光電體積描記設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及監(jiān)控設(shè)備和方法。所提出的設(shè)備包括：用于將光脈沖（3）發(fā)射到有機(jī)體的組織（4）中的光源（2）；用于從所述組織接收光（6）并生成傳感器信號(hào)（7）的光傳感器（5）；用于對(duì)所述傳感器信號(hào)（7、9）進(jìn)行濾波的濾波單元（10），所述濾波單元包括用于生成同相濾波信號(hào)（12）的切換的同相低通濾波器（11）和用于生成異相濾波信號(hào)（14）的切換的異相低通濾波器（13）；控制單元（19），用于控制所述光源（2）和所述濾波單元（10）使得所述同相濾波器（11）僅在所述光源（2）被接通的第二時(shí)間段（31）期間被接通，并且所述異相濾波器（13）在所述光源（2）被關(guān)斷的第一和第三時(shí)間段（30、32）期間被接通；用于從所述同相濾波信號(hào)（12）中減去所述異相濾波信號(hào)（14）的減法單元（18）。
【專利說(shuō)明】光電體積描記設(shè)備和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及監(jiān)控設(shè)備和監(jiān)控方法，特別是用于心率測(cè)量。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為監(jiān)控設(shè)備的重要種類，基于光電體積描記術(shù)（PPG)的心率檢測(cè)器是公知的。來(lái) 自一個(gè)或多個(gè)光源(例如，LED)的光被發(fā)射到有機(jī)體(例如，患者）的組織中，并且由光傳感 器(例如，光電二極管）捕獲。
[0003] 關(guān)于心率檢測(cè)器的問(wèn)題在于外界（ambient)光漏到傳感器中并擾亂測(cè)量。該外界 光可能源自太陽(yáng)或者電燈(其可在網(wǎng)（net)頻率處發(fā)射光)。另一問(wèn)題是噪聲，尤其是低頻 噪聲(例如，1/f?噪聲)，而且高頻噪聲也擾亂測(cè)量。此外，電磁干擾也可能擾亂測(cè)量。
[0004] 繞開(kāi)這個(gè)問(wèn)題的方式是使用同步檢測(cè)。在同步檢測(cè)中，將被測(cè)量的信號(hào)(基帶信 號(hào)）被調(diào)制到載波上。檢測(cè)器解調(diào)該信號(hào)使得基帶信號(hào)再次被獲得。同步檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)在于 只有小頻帶(在調(diào)制頻率周圍)中的噪聲和擾動(dòng)信號(hào)可能擾亂所檢測(cè)的信號(hào)。小頻帶之外的 所有的噪聲和擾動(dòng)都被過(guò)濾掉，并且因此不擾亂所檢測(cè)的信號(hào)。使用同步檢測(cè)的脈搏血氧 計(jì)例如從US6912413知曉。
[0005] 在簡(jiǎn)明（straightforward)的實(shí)施方式中，例如正如從無(wú)線電接收器知曉的，同步 檢測(cè)是通過(guò)用正弦波調(diào)制光源完成的。這對(duì)于信號(hào)質(zhì)量是有好處的，因?yàn)橹挥姓{(diào)制頻率周 圍的小的帶中的噪聲和擾動(dòng)可能擾亂所檢測(cè)的信號(hào)。小的帶必須位于足夠高的頻率中以去 除較低的頻率的擾動(dòng)(例如，120Hz光)。這要求調(diào)制頻率至少在該頻率以上。這種形式的同 步檢測(cè)要求復(fù)雜的電路。替代正弦波，也使用方波。通過(guò)將檢測(cè)器中的高頻分量過(guò)濾掉，只 有方波的基頻周圍的頻帶被利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的一個(gè)目的是提供不要求由正弦波或方波調(diào)制而允許低頻、低占空比的脈 沖光調(diào)制的監(jiān)控設(shè)備和監(jiān)控方法。
[0007] 在本發(fā)明的第一方面中，呈現(xiàn)了監(jiān)控設(shè)備，包括： 用于將光脈沖發(fā)射到有機(jī)體的組織中的光源， 用于從所述組織接收光并生成傳感器信號(hào)的光傳感器， 用于對(duì)所述傳感器信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波單元，所述濾波單元包括用于生成同相 (in-phase)濾波信號(hào)的切換的同相低通濾波器和用于生成異相（out-of-phase)濾波信號(hào) 的切換的異相低通濾波器， 控制單元，用于控制所述光源和所述濾波單元使得同相濾波器僅在光源被接通的第二 時(shí)間段期間被接通，并且異相濾波器在光源被關(guān)斷的第一和第三時(shí)間段期間被接通， 用于從同相濾波信號(hào)中減去異相濾波信號(hào)的減法單元。
[0008] 在本發(fā)明的進(jìn)一步的方面中，呈現(xiàn)了對(duì)應(yīng)的監(jiān)控方法。
[0009] 在從屬權(quán)利要求中定義了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)理解的是，要求保護(hù)的方法具 有與要求保護(hù)的設(shè)備以及在從屬權(quán)利要求中所定義的類似的和/或同樣的優(yōu)選實(shí)施例。
[0010] 本發(fā)明是基于應(yīng)用同步檢測(cè)方案的思想，所述方案不要求正弦或者方波的調(diào)制而 允許低頻、低占空比的脈沖光調(diào)制，同時(shí)仍僅允許窄的、較高頻帶中的噪聲和擾動(dòng)擾亂所檢 測(cè)的信號(hào)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明，緊密圍繞主信號(hào)的外界信號(hào)（即，一般包括外界光和噪聲)被測(cè)量。在 測(cè)量(采樣）外界信號(hào)時(shí)，光源被關(guān)斷。在測(cè)量(采樣）主信號(hào)時(shí)，光源被接通。通過(guò)從主信 號(hào)中減去外界信號(hào)創(chuàng)建校正的信號(hào)。這樣，不期望的外界信號(hào)從主信號(hào)中被移除。通過(guò)緊 密圍繞主信號(hào)進(jìn)行測(cè)量(采樣)，實(shí)現(xiàn)了局部地增加的采樣頻率，使得達(dá)到高頻率的外界信 號(hào)能夠獨(dú)立于對(duì)主信號(hào)進(jìn)行采樣的采樣頻率被檢測(cè)并且被補(bǔ)償。
[0012] 切換的低通濾波器被用于外界信號(hào)和主信號(hào)二者的檢測(cè)。因而外界信號(hào)對(duì)應(yīng)于異 相濾波信號(hào)，并且主信號(hào)對(duì)應(yīng)于同相濾波信號(hào)。通過(guò)在兩個(gè)濾波器的輸出處的兩種不同的 信號(hào)的減法來(lái)獲得設(shè)備的輸出信號(hào)。切換的低通濾波器被用來(lái)防止混疊（aliasing)和將 高頻噪聲過(guò)濾掉。
[0013] 應(yīng)注意，本發(fā)明一般性地不限于三個(gè)時(shí)間段的使用，而是交錯(cuò)（interleaved)的 任意長(zhǎng)度的序列是可能的，例如異相時(shí)間段、同相時(shí)間段、異相時(shí)間段、同相時(shí)間段…異相 時(shí)間段。在這樣的實(shí)施例中，光源僅在同相時(shí)間段期間被接通。所有的同相時(shí)間段被積分 (integrate)在同相積分器(濾波器）中，而所有的異相時(shí)間段被積分在異相積分器(濾波 器）中。優(yōu)選地，同相時(shí)間段的總和在名義上等于異相時(shí)間段的總和。
[0014] 在實(shí)施例中，所述控制單元被配置成控制所述濾波單元使得第二時(shí)間段具有與第 一和第三時(shí)間段的總和相同的長(zhǎng)度。
[0015] 第一和第三時(shí)間段的長(zhǎng)度的總和不是必須等于第二時(shí)間段的長(zhǎng)度。在該情形中， 可通過(guò)適當(dāng)?shù)臋?quán)重因數(shù)來(lái)補(bǔ)償差異。因此，在另一實(shí)施例中，所述控制單元被配置成控制所 述濾波單元使得在第二時(shí)間段期間擾動(dòng)信號(hào)的貢獻(xiàn)與第一和第三時(shí)間段期間的擾動(dòng)信號(hào) 的貢獻(xiàn)相同。這是出現(xiàn)校準(zhǔn)的地方。為了補(bǔ)償濾波單元的兩個(gè)濾波器之間的RC差異，在一 種校準(zhǔn)程序中，可以故意地使得時(shí)間略微不相等。校準(zhǔn)旨在略微調(diào)整時(shí)間段使得擾動(dòng)信號(hào) 的貢獻(xiàn)在兩個(gè)濾波器中是相同的。
[0016] 在另一實(shí)施例中，所述控制單元被配置成控制所述濾波單元使得第一時(shí)間段具有 與所述第三時(shí)間段相同的長(zhǎng)度。然而，一般地，第一時(shí)間段具有不同于第三時(shí)間段的長(zhǎng)度也 是可能的。
[0017] 在另一實(shí)施例中，所述控制單元被配置成控制所述光源和所述濾波單元使得所述 第一時(shí)間段被布置在光源變?yōu)榻油ㄖ安痪茫⑶宜龅谌龝r(shí)間段被布置在光源變?yōu)殛P(guān)斷 之后不久。這提供了外界光在所有的三個(gè)時(shí)間段期間以最相似的方式和貢獻(xiàn)被測(cè)量。
[0018] 在另一實(shí)施例中，所述控制單元被配置成控制所述光源以及所述濾波單元使得第 一時(shí)間段和第三時(shí)間段之間的時(shí)間距離相比于將要被抑制的最快的擾動(dòng)信號(hào)的時(shí)間段是 短的，即 ^3rd period ^lst period〈〈l,fdisturbance-max. °
[0019] 選擇光源被接通和關(guān)斷的時(shí)間中的確切時(shí)刻，使得外界光信號(hào)的積分被實(shí)現(xiàn)為使 得積分器（integrator)輸出（異相信號(hào)）接近在光源是接通的時(shí)間處的外界光信號(hào)的真實(shí) 值。如果第一和第三時(shí)間段是對(duì)稱的并且靠近第二時(shí)間段，則可實(shí)現(xiàn)最佳的接近。
[0020] 在另一實(shí)施例中，所述控制單元被配置成控制所述光源和所述濾波單元使得第二 時(shí)間段比光脈沖的持續(xù)時(shí)間更短。
[0021] 在另一實(shí)施例中，監(jiān)控設(shè)備還包括模擬-至-數(shù)字變換器，其耦合在所述濾波單元 和所述減法單元之間用于對(duì)所述同相濾波信號(hào)和所述異相濾波信號(hào)進(jìn)行相減之前對(duì)它們 進(jìn)行模擬-至-數(shù)字變換，或者其耦合至所述減法單元的輸出，用于對(duì)所述減法單元的輸出 信號(hào)進(jìn)行模擬-至-數(shù)字變換。因而，針對(duì)由減法單元生成的校正的(輸出）信號(hào)或者針對(duì) 減法單元的輸出信號(hào)，使用滿A/D分辨率。
[0022] 在另一實(shí)施例中，監(jiān)控設(shè)備還包括耦合在所述光傳感器和所述濾波單元之間的放 大器，用于在對(duì)所述傳感器信號(hào)濾波之前對(duì)其進(jìn)行放大。
[0023] 在另一實(shí)施例中，同相濾波器被配置成具有對(duì)應(yīng)于傳感器信號(hào)的信號(hào)帶寬的帶 寬。這提供了信噪比可以被改進(jìn)。
[0024] 在一個(gè)實(shí)施例中，同相濾波器和異相濾波器是(名義上)同樣的濾波器。因?yàn)橹鳎ㄍ?相）和異相信號(hào)通過(guò)相同濾波器的兩個(gè)實(shí)例，所以在兩個(gè)分支中（不期望的）異相信號(hào)的貢 獻(xiàn)是相同的，使得通過(guò)在兩個(gè)濾波器的輸出處的兩個(gè)不同信號(hào)的減法，可以獲得期望的輸 出信號(hào)。
[0025] 所提出的監(jiān)控設(shè)備的進(jìn)一步的實(shí)施例優(yōu)選地被實(shí)施為用于光學(xué)心率監(jiān)控的腕戴 設(shè)備，但是其它的實(shí)施方式是可能的，并且是針對(duì)顯著地減小日光的影響。
[0026] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述控制單元被配置成控制由所述光源發(fā)射的光的強(qiáng)度在預(yù) 定的強(qiáng)度范圍中和/或控制所述模擬-至-數(shù)字變換器的增益(特別是包括在所述模 擬-至-數(shù)字變換器中的放大器的增益）使得所述監(jiān)控設(shè)備的輸出信號(hào)的信號(hào)水平在預(yù)定 的范圍內(nèi)。這確保了被用于心率檢測(cè)的輸出信號(hào)的信號(hào)水平既不過(guò)高也不過(guò)低。
[0027] 在另一實(shí)施例中，所述控制單元被配置成控制由所述光源發(fā)射的光的強(qiáng)度和/或 所述模擬-至-數(shù)字變換器的增益，使得同相濾波信號(hào)和異相濾波信號(hào)之間的差與異相濾 波信號(hào)之間的比值在預(yù)定的范圍內(nèi)。這確保了相比于外界光(特別是日光)，光源的光的量 不會(huì)過(guò)小。
[0028] 在替代性的實(shí)施例中，為了實(shí)現(xiàn)光源的光的量相比于外界光(特別是日光）不會(huì)過(guò) 小，所述控制單元被配置成基于異相濾波信號(hào)來(lái)控制由所述光源發(fā)射的光的強(qiáng)度，使得同 相濾波信號(hào)和異相濾波信號(hào)之間的差與異相濾波信號(hào)之間的比值在預(yù)定的范圍內(nèi)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029] 依據(jù)在下文中描述的（多個(gè)）實(shí)施例，本發(fā)明的這些以及其它的方面將是明顯的， 并且參照它們來(lái)闡明本發(fā)明的這些和其他方面。在下面的繪圖中： 圖1示出了所提出的監(jiān)控設(shè)備的實(shí)施例的示意性框圖， 圖2示出了圖示所提出的監(jiān)控方法的方面的圖， 圖3示出了傳感器信號(hào)的譜的圖， 圖4示出了所提出的監(jiān)控設(shè)備的傳遞函數(shù)（transferfunction)的圖， 圖5示出了圖示利用所提出的監(jiān)控設(shè)備中噪聲源的信號(hào)處理的示意性框圖， 圖6示出了耦合至放大器的光電二極管的實(shí)施例的等效電路圖， 圖7示出了包括噪聲的傳感器信號(hào)的以及所提出的監(jiān)控設(shè)備的輸出信號(hào)的譜的圖， 圖8示出了所提出的監(jiān)控設(shè)備的另一實(shí)施例的示意性框圖，以及 圖9示出了圖8中示出的實(shí)施例中的光源的光強(qiáng)度的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的監(jiān)控設(shè)備1的實(shí)施例的示意性框圖。監(jiān)控設(shè)備1包括光 源2 (例如，LED; -般而言，在下文中即使使用術(shù)語(yǔ)LED，也意味著光源)，其用于發(fā)射光脈沖 3到有機(jī)體、特別是人(例如，患者、做運(yùn)動(dòng)的人等）或動(dòng)物(例如，動(dòng)物園中的）的組織4中。 光源2例如可被安裝在由有機(jī)體佩戴的手指夾（fingerclip)或手表上。設(shè)備1進(jìn)一步包 括用于從所述組織4接收光6并生成傳感器信號(hào)7 (例如，光電二極管電流）的光傳感器5 (例如，光電二極管)?？蛇x地，放大器8、特別是跨阻抗放大器（TIA)被提供用來(lái)將傳感器信 號(hào)7放大成被放大的傳感器信號(hào)9 (例如，用于將光電二極管電流放大成電壓信號(hào))。
[0031](可選地被放大的)傳感器信號(hào)9被提供至用于對(duì)所述傳感器信號(hào)9進(jìn)行濾波的濾 波單元10。濾波單元10包括用于生成同相濾波信號(hào)12的切換的同相低通濾波器11 (在 下面也叫做同相積分器）和用于生成異相濾波信號(hào)14的切換的異相低通濾波器13 (在下 面也叫做前后（preandpost)濾波器或者前后積分器)。
[0032] 可選地，模擬-至-數(shù)字（AD)變換器15被提供用于對(duì)濾波輸出信號(hào)16 (包括同 相濾波信號(hào)12和異相濾波信號(hào)14)進(jìn)行模擬-至-數(shù)字的變換。然后，（可選地，經(jīng)AD變 換的）濾波輸出信號(hào)17被傳送至減法單元18,減法單元用于從(可選地經(jīng)AD變換的）同相 濾波信號(hào)12中減去(可選地經(jīng)AD變換的）異相濾波信號(hào)14以獲得被用于心率檢測(cè)的輸出 信號(hào)23。
[0033] 最后，控制單元19被提供用于通過(guò)使用控制信號(hào)20、21、22控制所述光源2和所 述濾波單元10 (以及可選地AD變換器15)，使得同相濾波器11僅在當(dāng)光源2被接通時(shí)的 第二時(shí)間段(也叫做同相積分間隔)期間被接通，以及異相濾波器13在當(dāng)光源2被關(guān)斷時(shí)的 第一和第三時(shí)間段(也叫做前積分間隔和后積分間隔）期間被接通。這在圖2中被圖示。
[0034] 圖2示出了圖示關(guān)于LED接通信號(hào)，即控制信號(hào)20的前積分間隔、同相積分間隔 和后積分間隔30、31、32的時(shí)間選擇（timing)的圖。特別是，示出了隨以ys為單位的時(shí) 間t變化的以伏特為單位的被放大的傳感器信號(hào)9 (也叫TIA信號(hào))。前積分間隔和后積分 間隔30、32 (也叫第一和第三時(shí)間段)旨在在LED2未接通的情況下創(chuàng)建(可選地被放大的） 傳感器信號(hào)9的插值的（interpolated)版本（S卩，旨在當(dāng)LED2接通時(shí)重建擾動(dòng)信號(hào))。在 同相間隔31 (也叫第二時(shí)間段）期間，LED誘發(fā)的信號(hào)以及擾動(dòng)信號(hào)二者被積分到(可選地 被放大的）傳感器信號(hào)9中。
[0035] 因而，一般地，控制單元19 (一般包括時(shí)間選擇生成器)以調(diào)制頻率fm對(duì)光源2施 以脈沖。傳感器5和TIA8接收并放大脈沖的傳感器信號(hào)7并且將其提供至兩個(gè)切換的濾 波器11、13。當(dāng)光源2接通時(shí)，同相切換的濾波器11被切換。前后濾波器13 (S卩，異相濾 波器）在光源2被接通之前不久以及光源2被接通之后不久被接通。換言之，與將被抑制 的最快速的擾動(dòng)信號(hào)的時(shí)間段相比，第一時(shí)間段30和第三時(shí)間段32之間的時(shí)間距離是短 白勺'艮P^3rd period ^lst period〈〈l/fdiErtmWfM。優(yōu)選地，總的積分時(shí)間對(duì)于每個(gè)濾波器11、 13是相同的。當(dāng)未被接通時(shí)，濾波器11、13保持它們的狀態(tài)。
[0036] 設(shè)備1的主要的參數(shù)是： ?fm:LED調(diào)制頻率； ? tQN:LED接通時(shí)間； ? d:從fm和tQN得出的占空比：d=tQNxfm;其確定平均的LED功率； ?設(shè)備中的切換的積分器(濾波器）的R和C值。
[0037] 設(shè)備1的主要的性能參數(shù)是： ?擾動(dòng)抑制：光學(xué)和EMI擾動(dòng)的抑制； ?信噪比； ?帶寬； 籲功率消耗。
[0038] 外界光和電磁干擾可能擾亂傳感器(光電二極管)信號(hào)7。該擾動(dòng)的大量發(fā)生在DC 處，以及網(wǎng)頻率的倍數(shù)處（比如50/60HZ，100/120HZ)。為了抑制這種擾動(dòng)，同步檢測(cè)被應(yīng)用。
[0039] 暫時(shí)地，前后濾波器13可以被視為在LED2是接通時(shí)的擾動(dòng)信號(hào)的評(píng)估器。評(píng)估 器是在前時(shí)段和后時(shí)段30、32期間的擾動(dòng)信號(hào)的平均。對(duì)于足夠低頻率的擾動(dòng)，評(píng)估將是 準(zhǔn)確的。
[0040] 頻譜上，同步檢測(cè)器可以被視作阻止頻率fsd之下的擾動(dòng)信號(hào)的高通濾波器。擾動(dòng) 信號(hào)被提供至前后濾波器13以及同相濾波器11二者，并且輸出被計(jì)算為y(n) =xOi-l)-% (x(n-2)+x(n))。該濾波器的采樣率例如?2500Hz。
[0041] 可以使用包含擾動(dòng)信號(hào)a(t)的信號(hào)處理模型。為了抑制擾動(dòng)信號(hào)，前后積分器13 應(yīng)當(dāng)很好地評(píng)估在LED2是接通時(shí)的擾動(dòng)信號(hào)。為此，積分器11、13同等地表現(xiàn)是重要的。 可以使用兩種方法的組合： 組件值（電阻器的R和電容器的C)應(yīng)當(dāng)在兩個(gè)切換的積分器11、13之間很好地匹配。
[0042] 應(yīng)用校準(zhǔn)來(lái)匹配兩個(gè)切換的積分器11、13的特性。
[0043] 優(yōu)選的是，在實(shí)施例中，前積分間隔和后積分間隔30、32足夠地靠近同相間隔31 (局部的采樣頻率必須夠高)。否則，擾動(dòng)信號(hào)中的較高的頻率不會(huì)很好地被抑制。擾動(dòng)抑 制是獨(dú)立于是否在切換的積分器中應(yīng)用重置的。這是因?yàn)樵趦煞N情形中，對(duì)于兩種信號(hào)路 徑，針對(duì)擾動(dòng)信號(hào)的信號(hào)處理是相同的。
[0044] 由LED2用頻率乙來(lái)調(diào)制通過(guò)組織的信號(hào)3的基帶譜。由于這一點(diǎn)，TIA8的輸 出信號(hào)9的譜具有在fm的倍數(shù)處重復(fù)的基帶譜。朝較高頻率的衰減是由LED占空比(根據(jù) 傅里葉級(jí)數(shù))確定的。這被描繪在圖3的信號(hào)圖中，圖3示出了由隨頻率f變化的VTIA指示 的TIA8的輸出信號(hào)9的譜。
[0045] 只有在積分器11、13被切換時(shí)，他們才對(duì)輸入信號(hào)9進(jìn)行積分。當(dāng)他們沒(méi)有被切 換時(shí)，他們保持它們的狀態(tài)。積分器11、13起低通濾波器的作用。切換占空比d影響濾波 器的帶寬。利用狀態(tài)空間平均，可以計(jì)算濾波器的帶寬：

【權(quán)利要求】
1. 監(jiān)控設(shè)備，包括： 用于將光脈沖（3)發(fā)射到有機(jī)體的組織（4)中的光源（2)， 用于從所述組織接收光（6)并生成傳感器信號(hào)（7)的光傳感器（5)， 用于對(duì)所述傳感器信號(hào)（7、9)進(jìn)行濾波的濾波單元（10)，所述濾波單元包括用于生成 同相濾波信號(hào)（12)的切換的同相低通濾波器（11)和用于生成異相濾波信號(hào)（14)的切換的 異相低通濾波器（13)， 控制單元（19)，用于控制所述光源（2)和所述濾波單元（10)使得所述同相濾波器（11) 僅在所述光源（2)被接通的第二時(shí)間段（31)期間被接通，并且所述異相濾波器（13)在所述 光源（2)被關(guān)斷的第一和第三時(shí)間段（30、32)期間被接通， 用于從所述同相濾波信號(hào)（12)中減去所述異相濾波信號(hào)（14)的減法單元（18)。
2. 如權(quán)利要求1中要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 其中所述控制單元（19)被配置成控制所述濾波單元（10)使得所述第二時(shí)間段（31)具 有與所述第一和第三時(shí)間段（30、32)的總和相同的長(zhǎng)度。
3. 如權(quán)利要求1種要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 其中所述控制單元（19)被配置成控制所述濾波單元（10)使得在所述第二時(shí)間段（31) 期間的擾動(dòng)信號(hào)的貢獻(xiàn)與所述第一和第三時(shí)間段（30、32)期間的擾動(dòng)信號(hào)的貢獻(xiàn)相同。
4. 如權(quán)利要求1中要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 其中所述控制單元（19)被配置成控制所述濾波單元（10)使得所述第一時(shí)間段（30)具 有與所述第三時(shí)間段（32)相同的長(zhǎng)度。
5. 如權(quán)利要求1中要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 其中所述控制單元（19)被配置成控制所述光源（2)和所述濾波單元（10)使得所述第 一時(shí)間段（30)被布置在所述光源（2)變?yōu)榻油ㄖ安痪?，并且所述第三時(shí)間段（32)被布置 在所述光源（2 )變?yōu)殛P(guān)斷之后不久。
6. 如權(quán)利要求1中要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 其中所述控制單元（19)被配置成控制所述光源（2)以及所述濾波單元（10)使得所述 第一時(shí)間段和所述第三時(shí)間段之間的時(shí)間距離相比于將要被抑制的最快的擾動(dòng)信號(hào)的時(shí) 間段是短的。
7. 如權(quán)利要求1中要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 其中所述控制單元（19)被配置成控制所述光源（2)和所述濾波單元（10)使得所述第 二時(shí)間段比光脈沖的持續(xù)時(shí)間更短。
8. 如權(quán)利要求1中要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 還包括模擬-至-數(shù)字變換器（15)，其耦合在所述濾波單元（10)和所述減法單元（18) 之間用于在對(duì)所述同相濾波信號(hào)（12)和所述異相濾波信號(hào)（14)進(jìn)行相減之前對(duì)它們進(jìn)行 模擬-至-數(shù)字變換，或者其耦合至所述減法單元（18)的輸出，用于對(duì)所述減法單元（18) 的輸出信號(hào)進(jìn)行模擬-至-數(shù)字變換。
9. 如權(quán)利要求1種要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 還包括耦合在所述光傳感器（5)和所述濾波單元（10)之間的放大器（8)，用于在對(duì)所 述傳感器信號(hào)（7)濾波之前對(duì)其進(jìn)行放大。
10. 如權(quán)利要求1中要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 其中所述同相濾波器（12)被配置成具有對(duì)應(yīng)于所述傳感器信號(hào)（7)的信號(hào)帶寬的帶 寬。
11. 如權(quán)利要求1中要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 其中所述同相濾波器（11)和所述異相濾波器（13)是同樣的濾波器。
12. 如權(quán)利要求8中要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 其中所述控制單元（19)被配置成控制由所述光源（2)發(fā)射的光的強(qiáng)度在預(yù)定的強(qiáng)度 范圍（R)中并且控制所述模擬-至-數(shù)字變換器（15)的增益使得所述監(jiān)控設(shè)備的輸出信號(hào) (23)的信號(hào)水平在預(yù)定的范圍內(nèi)。
13. 如權(quán)利要求1中要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 其中所述控制單元（19 )被配置成控制所述光源（2 )使得所述光源（2 )交替地在同相時(shí) 間段（31)期間被接通以及在異相時(shí)間段（30、32)期間被關(guān)斷，并且控制所述濾波單元（10) 使得所述同相濾波器（11)僅在所述同相時(shí)間段（31)期間被接通以及所述異相濾波器（13) 在所述異相時(shí)間段（30、32)期間被接通。
14. 如權(quán)利要求1中要求保護(hù)的監(jiān)控設(shè)備， 其中所述控制單元（19)被配置成控制所述濾波單元（10)和所述光源（2)使得所述同 相時(shí)間段的總和名義上等于所述異相時(shí)間段的總和。
15. 監(jiān)控方法，包括： 將光脈沖（3)發(fā)射到有機(jī)體的組織（4)中， 從所述組織（4)接收光（6)并生成傳感器信號(hào)（7)， 對(duì)所述傳感器信號(hào)（7、9)進(jìn)行濾波，包括用于生成同相濾波信號(hào)（12)的切換的同相低 通濾波以及用于生成異相濾波信號(hào)（14)的切換的異相低通濾波， 控制光脈沖的所述發(fā)射以及所述傳感器信號(hào)的所述濾波，使得所述同相濾波僅在光脈 沖被發(fā)射的第二時(shí)間段（31)期間被執(zhí)行，并且所述異相濾波在沒(méi)有光脈沖被發(fā)射的第一和 第三時(shí)間段（30、32)期間被執(zhí)行， 從所述同相濾波信號(hào)（12)中減去所述異相濾波信號(hào)（14)。
【文檔編號(hào)】A61B5/00GK104507381SQ201380040704
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2013年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月18日
【發(fā)明者】T. J. M. 施佩 A., J. 魯洛夫斯 K., G. 范恩根 P., 吉恩 K. 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司