隨時間變化的AC分量。因此，通過濾波器572對放大的檢測信號進行濾波，以便消除噪聲和AC分量。A/D轉換器573將所濾波的檢測信號轉換成數(shù)字值。A/D轉換器573也將該數(shù)字值轉換成顯示給用戶的溫度值。
然而，當顯示單元590由包含在移動裝置中的LCD實現(xiàn)時，例如，圖5B所示的移動通信終端，A/D轉換器573將模擬信號簡單轉換成數(shù)字信號。通過包含在移動裝置中的操作單元，可以將數(shù)字信號轉換成溫度值，并且隨后通過顯示單元590將其輸出給用戶。另外，對于本領域的技術人員顯而易見的是，可以將包括溫度處理器570的控制單元550安裝在包括顯示單元590的移動裝置中，從而溫度測量模塊510可以直接連接到移動裝置。
當用戶使用耳式生物信號測量單元500中提供的溫度計來測量他自己的體溫時，用戶將生物信號測量單元500插入他的耳朵并監(jiān)視顯示單元590。因此，用戶自己可以測量體溫并檢查測量的結果。另外，當由于生物信號處理單元500未適當?shù)夭迦攵涠枰匦聹y量時，用戶自己可以調(diào)節(jié)生物信號測量單元500的插入。
現(xiàn)在，將參看圖8、9和13來描述一種根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于測量氧飽和的方法。氧飽和是總血紅蛋白濃度中氧化血紅蛋白的濃度百分比，即為了維持人細胞的正常功能，血液飽和的氧氣量的定量。已經(jīng)研究并開發(fā)了許多種使用具有至少兩種不同波長的光來檢測氧飽和的方法。在這些方法測量氧飽和的代表性方法中，紅光和紅外線被輻射到活體組織，在每種波長處得到動脈血中的脈動分量的吸收系數(shù)，并且使用不同波長的吸收系數(shù)之間的比率來計算氧飽和。大多數(shù)輻射到人的身體的光由諸如骨頭和組織的非脈動分量吸收，所述非脈動分量具有恒定的發(fā)送路徑，并且大約1-2％的光由動脈血中的脈動分量吸收。使用通過人的身體發(fā)送的光的強度可以得到每種波長的由脈動分量吸收的光量和由非脈動分量吸收的光量。對紅光和紅外光的兩種不同波長的由非脈動分量吸收的光量和由脈動分量吸收的光量分別表示動脈血中的血紅蛋白的光吸收率。根據(jù)在兩種不同波長的血紅蛋白吸收的光量之間的比來計算氧飽和。在圖13中，“l(fā)p”表示脈動分量(AC)的最高點，“l(fā)v”表示脈動分量(AC)的最低點。
參考圖8，圖8示出了PPG測量模塊520和PPG信號處理器580，其中來自第一光源的入射光通過身體部分發(fā)送。當入射光通過路徑“a”時，它會遇到血管，在這種情況下為動脈，并且被脈動調(diào)制。當入射光通過路徑“b”時，它不受脈動的影響。當動脈的半徑為“ra”和身體部分的半徑為“rb”時，由光檢測器檢測的光的不隨整個時間變化的分量DC是由通過路徑“a”的光的不隨時間變化的分量DCa和通過路徑“b”的光的不隨時間變化的分量DCb組成，如圖13所示，并由公式(4)表示如下。
DC＝DCa+DCb...(4)DCa可以通過公式(5)來表示。
DCa＝f(ra，rb，λ)DC ...(5)這里，f(ra，rb，λ)是表示根據(jù)包含動脈的身體部分的結構變化的因素的常數(shù)，λ表示入射光的波長。對通過身體部分發(fā)送的光的強度進行調(diào)制，所調(diào)制的量與光衰減的變化量ΔODtot一樣多，該變化量ΔODtot是由于動脈搏動引起的血液量變化而導致的。這里，變量ΔODtot是對于通過路徑“a”通過的光，可以由公式(6)表示如下。
ΔODtot＝AC/DCa＝f-1(ra，rb，λ)AC/DC...(6)由于很難精確地測量f(ra，rb，λ)，因此測量兩種波長λ1和λ2的反射系數(shù)R1和R2，隨后得到比R12＝R1/R2，如公式(7)所示，以便不必精確地測量f(ra，rb，λ)就可以測量計算氧飽和。
R12=R1R2=ΔODtot,λ1ΔODtot,λ2=ACλ1/DCλ1ACλ2/DCλ2---(7)]]>
這里，ACλ1和ACλ2表示有關第一和第二波長λ1和λ2的隨時間變化的分量，DCλ1和DCλ2表示有關第一和第二波長λ1和λ2的不隨時間變化的分量。例如，可以使用脈搏血氧定量計來得到公式(7)。
因此，如公式(7)所示，反射系數(shù)檢測器(圖9的924)將通過峰值檢測器585從光檢測器輸入并由AC檢測器920檢測的隨時間變化的分量ACλ1或ACλ2除以由DC檢測器922檢測的不隨時間變化的分量DCλ1或DCλ2，以便得到每種波長的光衰減的變化量ΔODtot，λ1或ΔODtot，λ2，并將來自第一光源的光衰減的ΔODtot，λ1除以來自第二光源的光衰減的ΔODtot，λ2以便得到第一光源反射系數(shù)與第二光源反射系數(shù)的比。
氧飽和檢測器926使用從反射系數(shù)檢測器924接收的至少一個比率R12來計算血液中血紅蛋白的濃度CHb。根據(jù)本發(fā)明的實施例，當選擇第一和第二波長λ1和λ2時，使用比率R12來計算血紅蛋白濃度CHb，如公式(8)所示。
CHb=352(ϵ1-R12ϵ2)k1a1-k2a2R12+35---(8)]]>這里，ε1表示對于第一波長λ1的吸收系數(shù)；ε2表示對于第二波長λ2的吸收系數(shù)；k1和k2表示由第一波長和第二波長λ1和λ2確定的常數(shù)以及在預定身體部分散射和吸收入射光的特性；a1和a2表示由散射微粒大小、血紅蛋白折射率、血清折射率、以及波長λ1和λ2確定的常數(shù)。
氧飽和檢測器926使用已測量的血紅蛋白濃度CHb來計算氧飽和S，如公式(9)所示，并且將該氧飽和S輸出到顯示單元590。
下面，將描述氧飽和檢測器926檢測氧飽和的過程。在至少兩種波長中選擇一種波長λx，選擇另一種波長λo，該波長λo根據(jù)血紅蛋白類型具有在吸收系數(shù)中的最大差。
波長λx和λo都是基于生物光譜學而產(chǎn)生的。當根據(jù)血液中的血紅蛋白(Hb)和含氧血紅蛋白(HbO2)的量能夠或不能良好地吸收一些波長時，不論Hb和HbO2量如何，都能良好地吸收其它波長。在本發(fā)明中，基準波長λx幾乎不受Hb和HbO2量的影響，而波長λo根據(jù)Hb和HbO2的量進行變化。例如，波長λo可以是660nm的波長，給出在對于Hb的吸收系數(shù)與對于HbO2的吸收系數(shù)之間的最大差，波長λx可以是從接近紅外帶寬800到950nm中選擇的805nm的波長。在1997年出版的作者為J.G.Werbser、書名是“Design of PulseOximeters”的第40-55頁可以發(fā)現(xiàn)對波長的這些特性的討論。
氧飽和檢測器926得到選擇波長λo的光衰減的偏差ΔODtot，λo和選擇波長λx的光衰減的變化量ΔODtot，λx，并得到變化量ΔODtot，λo對變化量ΔODtot，λx的比率Rox。
之后，氧飽和檢測器926使用根據(jù)公式(9)的比率Rox和血紅素濃度CHb來計算氧飽和S。
S=Rox(ϵHb,x-ϵHb,o)CHb+(kxax-koao)H(1-H)(ϵHbo2,o-ϵHb,o)CHb---(9)]]>這里，εHbo2，o表示對于波長λx的HbO2的吸收系數(shù)；εHb，o表示對于波長λo的Hb的吸收系數(shù)；εHb，x表示對于波長λx的Hb的吸收系數(shù)；kx和ko表示由波長λx和λo確定的常數(shù)以及在特定身體部分散射和吸收入射光的特性；ax和ao表示由散射微粒大小、血紅蛋白折射率、血清折射率、以及波長λx和λo確定的常數(shù)。
圖14示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于測量脈搏速率的方法流程圖。還將參看圖9和14來描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的用于測量脈搏速率的方法。
當測量對于執(zhí)行氧飽和的測量是必需的脈搏波時，由心律引起動脈中血流速率的變化。通過測量脈搏速率來測量心律。如圖8所示，由光檢測器接收預定身體部分發(fā)送的光，并將其轉換成電信號。電信號被放大器581放大，并在預定時間期間收集，從而形成PPG數(shù)據(jù)。在步驟S1410，PPG數(shù)據(jù)被濾波器583帶通濾波。在步驟S1420，峰值檢測器585對帶通濾波的信號進行微分，并找到斜率從正到負變化的拐點。在步驟S1430，將拐點值與初始設定的閾值進行比較，并且當該拐點值超過閾值時，將該拐點檢測為峰值，如圖15A所示。在步驟S1440，脈搏檢測器910計算峰值之間的平均時差，并且在步驟S1450，通過將60秒除以平均時差來計算每分鐘的脈搏速率。
圖15B圖解了一種根據(jù)本發(fā)明實施例的用于檢測呼吸頻率的方法。參看圖9和15B，PPG的AC分量與呼吸信號以及心律同步。PPG信號與呼吸的關系如下。根據(jù)基于人身體動態(tài)平衡的維持的機理，在吸氣期間，胸內(nèi)氣壓下降，返回到心臟的血液量增加，血壓由于心輸出量的增加而增加，并且減壓中樞被刺激擴張周圍動脈。相反，在呼氣期間，周圍動脈收縮。在PPG中反映了由于周圍動脈的擴張和收縮引起的光學距離的變化。由于血流速率的變化是由呼吸引起的并在PPG中反映出來，因此發(fā)生AC分量與呼吸信號之間的同步。
在本發(fā)明的一個實施例中，為了從PPG信號中提取呼吸信號，通過使用數(shù)字濾波器來分類呼吸信號頻段中的頻率分量。從峰值檢測器585輸出的PPG信號被具有大約0.13-0.48Hz的截止頻率的BPF 930濾波，該截止頻率包含正常呼吸信號的頻帶。呼吸檢測器935從濾波的PPG信號中檢測呼吸信號，通過將60秒除以呼吸信號的平均周期來計算平均呼吸頻率，并且將平均呼吸頻率輸出到顯示單元590。
圖16A和16B分別示出了被測量用來驗證本發(fā)明的PPG信號和呼吸信號。圖17A示出了通過對圖16A所示的PPG信號帶通濾波而獲得PPG波形。圖17B示出了通過從圖16B所示的呼吸信號中消除低頻分量而獲得的波形。從圖17A和17B可以看出，帶通濾波的PPG信號與呼吸信號緊密相關。
圖18示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的用于測量生物信號的裝置方框圖。參看圖18，第二實施例與第一實施例的不同之處在于生物信號測量單元1800是帽形的，從而當測量生物信號時，可以將它安裝在用于從現(xiàn)有便攜式裝置再生話音的耳機1830上。生物信號測量單元1800、控制器1850、和顯示單元1890與結合第一實施例描述的那些的結構相同，因此現(xiàn)在僅描述第一與第二實施例之間的區(qū)別。
在第二實施例中，耳機1830將驅動電源提供給包括波導1811和紅外傳感器1813的溫度測量模塊和PPG測量模塊1820，并且耳機1830具有多個安裝在外表面上的電極1835，用以接收測量的信號。生物信號測量單元1800具有一個用于插入耳機1830的凹口。將多個電極1815和1825放置在該凹口，從而當耳機1830插入該凹口時，它們連接到耳機1830的電極1835。在生物信號測量單元1800的帽形部分內(nèi)安裝收集紅外線的波導1811和將所收集的紅外線轉換成電信號的紅外傳感器1813。
當測量生物信號時，用戶將帽式生物信號測量單元1800安裝在耳機1830上，從而電極1815和1825連接到電極1835，并隨后將與耳機1830結合的生物信號測量單元1800插入他的耳朵。
可以將本發(fā)明實現(xiàn)為一種記錄在計算機可讀記錄介質(zhì)上并可以由計算機讀取的代碼。計算機可讀記錄介質(zhì)可以是記錄有可由計算機讀取的數(shù)據(jù)的任何類型介質(zhì)，例如，ROM、RAM、CD-ROM、磁盤、軟盤、或光數(shù)據(jù)存儲裝置。也可以用載波來實現(xiàn)本發(fā)明，例如，通過因特網(wǎng)發(fā)送?；蛘撸梢栽谕ㄟ^網(wǎng)絡連接的計算機系統(tǒng)之間分布計算機可讀記錄介質(zhì)，從而可以將本發(fā)明實現(xiàn)為一種記錄在記錄介質(zhì)上并可在計算機中讀取和執(zhí)行的代碼。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于測量生物信號的裝置包括用于測量各種類型的生物信息的模塊，從而能夠同時測量各種類型的生物信息。而且，包括光體積描記(PPG)測量模塊的生物信號測量單元被構成可插入到耳朵而與耳朵內(nèi)表面緊密接觸，因此測量模塊當測量PPG信號時沒有任何移動，從而能夠最小化移動失真的影響。另外，可以減少由于傳感器的污染和損壞引起的錯誤。
而且，由于可以將根據(jù)本發(fā)明實施例的用于測量生物信號的裝置連接到諸如耳機的移動裝置，因此便于攜帶。而且，用戶能夠根據(jù)觀察顯示在移動裝置上的測量值的感覺來重新放置該裝置的安裝位置。因此，用戶能夠自己執(zhí)行測量并自我診斷狀態(tài)。
當將根據(jù)本發(fā)明實施例的用于測量生物信號的裝置與移動通信終端結合時，通過包含在移動通信終端中的顯示裝置可以將測量的生物信號顯示給用戶，并且可以通過移動通信終端將測量的生物信號簡單地發(fā)送到遠程醫(yī)療機構。結果，能夠進行遠程醫(yī)學治療。
這里已經(jīng)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，盡管采用了特定術語，但是一般使用它們是為了進行解釋和描述，而不是用于限制。因此，本領域的技術人員將會理解，在不脫離由所附權利要求闡明的本發(fā)明的原理和精神的情況下可以在形式和細節(jié)上做出各種各樣的變化。
權利要求
1.一種用于測量生物信號的裝置，包括生物信號測量單元，可插入耳朵以便與耳朵內(nèi)表面緊密接觸，所述生物信號測量單元具有光體積描記測量模塊，用于將不同波長的光輻射到耳朵內(nèi)表面、檢測通過耳朵發(fā)送的光、并且輸出包括生物信息的光體積描記信號；控制單元，具有用于使用由所述光體積描記測量模塊測量的光體積描記信號來產(chǎn)生所述生物信息的光體積描記信號處理器；輸出單元，用于顯示從所述控制單元產(chǎn)生的生物信息；以及耳機，連接到控制單元，用于輸出從所述控制單元接收的聲音信號，其中所述控制單元還包括用于控制該聲音信號的音量的聲音處理器。
2.如權利要求1所述的裝置，其中所述光體積描記測量模塊包括光源單元，用于將光輻射到耳朵內(nèi)表面；以及光檢測器，用于檢測輻射到耳朵內(nèi)表面，并隨后通過耳朵發(fā)送的光。
3.如權利要求2所述的裝置，其中所述光源單元包括第一光源，用于將第一波長的光輻射到耳朵內(nèi)表面；以及第二光源，用于將第二波長的光輻射到耳朵內(nèi)表面，其中所述第一和第二波長是不同的。
4.如權利要求1所述的裝置，其中所述光體積描記信號處理器包括峰值檢測器，用于檢測光體積描記信號的峰值；以及信號處理器，用于通過使用峰值來產(chǎn)生生物信息。
5.如權利要求4所述的裝置，其中所述信號處理器包括脈搏檢測器，用于計算峰值之間的時間間隔，以便測量脈搏速率。
6.如權利要求4所述的裝置，其中所述信號處理器包括呼吸檢測器，用于對所述光體積描記信號帶通濾波，以便測量呼吸頻率。
7.如權利要求4所述的裝置，其中所述信號處理器包括反射系數(shù)檢測器，用于檢測來自以不同波長檢測的每個光體積描記信號的交流分量和直流分量，并且測量反射系數(shù)；以及氧飽和檢測器，用于通過使用不同波長的反射系數(shù)之間的比率來檢測血液中的氧飽和。
8.如權利要求4所述的裝置，其中所述光體積描記信號處理器還包括用于放大光體積描記信號的放大器；以及用于從由所述放大器放大的光體積描記信號中消除噪聲分量并隨后將所述光體積描記信號輸出到所述峰值檢測器的濾波器。
9.如權利要求1所述的裝置，其中所述生物信號測量單元還包括溫度測量模塊，用于感測從身體輻射的紅外線，并且輸出對應于所感測的紅外線的電信號，其中所述控制單元還包括溫度處理器，用于通過使用從所述溫度測量模塊輸出的電信號來計算體溫。
10.如權利要求9所述的裝置，其中所述溫度測量模塊包括靠近耳膜安裝的波導，用于引導從耳膜輻射的紅外線；以及光接收器，用于感測由所述波導引導的紅外線，并且將紅外線轉換成電信號。
11.如權利要求10所述的裝置，其中所述波導由能夠反射紅外線的材料制成。
12.如權利要求9所述的裝置，其中所述溫度處理器包括用于放大從所述溫度測量模塊接收的電信號的放大器；用于從放大的電信號中消除噪聲分量的濾波器；以及用于將所述電信號轉換成數(shù)字信號的模數(shù)轉換器。
13.如權利要求9所述的裝置，其中所述輸出單元是液晶顯示裝置。
14.如權利要求9所述的裝置，其中所述輸出單元是移動通信終端的液晶顯示裝置。
15.如權利要求9所述的裝置，還包括移動通信終端，通過所述移動通信終端，將所述控制單元產(chǎn)生的生物信息無線地發(fā)送到預定醫(yī)療結構。
16.如權利要求9所述的裝置，其中所述輸出單元是光盤播放器的液晶顯示裝置。
17.如權利要求1所述的裝置，其中所述輸出單元是液晶顯示裝置。
18.如權利要求1所述的裝置，其中所述輸出單元是移動通信終端的液晶顯示裝置。
19.如權利要求1所述的裝置，還包括移動通信終端，通過所述移動通信終端，將所述控制單元產(chǎn)生的生物信息無線地發(fā)送到預定醫(yī)療結構。
20.如權利要求1所述的裝置，其中所述輸出單元是光盤播放器的液晶顯示裝置。
21.一種通過使用耳式生物信號測量裝置來測量生物信號的方法，所述耳式生物信號測量裝置包括可插入耳朵來測量生物信號的生物信號測量單元、具有用于輸出聲音信號的揚聲器的耳機、使用所測量的生物信號來產(chǎn)生生物信息并將聲音信號提供給耳機的控制單元、和用于輸出所述生物信息的輸出單元，所述方法包括(a)接收從耳膜輻射的紅外線，并通過使用所述生物信號測量單元來測量體溫以作為生物信號提供；(b)將具有不同波長的光輻射到與所述生物信號測量單元緊密接觸的耳朵內(nèi)表面，以便測量包括生物信息的光體積描記信號，并且通過使用光體積描記信號測量由氧飽和、脈搏速率、和呼吸頻率組成的組中的至少一個生物信號；以及(c)當由控制單元接收的信號對應生物信號時，將在步驟(a)和(b)中測量的至少一個生物信號輸出到輸出單元，而當由控制單元接收的信號對應聲音信號時，將該聲音信號輸出到耳機，其中步驟(a)和(b)是同時進行的。
22.如權利要求21所述的方法，其中步驟(b)包括(b1)通過使用包含在生物信號測量單元中的光體積描記測量模塊，將具有不同波長的光輻射到耳朵內(nèi)表面、接收通過耳朵發(fā)送的光、并且輸出光體積描記信號，所述生物信號測量單元的一側與耳朵內(nèi)表面緊密接觸；(b2)檢測光體積描記信號的峰值；以及(b3)使用所檢測的峰值來產(chǎn)生生物信息。
23.如權利要求22所述的方法，其中步驟(b3)包括檢測來自以不同波長檢測的每個光體積描記信號的交流分量和直流分量，并且測量不同波長的反射系數(shù)；以及通過使用不同波長的反射系數(shù)之間的比率來計算血液中的氧飽和。
24.如權利要求22所述的方法，其中步驟(b3)還包括對所述光體積描記信號帶通濾波以便檢測呼吸頻率。
25.如權利要求22所述的方法，其中步驟(b2)包括對一段預定時間期間搜集的光體積描記信號帶通濾波；通過對過濾的光體積描記信號微分來檢測拐點；以及當所述拐點的值超過預定閾值時，將所述拐點存儲為峰值。
26.如權利要求22所述的方法，其中步驟(b3)包括使用所述光體積描記信號峰值之間的時間間隔來測量脈搏速率。
27.如權利要求21所述的方法，其中所述輸出單元是移動通信終端的液晶顯示裝置，并且步驟(c)還包括通過所述移動通信終端將在步驟(a)和(b)測量的生物信號無線發(fā)送到預定醫(yī)療結構。
全文摘要
一種用于測量生物信號的裝置，所述裝置包括生物信號測量單元，其可插入耳朵而與耳朵內(nèi)表面緊密接觸，所述生物信號測量單元具有光體積描記(PPG)測量模塊，用于將不同波長的光輻射到耳朵內(nèi)表面、檢測通過耳朵發(fā)送的光、并且輸出包括生物信息的PPG信號；具有PPG信號處理器的控制單元，所述PPG信號處理器使用由所述PPG測量模塊測量的PPG信號來產(chǎn)生所述生物信息；和輸出單元，用于顯示從所述控制單元產(chǎn)生的生物信息。
文檔編號A61B5/01GK1989895SQ20061016259
公開日2007年7月4日 申請日期2004年5月9日 優(yōu)先權日2003年5月9日
發(fā)明者裵相坤, 尹吉源, 李宗淵 申請人:三星電子株式會社