СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА ТКАНИ И НОСИМЫЙ ПРИБОР Российский патент 2024 года по МПК A61B5/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к области технологии измерения спектров и, в частности, к способу измерения элемента ткани, устройству для измерения элемента ткани и носимому прибору.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Биологическая жидкость организма человека содержит множество элементов ткани, таких как сахар крови, жир, лейкоциты и т. д. Для обеспечения здорового функционирования организма человека концентрация каждого элемента живой ткани должна находиться в соответствующем ему диапазоне концентраций. Однако у некоторых людей элемент живой ткани предрасположен к дисбалансу, то есть концентрация элемента живой ткани не находится в пределах ее числового диапазона, что может приводить к заболеваниям, угрозе здоровью и даже жизни. Для таких людей необходимо проводить измерение элемента ткани в режиме реального времени.

Оптический метод обладает характеристиками быстроты, неинвазивности и предоставления многомерной информации и т. д., и его обычно используют для измерения элемента ткани в соответствующей области техники. Согласно принципу измерений оптический метод включает главным образом рамановскую спектрометрию, метод поляризации, оптическую когерентную томографию, фотоакустическую спектрометрию, инфракрасную спектрометрию и инфракрасную спектрометрию в ближней области.

В процессе реализации концепций настоящего изобретения авторы изобретения обнаружили, что в соответствующей области техники существует по меньшей мере одна проблема, заключающаяся в том, что точность измерения не является высокой.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

С учетом этого в вариантах осуществления настоящего изобретения предлагаются способ измерения элемента кожной ткани, устройство для измерения элемента кожной ткани и носимый прибор.

В одном аспекте вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается способ измерения элемента кожной ткани, включающий: освещение области измерения падающим светом, имеющим N заданных длин волн, где N≥1, при этом каждый луч падающего света проходит через область измерения с образованием по меньшей мере одного луча выходящего света, выходящего из по меньшей мере одного положения выхода, при этом падающий свет падает в одно положение падения; получение значения интенсивности света, соответствующего каждому лучу выходящего света, получаемого M фоточувствительными поверхностями, для получения T выходных интенсивностей света, при этом каждая из T выходных интенсивностей света получается обработкой значения интенсивности света выходящего света, получаемого одной или более из M фоточувствительных поверхностей, и при этом каждая из M фоточувствительных поверхностей выполнена с возможностью получать значение интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода, в пределах заданного диапазона защиты от дрожания, соответствующего фоточувствительной поверхности, 1≤T≤M; и определение концентрации измеряемого элемента кожной ткани согласно по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей N заданных длин волн.

В другом аспекте вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается устройство для измерения элемента кожной ткани, содержащее: модуль источника света, выполненный с возможностью освещать область измерения падающим светом, имеющим N заданных длин волн, где N≥1, при этом каждый луч падающего света проходит через область измерения с образованием по меньшей мере одного луча выходящего света, выходящего из по меньшей мере одного положения выхода, при этом падающий свет падает в одно положение падения; модуль получения, содержащий M фоточувствительных поверхностей, при этом каждая из M фоточувствительных поверхностей выполнена с возможностью получать значение интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода в пределах заданного диапазона защиты от дрожания соответствующей фоточувствительной поверхности, при этом модуль получения выполнен с возможностью получать значение интенсивности света, соответствующего каждому лучу выходящего света, получаемого M фоточувствительными поверхностями, для получения T выходных интенсивностей света, и при этом каждая из T выходных интенсивностей света получаются обработкой значения интенсивности света выходящего света получаемого одной или более из M фоточувствительных поверхностей, 1≤T≤M; и модуля обработки, выполненного с возможностью определять концентрацию измеряемого элемента кожной ткани согласно по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей N заданных длин волн.

В другом аспекте вариантов осуществления настоящего изобретения предлагается носимый прибор, причем прибор содержит устройство для измерения элемента кожной ткани, как описано выше.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Вышеуказанные и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут яснее из следующего описания вариантов осуществления настоящего изобретения, представленного со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:

на фиг. 1 схематически представлено схематическое изображение приема выходящего света с помощью фоточувствительной поверхности с небольшой площадью, когда происходит дрожание, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 2 схематически представлено схематическое изображение приема выходящего света с помощью фоточувствительной поверхности с большой площадью, когда происходит дрожание, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 3 схематически представлена блок-схема способа измерения элемента ткани согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 4 схематически представлено схематическое изображение результата измерения, получаемого на основании способа моделирования по методу Монте-Карло, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 5 схематически представлено схематическое изображение дифференциального измерения согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 6 схематически представлено схематическое изображение кольцевой фоточувствительной поверхности согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 7 схематически представлено схематическое изображение секторно-кольцевой фоточувствительной поверхности согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 8 схематически представлено схематическое изображение круглой фоточувствительной поверхности согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 9 схематически представлено схематическое изображение квадратной фоточувствительной поверхности согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 10 схематически представлено схематическое изображение предоставления фотошаблона исходной фоточувствительной поверхности для получения фоточувствительной поверхности согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 11 схематически представлена структурная схема устройства для измерения элемента ткани согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 12 схематически представлено схематическое изображение электрического соединения анодов разных фоточувствительных поверхностей согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 13 схематически представлено схематическое изображение трехмерной фоточувствительной поверхности в виде манжеты для пальца согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 14 схематически представлено схематическое изображение другой трехмерной фоточувствительной поверхности в виде манжеты для пальца согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 15 схематически представлено схематическое изображение трехмерной фоточувствительной поверхности в виде кольца для пальца согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 16 схематически представлено схематическое изображение другой трехмерной фоточувствительной поверхности в виде кольца для пальца согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 17 схематически представлено схематическое изображение трехмерной фоточувствительной поверхности для измерения на руке согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 18 схематически представлено схематическое изображение предоставления первой гильзы на измерительном зонде согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 19 схематически представлено схематическое изображение предоставления второй гильзы снаружи целевой области первой гильзы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 20 схематически представлено схематическое изображение фоточувствительной поверхности, принимающий выходящий свет в случае, когда отсутствует заполнение объектом, совпадающим по показателю преломления, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 21 схематически представлено схематическое изображение фоточувствительной поверхности, принимающий выходящий свет в случае, когда присутствует заполнение объектом, совпадающим по показателю преломления, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 22 схематически представлено другое схематическое изображение фоточувствительной поверхности, принимающей выходящий свет в случае, когда присутствует заполнение объектом, совпадающим по показателю преломления, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 23 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кругового падающего света и периферийного приема кольцевой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 24 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кольцевого падающего света и периферийного приема кольцевой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 25 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кругового падающего света и периферийного приема секторно-кольцевой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 26 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кругового падающего света и периферийного приема круглой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 27 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кольцевого падающего света и периферийного приема двумя кольцевыми фоточувствительными поверхностями согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 28 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кругового падающего света и периферийного приема двумя секторно-кольцевыми фоточувствительными поверхностями согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 29 схематически представлено схематическое изображение периферийного падения кольцевого падающего света и внутреннего приема круглой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 30 схематически представлено схематическое изображение периферийного падения секторно-кольцевого падающего света и внутреннего приема круглой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 31 схематически представлено схематическое изображение периферийного падения кругового падающего света и внутреннего приема круглой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 32 схематически представлено схематическое изображение периферийного падения кольцевого падающего света и внутреннего приема первым набором фоточувствительных поверхностей согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 33 схематически представлено схематическое изображение периферийного падения кольцевого падающего света и внутреннего приема вторым набором фоточувствительных поверхностей согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 34 схематически представлено схематическое изображение падения кольцевого падающего света и внутреннего приема третьим набором фоточувствительных поверхностей, содержащим четыре секторно-кольцевые фоточувствительные поверхности, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 35 схематически представлено схематическое изображение приема с обеих сторон согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 36 схематически представлено схематическое изображение носимого прибора согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 37 схематически представлено схематическое изображение процесса сборки носимого прибора согласно вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг. 38 схематически представлено схематическое изображение поддержания среднего оптического пути выходящего света, принимаемого измерительным зондом в пределах заданного диапазона оптического пути во время процесса дрожания кожи в случае, когда носимый прибор соответствует характеру дрожания кожи, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения; и

на фиг. 39 схематически представлено схематическое изображение поддержания среднего оптического пути выходящего света, принимаемого измерительным зондом, в пределах заданного диапазона оптического пути во время процесса дрожания кожи в случае, когда носимый прибор вызывает амплитуду перемещения кожи в области измерения, которая меньше или равна пороговому значению амплитуды перемещения, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопроводительные графические материалы. Однако следует понимать, что эти описания являются лишь примерами и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. В следующем далее подробном описании для простоты объяснения изложены многие конкретные подробности для обеспечения полного понимания вариантов осуществления настоящего изобретения. Однако очевидно, что один или более вариантов осуществления также могут быть реализованы без этих конкретных подробностей. Кроме того, во избежание излишнего усложнения понимания концепций настоящего изобретения в последующем описании опущены описания известных структур и технологий.

Термины, используемые в настоящем документе, предназначены только для описания конкретных вариантов осуществления и не ограничивают настоящее изобретение. Используемые в настоящем документе термины «включающий», «содержащий» и т. п. указывают на наличие признака, этапа, операции и/или компонента, но не исключают наличия или добавления одного или более других признаков, этапов, операций или компонентов.

Все термины, используемые в настоящем документе (включая технические и научные термины), имеют общепринятые значения, понятные специалистам в данной области, если не определено иное. Следует отметить, что термины, используемые в настоящем документе, должны толковаться в значениях, соответствующих контексту данного описания, и не должны толковаться идеализированным или слишком жестким образом.

В случае использования выражения, аналогичного «по меньшей мере одно, выбранное из A, B и C», его следует пояснять в соответствии со значением этого выражения, обычно понимаемым специалистами в данной области (например, «система, содержащая по меньшей мере одно, выбранное из A, B и C», должна предусматривать, но без ограничения, систему, содержащую только A, систему, содержащую только B, систему, содержащую только C, систему, содержащую A и B, систему, содержащую A и C, систему, содержащую B и C, и/или систему, содержащую A, B и C). В случае использования выражения, аналогичного «по меньшей мере одно, выбранное из A, B или C», его следует пояснять в соответствии со значением этого выражения, обычно понимаемым специалистами в данной области (например, «система, содержащая по меньшей мере одно, выбранное из A, B или C», должна предусматривать, но без ограничения, систему, содержащую только A, систему, содержащую только B, систему, содержащую только C, систему, содержащую A и B, систему, содержащую A и C, систему, содержащую B и C, и/или систему, содержащую A, B и C).

Исследования по измерению элементов живой ткани на основании оптического способа развиваются уже около пятидесяти лет, и большое количество научно-исследовательских институтов и компаний вложили в эту область большой исследовательский энтузиазм. Из-за слабого поглощения измеряемого элемента ткани и малого диапазона изменения концентрации измеряемого элемента ткани в измеряемом объекте сигнал измеряемого элемента ткани обычно слаб, и слабый сигнал измеряемого элемента ткани может быть легко заглушен помехами, например, изменением условия измерения. До сих пор не найдено решения, которое позволило бы обеспечить надежное измерение элементов живой ткани. Поэтому измерение элементов живой ткани является глобальной проблемой, требующей решения. Элемент ткани может содержать сахар крови, жир, лейкоциты и т. д. Сигнал измеряемого элемента ткани представляет собой изменение выходной интенсивности света, вызванное изменением концентрации измеряемого элемента ткани. Под условием измерения можно понимать условие, влияющее на путь прохождения света. Условие измерения может включать контролируемое условие измерения и неконтролируемое условие измерения. Под контролируемым условием измерения понимается условие измерения, которое может контролироваться в заданном диапазоне изменений (т. е. оставаться неизменным или практически неизменным) путем применения эффективного способа контроля в процессе измерения каждого элемента ткани. Эффективный способ управления может быть реализован с помощью аппаратной части. Под неконтролируемым условием измерения понимается условие измерения с непредсказуемыми и неконтролируемыми характеристиками. Контролируемое условие измерения может включать температуру, давление, область измерения, позицию измерения и т. д. Неконтролируемое условие измерения может включать изменение физиологического фона, дрейф измерительного устройства и т. д.

В процессе реализации концепций настоящего изобретения авторы изобретения обнаружили, что главными причинами низкой точности измерения в соответствующей области техники являются следующее.

Авторы настоящего изобретения обнаружили, что: разные результаты измерения могут быть получены только в том случае, если распределение интенсивности светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения, изменяется при неизменности общих условий; и, если результат измерения, полученный при расположении фоточувствительной поверхности рядом с кровеносным сосудом, сравнивается с результатом измерений, полученным при расположении той же фоточувствительной поверхности далеко от кровеносного сосуда, при сохранении неизменности других условий, то результат измерений, полученный при расположении фоточувствительной поверхности далеко от кровеносного сосуда, лучше, чем полученный при расположении фоточувствительной поверхности рядом с кровеносным сосудом. Результат измерения может быть представлен относительным изменением значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью, или стандартным отклонением значения интенсивности света. Чем меньше относительное изменение значения интенсивности света, тем лучше результат измерения, и чем меньше стандартное отклонение значения интенсивности света, тем лучше результат измерения. При изучении причин разных результатов измерения было обнаружено, что изменение распределения интенсивности светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения, может представлять случайность освещения источника света, при этом расстояние до кровеносного сосуда может представлять силу биения пульса. Случайность как освещения источника света, так и биения пульса являются источниками дрожания. Поэтому было обнаружено, что одной из причин низкой точности измерения является дрожание.

На основе исследования дрожания было обнаружено, что источник дрожания можно отнести к внутреннему источнику и внешнему источнику. Внутренний источник может дополнительно включать изменение физиологического фона в дополнение к биению пульса. Внешний источник может включать неопределенность прохождения падающего света в дополнение к случайности освещения источника света. Случайность освещения источника света может отражаться в распределении интенсивности светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения. Было обнаружено, что как дрожание, вызванное внутренним источником, так и дрожание, вызванное внешним источником, могут влиять на путь прохождения света в ткани, а затем влиять на распределение интенсивности выходящего света в области измерения.

Чтобы решить проблему низкой точности измерения, вызванной дрожанием, авторы настоящего изобретения обнаружили, что решение в виде получения значения интенсивности света выходящего света с использованием фоточувствительной поверхности с большой площадью (то есть фоточувствительной поверхности с большой площадью) может быть использовано для эффективного снижения негативного влияния дрожания на результат измерений. То есть фоточувствительная поверхность с большой площадью может эффективно уменьшать отрицательное влияние, вызванное дрожанием. Так называемая «фоточувствительная поверхность с большой площадью» может пониматься как фоточувствительная поверхность с такой площадью, что фоточувствительная поверхность может получать значение интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода в пределах заданного диапазона защиты от дрожания. Площадь фоточувствительной поверхности с большой площадью является непрерывной. Фоточувствительная поверхность с большой площадью изготовлена из фоточувствительного материала и отлична от одноточечного приема по оптическому волокну и совместного приема множества одиночных оптических волокон. Ниже будет подробно описано, почему для эффективного снижения отрицательного влияния дрожания на результат измерения может быть принято решение о получении выходной интенсивности света выходящего света путем использования фоточувствительной поверхности с большой площадью.

В фоточувствительной поверхности с большой площадью отношение площади фоточувствительной поверхности, которая может стабильно принимать выходящий свет, к площади фоточувствительной поверхности может быть увеличено так, что стабильность приема выходящего света может быть улучшена, негативное влияние изменения в распределении интенсивности выходящего света, вызванное дрожанием, может быть уменьшено, и тогда точность измерения может быть улучшена. Стабильность может быть представлена относительным изменением значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью, или стандартным отклонением значения интенсивности света. Чем меньше относительное изменение значения интенсивности света, тем выше стабильность. Чем меньше стандартное отклонение значения интенсивности света, тем выше стабильность.

Для описания в качестве примера рассматривается дрожание, вызванное биением пульса. Биение пульса может быть отражено состоянием кровеносного сосуда. На фиг. 1 схематически представлено схематическое изображение приема выходящего света с помощью фоточувствительной поверхности с малой площадью при возникновении дрожания согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 2 схематически представлено схематическое изображение приема выходящего света с помощью фоточувствительной поверхности с большой площадью при возникновении дрожания согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Дрожание, происходящее на фиг. 1 аналогично тому, что возникает на фиг. 2. Площадь фоточувствительной поверхности A на фиг. 1 меньше, чем площадь фоточувствительной поверхности B на фиг. 2. И фоточувствительная поверхность A, и фоточувствительная поверхность B являются квадратными фоточувствительными поверхностями. На фиг. 1 и фиг. 2, состояние 1 кровеносного сосуда представляет состояние сужения сосуда, состояние 2 кровеносного сосуда представляет состояние расширения сосуда, при этом состояние 1 кожи представляет состояние кожи, соответствующее состоянию 1 кровеносного сосуда, и состояние 2 кожи представляет состояние кожи, соответствующее состоянию 2 кровеносного сосуда. Изменение из состояния 1 кожи в состояние 2 кожи представляет собой дрожание.

Сравнивают результаты измерения, полученные с помощью фоточувствительных поверхностей с разными площадями при возникновении одинакового дрожания. Результат измерения представлен относительным изменением значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью в течение заданного периода времени, или стандартным отклонением значения интенсивности света. Относительное изменение значения интенсивности света может быть определено путем: вычисления разницы между максимальным значением интенсивности света и минимальным значением интенсивности света в течение заданного периода времени, вычисления среднего значения для значений интенсивности света в течение заданного периода времени, вычисления соотношения разницы и среднего значения и определения отношения как относительного изменения значения интенсивности света. Заданный период времени может представлять собой цикл пульсации.

Результаты измерения также показывают, что результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности B, лучше, чем результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности A, независимо от того, представлен ли результат измерения относительным изменением значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью, или результат измерения представлен стандартным отклонением значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью.

Поскольку площадь фоточувствительной поверхности B больше, чем площадь фоточувствительной поверхности A, это может указывать на то, что фоточувствительная поверхность с большой площадью может улучшить стабильность приема выходящего света и затем уменьшить негативное влияние изменения в распределении интенсивности выходящего света, вызванного дрожанием, улучшая таким образом точность измерения.

Дополнительно, выходная интенсивность света выходящего света слабая, изменение выходной интенсивности света, вызванное изменением концентрации измеряемого элемента ткани, также слабое, при этом метод приема выходящего света, используемый в соответствующей области техники, имеет низкую эффективность приема выходящего света, таким образом принимаемая выходная интенсивность света имеет низкое отношение «сигнал/шум», что приводит к низкой точности измерения. Фоточувствительная поверхность с большой площадью вариантов осуществления настоящего изобретения может улучшить отношение «сигнал/шум» выходной интенсивности света, улучшая таким образом точность измерения. Это связано с тем, что фоточувствительная поверхность с большой площадью может принимать широкий диапазон выходящего света и улучшать эффективность принимаемого выходящего света, таким образом отношение «сигнал/шум» выходной интенсивности света может быть увеличено, а точность измерения может быть улучшена.

Следует отметить, что фоточувствительная поверхность с большой площадью, описанная в вариантах осуществления настоящего изобретения, может достигать высокой стабильности и эффективности приема выходящего света в случае небольшого расстояния до поверхности области измерения, то есть в случае, если фоточувствительная поверхность с большой площадью находится близко к поверхности области измерения. Этого нельзя достичь при использовании одноточечного приема по оптическому волокну и совместного приема по нескольким одиночным оптическим волокнам из-за ограничения числовой апертуры оптического волокна и ограничения изменения состояния оптического волокна. Состояние оптического волокна легко подвержено влиянию окружающей среды, а изменение состояния оптического волокна оказывает большое влияние на стабильность приема выходящего света.

Следует также отметить, что фоточувствительная поверхность с большой площадью обычно используется для улучшения соотношения сигнал/шум выходной интенсивности света. Другими словами, функция фоточувствительной поверхности с большой площадью обычно состоит в увеличении отношения «сигнал/шум» выходной интенсивности света, которая отличается от главной функции фоточувствительной поверхности с большой площадью в вариантах осуществления настоящего изобретения. В вариантах осуществления настоящего изобретения главная функция фоточувствительной поверхности с большой площадью состоит в эффективном подавлении дрожания.

Ниже будет приведено описание в сочетании с конкретными вариантами осуществления.

На фиг. 3 схематически представлена блок-схема способа измерения элемента ткани согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 3, способ включает этапы S310-S330.

На этапе S310 область измерения освещают падающим светом, имеющим множество заданных длин волн. Каждый луч падающего света проходит через область измерения с образованием по меньшей мере одного луча выходящего света, выходящего из по меньшей мере одного положения выхода, и падающий свет падает в одно положение падения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, поскольку разные места измерения имеют разные характеристики кожи, включая гладкость, наличие или отсутствие волос, ровность, толщину и мягкость кожи и т. д., необходимо выбрать подходящее место измерения в соответствии с актуальной ситуацией, такой как конструкция измерительного зонда. Участок измерения может включать по меньшей мере одно, выбранное из пальца, ладони, руки, лба или мочки уха. Область измерения может представлять собой область на участке измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения заданная длина волны может представлять собой длину волны, чувствительную к измеряемому элементу ткани. Диапазон, к которому относится заданная длина волны, может включать ультрафиолетовый диапазон, диапазон видимого света, ближний инфракрасный диапазон, средний инфракрасный диапазон или дальний инфракрасный диапазон. В качестве примера, если измеряемый элемент ткани представляет собой глюкозу крови, заданная длина волны может быть длиной волны, чувствительной к глюкозе крови соответственно, которая может составлять, в частности, 1550 нм или 1609 нм. Падающий свет может быть направленным или ненаправленным. Может быть одно положение падения падающего света.

На этапе S320 для получения T выходных интенсивностей света получается значение интенсивности света, соответствующее каждому лучу выходящего света, получаемого M фоточувствительными поверхностями. Каждая выходная интенсивность света получается обработкой значения интенсивности света выходящего света, получаемого одной или более фоточувствительными поверхностями, и каждая фоточувствительная поверхность используется для получения значения интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода в пределах заданного диапазона защиты от дрожания соответствующей фоточувствительной поверхности. 1≤T≤M.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, для улучшения точности измерения необходимо обеспечить, чтобы каждая фоточувствительная поверхность могла получать значение интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода в пределах заданного диапазона защиты от дрожания, соответствующего фоточувствительной поверхности, это требует того, чтобы площадь фоточувствительной поверхности была как можно больше. Каждая фоточувствительная поверхность имеет соответствующий заданный диапазон защиты от дрожания, и разные фоточувствительные поверхности соответствуют одинаковому или разным заданным диапазонам защиты от дрожания. Ниже будет приведено описание трех аспектов с примерами, иллюстрирующими, что чем больше площадь фоточувствительной поверхности, тем лучше эффект подавления дрожания. В примерах площадь фоточувствительной поверхности A меньше площади фоточувствительной поверхности B, причем как фоточувствительная поверхность A, так и фоточувствительная поверхность B представляют собой квадратные фоточувствительные поверхности.

В первом аспекте может быть подавлено дрожание, вызванное биением пульса. Фоточувствительная поверхность A и фоточувствительная поверхность B соответственно расположены в одном положении в области измерения, которое является положением рядом с кровеносным сосудом. Результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности A, можно сравнить с результатом измерения, полученным с помощью фоточувствительной поверхности B при прочих равных условиях. Результат измерения представлен относительным изменением значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью в течение цикла пульсации, или стандартным отклонением значения интенсивности света. Способ вычисления относительного изменения значения интенсивности света описан выше и не будет повторяться. Было обнаружено, что относительное изменение значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью B, меньше, чем относительное изменение значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью A, и стандартное отклонение значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью B, меньше, чем стандартное отклонение значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью A. Таким образом, можно сделать вывод, что результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности B, лучше, чем результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности A, независимо от того, представлен результат измерения относительным изменением значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью, или результат измерения представлен стандартным отклонением значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью.

Поскольку результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности B, лучше, чем результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности A, и площадь фоточувствительной поверхности B больше, чем площадь фоточувствительной поверхности A, это может указывать, что чем больше площадь фоточувствительной поверхности, тем лучше эффект подавления дрожания, вызванного биением пульса.

Во втором аспекте дрожание, вызванное изменением распределения интенсивности светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения, может быть подавлено. Распределение интенсивности светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения, может быть изменено, в то время как другие условия остаются неизменными. Результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности A, можно сравнить с результатом измерения, полученным с помощью фоточувствительной поверхности B. Результат измерения представлен относительным изменением значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью в течение заданного периода, или стандартным отклонением значения интенсивности света. Способ вычисления относительного изменения значения интенсивности света описан выше и не будет повторяться. Было обнаружено, что относительное изменение значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью B, меньше, чем относительное изменение значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью A, и стандартное отклонение значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью B, меньше, чем стандартное отклонение значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью A. Таким образом, можно сделать вывод, что результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности B, лучше, чем результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности A, независимо от того, представлен результат измерения относительным изменением значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью, или результат измерения представлен стандартным отклонением значения интенсивности света выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью.

Поскольку результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности B, лучше, чем результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности A, а площадь фоточувствительной поверхности B больше, чем площадь фоточувствительной поверхности A, это может указывать, что чем больше площадь фоточувствительной поверхности, тем лучше эффект подавления дрожания, вызванного изменением распределения интенсивности светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения.

В третьем аспекте может быть подавлено дрожание, вызванное неопределенностью прохождения падающего света. Используют способ моделирования по методу Монте-Карло, в котором центральное падение осуществляется с помощью падающего света с числом фотонов 1015, фоточувствительная поверхность A и фоточувствительная поверхность B расположены соответственно на расстоянии 2,4 мм от центра падающего света, и моделирование проводится двадцать два раза. Результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности A, можно сравнить с результатом измерения, полученным с помощью фоточувствительной поверхности B. Результат измерения представлен стандартным отклонением количества выходящих фотонов на единицу площади. Чем меньше стандартное отклонение количества выходящих фотонов на единицу площади, тем лучше эффект подавления. На фиг. 4 схематически представлено схематическое изображение результата измерения, получаемого на основании способа моделирования по методу Монте-Карло согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Было обнаружено, что стандартное отклонение количества выходящих фотонов на единицу площади, соответствующей фоточувствительной поверхности B, меньше стандартного отклонения количества выходящих фотонов на единицу площади, соответствующей фоточувствительной поверхности A. То есть результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности B, лучше, чем результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности A.

Поскольку результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности B, лучше, чем результат измерения, полученный с помощью фоточувствительной поверхности A, а площадь фоточувствительной поверхности B больше, чем площадь фоточувствительной поверхности A, это может указывать, что чем больше площадь фоточувствительной поверхности, тем лучше эффект подавления дрожания, вызванного неопределенностью прохождения падающего света.

На примерах из трех вышеприведенных аспектов это может указывать на то, что чем больше площадь фоточувствительной поверхности, тем лучше эффект подавления отрицательного влияния дрожания на результат измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения каждая фоточувствительная поверхность может быть представлена как кольцевая фоточувствительная поверхность или некольцевая фоточувствительная поверхность. Некольцевая фоточувствительная поверхность может предусматривать секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность, круглую фоточувствительную поверхность, секторную фоточувствительную поверхность, эллиптическую фоточувствительную поверхность или многоугольную фоточувствительную поверхность. Многоугольная фоточувствительная поверхность может предусматривать квадратную фоточувствительная поверхность, прямоугольную фоточувствительную поверхность или треугольную фоточувствительную поверхность.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения каждая из M фоточувствительных поверхностей может использоваться отдельно, частично в комбинации или все в комбинации. Использование в комбинации означает вывод одной выходной интенсивности света. В вариантах осуществления настоящего изобретения фоточувствительная поверхность для вывода одной выходной интенсивности света называется однородной фоточувствительной поверхностью. Однородная фоточувствительная поверхность может содержать одну или более фоточувствительных поверхностей. Условием для использования разных фоточувствительных поверхностей в комбинации может быть то, что для каждой фоточувствительной поверхности средний оптический путь выходящего света, принимаемого фоточувствительной поверхностью, находится в пределах диапазона среднего оптического пути. Диапазон среднего оптического пути может представлять собой диапазон, который больше первого порогового значения среднего оптического пути, или равен ему, и меньше второго порогового значения среднего оптического пути, или равен ему. Первое пороговое значение среднего оптического пути и второе пороговое значение среднего оптического пути можно определять согласно среднему значению оптического пути и амплитуде изменения оптического пути. Среднее значение оптического пути представляет собой среднее значение, рассчитанное согласно средним оптическим путям выходящего света, принимаемого в фоточувствительных положениях однородной фоточувствительной поверхности. В качестве примера, если среднее значение оптического пути представляет собой a, и амплитуда изменения оптического пути составляет ±30%, тогда первое пороговое значение среднего оптического пути может составлять 0,7a, а второго пороговое значение среднего оптического пути может составлять 1,3a.

Ниже поясняется термин «средний оптический путь». Путь прохождения света в ткани может быть выражен оптическим путем и глубиной проникновения. Оптический путь используется для определения общего расстояния, которое свет проходит в ткани, а глубина проникновения используется для определения максимального продольного расстояния, которого свет может достигнуть в ткани. Для определенного расстояния источник-приемник средний оптический путь используется для определения среднего значения оптического пути света в ткани. Функция распределения вероятности оптического пути может пониматься как функция расстояния источник-приемник и оптического параметра ткани. Расстояние источник-приемник представляет собой радиальное расстояние между центром падающего света и центром фоточувствительной поверхности. Соответственно, в математических выражениях средний оптический путь можно понимать как функцию расстояния источник-приемник и оптического параметра ткани. Оптический параметр ткани может включать коэффициент поглощения, коэффициент рассеяния и коэффициент анизотропии. Факторы, влияющие на оптический путь, могут включать коэффициент поглощения, коэффициент рассеяния, коэффициент анизотропии и расстояние источник-приемник.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения однородная фоточувствительная поверхность может представлять собой кольцевую фоточувствительную поверхность или некольцевую фоточувствительную поверхность. Однородная фоточувствительная поверхность, являющаяся кольцевой фоточувствительной поверхностью, может предусматривать, что однородная фоточувствительная поверхность включает одну фоточувствительную поверхность и однородная фоточувствительная поверхность является независимой кольцевой фоточувствительной поверхностью; или однородная фоточувствительная поверхность включает множество фоточувствительных поверхностей и однородная фоточувствительная поверхность является кольцевой фоточувствительной поверхностью, образованной объединением множества фоточувствительных поверхностей. Однородная фоточувствительная поверхность, являющаяся некольцевой фоточувствительной поверхностью, может предусматривать, что однородная фоточувствительная поверхность включает одну фоточувствительную поверхность и однородная фоточувствительная поверхность является независимой некольцевой фоточувствительной поверхностью; или однородная фоточувствительная поверхность включает множество фоточувствительных поверхностей и однородная фоточувствительная поверхность является некольцевой фоточувствительной поверхностью, образованной объединением множества фоточувствительных поверхностей.

На этапе S330 концентрация измеряемого элемента ткани определяется согласно по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей множеству заданных длин волн.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, после получения по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей по меньшей мере одной заданной длине волны, по меньшей мере одна выходная интенсивность света, соответствующая по меньшей мере одной заданной длине волны, может быть обработана с помощью способа подавления помех для определения концентрации измеряемого элемента ткани. Способ подавления помех может включать метод дифференциального измерения. Способ дифференциального измерения может включать временной способ дифференциального измерения, способ дифференциального измерения положения или способ дифференциального измерения длины волны. Альтернативно по меньшей мере одна выходная интенсивность света также может быть обработана с помощью способа недифференциального измерения для определения концентрации измеряемого элемента ткани. Каждая выходная интенсивность света может включать интенсивность диффузно-рассеянного света или интенсивность диффузно-передаваемого света.

Согласно техническим решениям вариантов осуществления настоящего изобретения фоточувствительная поверхность может получать значение интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода, в пределах соответствующего заданного диапазона защиты от помех. В фоточувствительной поверхности с вышеупомянутыми характеристиками соотношение площади, которая может стабильно принимать выходящий свет, и площади фоточувствительной поверхности увеличено, так что стабильность приема выходящего света улучшена, негативное влияние изменения распределения интенсивности выходящего света, вызываемое дрожанием, уменьшено, и точность измерения улучшена.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения соотношение среднего оптического пути выходящего света, принимаемого каждой фоточувствительной поверхностью в целевом слое ткани, и общего оптического пути больше порогового значения соотношения или равно ему. Общий оптический путь представляет собой общее расстояние, которое проходит выходящий свет в области измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения модель ткани измеряемого объекта обычно представляет собой слоистую структуру, то есть может быть разделена на один или более слоев. Разные слои ткани несут разную информацию об измеряемом элементе ткани. Для улучшения точности измерения необходимо обеспечить, чтобы путь прохождения выходящего света в основном проходил через слой ткани, который несет богатую информацию об измеряемом элементе ткани. Целевой слой ткани может пониматься как слой ткани, который несет ценную информацию об измеряемом элементе ткани, или слой ткани, который является основным источником измеряемого элемента ткани. В следующем описании человеческое тело взято в качестве примера измеряемого объекта, а глюкоза крови взята в качестве примера измеряемого элемента ткани.

Модель кожной ткани человеческого тела может пониматься как трехслойная модель, включающая эпидермис, дерму и подкожно-жировой слой изнутри наружу. Эпидермис содержит небольшое количество интерстициальной жидкости и не содержит плазмы и лимфы. Дерма содержит большое количество интерстициальной жидкости, и дополнительно содержит большое количество плазмы и небольшое количество лимфы из-за наличия многочисленных капилляров. Подкожно-жировой слой содержит небольшое количество клеточной жидкости, и содержит большое количество плазмы и небольшое количество лимфы из-за наличия кровеносных сосудов, таких как вены и артерии. Следовательно, разные слои ткани несут разную информацию об измеряемом элементе ткани.

Поскольку эпидермис содержит небольшое количество интерстициальной жидкости, он не является подходящим источником информации о глюкозе в крови. Хотя подкожно-жировой слой содержит большое количество плазмы и относительно небольшое количество интерстициальной жидкости, он все еще не является подходящим источником информации о глюкозе в крови из-за ограничения глубины проникновения падающего света. Дерма содержит многочисленные капилляры и большое количество интерстициальной жидкости, а падающий свет может легко достигать дермы. Следовательно, дерму можно использовать в качестве основного источника информации о глюкозе в крови. Соответственно, целевым слоем ткани может быть дерма.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения средний оптический путь выходящего света в каждом слое ткани может быть определен согласно оптическому пути и глубине проникновения.

Для обеспечения того, чтобы путь прохождения выходящего света в основном проходил через целевой слой ткани, необходимо обеспечить, чтобы соотношение среднего оптического пути выходящего света, принимаемого каждой фоточувствительной поверхностью в целевом слое ткани, и общего оптического пути было больше порогового значения соотношения или равно ему. Общий оптический путь может представлять собой общее расстояние, которое проходит выходящий свет в области измерения, то есть общее расстояние пути, который проходит падающий свет от входа в область измерения, перемещения в области измерения до достижения положения выхода. Пороговое значение соотношения связано с оптическим параметром ткани и расстоянием источник-приемник между центром фоточувствительной поверхности и центром падающего света.

Следует отметить, что поскольку в вариантах осуществления настоящего изобретения определено соотношение среднего оптического пути выходящего света, принимаемого фоточувствительной поверхностью в целевом слое ткани, и общего оптического пути, площадь фоточувствительной поверхности в вариантах осуществления настоящего изобретения может быть не слишком большой, и это большая площадь в диапазоне площадей.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения способ может дополнительно включать следующие операции.

Определяют общую площадь однородной фоточувствительной поверхности согласно признаку структуры ткани в области измерения. Однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей, и однородную фоточувствительную поверхность используют для вывода одной выходной интенсивности света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения общую площадь однородной фоточувствительной поверхности можно определить согласно признаку структуры ткани в области измерения. Признак структуры ткани может пониматься как признак структуры в области измерения.

Например, когда область измерения представляет собой область пересечения трех кровеносных сосудов, если однородная фоточувствительная поверхность расположена в области пересечения трех кровеносных сосудов, то общая площадь однородной фоточувствительной поверхности ограничена площадью области пересечения трех кровеносных сосудов, т. е. общая площадь однородной фоточувствительной поверхности должна быть определена в соответствии с площадью области пересечения трех кровеносных сосудов.

В качестве другого примера, когда область измерения представляет собой область, где расположен палец, если однородная фоточувствительная поверхность размещена в области, где расположен палец, то общая площадь однородной фоточувствительной поверхности ограничена площадью области, где расположен палец, т. е. общая площадь однородной фоточувствительной поверхности должна быть определена в соответствии с площадью области, где расположен палец.

Следует отметить, что площадь фоточувствительной поверхности в вариантах осуществления настоящего изобретения может быть определена в соответствии с признаком структуры ткани, а площадь, которая определена в соответствии с признаком структуры ткани, обычно может быть не слишком большой. Следовательно, площадь фоточувствительной поверхности в вариантах осуществления настоящего изобретения может быть не слишком большой, и это большая площадь в диапазоне площадей.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения соотношение площади каждой фоточувствительной поверхности и окружности фоточувствительной поверхности больше порогового значения соотношения или равно ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для уменьшения влияния дрожания, вызванного неопределенностью передачи падающего света, случайностью источника света, изменением физиологического фона и биением пульса, на распределение выходящего света в области измерения, можно максимизировать отношение площади фоточувствительной поверхности к окружности фоточувствительной поверхности, чтобы это отношение было больше или равно пороговому значению отношения. Причина заключается в следующем.

Для простоты объяснения фоточувствительная поверхность разделена на две части, включая краевую часть и некраевую часть (или внутреннюю часть). Обычно дрожание в основном влияет на выходящий свет, получаемый краевой частью, в то время как некраевая часть подвержена меньшему влиянию, то есть некраевая часть может получать выходящий свет относительно стабильно. С другой точки зрения, когда возникает дрожание, распределение интенсивности выходящего света в области измерения может быть незначительно изменено. Значение интенсивности света выходящего света, принятого краевой частью, может сильно изменяться при изменении распределения интенсивности выходящего света, но большая часть выходящего света для некраевой части может быть относительно стабильно получена фоточувствительной поверхностью, так что значение интенсивности света выходящего света, принятого некраевой частью, может оставаться относительно стабильным. Следовательно, можно максимизировать соотношение площади, соответствующей некраевой части, и площади фоточувствительной поверхности, чтобы эффективно подавить отрицательное влияние дрожания на результат измерения, и чем больше это соотношение, тем лучше эффект уменьшения отрицательного влияния. Краевая часть может быть представлена окружностью фоточувствительной поверхности, а некраевая часть может быть представлена площадью фоточувствительной поверхности. Таким образом, требуется, чтобы соотношение площади фоточувствительной поверхности и окружности фоточувствительной поверхности было как можно большим.

Например, фоточувствительная поверхность 1 представляет собой круглую фоточувствительную поверхность, а фоточувствительная поверхность 2 представляет собой квадратную фоточувствительную поверхность. В случае одинаковой окружности, поскольку площадь фоточувствительной поверхности 1 больше площади фоточувствительной поверхности 2, соотношение площади фоточувствительной поверхности 1 и окружности фоточувствительной поверхности 1 больше, чем соотношение площади фоточувствительной поверхности 2 и окружности фоточувствительной поверхности 2. Следовательно, эффект фоточувствительной поверхности 1, уменьшающий отрицательное влияние, лучше, чем эффект фоточувствительной поверхности 2, уменьшающий отрицательное влияние.

Следует отметить, что описание соотношения площади фоточувствительной поверхности и окружности фоточувствительной поверхности, которое больше или равно пороговому значению соотношения, дано на основе выполнения условия, при котором площадь фоточувствительной поверхности больше или равна пороговому значению площади. Для большинства форм фоточувствительных поверхностей, если соотношение площади фоточувствительной поверхности и окружности фоточувствительной поверхности больше или равно пороговому значению соотношения, размер площади фоточувствительной поверхности фактически ограничен, поскольку для большинства форм фигур соотношение площади фигуры и окружности фигуры имеет положительную корреляцию с размером площади, то есть чем больше соотношение площади фигуры и окружности фигуры, тем больше площадь фигуры.

Например, в случае круга площадь круга равна , а соотношение площади и окружности круга равно , где обозначает радиус. Соотношение площади и окружности круга связано только с радиусом, и размер площади круга связан только с радиусом. Следовательно, соотношение площади и окружности круга имеет положительную корреляцию с размером площади. Если соотношение площади и окружности круга ограничено, размер площади круга также ограничен. В качестве другого примера, в случае квадрата площадь квадрата равна , а соотношение площади и периметра квадрата равно , где обозначает боковую длину. Соотношение площади и периметра квадрата связано только с боковой длиной, и размер площади квадрата связан только с боковой длиной. Следовательно, соотношение площади и окружности квадрата имеет положительную корреляцию с размером площади. Если соотношение площади и периметра квадрата ограничено, размер площади квадрата также ограничен.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения пороговое значение соотношения больше или равно 0,04 мм.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения площадь фоточувствительной поверхности в настоящем изобретении представляет собой относительно большую площадь, то есть площадь фоточувствительной поверхности представляет собой большую площадь в пределах диапазона площадей. Ниже будет приведено описание для этого случая.

Во-первых, площадь фоточувствительной поверхности может быть не слишком мала. В вариантах осуществления настоящего изобретения фоточувствительная поверхность с большой площадью относится к фоточувствительной поверхности с такой площадью, что фоточувствительная поверхность может получать значение интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода в пределах заданного диапазона защиты от дрожания. Следовательно, в вариантах осуществления настоящего изобретения фоточувствительная поверхность с большой площадью имеет большую площадь, используемую для достижения защиты от дрожания. Более того, соотношение площади фоточувствительной поверхности и окружности фоточувствительной поверхности можно использовать для указания того, что площадь фоточувствительной поверхности позволяет фоточувствительной поверхности получать значение интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода в пределах заданного диапазона защиты от дрожания, а соотношение площади и окружности фоточувствительной поверхности обычно имеет положительную корреляцию с площадью фоточувствительной поверхности. Следовательно, если соотношение площади и окружности фоточувствительной поверхности больше или равно пороговому значению соотношения, размер площади фоточувствительной поверхности также фактически ограничен, то есть также ограничено то, что площадь фоточувствительной поверхности может быть не слишком малой, путем ограничения того, что соотношение площади и окружности фоточувствительной поверхности больше или равно пороговому значению соотношения.

Во-вторых, площадь фоточувствительной поверхности может быть не слишком большой. В вариантах осуществления настоящего изобретения требуется, чтобы соотношение среднего оптического пути выходящего света, принятого фоточувствительной поверхностью в целевом слое ткани, и общего оптического пути было больше или равно пороговому значению соотношения, и/или площадь фоточувствительной поверхности определяют согласно признаку структуры ткани, вследствие чего площадь фоточувствительной поверхности может не быть очень большой.

Таким образом, площадь фоточувствительной поверхности в вариантах осуществления настоящего изобретения представляет собой относительно большую площадь, то есть большую площадь в диапазоне площадей.

Кроме того, может быть случай, в котором фоточувствительная поверхность имеет большую площадь, а также имеет большую окружность, вследствие чего соотношение площади фоточувствительной поверхности и окружности фоточувствительной поверхности является небольшим, то есть соотношение площади фоточувствительной поверхности и окружности фоточувствительной поверхности меньше порогового значения соотношения. Таким образом, может быть так, что фоточувствительная поверхность, имеющая большую абсолютную площадь, не соответствует требованию защиты от дрожания. Также может быть случай, в котором фоточувствительная поверхность имеет небольшую площадь и большую окружность, вследствие чего соотношение площади фоточувствительной поверхности и окружности фоточувствительной поверхности меньше порогового значения соотношения. Таким образом, фоточувствительная поверхность, имеющая очень малую площадь, может не соответствовать требованию защиты от дрожания.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения фоточувствительная поверхность находится в контакте или не находится в контакте с поверхностью области измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения форма измерения элемента ткани может включать контактное измерение и бесконтактное измерение. Контактное измерение может быть реализовано для предотвращения получения фоточувствительной поверхностью помехового света, таким образом дополнительно улучшая точность измерения. Бесконтактное измерение может быть реализовано так, чтобы избежать влияния мешающего фактора на результат измерений, такого как температура и давление, таким образом дополнительно улучшая точность измерения.

Если фоточувствительная поверхность расположена в контакте с поверхностью области измерения, может считаться, что форма измерения элемента ткани представляет собой контактное измерение. Если фоточувствительная поверхность расположена без контакта с поверхностью области измерения, может считаться, что форма измерения элемента ткани представляет собой бесконтактное измерение.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения расстояние между фоточувствительной поверхностью и поверхностью области измерения меньше или равно первому пороговому расстоянию, при этом эффективность фоточувствительной поверхности, принимающий выходящий свет, больше или равна пороговому значению эффективности.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, поскольку фоточувствительная поверхность изготовлена из фоточувствительного материала и имеет непрерывную площадь, может быть принят широкий диапазон значений интенсивности света, при этом эффективность приема выходящего света может быть улучшена. На основе этого, эффективность приема выходящего света может быть больше чем пороговое значение эффективности или равна ему, даже когда фоточувствительная поверхность находится рядом с поверхностью области измерения, то есть когда расстояние между фоточувствительной поверхностью и поверхностью области измерения меньше или равно первому пороговому значению расстояния.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения определение концентрации измеряемого элемента ткани согласно по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей множеству заданных длин волн, может включать следующие операции.

Для каждой заданной длины волны во множестве заданных длин волн, первую выходную интенсивность света и вторую выходную интенсивность света определяют из по меньшей мере двух выходных интенсивностей света, соответствующих заданной длине волны. Концентрация измеряемого элемента ткани определяется согласно первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующим каждой заданной длине волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения средний оптический путь выходящего света, соответствующего первой выходной интенсивности света, отличается от среднего оптического пути выходящего света, соответствующего второй выходной интенсивности света. Для каждого измеряемого элемента ткани концентрация измеряемого элемента ткани может быть определена согласно первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующим каждой заданной длине волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения определение концентрации измеряемого элемента ткани согласно первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующим каждой заданной длине волны, может включать следующие операции.

Для получения дифференциального сигнала выполняется дифференциальная обработка первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующих заданной длине волны. Концентрация измеряемого элемента ткани определяется согласно дифференциальному сигналу, соответствующему каждой заданной длине волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, поскольку изменение неконтролируемого условия измерения является непредсказуемым и неконтролируемым, трудно уменьшить влияние изменения неконтролируемого условия измерения на результат измерения путем достижения воспроизводимости с помощью эффективного метода контроля. Для улучшения точности измерения авторы настоящего изобретения обнаружили, что влияние неконтролируемого условия измерения на результат измерения может быть уменьшено с использованием надлежащего математического алгоритма, так, что влияние на результат измерения может быть уменьшено до пренебрежимо малого уровня, т. е. так, чтобы влияние изменения неконтролируемого условия измерения на результат измерения было на том же уровне, что и влияние случайного шума на результат измерения.

Для уменьшения влияния изменения неконтролируемого условия измерения на результат измерения, можно применить способ подавления помех, который может включать метод дифференциального измерения. Метод дифференциального измерения может включать временной метод дифференциального измерения и дифференциальный метод измерения положения. Метод дифференциального измерения может быть реализован для уменьшения влияния изменения неконтролируемого условия измерения на результат измерения по следующим причинам. Если выходные интенсивности света, соответствующие разным средним оптическим путям, несут по существу одинаковую информацию о помехах, т. е. помехи оказывают по существу одинаковое влияние на выходные интенсивности света, соответствующие разным средним оптическим путям, затем может быть выполнена дифференциальная обработка выходных интенсивностей света, соответствующих двум средним оптическим путям (т. е. первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света), для получения дифференциального сигнала, поскольку выходные интенсивности света, соответствующие разным средним оптическим путям, несут разную достоверную информацию. Концентрация измеряемого элемента ткани может быть определена согласно дифференциальному сигналу. Информация о помехах может пониматься как ответ выходной интенсивности света на помехи. Достоверная информация может пониматься как ответ выходной интенсивности света на измеряемый элемент ткани.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения дифференциальная обработка, выполняемая над первой выходной интенсивностью света и второй выходной интенсивностью света, соответствующим заданной длине волны, может включать способ обработки в части аппаратного обеспечения и способ обработки в части программного обеспечения. Способ обработки с помощью аппаратного обеспечения может включать обработку с помощью дифференциальной схемы. Способ обработки с помощью программного обеспечения может включать выполнение дифференциальной операции с помощью дифференциального алгоритма. Дифференциальный алгоритм может включать непосредственную дифференциальную операцию и логарифмическую дифференциальную операцию. Под непосредственной дифференциальной операцией понимается непосредственное выполнение дифференциальной обработки двух параметров. Логарифмическая дифференциальная операция означает выполнение логарифмической операции в отношении двух параметров для получения логарифмических параметров, а затем выполнение дифференциальной обработки двух логарифмических параметров.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, с помощью дифференциального метода измерения можно эффективно ослабить синфазные помехи, тем самым повышая точность измерений.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения выполнение дифференциальной обработки первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующих заданной длине волны для получения дифференциального сигнала, может включать следующие операции.

Первую выходную интенсивность света и вторую выходную интенсивность света, соответствующие заданной длине волны, обрабатывают с помощью дифференциальной схемы, таким образом, чтобы получить дифференциальный сигнал.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения дифференциальная обработка первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света может быть выполнена с помощью дифференциальной схемы, таким образом, чтобы непосредственно получить дифференциальный сигнал.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения выполнение дифференциальной обработки первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующих заданной длине волны для получения дифференциального сигнала, может включать следующие операции.

Первую выходную интенсивность света и вторую выходную интенсивность света, соответствующие заданной длине волны, обрабатывают с помощью дифференциального алгоритма, чтобы получить дифференциальный сигнал.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения обработка первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующих заданной длине волны, с помощью дифференциального алгоритма для получения дифференциального сигнала может включать следующие операции.

Непосредственную дифференциальную операцию выполняют над первой выходной интенсивностью света и второй выходной интенсивностью света, соответствующим заданной длине волны, чтобы получить дифференциальный сигнал.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения обработка первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующих заданной длине волны, с помощью дифференциального алгоритма для получения дифференциального сигнала может включать следующие операции.

Логарифмическая обработка выполняется для первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующим заданной длине волны, т. е. для получения первой логарифмической интенсивности света и второй логарифмической интенсивности света. Непосредственная дифференциальная операция выполняется для первой логарифмической интенсивности света и для второй логарифмической интенсивности света, соответствующей заданной длине волны, чтобы получить дифференциальный сигнал.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первая логарифмическая интенсивность света представляет логарифм первой выходной интенсивности света, а вторая логарифмическая интенсивность света представляет логарифм второй выходной интенсивности света.

Дифференциальный сигнал может быть определен с помощью уравнения (1).

, (1)

где представляет дифференциальный сигнал, представляет первую выходную интенсивность света, представляет вторую выходную интенсивность света, представляет средний оптический путь, соответствующий первой выходной интенсивности света, а представляет средний оптический путь, соответствующий второй выходной интенсивности света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первая выходная интенсивность света и вторая выходная интенсивность света в разные моменты времени получаются одинаковыми или разными однородными фоточувствительными поверхностями. Первая выходная интенсивность света представляет собой интенсивность света в систоле, а вторая выходная интенсивность света представляет собой интенсивность света в диастоле. Однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей, и однородную фоточувствительную поверхность используют для вывода одной выходной интенсивности света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, в случае, когда первая выходная интенсивность света и вторая выходная интенсивность света в разные моменты времени получаются одинаковыми или разными фоточувствительными поверхностями, измерение элемента ткани может быть выполнено с помощью временного метода дифференциального измерения на основе пульсовой волны.

Биение пульса, также известное как артериальная пульсация, означает, что при периодическом сокращении и расслаблении сердца, происходящем при биениях сердца, давление в аорте вызывает пульсирующее изменение диаметра кровеносного сосуда, и поток крови в сосуде также изменяется регулярно и периодически. Каждая форма пульсовой волны включает в себя восходящую ветвь и нисходящую ветвь. Восходящая ветвь представляет расширение артерии во время систолы желудочков, а нисходящая ветвь представляет сужение артерии во время диастолы желудочков. Диастола и систола желудочка представляют цикл пульсации.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, поскольку принят временной метод дифференциального измерения на основе пульсовой волны, необходимо использовать информацию биения пульса настолько, насколько это возможно. Для улучшения точности измерения фоточувствительная поверхность может быть расположена в положении как можно ближе к целевому месту (такому как целевой кровеносный сосуд). То есть однородная фоточувствительная поверхность для вывода первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света может быть расположена в положении, от которого расстояние к целевому месту меньше или равно четвертому пороговому значению расстояния. Четвертое пороговое значение расстояния может быть нулевым, то есть однородная фоточувствительная поверхность может быть расположена на целевом месте. Однородная фоточувствительная поверхность для вывода первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света располагается в положении, от которого расстояние к целевому месту меньше или равно четвертому пороговому значению расстояния, это означает, что расстояние от целевого места к каждой фоточувствительной поверхности в однородной фоточувствительной поверхности для вывода первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света меньше или равно четвертому пороговому значению расстояния. То, что расстояние от целевого места до каждой фоточувствительной поверхности в однородной фоточувствительной поверхности меньше или равно четвертому пороговому значению расстояния, может означать, что расстояние от целевого кровеносного сосуда до края фоточувствительной поверхности наиболее удаленного от целевого места в однородной фоточувствительной поверхности меньше или равно четвертому пороговому значению расстояния.

Следует отметить, что использование информации о биении пульса настолько, насколько это возможно, при принятии временного метода дифференциального измерения на основе пульсовой волны не противоречит вышеуказанному уменьшению негативных влияний биения пульса на результат измерения с использованием фоточувствительной поверхности с большой площадью. Первое заключается в использовании полезной информации, вносимой биением пульса настолько, насколько это возможно, в то время как последнее заключается в минимизации негативного влияния, вносимого биением пульса. Дополнительно, первая выходная интенсивность света может также быть интенсивностью света в диастоле, при этом вторая выходная интенсивность света может также быть интенсивностью света в систоле. Первая выходная интенсивность света и вторая выходная интенсивность света, соответствующие заданной длине волны, могут быть выходными интенсивностями света в одном цикле пульсации или могут быть выходными интенсивностями света в разных циклах пульсации.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первая выходная интенсивность света, соответствующая заданной длине волны, получается первой однородной фоточувствительной поверхностью, соответствующей заданной длине волны, при этом вторая выходная интенсивности света, соответствующая заданной длине волны, получается второй однородной фоточувствительной поверхностью, соответствующей заданной длине волны. Первая однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей, и вторая однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей.

Для заданной длины волны варианты осуществления настоящего изобретения предоставляют первую однородную фоточувствительную поверхность, соответствующую заданной длине волны, и вторую однородную фоточувствительную поверхность, соответствующую заданной длине волны. Первая однородная фоточувствительная поверхность используется для вывода первой выходной интенсивности света, соответствующей заданной длине волны, при этом вторая однородная фоточувствительная поверхность используется для вывода второй выходной интенсивности света, соответствующей заданной длине волны. Как первая однородная фоточувствительная поверхность, так и вторая однородная фоточувствительная поверхность могут предусматривать одну или более фоточувствительных поверхностей.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первая выходная интенсивность света и вторая выходная интенсивность света могут быть обработаны с помощью дифференциального метода измерения положения, чтобы определить концентрацию измеряемого элемента ткани.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения при использовании дифференциального метода измерения положения необходимо избегать целевого места (например, целевого кровеносного сосуда) настолько, насколько это возможно. Для улучшения точности измерения фоточувствительная поверхность может быть расположена настолько далеко от целевого места, насколько это возможно. То есть первая однородная фоточувствительная поверхность для вывода первой выходной интенсивности света может быть расположена в положении, от которого расстояние к целевому месту больше или равно пятому пороговому значению расстояния, т. е. расстояние между каждой фоточувствительной поверхностью в первой однородной фоточувствительной поверхности и целевом месте больше или равно пятому пороговому значению расстояния. Расстояние между каждой фоточувствительной поверхностью в первой однородной фоточувствительной поверхности и целевым местом больше или равно пятому пороговому значению расстояния, это может означать, что расстояние между краем фоточувствительной поверхности, ближайшим к целевому месту в первой однородной фоточувствительной поверхности, и целевым местом больше или равно пятому пороговому значению расстояния. В качестве альтернативы, первая однородная фоточувствительная поверхность является бесконтактной с целевым местом, при этом расстояние между центром фоточувствительной поверхности, ближайшей к целевому месту в первой однородной фоточувствительной поверхности, и целевым местом больше или равно пятому пороговому значению расстояния. Вторая однородная фоточувствительная поверхность для вывода второй выходной интенсивности света расположена в положении, от которого расстояние к целевому месту больше или равно шестому пороговому значению расстояния. Для понимания того, что вторая однородная фоточувствительная поверхность для вывода второй выходной интенсивности света располагается в положении, от которого расстояние к целевому месту больше или равно шестому пороговому значению расстояния, может быть сделана ссылка к описанию первой однородной фоточувствительной поверхности для вывода первой выходной интенсивности света, и подробности здесь не повторяются.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения средний оптический путь выходящего света, принимаемый в разных фоточувствительных положениях каждой фоточувствительной поверхности в первой однородной фоточувствительной поверхности, находится в пределах первого диапазона среднего оптического пути. Первый диапазон среднего оптического пути определяют согласно первому среднему значению оптического пути, при этом первое среднее значение оптического пути представляет собой среднее значение, рассчитанное согласно средним оптическим путям выходящего света, принятого в фоточувствительных положениях первой однородной фоточувствительной поверхности. Средний оптический путь выходящего света, принимаемый в разных фоточувствительных положениях каждой фоточувствительной поверхности во второй однородной фоточувствительной поверхности, находится в пределах второго диапазона среднего оптического пути. Второй диапазон среднего оптического пути определяют согласно второму среднему значению оптического пути, при этом второе среднее значение оптического пути представляет собой среднее значение, рассчитанное согласно средним оптическим путям выходящего света, принятого в фоточувствительных положениях второй однородной фоточувствительной поверхности.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, для улучшения точности измерения, получаемого выполнением измерения элемента ткани с помощью дифференциального метод измерения положения, необходимо обеспечить, чтобы выходящий свет, принимаемый первой однородной фоточувствительной поверхностью, имел характеристики короткого оптического пути, и при этом вторая однородная фоточувствительная поверхность также имеет характеристики короткого оптического пути. Под коротким оптическим путем можно понимать, что средний оптический путь выходящего света находится в диапазоне среднего оптического пути.

Для первой однородной фоточувствительной поверхности средний оптический путь выходящего света, принимаемый в разных фоточувствительных положениях каждой фоточувствительной поверхности в первой однородной фоточувствительной поверхности, находится в пределах первого диапазона среднего оптического пути. Первый диапазон среднего оптического пути определяют следующим образом. Определяют первое среднее значение оптического пути для средних оптических путей выходящего света, принятого в фоточувствительных положениях первой однородной фоточувствительной поверхности, при этом определяют первую амплитуду изменения оптического пути. Первый диапазон среднего оптического пути определяют согласно первому среднему значению оптического пути и первой амплитуде изменения оптического пути. Например, если первое среднее значение оптического пути представляет собой b, а первая амплитуда изменения оптического пути составляет ±40%, тогда первый диапазон среднего оптического пути может быть больше чем или равен 0,6b и меньше чем или равен 1,4b.

Для второй однородной фоточувствительной поверхности средний оптический путь выходящего света, принимаемый в разных фоточувствительных положениях каждой фоточувствительной поверхности во второй однородной фоточувствительной поверхности, находится в пределах второго диапазона среднего оптического пути. Второй диапазон среднего оптического пути определяют следующим образом. Определяют второе среднее значение оптического пути для средних оптических путей выходящего света, принятого в фоточувствительных положениях второй однородной фоточувствительной поверхности, и при этом определяют вторую амплитуду изменения оптического пути. Второй диапазон среднего оптического пути определяют согласно второму среднему значению оптического пути и второй амплитуде изменения оптического пути.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения абсолютное значение разницы между первым средним значением оптического пути и вторым средним значением оптического пути находится в пределах первого диапазона разницы оптических путей.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для улучшения точности измерения выполнения измерения элемента ткани на основании метода дифференциального измерения, необходимо расположить первую однородную фоточувствительную поверхность и вторую однородную фоточувствительную поверхность в пределах подходящего диапазона положений. Ниже будет дано описание на примере глюкозы крови как измеряемого элемента ткани. В случае, когда измеряемый элемент ткани представляет собой глюкозу крови, целевым слоем ткани является дерма, при этом выходная интенсивность света должна быть такой, которая в основном несет информацию об элементе ткани в дерме.

Во-первых, если расстояние между положением фоточувствительной поверхности и центром падающего света слишком мало, выходная интенсивность света выходящего света может в основном нести информацию об элементе ткани в эпидермисе, то есть информацию о глюкозе в крови. Если расстояние между положением фоточувствительной поверхности и центром падающего света является чрезмерно большим, выходная интенсивность света для выходящего света может в основном нести информацию об элементе ткани в подкожно-жировом слое. Поскольку дерма расположена между эпидермисом и подкожно-жировым слоем, положение размещения первой однородной фоточувствительной поверхности и второй однородной фоточувствительной поверхности должно быть выбрано в пределах подходящего диапазона положения, и при этом расстояние между первой однородной фоточувствительной поверхностью и второй однородной фоточувствительной поверхностью может не быть чрезмерно большим.

Во-вторых, хотя метод дифференциального измерения может быть реализован для эффективного ослабления синфазных помех, он также может привести к потере достоверной информации, т. е. информации о глюкозе в крови, при ослаблении синфазных помех. Если два положения находятся очень близко, возможно, что вся достоверная информация может быть потеряна. Следовательно, положение размещения первой однородной фоточувствительной поверхности и второй однородной фоточувствительной поверхности должно быть выбрано в пределах подходящего диапазона положений, при этом расстояние между первой однородной фоточувствительной поверхностью и второй однородной фоточувствительной поверхностью может не быть слишком малым.

Для расположения первой однородной фоточувствительной поверхности и второй однородной фоточувствительной поверхности в пределах подходящего диапазона положения, определение может быть сделано согласно принципу измерения достоверной информации, принципу оптимизации точности дифференциального измерения и принципу эффективного исключения помеховых сигналов. Принцип измерения достоверной информации может означать, что выходящий свет на двух положениях может нести настолько много информации об элементе ткани, насколько это возможно в целевом слое ткани. Следовательно, два положения должны находиться в пределах рационального диапазона положений. Принцип оптимизации точности дифференциального измерения может означать, что должно быть определенное расстояние двумя положениями, чтобы обеспечить настолько полное сохранение достоверной информации, насколько это возможно после операции дифференцирования. Принцип эффективного исключения помеховых сигналов может означать, что расстояние между двумя положениями должно быть как можно меньше для улучшения эффекта метода дифференциального измерения в отношении исключения синфазных помех.

С отражением в оптическом пути, расположение первой однородной фоточувствительной поверхности и второй однородной фоточувствительной поверхности в пределах рационального диапазона положений требует, чтобы абсолютное значение разницы между первым средним значением оптического пути, соответствующим первой однородной фоточувствительной поверхности, и вторым средним значением оптического пути, соответствующим второй однородной фоточувствительной поверхности, находилось в пределах первого диапазона разницы оптических путей. Первый диапазон разницы оптических путей определяют согласно оптимальному дифференциальному оптическому пути. Оптимальный дифференциальный оптический путь может быть определен согласно по меньшей мере одному из трех вышеуказанных принципов.

Следует понимать, что требование в отношении положения размещения первой однородной фоточувствительной поверхности и второй однородной фоточувствительной поверхности также требует, чтобы площадь фоточувствительной поверхности могла не быть чрезмерно большой, в противном случае может возникнуть воздействие на дифференциальный эффект, таким образом влияя на точность измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первый диапазон среднего оптического пути меньше первого диапазона разницы оптических путей или равен ему, и второй диапазон среднего оптического пути меньше первого диапазона разницы оптических путей или равен ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, с отражением в оптическом пути, расположение первой однородной фоточувствительной поверхности и второй однородной фоточувствительной поверхности в пределах рационального диапазона положений дополнительно требует, чтобы первый диапазон среднего оптического пути был меньше или равен первому диапазону разницы оптических путей, и при этом второй диапазон среднего оптического пути меньше или равен первому диапазону разницы оптических путей. Можно сделать вывод, что абсолютное значение разницы между первым средним значением оптического пути, соответствующим первой однородной фоточувствительной поверхности, и вторым средним значением оптического пути, соответствующим второй однородной фоточувствительной поверхности, находится в пределах первого диапазона разницы оптических путей, при этом первый диапазон среднего оптического пути меньше или равен первому диапазону разницы оптических путей, и второй диапазон среднего оптического пути меньше или равен первому диапазону разницы оптических путей.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первый диапазон разницы оптических путей определяют согласно оптимальному дифференциальному оптическому пути, соответствующему заданной длине волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, при определении области изменения измеряемого объекта существует оптимальная дифференциальная чувствительность, соответствующая заданной длине волны. Оптимальная дифференциальная чувствительность может представлять чувствительность, соответствующая максимальному изменению в дифференциальном сигнале, вызванном изменением концентрации единицы измеряемого элемента ткани. Оптимальный дифференциальный оптический путь может быть определен согласно оптимальной дифференциальной чувствительности, т. е. оптимальный дифференциальный оптический путь может быть определен согласно принципу оптимизации точности дифференциального измерения. Следовательно, оптический путь, соответствующий оптимальной дифференциальной чувствительности, может называться оптимальным дифференциальным оптическим путем.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, после определения оптимального дифференциального оптического пути, соответствующего заданной длине волны, может быть предоставлена амплитуда регулировки вверх и вниз, при этом первый диапазон разницы оптических путей, соответствующий заданной длине волны, определяют согласно оптимальному дифференциальному оптическому пути, соответствующему заданной длине волны и амплитуде регулировки вверх и вниз.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения расстояние источник-приемник каждой фоточувствительной поверхности в первой однородной фоточувствительной поверхности, соответствующей заданной длине волны, от центра падающего света находится в пределах заданного диапазона расстояния источник-приемник, соответствующего заданной длине волны. Заданный диапазон расстояния источник-приемник определяют согласно расстоянию источник-приемник плавающего опорного положения, соответствующего заданной длине волны, от центра падающего света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для дальнейшего улучшения точности измерения положение фоточувствительной поверхности может быть расположено на основании плавающего опорного метода. Ниже приводится описание плавающего опорного метода.

Для измеряемого объекта при попадании падающего света в ткань могут происходить поглощение и рассеивание, при этом поглощение может непосредственно вызывать ослабление световой энергии, а рассеивание может влиять на распределение выходящего света путем изменения направления передачи фотонов, а распределение выходящего света является результатом совместного влияния поглощения и рассеивания. На основании плавающего опорного метода для измеряемого элемента ткани, есть положение в стороне от центра падающего света, при котором абсорбция и рассеивание имеют одинаковое влияние на выходную интенсивность света выходящего света и противоположные направления, и, следовательно, выходящий свет нечувствителен к изменениям концентрации измеряемого элемента ткани. Такое положение с указанными характеристиками можно назвать базовым положением (или опорным положением). Выходная интенсивность света выходящего света в базовом положении отражает реакцию на помехи, отличную от реакции измеряемого элемента ткани в процессе измерения. Более того, для измеряемого элемента ткани есть положение в стороне от центра падающего света, при котором чувствительность выходной интенсивности света выходящего света к изменениям концентрации измеряемого элемента ткани равна пороговому значению чувствительности или превышает его. Такое положение, обладающее указанными выше характеристиками, можно назвать положением измерения. Выходная интенсивность света выходящего света в положении измерения отражает ответ на измеряемый элемент ткани во время процесса измерения и ответ на помехи, отличающийся от измеряемого элемента ткани. Базовое положение и положение измерения могут меняться в зависимости от длины волны, измеряемого объекта и области измерения. Следовательно, базовое положение может быть названо плавающим опорным положением.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, поскольку выходная интенсивность света выходящего света, выходящего из плавающего опорного положения, в основном несет в себе ответ на помехи, отличающийся от измеряемого элемента ткани во время процесса измерения, выходная интенсивность света выходящего света, выходящего из плавающего опорного положения, может быть введена в дифференциальное измерение для минимизации синфазных помех и минимизации потери достоверной информации. На основании вышеуказанного, при определении области измерения измеряемого объекта для каждой заданной длины волны расстояние источник-приемник по меньшей мере одной из М фоточувствительных поверхностей от центра падающего света может находиться в пределах заданного диапазона расстояния источник-приемник, соответствующего заданной длине волны. Заданный диапазон расстояния источник-приемник определяют согласно расстоянию источник-приемник плавающего опорного положения, соответствующего заданной длине волны, от центра падающего света. В вариантах осуществления настоящего изобретения расстояние источник-приемник каждой фоточувствительной поверхности в первой однородной фоточувствительной поверхности от центра падающего света может находиться в пределах заданного диапазона расстояния источник-приемник, соответствующего заданной длине волны.

В качестве примера, для области B измерения измеряемого объекта A расстояние между плавающим опорным положением, соответствующим заданной длине волны λ1, и центром падающего света составляет 1,7 мм, тогда заданный диапазон расстояния источник-приемник, соответствующий заданной длине волны λ1, может составлять от 1,5 мм до 1,9 мм.

На основании вышеуказанного могут быть определены однородная фоточувствительная поверхность, соответствующая опорной позиции, и однородная фоточувствительная поверхность, соответствующая позиции измерения. Выходная интенсивность света, получаемого однородной фоточувствительной поверхностью, соответствующей опорной позиции, называется первой выходной интенсивностью света, а выходная интенсивность света, получаемого однородной фоточувствительной поверхностью, соответствующей области измерения, называется второй выходной интенсивностью света. Альтернативно, выходная интенсивность света, получаемого однородной фоточувствительной поверхностью, соответствующей области измерения, называется первой выходной интенсивностью света, а выходная интенсивность света, получаемого однородной фоточувствительной поверхностью, соответствующей опорной позиции, называется второй выходной интенсивностью света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения определение концентрации измеряемого элемента ткани согласно по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей множеству заданных длин волн, может включать следующие операции.

Для каждой заданной длины волны во множестве заданных длин волн, выходную интенсивность света определяют из по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей заданной длине волны. Дифференциальную обработку выполняют для третьих выходных интенсивностей света, соответствующих разным заданным длинам волн, с целью получения по меньшей мере одного дифференциального сигнала. Концентрацию измеряемого элемента ткани определяют согласно по меньшей мере одному дифференциальному сигналу.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения третья выходная интенсивность света может быть обработана с использованием метода дифференциального измерения длины волны, чтобы определить концентрацию измеряемого элемента ткани. Если выполняются следующие условия, то измерение элемента ткани может быть выполнено с использованием метода дифференциального измерения длины волны для устранения синфазных помех и сохранения подходящей достоверной информации, улучшая таким образом точность измерения.

Первым условием является то, что для каждого измеряемого элемента ткани, влияние одинаковых помех (таких как температура или давление) на выходные значения интенсивности света, соответствующие двум заданным длинам волн, имеют согласованный или практически согласованный характер.

Вторым условием является большая разница в чувствительности выходных интенсивностей света, соответствующих двум заданным длинам волн, к изменению концентрации измеряемого элемента ткани.

При определении заданной длины волны третью выходную интенсивность света определяют из по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей заданной длине волны, таким образом могут быть получены третьи значения выходной интенсивности света, соответствующие каждой заданной длине волны. Для двух заданных длин волн может быть выполнена дифференциальная обработка двух третьих выходных интенсивностей света с получением дифференциального сигнала.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения выполнение дифференциальной обработки над двух третьих выходных интенсивностей света может включать следующие операции. Две третьи выходные интенсивности света обрабатывают с помощью дифференциальной схемы, в результате чего получается дифференциальный сигнал. В качестве альтернативы дифференциальную операцию выполняют над двумя третьими выходными интенсивностями света с помощью дифференциального алгоритма, чтобы получить дифференциальный сигнал. Выполнение дифференциальной операции над двумя третьими выходными интенсивностями света с использованием дифференциального алгоритма для получения дифференциального сигнала может включать следующие операции. Непосредственная дифференциальная операция выполняется над двумя третьими выходными интенсивностями света для получения дифференциального сигнала. Альтернативно, производят непосредственную логарифмическую обработку двух третьих выходных интенсивностей света, соответственно, с получением двух логарифмических интенсивностей света, и производят непосредственную дифференциальную операцию над двумя логарифмическими интенсивностями света с получением дифференциального сигнала.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, определение концентрации измеряемого элемента ткани согласно дифференциальному сигналу, соответствующему каждой заданной длине волны, может включать следующие операции.

Непосредственная дифференциальная операция выполняется над дифференциальными сигналами, соответствующими разным заданным длинам волн, для получения по меньшей мере одного дифференциального сигнала длины волны. Концентрацию измеряемого элемента ткани определяют согласно по меньшей мере одной длине волны дифференциального сигнала.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения дифференциальный сигнал может быть обработан с использованием метода дифференциального измерения длины волны, чтобы определить концентрацию измеряемого элемента ткани. Если выполняются следующие условия, то измерение элемента ткани может быть выполнено с использованием метода дифференциального измерения длины волны для устранения синфазных помех и сохранения подходящей достоверной информации, улучшая таким образом точность измерения.

Первое условие заключается в том, что для каждого измеряемого элемента ткани влияние одной и той же помехи (например, температуры или давления) на дифференциальные сигналы, соответствующие двум заранее определенным длинам волн, имеет согласованный или практически согласованный характер.

Вторым условием является большая разница в чувствительности дифференциальных сигналов, соответствующих двум заданным длинам волн, к изменению концентрации измеряемого элемента ткани.

Для двух заданных длин волн может быть выполнена непосредственная дифференциальная операция над двумя дифференциальными сигналами для получения дифференциального сигнала длины волны. Концентрацию измеряемого элемента ткани определяют по меньшей мере по одному дифференциальному сигналу длины волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения определение концентрации измеряемого элемента ткани согласно по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей множеству заданных длин волн, может включать следующие операции.

Для каждой заданной длины волны во множестве заданных длин волн, четвертую выходную интенсивность света определяют из по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей заданной длине волны. Концентрация измеряемого элемента ткани определяется согласно четвертой выходной интенсивности света, соответствующей каждой заданной длине волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения измерение элемента ткани может быть выполнено с помощью метода недифференциального измерения, т. е. концентрацию измеряемого элемента ткани определяют согласно четвертой выходной интенсивности света, соответствующей каждой заданной длине волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения четвертая выходная интенсивность света, соответствующая заданной длине волны, получается однородной фоточувствительной поверхностью, соответствующей заданной длине волны, при этом разница между средним оптическим путем выходящего света, принимаемым в разных фоточувствительных положениях каждой фоточувствительной поверхности в однородной фоточувствительной поверхности и оптимальным оптическим путем, соответствующим заданной длине волны, находится в пределах второго диапазона разницы оптических путей.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для повышения точности измерений, когда определяется область измерения измеряемого объекта для каждой заданной длины волны средний оптический путь выходящего света, получаемого на разных фоточувствительных поверхностях однородной фоточувствительной поверхности для получения третьей выходной интенсивности света, может быть близок к оптимальному оптическому пути, соответствующему заданной длине волны, то есть абсолютное значение разницы между средним оптическим путем выходящего света, получаемого в разных фоточувствительных положениях однородной фоточувствительной поверхности для получения третьей выходной интенсивности света, и оптимальным оптическим путем, соответствующим заданной длине волны, меньше или равно второму диапазону разницы оптических путей. Под оптимальным оптическим путем, соответствующим заданной длине волны, можно понимать оптический путь, соответствующий максимальной чувствительности к измеряемому элементу ткани на заданной длине волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения каждая фоточувствительная поверхность предусматривает кольцевую фоточувствительную поверхность или некольцевую фоточувствительную поверхность, и разные фоточувствительные поверхности имеют одинаковые или разные формы.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, каждая фоточувствительная поверхность может быть выполнена из фоточувствительного материала. Кольцевая фоточувствительная поверхность позволяет избежать проблемы ориентационного расположения, а также достичь большой площади проектирования при малом диапазоне расстояний источник-приемник. Следует отметить, что расстояние источник-приемник в целом является важной физической величиной при измерении элементов живой ткани, и весьма значимым является достижение большей площади конструкции при малом расстоянии источник-приемник.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, в некоторых случаях использование некольцевой фоточувствительной поверхности дает следующие положительные эффекты.

В первом аспекте, благодаря влиянию области измерения на результат измерения, фоточувствительная поверхность, размещенная в области измерения, способствующей измерению, может в целом дать лучший результат измерения, чем фоточувствительная поверхность, размещенная в области измерения, препятствующей измерению. Следовательно, фоточувствительная поверхность может быть расположена в соответствующем месте в соответствии с признаком структуры ткани. Некольцевая фоточувствительная поверхность может легко избежать области измерения, мешающей измерению, такой как, например, область кровеносного сосуда или область раны. Следовательно, хороший эффект может быть достигнут с использованием некольцевой фоточувствительной поверхности.

Во втором аспекте из-за неоднородности ткани один и тот же падающий свет может иметь разные пути передачи в ткани, и тогда выходящий свет из разных положений выхода соответствует разным средним оптическим путям. Если в качестве примера измеряемого элемента ткани взять глюкозу крови, то основным источником сигнала о глюкозе крови обычно является дерма. Следовательно, необходимо, чтобы выходящий свет был получен после того, как падающий свет будет в основном пропущен в дерму. Соответственно, к среднему оптическому пути, соответствующему выходящему свету, предъявляются определенные требования.

Если предположить, что кольцевая фоточувствительная поверхность соответствующего размера создана в соответствии с требованиями к среднему оптическому пути, то можно считать, что выходящий свет, полученный на разных фоточувствительных положениях кольцевой фоточувствительной поверхности, соответствует по существу одинаковым средним оптическим путям и в основном проходит через дерму. Средний оптический путь находится в диапазоне C среднего оптического пути. В этом случае, если кожная ткань однородна, приведенный выше вывод соответствует реальной ситуации. Однако кожная ткань обычно неоднородна, и существует значительная разница в средних оптических путях, соответствующих выходящему свету, полученному в разных фоточувствительных положениях одной и той же кольцевой фоточувствительной поверхности. Например, выходящему свету, принятому в некоторых фоточувствительных положениях кольцевой фоточувствительной поверхности, соответствуют практически одинаковые средние оптические пути, которые находятся в диапазоне C среднего оптического пути, в то время как средние оптические пути, соответствующие выходящему свету, принятому в других фоточувствительных положениях кольцевой фоточувствительной поверхности, значительно отличаются от указанных выше и не находятся в диапазоне C среднего оптического пути. Средний оптический путь выходящего света, находящийся в диапазоне C среднего оптического пути, может указывать на то, что выходящий свет в основном проходит через дерму, а средний оптический путь выходящего света, не находящийся в диапазоне C среднего оптического пути, может указывать на то, что выходящий свет в основном не проходит через дерму. Поскольку кольцевая фоточувствительная поверхность выдает одну выходную интенсивность света, то при неровной коже качество сигнала, получаемого с помощью кольцевой фоточувствительной поверхности, может быть низким, что влияет на точность измерения.

Некольцевая фоточувствительная поверхность может быть размещена в зависимости от реальной ситуации. В приведенном выше примере, если средний оптический путь, не входящий в диапазон C среднего оптического пути, находится в диапазоне D среднего оптического пути, то можно использовать две некольцевые фоточувствительные поверхности. Одна некольцевая фоточувствительная поверхность используется для получения значения интенсивности света выходящего света, средний оптический путь которого находится в диапазоне C среднего оптического пути, а другая некольцевая фоточувствительная поверхность используется для получения значения интенсивности света выходящего света, средний оптический путь которого находится в диапазоне D среднего оптического пути. Выходные интенсивности света двух некольцевых фоточувствительных поверхностей соответствуют реальной ситуации, что позволяет обеспечить точность измерений.

В третьем аспекте при измерении элементов ткани методом временного дифференциального измерения с помощью временного метода дифференциального измерения на основе пульсовой волны, необходимо полностью использовать пульсовый сигнал, то есть максимизировать разницу между интенсивностью света в систоле и интенсивностью света в диастоле. Однако большая часть кольцевой светочувствительной поверхности может быть расположена не над кровеносным сосудом, что может сказаться на эффекте получения пульсового сигнала, так что разница между интенсивностью света в систоле и интенсивностью света в диастоле уменьшается. Следовательно, разница между интенсивностью света в систоле и интенсивностью света в диастоле, полученная при использовании кольцевой фоточувствительной поверхности, меньше, чем разница между интенсивностью света в систоле и интенсивностью света в диастоле, полученная при использовании некольцевой фоточувствительной поверхности.

В четвертом аспекте из-за неоднородности тканей и влияния изменения физиологического фона на выходящий свет может возникнуть разница между средними оптическими путями выходящего света, получаемого на разных фоточувствительных поверхностях, имеющих одинаковое расстояние от источника до центра падающего света. Следовательно, для измерения выходной интенсивности света на разных фоточувствительных поверхностях, находящихся на одинаковом расстоянии от источника до центра падающего света, может быть выполнена дифференциальная операция измерения элементов ткани. Вышеописанное может быть реализовано с помощью кольцевой фоточувствительной поверхности, т. е. для одного и того же расстояния от источника до детектора можно отдельно расположить по меньшей мере две кольцевые фоточувствительные поверхности с центром падающего света в качестве центра, чтобы получить две выходные интенсивности света.

В пятом аспекте процесс изготовления не сложен, а стоимость изготовления не высока.

Четвертый аспект будет описан ниже со ссылкой на фиг. 5. На фиг. 5 схематически представлено схематическое изображение дифференциального измерения согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 5, четыре секторно-кольцевые фоточувствительные поверхности показаны на фиг. 5, включая секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность 1, секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность 2, секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность 3 и секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность 4. Четыре секторно-кольцевые фоточувствительные поверхности используются отдельно, и каждая секторно-кольцевая фоточувствительная поверхность имеет соответствующую выходную интенсивность света. Центры четырех секторно-кольцевых фоточувствительных поверхностей находятся на одинаковом расстоянии от центра падающего света, то есть четыре секторно-кольцевые фоточувствительные поверхности имеют одинаковое расстояние от источника до детектора. Благодаря неоднородности ткани средний оптический путь, соответствующий выходящему свету, принятому секторно-кольцевой фоточувствительной поверхностью 1, отличается от среднего оптического пути, соответствующего выходящему свету, принятому секторно-кольцевой фоточувствительной поверхностью 2. Дифференциальная операция может быть выполнена в соответствии с интенсивностью света, полученной на секторно-кольцевой фоточувствительной поверхности 1, и интенсивностью света, полученной на секторно-кольцевой фоточувствительной поверхности 2, для выполнения дифференциального измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения некольцевая фоточувствительная поверхность предусматривает секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность, круглую фоточувствительную поверхность, секторную фоточувствительную поверхность, эллиптическую фоточувствительную поверхность или многоугольную фоточувствительную поверхность.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения многоугольная фоточувствительная поверхность предусматривает квадратную фоточувствительную поверхность, прямоугольную фоточувствительную поверхность или треугольную фоточувствительную поверхность.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения можно предусмотреть центральный угол согласно актуальной ситуации, т. е. для получения соответствующей секторно-кольцевой фоточувствительной поверхности, такой как секторно-кольцевая фоточувствительная поверхность с центральным углом 90°, секторно-кольцевая фоточувствительная поверхность с центральным углом 180°, и секторно-кольцевая фоточувствительная поверхность с центральным углом 45°.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения на фиг. 6 схематически представлено схематическое изображение кольцевой фоточувствительной поверхности согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 7 схематически представлено схематическое изображение секторно-кольцевой фоточувствительной поверхности согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 8 схематически представлено схематическое изображение круглой фоточувствительной поверхности согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 9 схематически представлено схематическое изображение квадратной фоточувствительной поверхности согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения однородная фоточувствительная поверхность предусматривает кольцевую фоточувствительную поверхность или некольцевую фоточувствительную поверхность, однородная фоточувствительная поверхность предусматривает одну или более фоточувствительную поверхность, и при этом однородная фоточувствительная поверхность используется для вывода одной выходной интенсивности света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения однородная фоточувствительная поверхность может быть кольцевой фоточувствительной поверхностью или некольцевой фоточувствительной поверхностью, то есть однородная фоточувствительная поверхность в целом выглядит как кольцевая фоточувствительная поверхность или некольцевая фоточувствительная поверхность. Согласно количеству фоточувствительных поверхностей, предусмотренных в однородной фоточувствительной поверхности, можно определить, образована ли общая форма одной фоточувствительной поверхностью или комбинацией из множества фоточувствительных поверхностей. Каждая фоточувствительная поверхность в однородной фоточувствительной поверхность и может быть кольцевой фоточувствительной поверхностью или некольцевой фоточувствительной поверхностью.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения однородная фоточувствительная поверхность, представляющая собой кольцевую фоточувствительную поверхность, может предусматривать следующее: однородная фоточувствительная поверхность содержит одну фоточувствительную поверхность, и однородная фоточувствительная поверхность представляет собой независимую кольцевую фоточувствительную поверхность; или однородная фоточувствительная поверхность содержит множество фоточувствительных поверхностей, и однородная фоточувствительная поверхность представляет собой кольцевую фоточувствительную поверхность, образованную путем объединения множества фоточувствительных поверхностей. Однородная фоточувствительная поверхность, являющаяся некольцевой фоточувствительной поверхностью, может предусматривать следующее: однородная фоточувствительная поверхность содержит одну фоточувствительную поверхность, и при этом однородная фоточувствительная поверхность представляет собой независимую некольцевую фоточувствительную поверхность; или однородная фоточувствительная поверхность содержит множество фоточувствительных поверхностей, и при этом однородная фоточувствительная поверхность представляет собой некольцевую фоточувствительную поверхность, образованную путем объединения множества фоточувствительных поверхностей.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения объединенное множество фоточувствительных поверхностей расположены вплотную друг к другу таким образом, чтобы между соседними фоточувствительными поверхностями по возможности отсутствовал зазор. На сегодняшний день обычно используют круглые фоточувствительные поверхности или прямоугольные фоточувствительные поверхности при низкой сложности процесса изготовления и низкой стоимости производства, в то время как фоточувствительные поверхности других форм обычно нужно адаптировать с высокой сложностью процесса изготовления и высокой стоимостью производства. Следовательно, в случае ограниченных производственных затрат, для объединения множества круглых фоточувствительных поверхностей и/или множества прямоугольных фоточувствительных поверхностей для получения однородной фоточувствительной поверхности другой формы может быть использован метод комбинирования. Прямоугольная фоточувствительная поверхность может быть квадратной и продолговатой.

Дополнительно, стоимость производства фоточувствительной поверхности связана с площадью фоточувствительной поверхности. В целом, чем больше площадь фоточувствительной поверхности, тем выше стоимость производства. Если требуется фоточувствительная поверхность большой площади, и в настоящее время имеется множество фоточувствительных поверхностей малой площади, то для снижения себестоимости продукции множество фоточувствительных поверхностей малой площади могут быть объединены для получения фоточувствительной поверхности большой площади.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, при определении, что расстояние между однородной фоточувствительной поверхностью и целевым местом больше или равно второму пороговому значению расстояния, то однородная фоточувствительная поверхность предусматривает кольцевую фоточувствительную поверхность, секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность, секторную фоточувствительную поверхность, круглую фоточувствительную поверхность или квадратную фоточувствительную поверхность.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, когда расстояние между однородной фоточувствительной поверхностью и целевым местом больше или равно второму пороговому значению расстояния, фоточувствительная поверхность подходящей формы может быть выбрана согласно дрожанию фактического выходящего света, чтобы минимизировать негативное влияние дрожания на измерение.

Целевое место может быть местом возникновения дрожания. Одним из источников дрожания является биение пульса, при этом биение пульса связано с кровеносным сосудом. Следовательно, целевым местом может быть кровеносный сосуд. Обычно распределение дрожания выходящего света вблизи кровеносного сосуда имеет определенную направленность, тогда как распределение дрожания выходящего света вдали от кровеносного сосуда является равномерным и не имеет направленности.

Если однородная фоточувствительная поверхность находится на большом расстоянии от объекта воздействия (например, от целевого кровеносного сосуда), то распределение дрожания выходящего света может быть равномерным. В этом случае может быть выбрана кольцевая фоточувствительная поверхность, секторно-кольцевая фоточувствительная поверхность, секторная фоточувствительная поверхность, круглая фоточувствительная поверхность или квадратная фоточувствительная поверхность. Под тем, что однородная фоточувствительная поверхность находится далеко от целевого места, можно понимать, что расстояние между каждой фоточувствительной поверхностью в однородной фоточувствительной поверхности и целевым местом больше или равно второму пороговому значению расстояния. Под тем, что расстояние между каждой фоточувствительной поверхностью в однородной фоточувствительной поверхности и целевым местом больше или равно второму пороговому значению расстояния может подразумеваться то, что расстояние между краем ближайшей к целевому месту фоточувствительной поверхности в однородной фоточувствительной поверхности и целевым местом больше или равно второму пороговому значению расстояния, или однородная фоточувствительная поверхность не контактирует с целевым местом и расстояние между центром ближайшей к целевому месту фоточувствительной поверхности в однородной фоточувствительной поверхности и целевым местом больше или равно второму пороговому значению расстояния.

В случае, когда однородная фоточувствительная поверхность находится на большом расстоянии от целевого объекта, если средний оптический путь выходящего света, получаемый на разных фоточувствительных позициях каждой фоточувствительной поверхности в однородной фоточувствительной поверхности, меньше или равен пороговому значению оптического пути, это может указывать на то, что на дрожание выходящего света влияет размер оптического пути. Чем больше средний оптический путь выходящего света, тем очевиднее дрожание выходящего света, а в обратном случае - тем менее очевидно дрожание выходящего света. В этом случае конструкция может быть выполнена так, что чем дальше от центра падающего света, тем больше длина дуги. Затем можно выбрать кольцевую фоточувствительную поверхность, секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность или секторную фоточувствительную поверхность.

В случае, когда однородная фоточувствительная поверхность находится на большом расстоянии от целевого объекта, если средний оптический путь выходящего света, получаемый в разных фоточувствительных положениях каждой фоточувствительной поверхности в однородной фоточувствительной поверхности, превышает пороговое значение оптического пути, это может указывать на то, что дрожание выходящего света практически не зависит от размера оптического пути. В этом случае можно выбрать круглую фоточувствительную поверхность или квадратную фоточувствительную поверхность.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, если однородная фоточувствительная поверхность предусматривает одну фоточувствительную поверхность, то секторно-кольцевая фоточувствительная поверхность представляет собой независимую секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность; если однородная фоточувствительная поверхность содержит множество фоточувствительных поверхностей, то секторно-кольцевая фоточувствительная поверхность представляет собой фоточувствительную поверхность, образованную путем комбинирования множества фоточувствительных поверхностей. Подобным образом, в случае если однородная фоточувствительная поверхность содержит кольцевую фоточувствительную поверхность, круглую фоточувствительную поверхность, квадратную фоточувствительную поверхность или секторную фоточувствительную поверхность, то однородная фоточувствительная поверхность может представлять собой независимо образованную однородную фоточувствительную поверхность или комбинированную однородную фоточувствительную поверхность.

Следует отметить, что на сегодняшний день круглые фоточувствительные поверхности или прямоугольные фоточувствительные поверхности обычно используют при низкой сложности процесса изготовления и низкой стоимости производства, в то время как фоточувствительные поверхности других форм обычно нужно адаптировать с высокой сложностью процесса изготовления и высокой стоимостью производства. Следовательно, в случае ограничения стоимости производства однородная фоточувствительная поверхность может содержать круглую фоточувствительную поверхность или фоточувствительную поверхность в виде прямоугольника, если расстояние между однородной фоточувствительной поверхностью и целевым местом больше, чем второе пороговое значение расстояния, или равно ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, когда определено, что расстояние между однородной фоточувствительной поверхностью и целевым местом меньше третьего порогового значения расстояния или равно ему, то форму однородной фоточувствительной поверхности определяют согласно форме и площади распределения дрожания выходящего света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, когда расстояние между однородной фоточувствительной поверхностью и целевым местом меньше третьего порогового значения расстояния или равно ему, то форму и площадь однородной фоточувствительной поверхности определяют согласно распределению дрожания выходящего света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, если однородная фоточувствительная поверхность находится рядом с целевым местом (таким как целевой кровеносный сосуд), то это может указывать на то, что распределение дрожания выходящего света имеет определенную направленность. В этом случае форма однородной фоточувствительной поверхности может быть определена согласно распределению дрожания выходящего света. Необязательно форма однородной фоточувствительной поверхности является фигурой, подобной распределению дрожания выходящего света. В качестве примера, если распределение дрожания выходящего света представляет собой эллипс, то однородная фоточувствительная поверхность может быть выполнена в виде эллиптической фоточувствительной поверхности. В качестве альтернативы, если распределение дрожания выходящего света представляет собой прямоугольник, то однородная фоточувствительная поверхность может быть выполнена в виде прямоугольной фоточувствительной поверхности. В качестве альтернативы, если распределение дрожания выходящего света представляет собой ромб, то однородная фоточувствительная поверхность может быть выполнена в виде ромбовидной фоточувствительной поверхности.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения распределение дрожания выходящего света может быть разложено на распределение дрожания в первом направлении и распределение дрожания во втором направлении, перпендикулярном первому направлению. Соотношение длины однородной фоточувствительной поверхности в первом направлении и длины однородной фоточувствительной поверхности во втором направлении определяют согласно соотношению амплитуды дрожания выходящего света в первом направлении и амплитуды дрожания выходящего света во втором направлении. Выходящий свет имеет максимальную амплитуду дрожания в первом направлении.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, если распределение дрожания выходящего света включает распределения дрожания в двух взаимно перпендикулярных направлениях, которые получают путем разложения распределения дрожания выходящего света на два взаимно перпендикулярные направления, которые называют первым направлением и вторым направлением соответственно, и выходящий свет имеет максимальную амплитуду дрожания в первом направлении, то соотношение длины однородной фоточувствительной поверхности в первом направлении и длины однородной фоточувствительной поверхности во втором направлении может быть определено согласно соотношению амплитуды дрожания выходящего света в первом направлении и амплитуды дрожания выходящего света во втором направлении, так что соотношение длины однородной фоточувствительной поверхности в первом направлении и длины однородной фоточувствительной поверхности во втором направлении больше соотношения амплитуды дрожания выходящего света в первом направлении и амплитуды дрожания выходящего света во втором направлении или равно ему.

В качестве примера, если первое направление и второе направление представляют собой соответственно направление оси Y и направление оси X в прямоугольной системе координат, то соотношение амплитуды дрожания выходящего света в направлении оси Y и амплитуды дрожания выходящего света в направлении оси X может быть представлено как , и соотношение длины однородной фоточувствительной поверхности в направлении оси Y и длины однородной фоточувствительной поверхности в направлении оси X может быть представлено как , .

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения однородная фоточувствительная поверхность предусматривает прямоугольную фоточувствительную поверхность или эллиптическую фоточувствительную поверхность. Соотношение длины и ширины прямоугольной фоточувствительной поверхности определяют согласно соотношению амплитуды дрожания выходящего света в первом направлении и амплитуды дрожания выходящего света во втором направлении. Соотношение большой оси и малой оси эллиптической фоточувствительной поверхности определяют согласно соотношению амплитуды дрожания выходящего света в первом направлении и амплитуды дрожания выходящего света во втором направлении.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, если расстояние между однородной фоточувствительной поверхностью и целевым местом меньше порогового значения третьего расстояния или равно ему, и распределение дрожания выходящего света включает распределение дрожания в первом направлении и распределение дрожания во втором направлении перпендикулярно первому направлению, то однородная фоточувствительная поверхность может предусматривать прямоугольную фоточувствительную поверхность или эллиптическую фоточувствительную поверхность. Соотношение длины и ширины прямоугольной фоточувствительной поверхности больше соотношения амплитуды дрожания выходящего света в первом направлении и амплитуды дрожания выходящего света во втором направлении или равно ему. Соотношение большой оси и малой оси эллиптической фоточувствительной поверхности больше соотношения амплитуды дрожания выходящего света в первом направлении и амплитуды дрожания выходящего света во втором направлении или равно ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения каждая выходная интенсивность света, получаемая путем обработки значения интенсивности света выходящего света, получаемого одной или более фоточувствительными поверхностями, может включать следующие операции.

Одну или более фоточувствительных поверхностей используют в комбинации для вывода выходной интенсивности света. В качестве альтернативы, каждую из одной или более фоточувствительных поверхностей используют отдельно, и значение интенсивности света выходящего света, полученное каждой фоточувствительной поверхностью, рассчитывают с получением выходной интенсивности света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения фоточувствительную поверхность для вывода выходной интенсивности света называют однородной фоточувствительной поверхностью, и однородная фоточувствительная поверхность может предусматривать одну или более фоточувствительных поверхностей. Условием для использования разных фоточувствительных поверхностей в комбинации может быть то, что для каждой фоточувствительной поверхности средний оптический путь выходящего света, принимаемого фоточувствительной поверхностью, находится в пределах диапазона среднего оптического пути. Диапазон среднего оптического пути может представлять собой диапазон, который больше первого порогового значения среднего оптического пути или равен ему и меньше второго порогового значения среднего оптического пути или равен ему. Первое пороговое значение среднего оптического пути и второе пороговое значение среднего оптического пути можно определять согласно среднему значению оптического пути и амплитуде изменения оптического пути. Среднее значение оптического пути представляет собой среднее значение, рассчитанное согласно средним оптическим путям выходящего света, принимаемого в фоточувствительных положениях однородной фоточувствительной поверхности.

Фоточувствительную поверхность обычно используют совместно с усилительным контуром, соответствующим фоточувствительной поверхности, для вывода значения интенсивности света. Для обеспечения возможности однородной фоточувствительной поверхности выводить точную выходную интенсивность света необходимо, чтобы произведение скорости отклика света каждой фоточувствительной поверхности в однородной фоточувствительной поверхности и коэффициента усиления усилительного контура, используемого вместе с фоточувствительной поверхностью, представляло собой заданное значение. Когда произведение скорости отклика света каждой фоточувствительной поверхности и коэффициента усиления усилительного контура, используемого вместе с фоточувствительной поверхностью, представляет собой одинаковое заданное значение, однородная фоточувствительная поверхность может выводить одну выходную интенсивность света. Если произведение скорости отклика света фоточувствительной поверхности и коэффициента усиления усилительного контура, используемого вместе с фоточувствительной поверхностью, представляет собой разное заданное значение, необходимо применить соответствующий способ, чтобы произведение представляло собой одинаковое заданное значение.

Однородная фоточувствительная поверхность, выводящая одну выходную интенсивность света, может быть получена посредством способа аппаратного обеспечения или способа программного обеспечения.

В первом способе, который представляет собой способ аппаратного обеспечения, катоды разных фоточувствительных поверхностей в однородной фоточувствительной поверхности могут быть соединены электрически друг с другом, и аноды разных фоточувствительных поверхностей в однородной фоточувствительной поверхности могут быть соединены электрически друг с другом, то есть можно получить электрическое соединение общего катода и общего анода между разными фоточувствительными поверхностями. В этом случае это эквивалентно соединению разных фоточувствительных поверхностей параллельно, так что одну или более фоточувствительных поверхностей используют в комбинации для вывода одной выходной интенсивности света. Следует отметить, что скорости отклика света разных фоточувствительных поверхностей должны быть максимально согласованными для получения точной выходной интенсивности света.

Во втором способе, который представляет собой способ программного обеспечения, катоды разных фоточувствительных поверхностей в однородной фоточувствительной поверхности не соединены друг с другом, и аноды разных фоточувствительных поверхностей в однородной фоточувствительной поверхности не соединены друг с другом, то есть каждую фоточувствительную поверхность используют отдельно для вывода значения интенсивности света. После получения значения интенсивности света, соответствующего каждой фоточувствительной поверхности, можно выполнить весовое суммирование в отношении значений интенсивности света фоточувствительных поверхностей в однородной фоточувствительной поверхности с использованием соответствующего алгоритма для получения одной выходной интенсивности света.

Альтернативно выходную интенсивность света, соответствующую однородной фоточувствительной поверхности, можно определять с помощью уравнения (2) и уравнения (3).

, (2)

, (3)

где представляет выходную интенсивность света, соответствующую однородной фоточувствительной поверхности, представляет значение интенсивности света, соответствующее фоточувствительной поверхности , , представляет количество фоточувствительных поверхностей, содержащихся в однородной фоточувствительной поверхности, , представляет общее количество фоточувствительных поверхностей, представляет коэффициент взвешивания, соответствующий фоточувствительной поверхности , представляет заданное значение, представляет скорость отклика света, соответствующую фоточувствительной поверхности , представляет коэффициент усиления усилительного контура, используемого вместе с фоточувствительной поверхностью .

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения фоточувствительную поверхность получают посредством предоставления фотошаблона на исходной фоточувствительной поверхности, и коэффициент пропускания света фотошаблона меньше порогового значения коэффициента пропускания света или равен ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения форму фотошаблона определяют согласно форме распределения дрожания выходящего света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения на сегодняшний день обычно используют круглые фоточувствительные поверхности или прямоугольные фоточувствительные поверхности, что связано с низкой сложностью процесса изготовления и низкой стоимостью производства, в то время как фоточувствительные поверхности других форм обычно нужно адаптировать, что связано с высокой сложностью процесса изготовления и высокой стоимостью производства. Следовательно, в случае ограниченной стоимости производства можно применить способ предоставления фотошаблона на исходной фоточувствительной поверхности. Частью исходной фоточувствительной поверхности, которая заблокирована фотошаблоном, трудно принимать значение интенсивности света, поскольку коэффициент пропускания света фотошаблона меньше порогового значения коэффициента пропускания света или равен ему.

На основании вышесказанного форму и положение фотошаблона можно определять согласно фактически необходимым форме и площади для получения фоточувствительной поверхности с заданными формой и площадью. Фактически необходимую форму и площадь можно определять согласно распределению дрожания выходящего света.

В качестве примера, на фиг. 10 схематически представлено схематическое изображение предоставления фотошаблона исходной фоточувствительной поверхности для получения фоточувствительной поверхности согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 10 исходная фоточувствительная поверхность представляет собой квадратную фоточувствительную поверхность, и фоточувствительная поверхность представляет собой круглую фоточувствительную поверхность.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения световое пятно, создаваемое путем освещения падающим светом в области измерения, имеет однородное распределение интенсивности.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для снижения требований для измеряемого объекта при выполнении измерения элемента ткани для обеспечения лучшей точности измерения можно применить способ обеспечения однородного распределения интенсивности светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения. Кроме того, чем более однородно распределение интенсивности светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения, тем меньше требования для воспроизводимости контролируемого условия измерения, и тем лучше эффект уменьшения воздействия неконтролируемого условия измерения на результат измерения посредством использования способа дифференциального измерения, что тем самым обеспечивает лучшую точность измерения. Более того, при принятии меры для получения однородного распределения интенсивности светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения, энергию света падающего света можно ослабить до определенной степени. Однако измерение элемента ткани требует, чтобы энергия света падающего света не была слишком мала. Следовательно, необходимо обеспечить минимальное ослабление энергии света падающего света, одновременно обеспечивая однородное распределение интенсивности светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения. Дополнительно, если падающий свет передается оптическим волокном, однородное распределение интенсивности светового пятна падающего света в области измерения может также уменьшить негативное влияние дрожания оптического волокна на результат измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения площадь светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения, больше порогового значения площади светового пятна или равна ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для снижения требований для измеряемого объекта при выполнении измерения элемента ткани для обеспечения лучшей точности измерения можно сделать площадь светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения, больше порогового значения площади светового пятна или равной ему. Кроме того, в пределах определенного диапазона чем больше площадь светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения, тем меньше требования для воспроизводимости контролируемого условия измерения, и тем лучше эффект уменьшения воздействия неконтролируемого условия измерения на результат измерения посредством использования способа дифференциального измерения, что тем самым обеспечивает лучшую точность измерения. Пороговое значение площади светового пятна может быть определено согласно фактической ситуации и конкретно не ограничено здесь. Дополнительно, если падающий свет передается оптическим волокном, площадь светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения, которая больше порогового значения площади светового пятна или равна ему, может уменьшить негативное влияние дрожания оптического волокна на результат измерения.

На фиг. 11 схематически представлена структурная схема устройства для измерения элемента ткани согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 11, устройство 1100 для измерения элемента ткани содержит модуль 1110 источника света, модуль 1120 получения и модуль 1130 обработки.

Модуль 1110 источника света используют для освещения области измерения падающим светом, имеющим множество заданных длин волн. Каждый луч падающего света проходит через область измерения с образованием по меньшей мере одного луча выходящего света, выходящего из по меньшей мере одного положения выхода, и падающий свет падает в одно положение падения.

Модуль 1120 получения содержит M фоточувствительных поверхностей, и каждая фоточувствительная поверхность может получать значение интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода, в пределах заданного диапазона защиты от дрожания, соответствующего фоточувствительной поверхности. Модуль 1120 получения используют для получения значения интенсивности света, соответствующего каждому лучу выходящего света, получаемого M фоточувствительными поверхностями, для получения T выходных интенсивностей света. Каждую выходную интенсивность света получают посредством обработки значения интенсивности света выходящего света, получаемого одной или более фоточувствительными поверхностями. 1≤T≤M.

Модуль 1130 обработки используют для определения концентрации измеряемого элемента ткани согласно по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей множеству заданных длин волн.

Согласно техническим решениям вариантов осуществления настоящего изобретения фоточувствительная поверхность может получать значение интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода, в пределах соответствующего заданного диапазона защиты от помех. В фоточувствительной поверхности с вышеупомянутыми характеристиками соотношение площади, которая может стабильно принимать выходящий свет, и площади фоточувствительной поверхности увеличено, так что стабильность приема выходящего света улучшена, негативное влияние изменения распределения интенсивности выходящего света, вызываемое дрожанием, уменьшено, и точность измерения улучшена.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения соотношение среднего оптического пути выходящего света, принимаемого каждой фоточувствительной поверхностью в целевом слое ткани, и общего оптического пути больше порогового значения соотношения или равно ему. Общий оптический путь представляет собой общее расстояние, которое проходит выходящий свет в области измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения общую площадь однородной фоточувствительной поверхности определяют согласно признаку структуры ткани в области измерения. Однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей, и однородную фоточувствительную поверхность используют для вывода одной выходной интенсивности света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения соотношение площади каждой фоточувствительной поверхности и окружности фоточувствительной поверхности больше порогового значения соотношения или равно ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения пороговое значение соотношения больше или равно 0,04 мм.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения фоточувствительная поверхность находится в контакте или не находится в контакте с поверхностью области измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения расстояние между фоточувствительной поверхностью и поверхностью области измерения меньше первого порогового значения расстояния или равно ему, и эффективность фоточувствительной поверхности, принимающей выходящий свет, больше порогового значения эффективности или равна ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения M фоточувствительных поверхностей содержат одну или более однородных фоточувствительных поверхностей, соответствующих каждой заданной длине волны. Однородную фоточувствительную поверхность используют для получения первой выходной интенсивности света и/или второй выходной интенсивности света, соответствующих заданной длине волны, в разные моменты времени. Первая выходная интенсивность света представляет собой интенсивность света в систоле, а вторая выходная интенсивность света представляет собой интенсивность света в диастоле. Однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей. Модуль 1130 обработки используют для определения концентрации измеряемого элемента ткани согласно первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующим каждой заданной длине волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения M фоточувствительных поверхностей содержат первую однородную фоточувствительную поверхность и вторую однородную фоточувствительная поверхность, соответствующие каждой заданной длине волны. Первую однородную фоточувствительную поверхность используют для получения первой выходной интенсивности света, соответствующей заданной длине волны, и вторую однородную фоточувствительную поверхность используют для получения второй выходной интенсивности света, соответствующей заданной длине волны. Первая однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей, и вторая однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей. Модуль 1130 обработки используют для определения концентрации измеряемого элемента ткани согласно первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующим каждой заданной длине волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения средняя оптическая длина выходящего света, принимаемого в разных фоточувствительных положениях каждой фоточувствительной поверхности в первой однородной фоточувствительной поверхности, находится в пределах первого диапазона среднего оптического пути, первый диапазон среднего оптического пути определяют согласно первому среднему значению оптического пути, и первое среднее значение оптического пути представляет собой среднее значение, рассчитанное согласно среднему оптическому пути выходящего света, принимаемого в фоточувствительных положениях первой однородной фоточувствительной поверхности. Средний оптический путь выходящего света, принимаемого в разных фоточувствительных положениях каждой фоточувствительной поверхности во второй однородной фоточувствительной поверхности, находится в пределах второго диапазона среднего оптического пути, второй диапазон среднего оптического пути определяют согласно второму среднему значению оптического пути, и второе среднее значение оптического пути представляет собой среднее значение, рассчитанное согласно среднему оптическому пути выходящего света, принимаемого в фоточувствительных положениях второй однородной фоточувствительной поверхности.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения абсолютное значение разницы между первым средним значением оптического пути и вторым средним значением оптического пути находится в пределах первого диапазона разницы оптических путей.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первый диапазон среднего оптического пути меньше первого диапазона разницы оптических путей или равен ему, и второй диапазон среднего оптического пути меньше первого диапазона разницы оптических путей или равен ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения первый диапазон разницы оптических путей определяют согласно оптимальному дифференциальному оптическому пути, соответствующему заданной длине волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения расстояние источник-приемник каждой фоточувствительной поверхности в первой однородной фоточувствительной поверхности, соответствующей заданной длине волны, от центра падающего света находится в пределах заданного диапазона расстояния источник-приемник, соответствующего заданной длине волны. Заданный диапазон расстояния источник-приемник определяют согласно расстоянию источник-приемник плавающего опорного положения, соответствующего заданной длине волны, от центра падающего света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения M фоточувствительных поверхностей содержат однородную фоточувствительную поверхность, соответствующую каждой заданной длине волны. Однородную фоточувствительную поверхность используют для получения третьей выходной интенсивности света, соответствующей заданной длине волны, и однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей. Модуль 1130 обработки используют для выполнения дифференциальной обработки в отношении третьих выходных интенсивностей света, соответствующих разным длинам волн, для получения по меньшей мере одного дифференциального сигнала и определения концентрации измеряемого элемента ткани согласно по меньшей мере одному дифференциальному сигналу.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения модуль 1130 обработки используют для: выполнения дифференциальной обработки в отношении первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующих заданной длине волны, для получения дифференциального сигнала; выполнения непосредственной дифференциальной операции в отношении дифференциальных сигналов, соответствующих разным заданным длинам волн, для получения по меньшей мере одного дифференциального сигнала длины волны; и определения концентрации измеряемого элемента ткани согласно по меньшей мере одному дифференциальному сигналу длины волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения M фоточувствительных поверхностей содержат однородную фоточувствительную поверхность, соответствующую каждой заданной длине волны. Однородную фоточувствительную поверхность используют для получения четвертой выходной интенсивности света, соответствующей заданной длине волны, и однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей. Модуль 1130 обработки используют для определения концентрации измеряемого элемента ткани согласно четвертой выходной интенсивности света, соответствующей каждой заданной длине волны.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения разница между средним оптическим путем выходящего света, принимаемого в разных фоточувствительных положениях каждой однородной фоточувствительной поверхности в однородной фоточувствительной поверхности, и оптимальным оптическим путем, соответствующим заданной длине волны, находится в пределах второго диапазона разницы оптических путей.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения каждая фоточувствительная поверхность предусматривает кольцевую фоточувствительную поверхность или некольцевую фоточувствительную поверхность, и разные фоточувствительные поверхности имеют одинаковые или разные формы.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения некольцевая фоточувствительная поверхность предусматривает секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность, круглую фоточувствительную поверхность, секторную фоточувствительную поверхность, эллиптическую фоточувствительную поверхность или многоугольную фоточувствительную поверхность.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения многоугольная фоточувствительная поверхность предусматривает квадратную фоточувствительную поверхность, прямоугольную фоточувствительную поверхность или треугольную фоточувствительную поверхность.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения однородная фоточувствительная поверхность предусматривает кольцевую фоточувствительную поверхность или некольцевую фоточувствительную поверхность. Однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей, и однородную фоточувствительную поверхность используют для вывода одной выходной интенсивности света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения однородная фоточувствительная поверхность, представляющая собой кольцевую фоточувствительную поверхность, предусматривает следующее: однородная фоточувствительная поверхность содержит одну фоточувствительную поверхность, и однородная фоточувствительная поверхность представляет собой независимую кольцевую фоточувствительную поверхность; однородная фоточувствительная поверхность содержит множество фоточувствительных поверхностей, и однородная фоточувствительная поверхность представляет собой кольцевую фоточувствительную поверхность, образованную путем комбинирования множества фоточувствительных поверхностей. Однородная фоточувствительная поверхность, представляющая собой некольцевую фоточувствительную поверхность, предусматривает следующее: однородная фоточувствительная поверхность содержит одну фоточувствительную поверхность, и однородная фоточувствительная поверхность представляет собой независимые некольцевые фоточувствительные поверхности; однородная фоточувствительная поверхность содержит множество фоточувствительных поверхностей, и однородная фоточувствительная поверхность представляет собой некольцевую фоточувствительную поверхность, образованную путем комбинирования множества фоточувствительных поверхностей.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, когда определено, что расстояние между однородной фоточувствительной поверхностью и целевым местом больше второго порогового значения расстояния или равно ему, однородная фоточувствительная поверхность предусматривает кольцевую фоточувствительную поверхность, секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность, секторную фоточувствительную поверхность, круглую фоточувствительную поверхность или квадратную фоточувствительную поверхность.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, когда определено, что расстояние между однородной фоточувствительной поверхностью и целевым местом меньше третьего порогового значения расстояния или равно ему, форму однородной фоточувствительной поверхности определяют согласно распределению дрожания выходящего света.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения распределение дрожания выходящего света может быть разложено на распределение дрожания в первом направлении и распределение дрожания во втором направлении, перпендикулярном первому направлению. Соотношение длины однородной фоточувствительной поверхности в первом направлении и длины однородной фоточувствительной поверхности во втором направлении определяют согласно соотношению амплитуды дрожания выходящего света в первом направлении и амплитуды дрожания выходящего света во втором направлении. Выходящий свет имеет максимальную амплитуду дрожания в первом направлении.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения однородная фоточувствительная поверхность предусматривает прямоугольную фоточувствительную поверхность или эллиптическую фоточувствительную поверхность. Соотношение длины и ширины прямоугольной фоточувствительной поверхности определяют согласно соотношению амплитуды дрожания выходящего света в первом направлении и амплитуды дрожания выходящего света во втором направлении. Соотношение большой оси и малой оси эллиптической фоточувствительной поверхности определяют согласно соотношению амплитуды дрожания выходящего света в первом направлении и амплитуды дрожания выходящего света во втором направлении.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения аноды разных фоточувствительных поверхностей среди M фоточувствительных поверхностей не соединены электрически друг с другом, аноды некоторых фоточувствительных поверхностей соединены электрически друг с другом, или аноды всех фоточувствительных поверхностей соединены электрически друг с другом.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения каждую из M фоточувствительных поверхностей можно использовать независимо. В этом случае аноды разных фоточувствительных поверхностей среди M фоточувствительных поверхностей не соединены электрически друг с другом.

Некоторые фоточувствительные поверхности среди M фоточувствительных поверхностей можно использовать в комбинации. В этом случае аноды разных фоточувствительных поверхностей, используемых в комбинации, соединены электрически друг с другом.

Все фоточувствительные поверхности из M фоточувствительных поверхностей можно использовать в комбинации. В этом случае аноды разных фоточувствительных поверхностей, используемых в комбинации, соединены электрически друг с другом.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения на фиг. 12 схематически представлено схематическое изображение электрического соединения анодов разных фоточувствительных поверхностей согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 12, аноды всех фоточувствительных поверхностей соединены электрически друг с другом.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения разные части фоточувствительной поверхности могут находиться на одной и той же плоскости или на разных плоскостях.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения фоточувствительная поверхность может представлять собой плоскую фоточувствительную поверхность или трехмерную фоточувствительную поверхность. Если разные части фоточувствительной поверхности находятся на одной и той же плоскости, фоточувствительная поверхность представляет собой плоскую фоточувствительную поверхность. Если разные части фоточувствительной поверхности находятся на разных плоскостях, фоточувствительная поверхность представляет собой трехмерную фоточувствительную поверхность. Необходимость использования либо плоской фоточувствительной поверхности, либо трехмерной фоточувствительной поверхности можно конкретно определять согласно фактическим ситуациям, что здесь конкретно не ограничено.

Необязательно для измерения контакта для улучшения точности измерения необходимо обеспечить хорошее установочное состояние между целевой поверхностью фоточувствительной поверхности и поверхностью кожи в области измерения настолько, насколько это возможно. Целевая поверхность фоточувствительной поверхности представляет поверхность, находящуюся рядом с областью измерения. Плоскость поверхности кожи в области измерения может быть невысокой. Если используют плоскую фоточувствительную поверхность, может оказаться трудно обеспечить хорошее установочное состояние между целевой поверхностью фоточувствительной поверхности и поверхностью кожи в области измерения. Трехмерная фоточувствительная поверхность представляет собой фоточувствительную поверхность с разными частями на разных плоскостях и ее можно использовать для измерения контакта. Конкретную форму трехмерной фоточувствительной поверхности можно определять согласно признаку структуры ткани области измерения.

На фиг. 13 схематически представлено схематическое изображение трехмерной фоточувствительной поверхности в виде манжеты для пальца согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 14 схематически представлено схематическое изображение другой трехмерной фоточувствительной поверхности в виде манжеты для пальца согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 15 схематически представлено схематическое изображение трехмерной фоточувствительной поверхности в виде кольца для пальца согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 16 схематически представлено схематическое изображение другой трехмерной фоточувствительной поверхности в виде кольца для пальца согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 17 схематически представлено схематическое изображение трехмерной фоточувствительной поверхности для измерения на руке согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 17 расстояния от разных частей фоточувствительной поверхности до заданной плоскости можно определять согласно признаку структуры ткани руки. На фиг. 17 и представляют расстояния от разных частей фоточувствительной поверхности до заданной плоскости.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения набор фоточувствительных поверхностей находится на одной и той же плоскости или на разных плоскостях, и набор фоточувствительных поверхностей содержит множество фоточувствительных поверхностей.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения каждая фоточувствительная поверхность, содержащаяся в наборе фоточувствительных поверхностей, может представлять собой плоскую фоточувствительную поверхность или трехмерную фоточувствительную поверхность. Если набор фоточувствительных поверхностей содержит множество плоских фоточувствительных поверхностей, форма фоточувствительной поверхности трехмерной фоточувствительной поверхности может быть представлена набором фоточувствительных поверхностей посредством размещения некоторых или всех из множества плоских фоточувствительных поверхностей на разных плоскостях.

Следует отметить, что трехмерная фоточувствительная поверхность, образованная множеством плоских фоточувствительных поверхностей, может также обеспечивать вышеупомянутый эффект для измерения контакта, и подробности не будут здесь повторяться.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения устройство 1100 для измерения элемента ткани дополнительно содержит фотошаблон, расположенный на исходной фоточувствительной поверхности. Коэффициент пропускания света фотошаблона меньше порогового значения коэффициента пропускания света или равен ему. Фотошаблон используют для обеспечения на исходной фоточувствительной поверхности для получения фоточувствительной поверхности.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения форму фотошаблона определяют согласно форме распределения дрожания выходящего света.

Как показано на фиг. 18, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения устройство 1100 для измерения элемента ткани дополнительно содержит измерительный зонд. Измерительный зонд содержит M фоточувствительных поверхностей, и первая гильза 1140 обеспечена на измерительном зонде. Первая торцевая поверхность первой гильзы 1140 выходит за пределы целевой поверхности измерительного зонда. Первая торцевая поверхность представляет торцевую поверхность рядом с областью измерения, и целевая поверхность измерительного зонда представляет поверхность рядом с областью измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для экранирования интерференционного света первую гильзу 1140 можно расположить на измерительном зонде так, что торцевая поверхность первой гильзы 1140 рядом с областью измерения будет выходить за пределы целевой поверхности измерительного зонда. Интерференционный свет может содержать свет, отраженный от поверхности, и/или дифрагированный свет.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения вторая торцевая поверхность и/или внутренняя область первой гильзы обеспечены/обеспечена рассеивающим объектом. Первая торцевая поверхность и вторая торцевая поверхность представляют собой две противоположные торцевые поверхности, и внутренняя область предусматривает часть внутренней области или всю внутреннюю область.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, чтобы сделать так, чтобы световое пятно, создаваемое путем освещения падающим светом в области измерения, имело однородное распределение интенсивности, можно применить способ обеспечения рассеивающего объекта на соответствующей части первой гильзы 1140. Рассеивающий объект может содержать сернокислую бумагу, силикагель или целевую смесь. Целевая смесь может содержать смесь частиц полидиметилсилоксана и диоксида титана.

Как показано на фиг. 19, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения устройство 1100 для измерения элемента ткани дополнительно содержит вторую гильзу 1150, расположенную снаружи целевой области первой гильзы 1140. Целевая область представляет часть области или всю область первой гильзы 1140, выходящую за пределы измерительного зонда.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, чтобы сделать световое пятно, создаваемое путем освещения падающим светом в области измерения, как можно больше, можно применить способ расположения второй гильзы 1150 снаружи целевой области первой гильзы 1140.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения вторая гильза 1150 обеспечена рассеивающим объектом.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, если обеспечена вторая гильза 1150, можно применить способ обеспечения рассеивающего объекта на соответствующей части второй гильзы 1150, чтобы сделать так, чтобы световое пятно, создаваемое путем освещения падающим светом в области измерения, имело однородное распределение интенсивности.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения внутренний диаметр первой гильзы 1140 больше порогового значения внутреннего диаметра или равен ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения отверстие первой торцевой поверхности первой гильзы 1140 больше отверстия второй торцевой поверхности первой гильзы 1140 или равно ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения, чтобы сделать световое пятно, создаваемое путем освещения падающим светом в области измерения, максимально большим, можно сделать так, что внутренний диаметр первой гильзы 1140 больше порогового значения внутреннего диаметра или равен ему, и/или отверстие первой торцевой поверхности первой гильзы 1140 больше отверстия второй торцевой поверхности первой гильзы 1140 или равно ему, то есть отверстие торцевой поверхности первой гильзы 1140 рядом с областью измерения больше отверстия торцевой поверхности первой гильзы 1140 далеко от области измерения или равно ему.

Как показано на фиг. 21–22, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения объектом, совпадающим по показателю преломления, заполнено пространство между фоточувствительной поверхностью и областью измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения дрожание может привести к нестабильной поверхности в области измерения, а затем привести к изменению угла выхода выходящего света. Следовательно, для сведения к минимуму негативных влияний, вызываемых дрожанием, можно заполнить объектом, совпадающим по показателю преломления, пространство между фоточувствительной поверхностью и областью измерения для улучшения стабильности и эффективности фоточувствительной поверхности, принимающей выходящий свет.

В иллюстративных целях описание предоставлено с взятием дрожания, вызванного биением пульса, в качестве примера. Биение пульса может быть отражено состоянием кровеносного сосуда. На фиг. 20 схематически представлено схематическое изображение фоточувствительной поверхности, принимающей выходящий свет, в случае когда отсутствует заполнение объектом, совпадающим по показателю преломления, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 20 состояние 1 кровеносного сосуда представляет состояние сужения сосуда, состояние 2 кровеносного сосуда представляет состояние расширения сосуда, состояние 1 кожи представляет состояние кожи, соответствующее состоянию 1 кровеносного сосуда, и состояние 2 кожи представляет состояние кожи, соответствующее состоянию 2 кровеносного сосуда. Как показано на фиг. 20, дрожание может привести к нестабильной поверхности кожи в области измерения, а затем привести к изменению угла выхода выходящего света.

На фиг. 21 схематически представлено схематическое изображение фоточувствительной поверхности, принимающей выходящий свет, в случае когда присутствует заполнение объектом, совпадающим по показателю преломления, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 22 схематически представлено другое схематическое изображение фоточувствительной поверхности, принимающей выходящий свет, в случае когда присутствует заполнение объектом, совпадающим по показателю преломления, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 21 и фиг. 22, стабильность и эффективность измерительного зонда, принимающего выходящий свет, может быть улучшена путем заполнения объектом, совпадающим по показателю преломления, пространства между фоточувствительной поверхностью и областью измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения форма падающего света включает форму точки, форму линии или форму плоскости.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения форма плоскости может включать круг, кольцо, квадрат, или треугольник и т. д.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения взаимное расположение между положением падения и M фоточувствительными поверхностями предусматривает одно, выбранное из следующего: M фоточувствительных поверхностей расположены внутри положения падения, M фоточувствительных поверхностей расположены снаружи положения падения, или M фоточувствительных поверхностей и положение падения образуют вложенное взаимное расположение.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения взаимное расположение между положением падения и M фоточувствительными поверхностями может включать один из следующих случаев, которые будут описаны со ссылкой на сопроводительные графические материалы.

В первом случае M фоточувствительных поверхностей все расположены на внешней периферии положения падения. Вышеупомянутая компоновка взаимного расположения может образовывать вариант реализации центрального падения падающего света и периферийного приема света. Ссылаясь на фиг. 23–28, на фиг. 23–26 показаны случаи одной фоточувствительной поверхности, и на фиг. 27–28 показаны случаи множества фоточувствительных поверхностей.

На фиг. 23 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кругового падающего света и периферийного приема кольцевой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 24 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кольцевого падающего света и периферийного приема кольцевой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 25 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кругового падающего света и периферийного приема секторно-кольцевой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 26 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кругового падающего света и периферийного приема круглой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 27 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кольцевого падающего света и периферийного приема двумя кольцевыми фоточувствительными поверхностями согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 28 схематически представлено схематическое изображение центрального падения кругового падающего света и периферийного приема двумя секторно-кольцевыми фоточувствительными поверхностями согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Во втором случае положение падения расположено на внешней периферии M фоточувствительных поверхностей, то есть M фоточувствительных поверхностей окружены положением падения. Вышеупомянутая компоновка взаимного расположения может образовывать вариант реализации периферийного падения света и центрального приема света. Ссылаясь на фиг. 29–34, на фиг. 29–31 показаны случаи одной фоточувствительной поверхности, и на фиг. 32–34 показаны случаи множества фоточувствительных поверхностей.

На фиг. 29 схематически представлено схематическое изображение периферийного падения кольцевого падающего света и внутреннего приема круглой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 30 схематически представлено схематическое изображение периферийного падения секторно-кольцевого падающего света и внутреннего приема круглой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 31 схематически представлено схематическое изображение периферийного падения кругового падающего света и внутреннего приема круглой фоточувствительной поверхностью согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 32 схематически представлено схематическое изображение периферийного падения кольцевого падающего света и внутреннего приема первым набором фоточувствительных поверхностей, содержащим две кольцевые фоточувствительные поверхности, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 33 схематически представлено схематическое изображение периферийного падения кольцевого падающего света и внутреннего приема вторым набором фоточувствительных поверхностей, содержащим одну кольцевую фоточувствительную поверхность и одну круглую фоточувствительную поверхность, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 34 схематически представлено схематическое изображение падения кольцевого падающего света и внутреннего приема третьим набором фоточувствительных поверхностей, содержащим четыре секторно-кольцевые фоточувствительные поверхности, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

В третьем случае W фоточувствительных поверхностей из M фоточувствительных поверхностей расположены на внешней периферии положения падения, и M−W фоточувствительных поверхностей из M фоточувствительных поверхностей расположены внутри положения падения, то есть W фоточувствительных поверхностей расположены на внешней периферии положения падения, и M−W фоточувствительных поверхностей окружены положением падения. Вышеупомянутая компоновка взаимного расположения может образовывать вариант реализации приема на обоих концах. Ссылаясь на фиг. 35, на фиг. 35 схематически представлено схематическое изображение приема с обеих сторон согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения устройство 1100 для измерения элемента ткани дополнительно содержит защитную часть. Защитная часть расположена на целевой поверхности фоточувствительной поверхности и ее используют для защиты фоточувствительной поверхности. Целевая поверхность фоточувствительной поверхности относится к поверхности рядом с областью измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для защиты фоточувствительной поверхности защитная часть может быть обеспечена на целевой поверхности фоточувствительной поверхности. Защитная часть может быть сделана из прозрачного и гибкого материала. Защитная часть может включать антибликовую пленку или оптическое стекло. Расстояние между защитной частью и целевой поверхностью фоточувствительной поверхности можно определять согласно материалу защитной части.

Например, если защитная часть представляет собой антибликовую пленку, расстояние между антибликовой пленкой и целевой поверхностью фоточувствительной поверхности может быть нулевым. В качестве другого примера, если защитная часть представляет собой оптическое стекло, расстояние между оптическим стеклом и целевой поверхностью фоточувствительной поверхности больше порогового значения расстояния или равно ему. Пороговое значение расстояния может быть определено согласно фактическим условиям.

Любое количество модулей и блоков согласно вариантам осуществления настоящего изобретения или по меньшей мере часть функций любого количества модулей и блоков может быть реализована в одном модуле. Любой один или более из модулей и блоков согласно вариантам осуществления настоящего изобретения могут быть разделены на множество модулей для реализации. Любой один или более из модулей и блоков согласно вариантам осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы по меньшей мере частично как аппаратная схема, такая как программируемая логическая интегральная схема (FPGA), программируемая логическая матрица (PLA), система на чипе, система на подложке, система в корпусе, специализированная интегральная схема (ASIC), или могут быть реализованы аппаратным обеспечением или программно-аппаратным обеспечением любым другим обоснованным способом интегрирования или внедрения схемы, или могут быть реализованы любым одним из трех режимов реализации программного обеспечения, аппаратного обеспечения и программно-аппаратного обеспечения или подходящей их комбинацией. Альтернативно один или более из модулей и блоков согласно вариантам осуществления настоящего изобретения могут быть по меньшей мере частично реализованы как компьютерный программный модуль, который может выполнять соответствующие функции при исполнении.

Например, любое количество модулей получения и модулей обработки можно комбинировать в один модуль/блок для реализации, или любой один из модулей/блоков можно разделить на множество модулей/блоков. Альтернативно по меньшей мере часть функций одного или более из этих модулей/блоков может быть скомбинирована с по меньшей мере частью функций других модулей/блоков и реализована в одном модуле/блоке. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один из модуля получения и модуля обработки может быть реализован по меньшей мере частично как аппаратная схема, такая как программируемая логическая интегральная схема (FPGA), программируемая логическая матрица (PLA), система на чипе, система на подложке, система в корпусе, специализированная интегральная схема (ASIC), или может быть реализован аппаратным обеспечением или программно-аппаратным обеспечением любым другим обоснованным способом интегрирования или внедрения схемы, или может быть реализован любым одним из трех режимов реализации программного обеспечения, аппаратного обеспечения и программно-аппаратного обеспечения или подходящей их комбинацией. Альтернативно по меньшей мере один из модуля получения и модуля обработки может быть по меньшей мере частично реализован как компьютерный программный модуль, который может выполнять соответствующие функции при исполнении.

Следует отметить, что устройство для измерения элемента ткани в вариантах осуществления настоящего изобретения соответствует описанию способа измерения элемента ткани в вариантах осуществления настоящего изобретения. Для описания устройства для измерения элемента ткани можно конкретно сделать ссылку на описание способа измерения элемента ткани, которое не будет здесь повторяться.

На фиг. 36 схематически представлено схематическое изображение носимого прибора согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Носимый прибор 3600, показанный на фиг. 36, является лишь примером, и не должен накладывать какие-либо ограничения на функцию и объем использования настоящего изобретения.

Как показано на фиг. 36, носимый прибор 3600 содержит устройство 1100 для измерения элемента ткани.

Согласно техническим решениям вариантов осуществления настоящего изобретения фоточувствительная поверхность может получать значение интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода, в пределах соответствующего заданного диапазона защиты от дрожания. В фоточувствительной поверхности с вышеупомянутыми характеристиками соотношение площади, способной стабильно принимать выходящий свет фоточувствительной поверхности, и площади фоточувствительной поверхности увеличено, поэтому стабильность приема выходящего света улучшена, негативное влияние изменения распределения интенсивности выходящего света, вызываемое дрожанием, может быть уменьшено, так что точность измерения может быть улучшена.

Как показано на фиг. 37, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения носимый прибор 3600 дополнительно содержит часть 3610 в виде скобы и основную часть 3620. Часть 3610 в виде скобы и основную часть 3620 используют для совместного действия для фиксации устройства 1100 для измерения элемента ткани.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения на фиг. 37 схематически представлено схематическое изображение процесса сборки носимого прибора согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения масса носимого прибора 3600 меньше порогового значения массы или равна ему, так что характер перемещения носимого прибора 3600 соответствует характеру дрожания кожи в области измерения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для улучшения точности измерения носимый прибор 3600 может иметь небольшую массу, так что носимый прибор 3600 может следовать дрожанию кожи в области измерения, когда носимый прибор 3600 носят в положении, соответствующем области измерения, то есть характер перемещения носимого прибора 3600 может соответствовать характеру дрожания кожи в области измерения, и затем средний оптический путь выходящего света, принимаемого измерительным зондом, может поддерживаться в пределах заданного диапазона оптического пути во время процесса дрожания кожи. Средний оптический путь выходящего света, принимаемого измерительным зондом, может поддерживаться в пределах заданного диапазона оптического пути во время процесса дрожания кожи области измерения, поскольку относительное положение измерительного зонда в области измерения может оставаться неизменным или по существу неизменным, если носимый прибор 3600 может следовать дрожанию кожи в области измерения, и затем измерительный зонд может принимать выходящий свет, выходящий из фиксированного положения выхода. Фиксированное положение выхода здесь означает положение выхода, которое остается неизменным или по существу неизменным относительно области измерения. Кроме того, во время процесса дрожания кожи области измерения положение падения падающего света может оставаться неизменным или по существу неизменным относительно области измерения. В случае когда положение падения падающего света и положение выхода выходящего света определены, можно гарантировать, насколько это возможно, что средний оптический путь выходящего света остается неизменным.

В качестве примера, на фиг. 38 схематически показано схематическое изображение поддержания среднего оптического пути выходящего света, принимаемого измерительным зондом, в пределах заданного диапазона оптического пути во время процесса дрожания кожи в случае, когда носимый прибор соответствует характеру дрожания кожи, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Во время процесса дрожания кожи измерительный зонд (не показан на фиг. 38) может стабильно принимать выходящий свет, который выходит из положения B выхода, в области измерения после падения падающего света в положение A падения в области измерения. Амплитуда перемещения кожи представлена в виде , и амплитуда перемещения измерительного зонда представлена в виде , .

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения носимый прибор 3600 обеспечивает амплитуду перемещения кожи в области измерения, которая меньше порогового значения амплитуды перемещения или равна ему.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для улучшения точности измерения носимый прибор 3600 может иметь большую массу, так что, когда носимый прибор 3600 размещен в положении, соответствующем области измерения, он может подавлять дрожание кожи в области измерения, то есть амплитуда перемещения кожи в области измерения меньше или равна пороговому значению амплитуды перемещения, и затем средний оптический путь выходящего света, принимаемого измерительным зондом, может поддерживаться в пределах заданного диапазона оптического пути во время процесса дрожания кожи. Средний оптический путь выходящего света, принимаемого измерительным зондом, может поддерживаться в пределах заданного диапазона оптического пути во время процесса дрожания кожи в области измерения, поскольку относительное положение измерительного зонда в области измерения может оставаться неизменным или по существу неизменным, если носимый прибор 3600 может подавлять дрожание кожи в области измерения, и затем измерительный зонд может принимать выходящий свет, выходящий из фиксированного положения выхода. Кроме того, во время процесса дрожания кожи области измерения положение падения падающего света может оставаться неизменным или по существу неизменным относительно области измерения. В случае когда положение падения падающего света и положение выхода выходящего света определены, можно гарантировать, насколько это возможно, что средний оптический путь выходящего света остается неизменным.

В качестве примера, на фиг. 39 схематически показано схематическое изображение поддержания среднего оптического пути выходящего света, принимаемого измерительным зондом, в пределах заданного диапазона оптического пути во время процесса дрожания кожи в случае, когда носимый прибор обеспечивает амплитуду перемещения кожи в области измерения, которая меньше или равна пороговому значению амплитуды перемещения, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. На фиг. 39 амплитуда перемещения кожи в области измерения близка к нулю.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения для конкретного описания устройства для измерения элемента ткани может быть сделана ссылка на соответствующую приведенную выше часть, и подробности здесь не будут повторяться. Кроме того, устройство для измерения элемента ткани содержит процессор, который может выполнять различные соответствующие действия и процессы в соответствии с программой, хранящейся в постоянном запоминающем устройстве (ROM), или программой, загруженной из части в виде хранилища в оперативное запоминающее устройство (RAM). Процессор может содержать, например, микропроцессор общего назначения (например, CPU), процессор набора команд и/или соответствующий набор микросхем, и/или микропроцессор специального назначения (например, специализированную интегральную схему (ASIC)) и т. п. Процессор может дополнительно содержать внутриплатное запоминающее устройство для целей кэширования. Процессор может содержать один блок обработки или множество блоков обработки для выполнения разных действий последовательности операций способа согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

В RAM хранятся различные программы и данные, необходимые для работы устройства для измерения элемента ткани. Процессор, ROM и RAM соединены друг с другом посредством шины. Процессор выполняет различные операции последовательности операций способа согласно вариантам осуществления настоящего изобретения путем исполнения программ в ROM и/или RAM. Следует отметить, что программа также может храниться в одном или более запоминающих устройствах, отличных от ROM и RAM. Процессор также может выполнять различные операции последовательности операций способа согласно вариантам осуществления настоящего изобретения путем исполнения программ, хранящихся в одном или более запоминающих устройствах.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения носимый прибор может дополнительно содержать интерфейс ввода/вывода (I/O), который также подключен к шине. Носимый прибор может дополнительно содержать один или более из следующих компонентов, подключенных к интерфейсу ввода/вывода: часть в виде устройства ввода, включающую клавиатуру, мышь и т. д.; часть в виде устройства вывода, включающую электронно-лучевую трубку (CRT), жидкокристаллический дисплей (LCD) и т. д. и динамик и т. д.; часть в виде хранилища, включающую жесткий диск и т. д.; и часть в виде средства связи, включающую сетевую интерфейсную карту, такую как карта LAN, модем и т. п. Часть в виде средства связи выполняет обработку в виде осуществления связи через сеть, такую как Интернет. При необходимости привод также подключен к интерфейсу I/O. При необходимости съемный носитель, такой как магнитный диск, оптический диск, магнитооптический диск, полупроводниковое запоминающее устройство и т. п., устанавливается в привод, так что считанная с него компьютерная программа устанавливается в часть в виде хранилища.

Настоящее изобретение дополнительно обеспечивает машиночитаемый носитель данных, который может быть включен в прибор/устройство/систему, описанные в вышеприведенных вариантах осуществления; или существовать отдельно, не будучи собранным в прибор/устройство/систему. Вышеупомянутый машиночитаемый носитель данных содержит одну или более программ, которые при исполнении выполняют способы согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения машиночитаемый носитель данных может представлять собой энергонезависимый машиночитаемый носитель данных, например, может включать, но без ограничения: портативный компьютерный диск, жесткий диск, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM) или флеш-память, портативное постоянное запоминающее устройство на компакт-диске (CD-ROM), оптическое запоминающее устройство, магнитное запоминающее устройство или любую подходящую комбинацию вышеперечисленного. В настоящем изобретении машиночитаемый носитель данных может представлять собой любой материальный носитель, который содержит или хранит программы, которые могут использоваться системой, прибором или устройством исполнения команд или в сочетании с ними.

Например, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения машиночитаемый носитель данных может включать вышеупомянутые ROM и/или RAM и/или одно или более запоминающих устройств, отличных от ROM и RAM.

Варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно предусматривают компьютерный программный продукт, который содержит компьютерную программу. Компьютерная программа содержит программный код для выполнения способа, обеспеченного вариантами осуществления настоящего изобретения.

Когда компьютерная программа исполняется процессором, выполняются вышеупомянутые функции, определенные в системе/устройстве согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения вышеописанные системы, устройства, модули, блоки и т. д. могут быть реализованы посредством компьютерных программных модулей.

В варианте осуществления компьютерная программа может находиться на материальном носителе данных, таком как оптическое запоминающее устройство и магнитное запоминающее устройство. В другом варианте осуществления компьютерная программа также может передаваться и распространяться в форме сигналов на сетевом носителе, скачиваться и устанавливаться через часть в виде средства связи и/или устанавливаться со съемного носителя. Программный код, содержащийся в компьютерной программе, может быть передан посредством любого подходящего носителя, включая, но без ограничения, беспроводной, проводной или любую подходящую комбинацию вышеперечисленного.

Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения программный код для исполнения компьютерных программ, обеспеченных вариантами осуществления настоящего изобретения, может быть написан с помощью любой комбинации из одного или более языков программирования. В частности, эти вычислительные программы могут быть реализованы с использованием процедур высокого уровня и/или объектно-ориентированных языков программирования, и/или ассемблерных/машинных языков. Языки программирования включают, но без ограничения, Java, C++, Python, язык «C» или подобные языки программирования. Программный код может быть полностью исполнен на пользовательском вычислительном приборе, частично исполнен на пользовательском устройстве, частично исполнен на удаленном вычислительном приборе или полностью исполнен на удаленном вычислительном приборе или сервере. В случае задействования удаленного вычислительного прибора удаленный вычислительный прибор может быть подключен к пользовательскому вычислительному прибору через сеть любого типа, включая локальную вычислительную сеть (LAN) или глобальные вычислительные сети (WAN), или может быть подключен к внешнему вычислительному прибору (например, через Интернет с использованием поставщика Интернет-услуг).

Блок-схемы и структурные схемы на прилагаемых графических материалах иллюстрируют возможную архитектуру, функции и операции системы, способа и компьютерного программного продукта согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения. При этом каждый блок на блок-схемах или структурных схемах может представлять собой часть модуля, сегмента программы или кода, причем часть содержит одну или более исполняемых команд для реализации заданной логической функции. Следует дополнительно отметить, что в некоторых альтернативных реализациях функции, указанные в блоках, также могут выполняться в порядке, отличном от того, который указан на прилагаемых графических материалах. Например, два блока, показанные последовательно, на самом деле могут исполняться по существу параллельно, а иногда они могут исполняться в обратном порядке, в зависимости от задействованных функций. Следует дополнительно отметить, что каждый блок на структурных схемах или блок-схемах и комбинация блоков на структурных схемах или блок-схемах могут быть реализованы системой на основе специального аппаратного обеспечения, которая выполняет указанные функции или операции, или могут быть реализованы с помощью комбинации специального аппаратного обеспечения и компьютерных команд. Специалисты в данной области техники могут понять, что различные варианты осуществления настоящего изобретения и/или признаки, описанные в формуле изобретения, могут быть скомбинированы различными способами, даже если такие комбинации не описаны явно в настоящем изобретении. В частности, различные варианты осуществления настоящего изобретения и/или признаки, описанные в формуле изобретения, могут быть скомбинированы различными способами без отступления от сущности и идей настоящего изобретения. Все эти комбинации входят в объем настоящего изобретения.

Варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше. Однако эти варианты осуществления предназначены только для иллюстративных целей и не предназначены для ограничения объема настоящего изобретения. Хотя различные варианты осуществления были описаны выше по отдельности, это не означает, что средства в соответствующих вариантах осуществления не могут быть преимущественно использованы в комбинации. Объем настоящего изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами. Специалисты в данной области техники могут производить различные замены и модификации без отступления от объема настоящего изобретения, и все эти замены и модификации должны входить в объем настоящего изобретения.

Группа изобретений относится к медицине. Способ и устройство для измерения компонента ткани и носимый прибор, при этом способ включает: освещение области измерения путем использования падающего света, имеющего множество заданных длин волн, при этом каждый луч падающего света излучают из по меньшей мере одного положения выхода после прохождения через область измерения с образованием по меньшей мере одного луча выходящего света, и существует одно положение падения падающего света; получение значения интенсивности света, соответствующего каждому лучу выходящего света, получаемого M фоточувствительными поверхностями, для получения T выходных интенсивностей света, при этом каждую выходную интенсивность света получают путем обработки значения интенсивности света выходящего света, получаемого одной или более фоточувствительными поверхностями, каждая фоточувствительная поверхность может получать значение интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода, в пределах заданного диапазона защиты от дрожания, соответствующего фоточувствительной поверхности, и 1≤T≤M; и определение концентраций измеряемых элементов ткани согласно по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей множеству заданных длин волн. Применение данной группы изобретений позволит повысить точность измерения концентрации элементов крови. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 39 ил.

1. Способ измерения элемента кожной ткани, включающий:

освещение области измерения падающим светом, имеющим N заданных длин волн, где N≥1, при этом каждый луч падающего света проходит через область измерения с образованием по меньшей мере одного луча выходящего света, выходящего из по меньшей мере одного положения выхода, и падающий свет падает в одно положение падения;

получение значения интенсивности света, соответствующего каждому лучу выходящего света, получаемого M фоточувствительными поверхностями, для получения T выходных интенсивностей света, при этом каждую из T выходных интенсивностей света получают путем обработки значения интенсивности света выходящего света, получаемого одной или более из M фоточувствительных поверхностей, и каждая из M фоточувствительных поверхностей выполнена с возможностью получения значения интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода, в пределах заданного диапазона защиты от дрожания, соответствующего фоточувствительной поверхности, 1≤T≤M; и

определение концентрации измеряемого элемента кожной ткани согласно по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей N заданным длинам волн.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение среднего оптического пути выходящего света, принимаемого каждой фоточувствительной поверхностью в целевом слое ткани, и общего оптического пути больше порогового значения соотношения или равно ему, и общий оптический путь представляет собой общее расстояние, которое проходит выходящий свет в области измерения,

при этом способ дополнительно включает:

определение общей площади однородной фоточувствительной поверхности согласно признаку структуры ткани в области измерения, при этом однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей, и однородная фоточувствительная поверхность выполнена с возможностью вывода одной выходной интенсивности света,

при этом расстояние между фоточувствительной поверхностью и поверхностью области измерения меньше первого порогового значения расстояния или равно ему, и эффективность приема выходящего света фоточувствительной поверхностью больше порогового значения эффективности или равна ему.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что соотношение площади каждой фоточувствительной поверхности и окружности фоточувствительной поверхности больше порогового значения соотношения или равно ему, при этом пороговое значение соотношения больше или равно 0,04 мм.

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что определение концентрации измеряемого элемента кожной ткани согласно по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей N заданным длинам волн, включает одно из следующего:

определение для каждой заданной длины волны в N заданных длинах волн первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света из по меньшей мере двух выходных интенсивностей света, соответствующих заданной длине волны; и определение концентрации измеряемого элемента кожной ткани согласно первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующим каждой заданной длине волны,

определение для каждой заданной длины волны в N заданных длинах волн третьей выходной интенсивности света из по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей заданной длине волны; выполнение дифференциальной обработки в отношении третьих выходных интенсивностей света, соответствующих разным заданным длинам волн, для получения по меньшей мере одного дифференциального сигнала; и определение концентрации измеряемого элемента кожной ткани согласно по меньшей мере одному дифференциальному сигналу, и

определение для каждой заданной длины волны в N заданных длинах волн четвертой выходной интенсивности света из по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей заданной длине волны; и определение концентрации измеряемого элемента кожной ткани согласно четвертой выходной интенсивности света, соответствующей каждой заданной длине волны,

при этом определение концентрации измеряемого элемента кожной ткани согласно первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующим каждой заданной длине волны, включает:

выполнение дифференциальной обработки в отношении первой выходной интенсивности света и второй выходной интенсивности света, соответствующих заданной длине волны, для получения дифференциального сигнала; и

определение концентрации измеряемого элемента кожной ткани согласно дифференциальному сигналу, соответствующему каждой заданной длине волны.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что первую выходную интенсивность света и вторую выходную интенсивность света получают в разные моменты времени посредством однородной фоточувствительной поверхности, первая выходная интенсивность света представляет собой интенсивность света в систоле, вторая выходная интенсивность света представляет собой интенсивность света в диастоле, однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей, при этом фоточувствительная поверхность, соответствующая первой выходной интенсивности света, является такой же, как и фоточувствительная поверхность, соответствующая второй выходной интенсивности света, или отличается от нее, и однородная фоточувствительная поверхность выполнена с возможностью вывода одной выходной интенсивности света.

6. Способ по п. 4, отличающийся тем, что первую выходную интенсивность света, соответствующую заданной длине волны, получают посредством первой однородной фоточувствительной поверхности, соответствующей заданной длине волны, вторую выходную интенсивность света, соответствующую заданной длине волны, получают посредством второй однородной фоточувствительной поверхности, соответствующей заданной длине волны, первая однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей, и вторая однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей,

при этом средний оптический путь выходящего света, принимаемого в разных фоточувствительных положениях каждой фоточувствительной поверхности в первой однородной фоточувствительной поверхности, находится в пределах первого диапазона среднего оптического пути, первый диапазон среднего оптического пути определяют согласно первому среднему значению оптического пути, и первое среднее значение оптического пути представляет собой среднее значение, рассчитанное согласно средним оптическим путям выходящего света, принимаемого в фоточувствительных положениях первой однородной фоточувствительной поверхности; и

при этом средний оптический путь выходящего света, принимаемого в разных фоточувствительных положениях каждой фоточувствительной поверхности во второй однородной фоточувствительной поверхности, находится в пределах второго диапазона среднего оптического пути, второй диапазон среднего оптического пути определяют согласно второму среднему значению оптического пути, и второе среднее значение оптического пути представляет собой среднее значение, рассчитанное согласно средним оптическим путям выходящего света, принимаемого в фоточувствительных положениях второй однородной фоточувствительной поверхности,

при этом абсолютное значение разницы между первым средним значением оптического пути и вторым средним значением оптического пути находится в пределах первого диапазона разницы оптических путей,

при этом четвертую выходную интенсивность света, соответствующую заданной длине волны, получают посредством однородной фоточувствительной поверхности, соответствующей заданной длине волны, и разница между средним оптическим путем выходящего света, принимаемого в разных фоточувствительных положениях каждой фоточувствительной поверхности в однородной фоточувствительной поверхности, и оптимальным оптическим путем, соответствующим заданной длине волны, находится в пределах второго диапазона разницы оптических путей.

7. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что каждая фоточувствительная поверхность предусматривает кольцевую фоточувствительную поверхность или некольцевую фоточувствительную поверхность, и разные фоточувствительные поверхности имеют одинаковые или разные формы,

при этом однородная фоточувствительная поверхность предусматривает кольцевую фоточувствительную поверхность или некольцевую фоточувствительную поверхность, однородная фоточувствительная поверхность содержит одну или более фоточувствительных поверхностей, и однородная фоточувствительная поверхность выполнена с возможностью вывода одной выходной интенсивности света,

при этом однородная фоточувствительная поверхность, представляющая собой кольцевую фоточувствительную поверхность, предусматривает следующее:

однородная фоточувствительная поверхность содержит одну фоточувствительную поверхность, и однородная фоточувствительная поверхность представляет собой независимую кольцевую фоточувствительную поверхность; и

однородная фоточувствительная поверхность содержит P фоточувствительных поверхностей, где P>1, и однородная фоточувствительная поверхность представляет собой кольцевую фоточувствительную поверхность, образованную путем комбинирования P фоточувствительных поверхностей; и

при этом однородная фоточувствительная поверхность, представляющая собой некольцевую фоточувствительную поверхность, предусматривает следующее:

однородная фоточувствительная поверхность содержит одну фоточувствительную поверхность, и однородная фоточувствительная поверхность представляет собой независимую некольцевую фоточувствительную поверхность; и

однородная фоточувствительная поверхность содержит P фоточувствительных поверхностей, где P>1, и однородная фоточувствительная поверхность представляет собой некольцевую фоточувствительную поверхность, образованную путем комбинирования P фоточувствительных поверхностей.

8. Способ по п. 2, отличающийся тем, что однородная фоточувствительная поверхность предусматривает кольцевую фоточувствительную поверхность, секторно-кольцевую фоточувствительную поверхность, секторную фоточувствительную поверхность, круглую фоточувствительную поверхность или квадратную фоточувствительную поверхность, когда определяют, что расстояние между однородной фоточувствительной поверхностью и целевым местом больше второго порогового значения расстояния или равно ему,

при этом форму однородной фоточувствительной поверхности определяют согласно распределению дрожания выходящего света, когда определяют, что расстояние между однородной фоточувствительной поверхностью и целевым местом меньше третьего порогового значения расстояния или равно ему,

при этом распределение дрожания выходящего света разлагают на распределение дрожания в первом направлении и распределение дрожания во втором направлении, перпендикулярном первому направлению, соотношение длины однородной фоточувствительной поверхности в первом направлении и длины однородной фоточувствительной поверхности во втором направлении определяют согласно соотношению амплитуды дрожания выходящего света в первом направлении и амплитуды дрожания выходящего света во втором направлении, и выходящий свет имеет максимальную амплитуду дрожания в первом направлении.

9. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что фоточувствительную поверхность получают после предоставления фотошаблона на исходной фоточувствительной поверхности, при этом форму фотошаблона определяют согласно форме распределения дрожания выходящего света.

10. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что световое пятно, создаваемое путем освещения падающим светом в области измерения, имеет однородное распределение интенсивности,

при этом площадь светового пятна, создаваемого путем освещения падающим светом в области измерения, больше порогового значения площади светового пятна или равна ему.

11. Устройство для измерения элемента кожной ткани, содержащее:

модуль источника света, выполненный с возможностью освещения области измерения падающим светом, имеющим N заданных длин волн, где N≥1, при этом каждый луч падающего света проходит через область измерения с образованием по меньшей мере одного луча выходящего света, выходящего из по меньшей мере одного положения выхода, и падающий свет падает в одно положение падения;

модуль получения, содержащий M фоточувствительных поверхностей, при этом каждая из M фоточувствительных поверхностей выполнена с возможностью получения значения интенсивности света выходящего света, выходящего из положения выхода в пределах заданного диапазона защиты от дрожания, соответствующего фоточувствительной поверхности, модуль получения выполнен с возможностью получения значения интенсивности света, соответствующего каждому лучу выходящего света, получаемого M фоточувствительными поверхностями, для получения T выходных интенсивностей света, и каждая из T выходных интенсивностей света получена путем обработки значения интенсивности света выходящего света, получаемого одной или более из M фоточувствительных поверхностей, 1≤T≤M; и

модуль обработки, выполненный с возможностью определения концентрации измеряемого элемента кожной ткани согласно по меньшей мере одной выходной интенсивности света, соответствующей N заданным длинам волн.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что дополнительно содержит измерительный зонд, при этом измерительный зонд содержит M фоточувствительных поверхностей, и измерительный зонд обеспечен первой гильзой; и

при этом первая торцевая поверхность первой гильзы выходит за пределы целевой поверхности измерительного зонда, первая торцевая поверхность представляет торцевую поверхность рядом с областью измерения, и целевая поверхность измерительного зонда представляет поверхность рядом с областью измерения,

при этом вторая торцевая поверхность и/или внутренняя область первой гильзы обеспечены/обеспечена рассеивающим объектом, первая торцевая поверхность и вторая торцевая поверхность представляют собой противоположные торцевые поверхности, и внутренняя область предусматривает часть внутренней области или всю внутреннюю область.

13. Устройство по п. 12, отличающееся тем, что дополнительно содержит вторую гильзу снаружи целевой области первой гильзы, при этом целевая область представляет часть области или всю область первой гильзы, выходящую за пределы целевой поверхности измерительного зонда.

14. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что объектом, совпадающим по показателю преломления, заполнено пространство между фоточувствительной поверхностью и областью измерения.

15. Носимый прибор, содержащий устройство для измерения элемента кожной ткани по любому из пп. 11-14,

при этом масса носимого прибора меньше порогового значения массы или равна ему, так что характер перемещения носимого прибора соответствует характеру дрожания кожи в области измерения, или

при этом носимый прибор обеспечивает амплитуду перемещения кожи в области измерения, которая меньше порогового значения амплитуды перемещения или равна ему.