本發(fā)明涉及一種生物信號測量系統(tǒng)，尤其涉及一種可提高生物信號測量準(zhǔn)確度的生物信號測量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的用于檢測心率變異性的生物信號測量裝置，如耳機及腕帶，其包括一主體、一發(fā)光源、一光感測器或一生物阻抗感測器。由發(fā)光源把光線射入受驗者的皮膚后反射，再由光感測器感應(yīng)反射光于一段時間內(nèi)的變化以獲得光體積變化信號(Photoplethysmography，PPG)，從而通過信號檢測到心率的變異性。

然而，對于基于光感測器的生物信號測量裝置而言，制造材料具有對人體皮膚透射率的影響，比如主體材料容易吸收光等影響，此外，由于環(huán)境光及紫外線的影響，容易導(dǎo)致感測信號受到干擾，因此，環(huán)境光的干擾會影響光感測器獲得PPG信號從而最終影響檢測心率變異的準(zhǔn)確性。而且，對于基于生物阻抗感測器的生物信號測量裝置而言，生物阻抗感測器的生物電信號極其微弱，極為容易受到環(huán)境光及紫外線的干擾。

因此，為克服上述問題，急待開發(fā)一種可提高生物信號測量準(zhǔn)確度的生物信號測量系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種生物信號測量系統(tǒng)及方法，可提高生物信號測量的準(zhǔn)確性。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供一種生物信號測量系統(tǒng)，包括激勵信號源、生物信號感測器、環(huán)境感測器、模擬前端感測器及處理器模塊，其中，處理器模塊控制激勵信號源產(chǎn)生照射信號向受測者皮膚照射；生物信號感測器接收由受測者皮膚反射的照射信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)個類比合成信號；環(huán)境感測器接收生物信號測量系統(tǒng)所 在的外在環(huán)境的光信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)個環(huán)境數(shù)字指標(biāo)；模擬前端感測器接收生物信號感測器的類比合成信號并將類比合成信號放大且轉(zhuǎn)換成生物數(shù)字信號；處理器模塊電性連接于激勵信號源、環(huán)境感測器、生物信號感測器及模擬前端感測器，根據(jù)環(huán)境數(shù)字指標(biāo)計算外在環(huán)境的光強度大小并發(fā)出調(diào)整指令給模擬前端感測器調(diào)整其采樣頻率，并根據(jù)調(diào)整采樣頻率后所收集的生物數(shù)字信號進(jìn)行生物體征估算及檢測類比合成信號轉(zhuǎn)換成的生物數(shù)字信號進(jìn)行生物體征估算及檢測。

進(jìn)一步的，所述激勵信號源產(chǎn)生光信號向受測者皮膚照射，所述生物信號感測器包括光感測器，光感測器收集被受測者皮膚反射的光信號。

進(jìn)一步的，所述當(dāng)感測生物信號測量系統(tǒng)所在的外在環(huán)境的光強度大時，模擬前端感測器對光感測器的采樣頻率為8ms；當(dāng)感測生物信號測量系統(tǒng)所在的外在環(huán)境的光強度小時，模擬前端感測器對光感測器的采樣頻率為32ms。

進(jìn)一步的，所述激勵信號源產(chǎn)生生物電脈沖信號并向受測者皮膚照射，所述生物信號感測器包括生物阻抗感測器，生物阻抗感測器收集被受測者皮膚反射的生物電脈沖信號。

進(jìn)一步的，所述當(dāng)感測生物信號測量系統(tǒng)所在的外在環(huán)境的光強度大時，模擬前端感測器對生物阻抗感測器的采樣頻率為5s；當(dāng)感測生物信號測量系統(tǒng)所在的外在環(huán)境的光強度小時，模擬前端感測器對生物阻抗感測器的采樣頻率為10s。

進(jìn)一步的，所述環(huán)境感測器包括紫外線感測器，紫外線感測器收集生物信號測量系統(tǒng)所在的外在環(huán)境的紫外線，所述處理器模塊根據(jù)紫外線感測器收集的紫外線計算紫外線指數(shù)。

進(jìn)一步的，所述環(huán)境感測器還包括環(huán)境光感測器，環(huán)境光感測器收集生物信號測量系統(tǒng)所在的外在環(huán)境的環(huán)境光，所述處理器模塊根據(jù)環(huán)境光感測器收集的環(huán)境光計算環(huán)境光索引。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種生物信號測量方法，包括：

處理器模塊控制激勵信號源產(chǎn)生照射信號向受測者皮膚照射；

生物信號感測器接收由受測者皮膚反射的照射信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)個類比合成信號；

環(huán)境感測器接收生物信號測量系統(tǒng)所在的外在環(huán)境的光信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)個環(huán)境數(shù)字指標(biāo)；

模擬前端感測器接收類比合成信號并將類比合成信號放大且轉(zhuǎn)換成生物數(shù)字信號，處理器模塊根據(jù)環(huán)境數(shù)字指標(biāo)計算外在環(huán)境的光強度大小并發(fā)出調(diào)整指令給模擬前端感測器調(diào)整其采樣頻率；

模擬前端感測器調(diào)整采樣頻率并將類比合成信號放大且轉(zhuǎn)換成數(shù)個調(diào)整采樣頻率后的生物數(shù)字信號，處理器模塊根據(jù)數(shù)個調(diào)整采樣頻率后的生物數(shù)字信號進(jìn)行生物體征估算及檢測。

綜上所述，本發(fā)明生物信號測量系統(tǒng)，通過光感測器及生物阻抗感測器分別依照紫外線感測器及環(huán)境光感測器感測的紫外線及環(huán)境光的改變，進(jìn)而調(diào)整模擬前端感測器對光感測器及生物阻抗感測器感測到的類比合成信號的采樣頻率，當(dāng)紫外線或環(huán)境光強烈時，采樣頻率隨之增強；當(dāng)紫外線或環(huán)境光減弱時，采樣頻率隨之減弱，以平衡生物信號測量值受到的外在環(huán)境的影響，確保生物信號測量的準(zhǔn)確度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明生物信號測量系統(tǒng)的電路方塊圖。

圖2為本發(fā)明生物信號測量方法的步驟流程圖。

圖中各零部件的附圖標(biāo)記說明如下。

生物信號測量系統(tǒng) 100 激勵信號源 10

生物信號感測器 20 光感測器 21

生物阻抗感測器 22 環(huán)境感測器 30

紫外線感測器 31 環(huán)境光感測器 32

模擬前端感測器 40 處理器模塊 50。

具體實施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。

請參閱圖1及圖2，本發(fā)明一種生物信號測量系統(tǒng)100，包括激勵信號源10、生物信號感測器20、環(huán)境感測器30、模擬前端感 測器40及處理器模塊50。

所述處理器模塊50控制激勵信號源10產(chǎn)生照射信號向受測者皮膚發(fā)射且分別照射不同區(qū)塊，使光源穿透皮膚后由被受測者皮膚向外反射。具體地，激勵信號源10產(chǎn)生光信號或產(chǎn)生生物電脈沖信號向受測者皮膚照射。

所述生物信號感測器20接收由受測者皮膚反射的照射信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)個類比合成信號。具體地，生物信號感測器20包括光感測器21及生物阻抗感測器22至少一種，光感測器21收集被受測者皮膚反射的光信號，生物阻抗感測器22收集被受測者皮膚反射的生物電脈沖信號。

所述環(huán)境感測器30接收生物信號測量系統(tǒng)100所在的外在環(huán)境的光信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)個環(huán)境數(shù)字指標(biāo)。環(huán)境感測器，包括紫外線感測器31及環(huán)境光感測器32至少一種，紫外線感測器31收集生物信號測量系統(tǒng)100所在的外在環(huán)境的紫外線，環(huán)境光感測器32收集生物信號測量系統(tǒng)所在的外在環(huán)境的環(huán)境光。

模擬前端感測器40接收生物信號感測器20的類比合成信號并將類比合成信號放大且轉(zhuǎn)換成生物數(shù)字信號。

處理器模塊50電性連接于激勵信號源10、環(huán)境感測器30、生物信號感測器20及模擬前端感測器40，根據(jù)環(huán)境數(shù)字指標(biāo)計算外在環(huán)境的光強度大小并發(fā)出調(diào)整指令給模擬前端感測器40調(diào)整其采樣頻率，并根據(jù)調(diào)整采樣頻率后的生物數(shù)字信號進(jìn)行生物體征估算及檢測。具體地，處理器模塊50根據(jù)紫外線感測器31收集的紫外線及環(huán)境光感測器32收集的環(huán)境光分別計算紫外線指數(shù)及環(huán)境光索引。當(dāng)感測生物信號測量系統(tǒng)所在的外在環(huán)境的光強度大時，即當(dāng)紫外線指數(shù)或環(huán)境光索引強烈時，模擬前端感測器40對光感測器21的采樣頻率為8ms，對生物阻抗感測器22的采樣頻率為5s；當(dāng)感測生物信號測量系統(tǒng)所在的外在環(huán)境的光強度小時，即當(dāng)紫外線指數(shù)或環(huán)境光索引低落時，模擬前端感測器40對光感測器21的采樣頻率為32ms，對生物阻抗感測器22的采樣頻率為10s。

本發(fā)明生物信號測量系統(tǒng)100的生物信號測量方法，包括：

處理器模塊50控制激勵信號源10產(chǎn)生照射信號向受測者皮膚 照射；

生物信號感測器20接收由受測者皮膚反射的照射信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)個類比合成信號；

環(huán)境感測器30接收生物信號測量系統(tǒng)所在的外在環(huán)境的光信號并轉(zhuǎn)換成數(shù)個環(huán)境數(shù)字指標(biāo)；

模擬前端感測器40接收類比合成信號并將類比合成信號放大且轉(zhuǎn)換成生物數(shù)字信號，處理器模塊50根據(jù)環(huán)境數(shù)字指標(biāo)計算外在環(huán)境的光強度大小并發(fā)出調(diào)整指令給模擬前端感測器40調(diào)整其采樣頻率；

模擬前端感測器40調(diào)整據(jù)采樣頻率并將類比合成信號放大且轉(zhuǎn)換成數(shù)個調(diào)整采樣頻率后的生物數(shù)字信號，處理器模塊50根據(jù)數(shù)個調(diào)整采樣頻率后的生物數(shù)字信號進(jìn)行生物體征估算及檢測。

綜上所述，本發(fā)明生物信號測量系統(tǒng)100，通過光感測器21及生物阻抗感測器22分別依照紫外線感測器31及環(huán)境光感測器32感測的紫外線及環(huán)境光的改變，進(jìn)而調(diào)整模擬前端感測器40對光感測器21及生物阻抗感測器22感測到的類比合成信號的采樣頻率，當(dāng)紫外線或環(huán)境光強烈時，模擬前端感測器40的采樣頻率隨之增強；當(dāng)紫外線或環(huán)境光減弱時，模擬前端感測器40的采樣頻率隨之減弱，以平衡生物信號測量值受到的外在環(huán)境的影響，確保生物信號測量的準(zhǔn)確度。