CN115426948A - 通过正向电压测量的传感器检验 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于测量氧饱和度的装置，该装置包括电路***，该电路***被配置为在施加第一电流时，测量跨第一发光二极管的阳极和第一发光二极管的阴极的第一正向电压，并且在施加第二电流时，测量跨第二发光二极管的阳极和第二发光二极管的阴极的第二正向电压。该电路***被进一步配置为基于该第一正向电压和该第二正向电压的比较来确定测量的正向电压的差值，并且基于校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定该第一发光二极管和该第二发光二极管是有效的。响应于该第一发光二极管和该第二发光二极管是有效的确定，该电路***被配置为确定氧饱和水平。

Description

通过正向电压测量的传感器检验

本申请要求提交于2020年4月24日且名称为“通过正向电压测量的传感器检验(SENSOR VERIFICATION THROUGH FORWARD VOLTAGE MEASUREMENTS)”的美国专利申请第16/857,695号和提交于2020年10月28日的名称为“通过正向电压测量的传感器检验(SENSOR VERIFICATION THROUGH FORWARD VOLTAGE MEASUREMENTS)”的美国专利申请第17/082,944号的优先权，这些专利申请中的每一者的全部内容以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及用生理监测器确定血氧饱和度，并且更具体地，涉及用区域血氧仪或其他医疗装置确定区域血氧饱和度。

背景技术

血氧仪可输出通过血液的小光束并测量对该小光束的吸收以估计在血液中的氧饱和水平。例如，具有相对高的含氧饱和度的血液可比具有相对低的含氧饱和度的血液吸收在特定波长下的更多光。因此，血氧仪可确定在血液中的含氧饱和水平随着在通过血液之后接收到在特定波长下的更少光而提高。

发明内容

一般来讲，本公开涉及用于通过正向电压测量来检验血氧仪的装置、***和技术。例如，装置可测量在用于测量氧饱和度的发光二极管(LED)处的正向电压。在该示例中，该装置可将在该发光二极管处的测量正向电压与在校准期间使用的值进行比较。以此方式，可验证装置与校准值一致以有助于确保传感器装置的正确构造和/或准确度。

在一个示例中，一种用于测量氧饱和度的装置包括：存储器，该存储器被配置为存储校准的正向电压的差值；电路***，该电路***被配置为：将第一电流从第一发光二极管的阳极施加到该第一发光二极管的阴极；在施加该第一电流时，测量跨该第一发光二极管的该阳极和该第一发光二极管的该阴极的第一正向电压；将第二电流从第二发光二极管的阳极施加到该第二发光二极管的阴极；在施加该第二电流时，测量跨该第二发光二极管的该阳极和该第二发光二极管的该阴极的第二正向电压；基于该第一正向电压和该第二正向电压的比较来确定测量的正向电压的差值；基于所校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定该第一发光二极管和该第二发光二极管是有效的；以及响应于该第一发光二极管和该第二发光二极管是有效的该确定，使用该第一发光二极管和该第二发光二极管来确定氧饱和水平并输出该氧饱和水平的指示。

在另一个示例中，一种用于测量氧饱和度的方法包括：由电路***将第一电流从第一发光二极管的阳极施加到该第一发光二极管的阴极；在施加该第一电流时，由该电路***测量跨该第一发光二极管的该阳极和该第一发光二极管的该阴极的第一正向电压；由该电路***将第二电流从第二发光二极管的阳极施加到该第二发光二极管的阴极；在施加该第二电流时，由该电路***测量跨该第二发光二极管的该阳极和该第二发光二极管的该阴极的第二正向电压；由该电路***基于该第一正向电压和该第二正向电压的比较来确定测量的正向电压的差值；由该电路***基于校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定该第一发光二极管和该第二发光二极管是有效的；以及响应于确定该第一发光二极管和该第二发光二极管是有效的，由该电路***使用该第一发光二极管和该第二发光二极管来确定氧饱和水平并由该电路***输出该氧饱和水平的指示。

在一个示例中，一种用于测量氧饱和度的***包括：传感器装置，该传感器装置包括第一发光二极管和第二发光二极管；血氧测定装置，该血氧测定装置包括：存储器，该存储器被配置为存储校准的正向电压的差值；电路***，该电路***被配置为：将第一电流从该第一发光二极管的阳极施加到该第一发光二极管的阴极；在施加该第一电流时，测量跨该第一发光二极管的该阳极和该第一发光二极管的该阴极的第一正向电压；将第二电流从该第二发光二极管的阳极施加到该第二发光二极管的阴极；在施加该第二电流时，测量跨该第二发光二极管的该阳极和该第二发光二极管的该阴极的第二正向电压；基于该第一正向电压和该第二正向电压的比较来确定测量的正向电压的差值；基于所校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定该第一发光二极管和该第二发光二极管是有效的；以及响应于该第一发光二极管和该第二发光二极管是有效的该确定，使用该第一发光二极管和该第二发光二极管来确定氧饱和水平并输出该氧饱和水平的指示。

附图说明

图1是示出示例性区域血氧测定装置的概念框图。

图2是示出被配置为监测患者的自调节状态的示例性区域血氧测定装置的概念框图。

图3是示出包括被呈现在显示器上的自调节信息的示例性图形用户界面的概念图。

图4是根据本文描述的技术的示出示例性第一传感器装置的概念图。

图5是根据本文描述的技术的示出示例性第二传感器装置的概念图。

图6是根据本文描述的技术的示出用于测量氧饱和度的示例性技术的流程图。

具体实施方式

血氧仪可指被配置为确定被分析组织的氧饱和度的医疗装置。出于本公开的目的，血氧仪可被定义为测量除含氧量之外的其他要素的装置。例如，血氧仪可测量血液的其他特性和化学组成，如一氧化碳。在一些示例中，血氧仪可仅用于测量受试者的光电容积描记图以用于确定脉搏率。血氧仪的示例可包括例如脉搏血氧仪、区域血氧仪、CO血氧仪或其他光度测量装置。脉搏血氧仪可被配置为估计血液的氧饱和度。区域血氧仪可被配置为估计受试者(例如，人类患者)的组织的区域中的血氧饱和度。例如，区域血氧仪可被配置为确定在受试者的身体上的两个不同位置处接收的光的两个或更多个波长中的每一者的差分吸收值来估计在受试者的组织的区域中的血红蛋白的区域血氧饱和度。对于每个波长的光，区域血氧仪可将由受试者的组织在第一区域中吸收的光的量与受试者的组织在第二区域中吸收的光的量进行比较以得到差分吸收值。传感器装置可包括区域血氧仪和脉搏血氧仪。

血氧仪(例如，脉搏血氧仪、区域血氧仪等)可包括传感器装置，该传感器装置放置在患者身上的部位处，例如，放置在指尖、脚趾、前额或耳垂、大脑皮层上，或者在新生儿的情况下，放置在脚、手或另一位置上。血氧仪可使用光源使光通过血液灌注的组织并光电地感测在该组织中对光的吸收。其他合适的传感器位置可包括例如监测颈动脉搏动流的颈部、监测桡动脉搏动流的手腕、监测股动脉搏动流的患者的大腿的内侧、监测胫骨动脉搏动流的脚踝、耳朵的周围或前面、具有强搏动动脉流的位置或其他位置。

血氧仪可被配置为输出光子信号，该光子信号在由血液以表示血液组分浓度的量衰减的一个或多个波长下与组织相互作用。血氧仪可被配置为在红色和红外(IR)波长下生成光子信号。血氧仪可基于在红色波长下的光子信号和在红外波长下的光子信号的强度来估计在动脉血中的血红蛋白的血氧饱和度。

血氧仪的发光二极管(LED)可被制造成在某一制造公差下输出在特定波长下的光子信号。例如，第一LED可在5％的第一制造公差下输出在第一波长范围(例如，630nm至700nm)下的第一光子信号(例如，红光)。在该示例中，第二LED可在5％的第二制造公差下输出在第二波长范围(例如，700nm至1200nm)下的第二光子信号(例如，红外光)。虽然本文描述的各种示例是指可输出相对低强度光的LED，但是在一些示例中，LED可包括输出红外辐射的相对强烈的光束的装置(例如，激光二极管)、垂直腔表面发射激光器或使用至少一个p型结和至少一个n型结来发射光的另一个装置。此外，虽然本文描述的示例可指发射光的装置(例如，LED、激光二极管等)，但是类似的技术可与接收光的装置(例如，光电二极管)一起使用。

为了考虑制造公差，一些血氧仪可使用针对每个传感器建立的校准信息。例如，一些血氧仪可被配置为将关于血氧仪的LED的校准信息存储在存储器(例如，EEPROM)中。校准信息可有助于考虑LED的制造公差，该制造公差可能使由LED发射的光的波长移位。然而，当被配置用于特定一组LED的校准信息的血氧仪与具有不同制造公差的LED一起使用时，血氧测定可能生成不正确的测量值。

根据本公开的技术，装置(例如，血氧仪)可被配置为检验(例如，验证)由装置使用来确定血氧饱和值的LED符合所存储的校准信息(例如，在由校准信息定义的范围内)。验证LED符合校准信息指示LED被检验为用于确定氧水平(例如，测量应当是准确的)。

在一些示例中，装置可确定跨LED中的每个LED的正向电压作为确定由装置使用的LED符合校准信息(例如，在由校准信息限定的范围内)的一种方式。然而，仅依赖于正向电压可能存在缺陷。例如，不同电缆电阻可显著地改变跨LED的测量正向电压。因此，为了考虑电缆电阻，一些示例可使用四端子感测，其中额外引线放置在LED的每一侧处以有助于降低电缆电阻的影响，这增加了***的复杂性和成本。

比起始终使用校准信息来确定血氧饱和值或依赖于四端子感测，装置(例如，血氧仪)可使用LED的正向电压的差值来检验由装置使用的LED对应于校准信息(例如，满足确认LED将提供准确测量的条件)。在校准期间，装置可响应于正电流而测量跨LED的第一正向电压并响应于负电流而测量跨LED的第二正向电压，该负电流具有与该正电流相同的幅度(例如，装置使用具有相同幅度的相反极性电流测量第一正向电压和第二正向电压)。在一些示例中，装置可仅执行第一正向电压的单个测量。然而，在一些示例中，装置可使正向电压的多于一个测量各自在不同相应电流下执行。例如，装置可在校准期间测量第一电流的第一正向电压、与第一电流不同(例如，大于、小于等)的第二电流的第一正向电压，依此类推。在该示例中，装置可在存储器中存储校准的第一正向电压和第二正向电压的差值(“校准的ΔVF”)以及用于LED的校准信息。在校准之后，装置可响应于正电流而测量第一正向电压并响应于负电流而测量第二正向电压，并且生成测量的第一正向电压和第二正向电压的差值(“测量的ΔVF”)。如果测量ΔVF和校准ΔVF在某个公差内，则装置可确定在该装置(例如，血氧仪)处在服务中的LED与校准信息一致并因此被验证。响应于确定在装置处在服务中的LED是有效的，该装置可基于校准信息来使用LED确定氧饱和水平。如果测量ΔVF和校准ΔVF不在某个公差内，则装置可确定在该装置处在服务中的LED与校准信息不一致并因此可确定在该装置处在服务中的LED未被验证。响应于确定在装置处在服务中的LED未被验证，装置不会确定氧饱和水平。以此方式，可验证装置与校准值一致以有助于确保装置的正确构造和准确度。

在一些示例中，装置(例如，血氧仪)可使用测量ΔVF来检测LED温度。装置可将测量ΔVF与存储在特定表条目中的ΔVF匹配。装置可确定在LED处的温度对应于特定表条目中的温度。在一些示例中，装置可使用ΔVF作为加密密钥来将存储器中的信息(例如，校准信息)加密和解密。

图1是示出示例性区域血氧测定装置100的概念框图。虽然图1的示例描述了区域血氧测定装置，但是本文描述的用于验证发光二极管的技术可用于其他装置(诸如例如脉搏血氧测定装置、CO血氧仪装置或另一种血氧仪装置)中。区域血氧测定装置100包括处理电路***110、存储器120、用户界面130、显示器132、感测电路***140、141和142和感测装置150、151和152。在一些示例中，区域血氧测定装置100可被配置为例如在医疗规程期间确定并显示患者的大脑自调节状态或用于更长期的监测(诸如对产前婴儿、儿童或成人的监测)。临床医生可经由显示器132接收关于患者的大脑自调节状态的信息并基于大脑自调节状态信息来将治疗或疗法调整为适于患者。尽管区域血氧测定装置100被描述为本文的示例性装置，但是其他装置可计算血压和/或使用血压以用于其他生理监测，并且对经受所测量的血压值的突变的血压执行类似的补偿过程。

本文描述的处理电路***110以及其他处理器、处理电路、控制器、控制电路***等可包括一个或多个处理器。处理电路***110可包括集成电路、离散逻辑电路***、模拟电路***(诸如一个或多个微处理器)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)的任何组合。在一些示例中，处理电路***110可包括多个部件，诸如一个或多个微处理器，一个或多个DSP、一个或多个ASIC或一个或多个FPGA以及其他离散或集成逻辑电路***和/或模拟电路***的任何组合。

例如，存储器120可被配置为存储血压、氧饱和度、血容量、其他生理参数、在血压与生理参数之间的关系、MAP值、rSO2值、COx值、BVS值、HVx值和/或自调节下限(LLA)和/或自调节上限(ULA)的值的测量。存储器120还可被配置为存储数据，诸如用于检测血压的突变的阈值、先前LLA和ULA值和/或其他生理参数以及生理参数的预期值。存储器120还可被配置为存储数据，诸如生理参数的阈值水平、血压的阈值和/或信号质量度量的阈值。阈值或其他数据可在装置100的整个使用中并跨多个患者保持恒定，或者这些值可随时间而改变。存储器120可存储用于验证感测装置150的校准的正向电压的差值。

存储器120可以存储程序指令，程序指令可以包括可由处理电路***110执行的一个或多个程序模块。当由处理电路***110执行时，此类程序指令可使处理电路***110提供本文中赋予它的功能性。例如，存储器120可存储关于如何确定所测量的血压的突变、计算ULA和LLA值和经由用户界面130向用户呈现信息的指令。程序指令可以体现在软件、固件和/或RAMware中。存储器120以及本文描述的其他存储器装置(例如，图2示出的存储器220)可包括任何易失性、非易失性、磁性、光学、电路***或电介质，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、非易失性RAM(NVRAM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、快闪存储器或任何其他数字介质。

用户界面130和/或显示器132可被配置为向用户(例如，临床医生)呈现信息。用户界面130和/或显示器132可被配置为向用户呈现图形用户界面，其中每个图形用户界面可包括受试者的一个或多个生理参数的值的指示。例如，处理电路***110可被配置为经由显示器132呈现血压值、其他生理参数值(例如，心率)和患者的大脑自调节状态的指示。在一些示例中，如果处理电路***110确定患者的大脑自调节状态受损，则处理电路***110可经由显示器132呈现指示受损大脑自调节状态的通知(例如，警告)。作为另一个示例，处理电路***110可经由显示器132呈现对患者的区域氧饱和度(rSO2)的估计、由处理电路***110确定的对血氧饱和度(SpO2)的估计、脉搏率信息、呼吸率信息、血压、任何其他患者参数或它们的任何组合。

用户界面130和/或显示器132可包括监测器、阴极射线管显示器、平板显示器(诸如液晶(LCD)显示器)、等离子体显示器或发光二极管(LED)显示器、个人数字助理、移动电话、平板型计算机、膝上型计算机、任何其他合适的显示装置或它们的任何组合。用户界面130还可包括用于向用户投射音频的装置，诸如扬声器。处理电路***110可被配置为经由用户界面130呈现指示患者的自调节状态的视觉、听觉或体感通知(例如，警报信号)。用户界面130可包括用于传达此类信息的任何合适的装置或可以是其一部分，包括计算机工作站、服务器、台式电脑、笔记本电脑、膝上型计算机、手持式计算机、移动装置等。在一些示例中，处理电路***110和用户界面130可以是同一装置的部分或被支撑在一个外壳(例如，计算机或监测器)内。

感测电路***140、141和142可被配置为接收由相应感测装置150、151和152感测的生理信号，并且将生理信号传递到处理电路***110。感测装置150、151和152可包括被配置为感测患者的生理参数的任何感测硬件，诸如但不限于一个或多个电极、光学接收器、血压袖带等。感测电路***140、141和142可将生理信号转换成用于处理电路***110的可用信号，使得处理电路***110被配置为接收由感测电路***140、141和142生成的信号。感测电路***140、141和142可接收指示来自患者的生理参数的信号，诸如但不限于血压、区域氧饱和度、心率和呼吸。感测电路***140、141和142可包括但不限于血压感测电路***、氧饱和度感测电路***、心率感测电路***、温度感测电路***、心电图(ECG)感测电路***、脑电图(EEG)感测电路***或它们的任何组合。在一些示例中，感测电路***140、141和142和/或处理电路***110可包括信号处理电路***，诸如模数转换器。

氧饱和度感测装置150是区域氧饱和度传感器，其被配置为生成指示在患者的区域内的静脉、动脉和/或毛细血管***内的血氧饱和度的氧饱和度信号。例如，氧饱和度感测装置150可被配置为放置在患者的前额上并可用于确定在该患者的前额下方(例如，在大脑皮层中)的区域的静脉、动脉和/或毛细血管***内患者的血液的氧饱和度。

氧饱和度感测装置150可包括发射器160和检测器162。发射器160可包括至少两个发光二极管(LED)，每个LED被配置为发射不同波长的光，例如红光和近红外光。在一些示例中，光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140和/或处理电路***110内)可提供光驱动信号来驱动发射器160并使发射器160发射光。在一些示例中，发射器160的LED发射在约600纳米(nm)至约1000nm的波长范围内的光。在特定示例中，发射器160的一个LED被配置为发射在约730nm的波长下的光，并且发射器160的另一个LED被配置为发射在约810nm的波长下的光。在其他示例中，还可使用其他波长的光。

检测器162可包括相对“靠近”(例如，在其近侧)发射器160定位的第一检测元件和相对“远离”(例如，在其远侧)发射器160定位的第二检测元件(在图1的示例中，这些多个检测器被示出为单个检测器)。可以在“靠近”和“远离”检测器162两者处接收多个波长的光强度。例如，如果使用两个波长，则可在每个位置处对比这两个波长并可对比所得到的信号以达到区域饱和值，当光被传输通过患者的某个区域(例如，患者的颅骨)时，该值与在“远离”检测器处所接收的光通过的另外组织(除了“靠近”检测器所接收的光通过的组织以外的组织，例如脑组织)有关。可减去来自皮肤和颅骨的表面数据，以生成目标组织随时间的区域氧饱和度信号。氧饱和度感测装置150可将区域氧饱和度信号提供给处理电路***110或任何其他合适的处理装置以使得能够估计患者的自调节状态。

血压感测装置151和氧饱和度感测装置150可各自放置在患者的身体的相同或不同部分上。例如，血压感测装置151和氧饱和度感测装置150可彼此物理上分离并分开地放置在患者身上。作为另一个示例，血压感测装置151和氧饱和度感测装置150在一些情况下可以是同一传感器的部分或由单个传感器外壳支撑。例如，血压感测装置151和氧饱和感测装置150可以是被配置为非侵入性地测量血压(例如，基于PPG信号中的时间延迟)和区域氧饱和度的集成血压测定***的部分。血压感测装置151或氧饱和度感测装置150中的一者或两者可被进一步配置为测量其他参数，诸如血红蛋白、呼吸率、呼吸努力、心率、饱和模式检测、对刺激的响应(诸如双谱指数(BIS))或对电刺激的肌电图(EMG)响应等。尽管图1中示出了示例性区域血氧测定装置100，但是图1示出的部件不旨在是限制性的。在其它实例中可以使用额外的或替代性组件和/或实施方案。

血压感测装置151可以是被配置为获得患者的血压(例如，动脉血压)的任何传感器或装置。在一个示例中，血压感测装置151可包括或连接到被配置为***患者的血压中的探针。在另一个示例中，血压感测装置151可包括用于非侵入性地监测血压的血压袖带或用于侵入性地监测血压的动脉管线(例如，被配置为放置在动脉或静脉内的压力探针)。在某些示例中，血压感测装置151可包括一个或多个脉搏血氧测定传感器。在一些此类情况下，可通过处理在从单个脉搏血氧测定传感器获得的单个容积描记(PPG)信号内的两个或更多个特征点之间的时间延迟来得到患者的血压。

处理电路***110可被配置为接收由感测装置150、151和152和感测电路***140、141和142生成的一个或多个生理信号。生理信号可包括指示血压的信号、指示氧饱和度的信号和/或指示患者的血容量的信号。处理电路***110可被配置为确定在患者的血压值与患者的生理参数之间的关系，诸如相关指数(例如，COx、血红蛋白容积指数(HVx))、氧饱和值、血容量值、两个或更多个生理参数的基于梯度的度量和/或另一种生理参数。处理电路***110可通过确定生理参数的信号的相应梯度并确定该相应梯度是否趋于一致来确定基于梯度的度量。

处理电路***110可被配置为确定生理参数小于或大于一个或多个阈值时的血压值。作为一个示例，处理电路***110可基于最低血压值来确定对大脑自调节下限(LLA)的估计，在该最低血压值处，COx的预期值小于阈值，诸如0.5、0.4、0.3、0.2、0.1或0.0(例如，其中1.0表示全相关，并且0.0表示在血压与rSO2之间不相关)。因此，处理电路***110可基于血压和rSO2来确定对大脑自调节极限(例如，LLA和ULA)的估计。区域血氧测定装置100可省略血压和/或血容量电路***。例如，区域血氧测定装置100可省略感测电路***141和/或感测装置151。在一些示例中，区域血氧测定装置100可省略感测电路***142和感测装置152。在一些示例中，区域血氧测定装置100可仅包括用于确定氧饱和水平的电路***。

根据本公开的技术，装置诸如区域血氧测定装置100可包括被配置为存储校准的正向电压的差值的存储器电路***(例如，存储器120)。装置100还可包括处理电路***(例如，处理电路***110)，该处理电路***被配置为将第一电流从第一发光二极管(例如，发射器160的第一LED)的阳极施加到第一发光二极管的阴极。例如，光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140和/或处理电路***110内)可将第一电流(例如，正电流)施加到发射器160，以使第一电流流过第一发光二极管(例如，用于发射红光的发光二极管)。在施加第一电流时，电压测量电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140和/或处理电路***110内)可测量跨第一发光二极管的阳极和第一发光二极管的阴极的第一正向电压。例如，光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140和/或处理电路***110内)可测量在施加第一电流时在供应第一电流的源的端子处的电压输出的指示。

光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140和/或处理电路***110内)可将第二电流从第二发光二极管(例如，发射器160的第二LED)的阳极施加到第二发光二极管的阴极。例如，光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140和/或处理电路***110内)可将第二电流(例如，负电流)施加到发射器160，以使第二电流流过第二发光二极管(例如，用于发射红外光的发光二极管)。在施加第二电流时，电压测量电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140和/或处理电路***110内)可被配置为测量跨第二发光二极管的阳极和第二发光二极管的阴极的第二正向电压。例如，光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140和/或处理电路***110内)可测量在供应第二电流的源的端子处的电压输出的指示。

处理电路***110可被配置为基于第一正向电压和第二正向电压的比较来确定测量的正向电压的差值。例如，处理电路***110可减去第一正向电压的绝对值和第二正向电压的绝对值以生成所测量的正向电压的差值。处理电路***110可被配置为基于所校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定第一发光二极管和第二发光二极管是有效的。例如，处理电路***110可响应于确定在所校准的正向电压的差值与所测量的正向电压的差值之间的差值小于阈值而确定第一发光二极管和第二发光二极管是有效的。阈值可是用户可配置值。

处理电路***110可被配置为响应于确定第一发光二极管和第二发光二极管是有效的而使用第一发光二极管和第二发光二极管来确定氧饱和水平。例如，处理电路***110可仅响应于确定第一发光二极管和第二发光二极管是有效的而确定受试者的组织中的氧饱和度。处理电路***110可响应于确定第一发光二极管和第二发光二极管未被验证而避免确定在受试者的组织中的氧饱和度。例如，响应于确定第一发光二极管和第二发光二极管未被验证，处理电路***110可在显示器132上输出错误代码。

在以上示例中，处理电路***110、光驱动电路***和电压测量电路***被描述为执行示例性技术，其中光驱动电路***和电压测量电路***可以是处理电路***110、感测装置150和/或感测电路***140的部分。然而，处理电路***110、感测电路***140和/或感测装置150中的任一者或组合可被配置为执行示例性技术。例如，示例性技术可由电路***执行，并且电路***的示例包括处理电路***110、感测电路***140和/或感测装置150中的任一者或任何组合。

图2是示出被配置为监测患者的自调节状态的示例性区域血氧测定装置200的概念框图。虽然图2的示例描述了区域血氧测定装置，但是本文描述的用于验证发光二极管的技术可用于其他装置(诸如例如脉搏血氧测定装置)中。在图2示出的示例中，区域血氧测定装置200耦接到感测装置250，并且该区域血氧测定装置和该感测装置可统称为区域血氧测定***，它们各自生成并处理受试者的生理信号。区域血氧测定装置200和感测装置250分别可以是图1的区域血氧测定装置100和感测装置150的示例。在一些示例中，感测装置250和区域血氧测定装置200可以是血氧仪的部分。如图2所示，区域血氧测定装置200包括后端处理电路***214、用户界面230、光驱动电路***240、前端处理电路***216、控制电路***245和通信接口290。区域血氧测定装置200可通信地耦接到感测装置250。区域血氧测定装置200是图1示出的区域血氧测定装置100的示例。在一些示例中，区域血氧测定装置200还可包括血压传感器和/或血容量传感器(例如，图1的感测装置151和152)。

在图2示出的示例中，感测装置250包括光源260、检测器262和检测器263。光源260可以是图1的光源160的示例。检测器262和263可以是图1的检测器162的示例。在一些示例中，感测装置250可包括多于两个检测器。光源260可被配置为将具有两个或更多个波长(例如，多达四个或更多个波长、多于4个波长等)的光(例如，红色和红外(IR)，或者另一个波长的光)的光子信号发射到受试者的组织中。例如，光源260可包括红光发射光源和IR光发射光源(例如，红色和IR LED)以用于将光发射到受试者的组织中以生成生理信号。在一些示例中，红色波长可在约600nm与约700nm之间，并且IR波长可在约800nm与约1000nm之间。在其他实例中可以使用其他波长的光。光源260可包括具有任何合适的特性的任何数量的光源。在使用传感器阵列代替感测装置250的示例中，每个感测装置可被配置为发射单个波长。例如，第一感测装置可仅发射红光，而第二感测装置可仅发射IR光。在一些示例中，光源260可被配置为将两个或更多个波长的近红外光(例如，在600nm与1000nm之间的波长)发射到受试者的组织中。在一些示例中，光源260可被配置为将四个波长的光(例如，724nm、770nm、810nm和850nm)发射到受试者的组织中。在一些示例中，受试者可以是医学患者。

如本文所用，术语“光”可指由辐射源产生的能量并可包括超声波、无线电、微波、毫米波、红外线、可见光、紫外线、伽马射线或X射线电磁辐射中的一者或多者。光还可包括在无线电、微波、红外线、可见光、紫外线或X射线光谱内的任何波长，并且电磁辐射的任何合适的波长都可适于与本技术一起使用。可选择检测器262和263以特定地对光源260的所选目标能谱敏感。

检测器262和263可被配置为检测多个波长的近红外光的强度。在一些示例中，检测器262和263可被配置为检测在红色和IR波长下的光的强度。在一些示例中，可以使用检测器阵列，并且所述阵列中的每个检测器可以被配置成检测单个波长的强度。在操作中，光可在通过受试者的组织之后进入检测器262，该组织包括皮肤、骨骼和其他浅层组织(例如，非大脑组织和浅层大脑组织)。光可在通过受试者的组织之后进入检测器263，该组织包括皮肤、骨骼、其他浅层组织(例如，非大脑组织和浅层大脑组织)和深层组织(例如，深层大脑组织)。检测器262和263可将接收光的强度转换成电信号。光强度可以与组织中光的吸收和/或反射直接相关。也就是说，当在某个波长下的更多光被吸收或反射时，由检测器262和263从组织接收该波长的更少光。

例如，检测器262和/或检测器263可确定对应于使用光源260的第一发光二极管输出的第一输出光子信号(例如，红光)的第一接收光子信号的第一强度。更具体地，处理电路***(例如，光驱动电路***240)可被配置为驱动光源260的第一发光二极管向受试者的组织输出输出光子信号并在第一输出光子信号传输通过受试者的组织之后从检测器262和/或检测器263接收第一接收光子信号。类似地，检测器262和/或检测器263可确定对应于使用第二发光二极管输出的第二输出光子信号(例如，红外光)的第二接收光子信号的第二强度。更具体地，处理电路***(例如，光驱动电路***240)可被配置为驱动光源260的第二发光二极管向受试者的组织输出第二输出光子信号并在第二输出光子信号传输通过受试者的组织之后从检测器262和/或检测器263接收第二接收光子信号。

在将接收光转换成电信号之后，检测器262和263可向区域血氧测定装置200发送检测信号，该区域血氧测定装置可处理检测信号并确定生理参数(例如，基于在两个检测器处的受试者的组织中对红色和IR波长的吸收)。例如，区域血氧测定装置200可基于第一接收光子信号的第一强度和第二接收光子信号的第二强度来确定氧饱和水平。更具体地，处理电路***210可基于存储在存储器220中的校准信息来估计第一输出光子信号的第一波长。例如，处理电路***210可将第一输出光子信号的第一波长估计为等于存储在存储器220中的校准信息中标识的第一波长。在一些情况下，处理电路***210可将第一输出光子信号的第一波长估计为等于存储在存储器220中的校准信息中标识的第一波长，该第一波长对应于在发光二极管260(例如，第一发光二极管)处的估计操作温度。

类似地，处理电路***210可基于存储在存储器220中的校准信息来估计输出的第二输出光子信号的第二波长。例如，处理电路***210可将第二输出光子信号的第二波长估计为等于存储在存储器220中的校准信息中标识的第二波长。在一些情况下，处理电路***210可将第二输出光子信号的第二波长估计为等于存储在存储器220中的校准信息中标识的第二波长，该第二波长对应于在发光二极管260(例如，第二发光二极管)处的估计操作温度。

在该示例中，处理电路***210可确定氧饱和水平基于第一输出光子信号的第一波长和第二输出光子信号的第二波长。例如，处理电路***210可通过匹配第一波长的吸收量(例如，在发射光与接收光之间的幅度差值)并匹配在表中的第二波长的吸收量并且输出第一波长的吸收和第二波长的吸收的对应氧饱和水平来确定氧饱和水平。

处理电路***210可输出氧饱和水平的指示。例如，处理电路***210可存储氧饱和水平的指示(例如，指示氧饱和水平的数值)以供在存储器220处存储。处理电路***210可将氧饱和水平的指示(例如，指示氧饱和水平的数值)输出到用户界面230以供在显示器232上输出。处理电路***210可将氧饱和水平的指示(例如，指示氧饱和水平的数值)输出到通信接口290以供在一个或多个外部或植入装置处存储和/或输出。

处理电路***210可将存储在存储器220中的校准信息解密。例如，处理电路***210可使用测量的正向电压的差值作为加密密钥来将存储在存储器220中的校准信息加密。因此，处理电路***210可使用测量的正向电压的差值作为密钥来将所加密的校准信息解密。以此方式，处理电路***210可有助于确保存储在存储器220中的校准信息以安全方式使用。

在一些示例中，检测信号中的一个或多个检测信号可在被传输到区域血氧测定装置200之前由感测装置250预处理。基于光信号来确定氧饱和度的另外的示例性细节可在发布于2018年1月9日且名称为“用于确定区域血氧饱和度的方法和***(Methods andSystems for Determining Regional Blood Oxygen Saturation)”的共同转让的美国专利第9,861,317号中找到，该专利的全部内容以引用方式并入本文。

控制电路***245可耦接到光驱动电路***240、前端处理电路***216和后端处理电路***214，并且可被配置为控制这些部件的操作。在一些示例中，控制电路***245可被配置为提供定时控制信号以协调它们的操作。例如，光驱动电路***240可基于由控制电路***245提供的定时控制信号来生成一个或多个光驱动信号，该一个或多个光驱动信号可用于打开和关闭光源260。前端处理电路***216可使用定时控制信号来与光驱动电路***240同步地操作。例如，前端处理电路***216可基于定时控制信号来使模数转换器和解复用器的操作与光驱动信号同步。另外，后端处理电路***214可使用定时控制信号来将其操作与前端处理电路***216协调。

如上文所讨论，光驱动电路***240可被配置为生成被提供给感测装置250的光源260的光驱动信号。光驱动信号可例如控制光源260的强度并控制何时打开和关闭光源260的定时。在一些示例中，光驱动电路***240将一个或多个光驱动信号提供给光源260。在光源260被配置为发射两个或更多个波长的光的情况下，光驱动信号可被配置为控制每个波长的光的操作。光驱动信号可以包括单个信号，或者可以包括多个信号(例如，用于每个波长的光的一个信号)。

前端处理电路***216可执行检测器信号的任何合适的模拟调节。所执行的调节可以包含任何类型的滤波(例如，低通、高通、带通、陷波或任何其它合适滤波)、放大、对所接收的信号执行操作(例如，取导数、求平均)、执行任何其它合适的信号调节(例如，将电流信号转换成电压信号)或其任何组合。经调节的模拟信号可以由电路216的模数转换器处理，所述电路可以将经调节的模拟信号转换成数字信号。前端处理电路***216可对检测器信号的模拟或数字形式进行操作以分离出信号的不同分量。前端处理电路***216还可对检测器信号执行任何合适的数字调节，诸如低通、高通、带通、陷波、求平均或任何其他合适的滤波、放大、对信号执行操作、执行任何其他合适的数字调节或它们的任何组合。前端处理电路***216可减少在数字检测器信号中的样本的数量。在一些示例中，前端处理电路***216还可去除对接收信号的暗或环境影响。

后端处理电路***214可包括处理电路***210和存储器220。处理电路***210可包括模拟或数字电子部件的组件并可被配置为执行可包括操作***和一个或多个应用程序的软件，作为执行本文关于例如图1的处理电路***110描述的功能的部分。处理电路***210可接收并进一步处理从前端处理电路***216接收的生理信号。例如，处理电路***210可基于接收生理信号来确定一个或多个生理参数值。例如，处理电路***210可计算区域氧饱和度、血氧饱和度(例如，动脉、静脉或两者)、脉搏率、呼吸率、呼吸努力、血压、血红蛋白浓度(例如，含氧、脱氧和/或总计)、任何其他合适的生理参数或它们的任何组合中的一者或多者。

处理电路***210可执行对信号的任何合适的信号处理，诸如任何合适的带通滤波、自适应滤波、闭环滤波、任何其他合适的滤波和/或它们的任何组合。处理电路***210还可从未示出的另外源接收输入信号。例如，处理电路***210可从用户界面230接收含有关于提供给受试者的治疗的信息的输入信号。处理电路***210可在其根据后端处理电路***214或区域血氧测定装置200执行的确定或操作中的任一者中使用另外输入信号。

处理电路***210是处理电路***110的示例并被配置为执行本公开的技术。例如，处理电路***210可被配置为基于光源260的第一发光二极管的第一正向电压与光源260的第二发光二极管的第二正向电压的比较来确定测量的正向电压的差值。例如，处理电路***210可减去第一正向电压的绝对值和第二正向电压的绝对值以生成所测量的正向电压的差值。处理电路***210可被配置为基于所校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定光源260的第一发光二极管和第二发光二极管是有效的。例如，处理电路***210可响应于确定所校准的正向电压的差值与所测量的正向电压的差值之间的差值小于预定阈值而确定光源260的第一发光二极管和第二发光二极管是有效的。处理电路***210可被配置为响应于确定第一发光二极管和第二发光二极管是有效的而使用光源260的第一发光二极管和第二发光二极管来确定氧饱和水平。

存储器220可包括能够存储可由处理电路***210解译的信息的任何合适的计算机可读介质。在一些示例中，存储器220可在存储器装置中存储参考吸收曲线、参考集、确定值(诸如血氧饱和度、脉搏率、血压、基准点位置或特性)、初始化参数、任何其他确定值或它们的任何组合以供稍后检索。存储器220还可存储用于检测血压的突变等的阈值。后端处理电路***214可与用户界面230和通信接口290通信地耦接。

存储器220可存储用于光源260的发光二极管的校准的正向电压的差值。例如，在感测装置250的校准期间，装置200(例如，光驱动电路***240、前端处理电路***216、后端处理电路***214等中的一者或多者)可生成光源260的发光二极管的所校准的正向电压的差值。例如，装置200可在感测装置250的校准期间基于光源260的第一发光二极管的第一正向电压与光源260的第二发光二极管的第二正向电压的比较来确定校准的正向电压的差值。例如，处理电路***210可减去在感测装置250的校准期间的第一正向电压的绝对值和在感测装置250的校准期间的第二正向电压的绝对值以生成所校准的正向电压的差值。

在感测装置250的校准期间，装置200或另一个装置(例如，校准装置)可生成校准信息。例如，装置200或校准装置可生成由光源260的第一发光二极管输出的第一波长的指示和由光源260的第二发光二极管输出的第二波长的指示。存储器220可基于由光源260的第一发光二极管输出的第一波长的指示和由光源260的第二发光二极管输出的第二波长的指示来存储校准信息。在一些示例中，装置200可将校准信息加密。如本文所用，校准信息可包括用于考虑光源260的制造公差的信息，诸如例如但不限于由光源260的发光二极管输出的波长。例如，装置200可基于所校准的正向电压的差值来加密校准信息。例如，装置200可使用所校准的正向电压的差值作为加密密钥来加密校准信息。

在一些示例中，用户界面230可包括输入装置234、显示器232和扬声器236。用户界面230是图1示出的用户界面130的示例，并且显示器232是图1示出的显示器132的示例。用户界面230可包括例如任何合适的装置，诸如一个或多个医疗装置(例如，显示各种生理参数的医疗监测器、医疗警报或显示生理参数或使用后端处理214的输出作为输入的任何其他合适的医疗装置)、一个或多个显示装置(例如，监测器、个人数字助理(PDA)、移动电话、平板型计算机、临床医生工作站、任何其他合适的显示装置或它们的任何组合)、一个或多个音频装置、一个或多个存储器装置、一个或多个打印装置、任何其他合适的输出装置或它们的任何组合。

输入装置234可包括任何类型的用户输入装置中的一者或多者，诸如键盘、鼠标、触摸屏、按钮、开关、麦克风、操纵杆、触摸板或任何其他合适的输入装置或输入装置的组合。在其他示例中，输入装置234可以是被包括作为显示器232的部分的压力敏感或存在敏感显示器。输入装置234还可接收用于选择感测装置250、血压传感器250(图2)或血压处理装备的型号的输入。在一些示例中，处理电路***210可基于由输入装置234接收的用户输入来确定显示器232的呈现类型。

在一些示例中，受试者可以是医学患者，并且显示器232可表现出可通常适用于受试者的值列表，诸如例如氧饱和度信号指示器、血压信号指示器、COx信号指示器、COx值指示器和/或自调节状态指示器。显示器232还可被配置为呈现另外生理参数信息。图3示出的图形用户界面300是可在处理电路***210的控制下经由图2的显示器232呈现的界面的示例。另外地，显示器232可呈现例如由区域血氧测定装置200生成的对受试者的区域氧饱和度的一个或多个估计(称为“rSO2”测量)。显示器232还可呈现大脑自调节的上限和下限的指示。在一些示例中，用户界面230包括扬声器236，该扬声器被配置为生成并提供可用于各种示例中的可听声音，诸如例如在患者的生理参数不在预先确定的正常范围内的情况下和/或在处理电路***210确定所感测的血压值可能因非生理原因(诸如由于血压传感器装置151(图1)的血压探针的移动)而不准确的情况下发出可听通知。

通信接口290可使区域血氧测定装置200能够与其他外部装置或植入装置交换信息。通信接口290可包括任何合适的硬件、软件或两者，其可允许区域血氧测定装置200与电子电路、装置、网络、服务器或其他工作站、显示器或它们的任何组合进行通信。例如，区域血氧测定装置200可经由通信接口290从外部装置接收MAP(或其他测量血压)值和/或氧饱和值。

被示出和描述为单独部件的区域血氧测定装置200的部件仅出于说明性目的而示出和描述。在一些实例中，组件中的一些的功能性可以被组合在单个组件中。例如，前端处理电路***216和后端处理电路***214的功能性可被组合在单个处理器***中。此外，在一些示例中，本文示出和描述的区域血氧测定装置200的部件中的一些部件的功能性可在多个部件上进行划分。例如，控制电路***245的功能性的一些或全部功能性可在前端处理电路***216、后端处理电路***214或两者中执行。在其它实例中，一个或多个组件的功能性可以按不同的顺序执行或可能无需执行。在一些示例中，区域血氧测定装置200的所有部件可在处理器电路***中实现。

在以上示例中，处理电路***210、光驱动电路***240、前端处理电路***216和电压测量电路***被描述为执行示例性技术，其中光驱动电路***240、前端处理电路***216和电压测量电路***可以是处理电路***210的部分。然而，处理电路***210、光驱动电路***240、前端处理电路***216和电压测量电路***中的任一者或组合可被配置为执行示例性技术。例如，示例性技术可由电路***执行，并且电路***的示例包括处理电路***210、光驱动电路***240、前端处理电路***216和电压测量电路***中的任一者或任何组合。

图3示出了包括被呈现在显示器上的自调节信息的示例性图形用户界面300。图3是由处理电路***110在图1示出的显示器132上进行的或由处理电路***210在图2示出的显示器232上进行的呈现的示例。尽管图3至图5是相对于区域血氧测定装置100(图1)的处理电路***110描述的，但是在其他示例中，单独地或与处理电路***110组合的处理电路***210、214和/或216(图2)可执行图3至图5的技术的任何部分。

图形用户界面300可被配置为显示与血压、氧饱和度、COx指数、大脑自调节极限和/或大脑自调节状态相关的各种信息。如图所示，图形用户界面300可包括氧饱和度信号指示器310、血压信号指示器320和COx信号指示器330。图形用户界面300可包括COx值指示器340、自调节状态指示器350和自调节极限指示器360和370。

血压信号指示器320可呈现由区域血氧测定装置100的处理电路***110确定的一组MAP值。MAP值可基于所测量的血压值，但是在其他示例中，可显示原始测量的血压值(例如，示出心脏内循环变化)。在一些示例中，血压信号指示器320可将MAP值呈现为随时间的离散点或呈现在表中。血压信号指示器320还可将MAP值呈现为离散点的移动平均值或波形。血压信号指示器320可将MAP值呈现为表示当前MAP值的单个值(例如，数字)。氧饱和度信号指示器310和COx信号指示器330还可分别将rSO2值和COx值呈现为离散点、呈现在表中、呈现为移动平均值、呈现为波形和/或呈现为单个值。在其他示例中，来自两个或更多个氧饱和度信号指示器310、血压信号指示器320或COx信号指示器330的数据可在单个图上组合在一起。

COx信号指示器330可呈现由处理电路***110确定的一组相关系数。处理电路***110可确定作为氧饱和度信号指示器310中呈现的氧饱和值和血压信号指示器320中呈现的MAP值的函数的相关系数。在一些示例中，等于或接近一的COx值指示患者的大脑自调节状态是受损的，如自调节状态指示器350所示。

COx值指示器340示出由处理电路***110确定的COx值，该COx值在图3的示例中被示出为0.8并可随时间而改变。0.8的COx值可由处理电路***110确定患者的大脑自调节状态是受损的。处理电路***110可被配置为呈现最近确定的COx值作为COx值指示器340中的COx值。为了确定患者的大脑自调节状态以供在自调节状态指示器350中呈现，处理电路***110可确定血压信号指示器320中示出的最近MAP值是否在自调节指示器360和370的极限中呈现的大脑自调节极限之间。处理电路***110可在自调节状态指示器350中呈现文本，诸如“完好”或“受损”。处理电路***110还可呈现颜色，诸如绿色(例如，针对完好的大脑自调节)或红色(例如，针对受损的大脑自调节)以有助于帮助用户理解患者的自调节状态。

在一些示例中，处理电路***110可呈现在血压方面的自调节指示器360和/或370的极限，例如，毫米汞柱(mmHg)。处理电路***110可基于在患者的血压与患者的另一个生理参数之间的关系来确定大脑自调节极限(LLA和ULA)以供在指示器360和370中呈现。例如，当已经超过LLA时，指示器360可突出显示，或者当已经超过ULA时，指示器360可突出显示。在其他示例中，单个指示器可呈现MAP值已经超过的极限的类型。如果LLA或ULA改变，则处理电路***110可控制用户界面300来根据对LLA或ULA的值的任何改变改变该相应值。

在一些示例中，处理电路***110通过将最近确定的MAP值与大脑自调节极限进行比较来确定大脑自调节状态以供在自调节状态指示器350中呈现。例如，如果处理电路***110估计在50mmHg的LLA并确定在40mmHg的MAP值，则处理电路***110可确定患者的大脑自调节状态是受损或不完好的。响应于确定MAP值小于或等于LLA的估计超过预先确定的时间段，处理电路***110可在自调节状态指示器350中将通知输出为文本、颜色、闪烁和/或任何其他合适的可见或可听方式。

图4示出了根据本文描述的技术的传感器装置450的示例。传感器装置450可以是图1的传感器装置150和/或图2的传感器装置250的示例。发光二极管460A和发光二极管460B(统称为“发光二极管”)可形成光源260的示例。尽管图4是相对于区域血氧测定装置100(图1)描述的，但是在其他示例中，其他装置可执行图4的技术的任何部分。例如，单独地或与处理电路***110组合的处理电路***210、214和/或216(图2)可执行图4的技术的任何部分。在一些示例中，发光二极管460可包括激光二极管、垂直腔表面发射激光器或发射光的另一种装置。在一些示例中，发光二极管460可另外地或另选地包括光电二极管或检测光(例如，红光、红外光等)的另一种装置。

在图4的示例中，发光二极管460A可被配置为发射红光，并且发光二极管460B可被配置为发射红外光。然而，在一些示例中，发光二极管460A可被配置为发射红外光，并且发光二极管460B可被配置为发射红光。此外，发光二极管460可被配置为发射在除了红色和红外的波长下的光。在图4的示例中，发光二极管460以反并联配置布置。例如，发光二极管460B的阳极可耦接到发光二极管460A的阴极，并且发光二极管460B的阴极可耦接到发光二极管460A的阳极。

可表示在传感器装置450与装置(例如，区域血氧测定装置150、区域血氧测定装置250等)之间的欧姆电阻的电缆电阻464可具有若干欧姆的电阻，其可偏置发光二极管460的正向电压读数。血氧测定装置可被配置为通过使用非常小的电流来提高测量的准确度以有助于减少从电缆电阻464生成的电压误差。为了简单起见，发光二极管460A和发光二极管460B的串联电阻由电缆电阻464表示。电缆电阻464可仅包括电缆中的电阻。在一些示例中，电缆电阻464可包括电缆电阻和来自一个或多个连接器、一个或多个引线结合垫、一个或多个印刷电路板(PCB)迹线、一个或多个延伸电缆以及一个或多个传感器电缆、发光二极管460A的体电阻、发光二极管460B的体电阻和/或其他电阻的电阻损失中的一者或多者。

根据本公开的技术，装置(例如，区域血氧测定装置150、区域血氧测定装置250等)可被配置为利用LED反并联配置(例如以反并联配置布置的发射红光的发光二极管460A和发射红外光的发光二极管460B)以减少或消除由电缆电阻464产生的电压误差。例如，装置(例如，区域血氧测定装置150、区域血氧测定装置250等)可包括被配置为存储校准的正向电压的差值的存储器电路***(例如，存储器120、存储器220等)。装置还可包括处理电路***(例如，处理电路***110、后端处理电路***210等)，该处理电路***被配置为将第一电流470从发光二极管460A的阳极施加到发光二极管460A的阴极。例如，光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140和/或处理电路***110内)可施加第一电流470(例如，正电流)以使第一电流470流过发光二极管460A。例如，光驱动电路***可将第一电流470从第一端子474穿过第一电缆(例如，由电缆电阻464的第一部分表示)施加到发光二极管460A的阳极、从发光二极管460A的阳极施加到发光二极管460A的阴极，并且从发光二极管460A的阴极穿过第二电缆(例如，由电缆电阻464的第二部分表示)到第二端子476。

在施加第一电流470时，处理电路***可测量跨发光二极管460A的阳极和发光二极管460A的阴极的第一正向电压。例如，光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140和/或处理电路***110内)可测量供应第一电流470的源的第一端子474和第二端子476处的电压输出的指示。虽然电缆电阻464被示出为仅布置在端子474与发光二极管460A的阳极之间，但是在一些示例中，电缆电阻可附加地或另选地布置在端子476与端子474之间的任何位置。同样，电缆电阻464可包括电缆电阻和来自一个或多个连接器、一个或多个引线结合垫、一个或多个印刷电路板(PCB)迹线、一个或多个延伸电缆以及一个或多个传感器电缆、发光二极管460A的体电阻、发光二极管460B的体电阻和/或其他电阻的电阻损失中的一者或多者。

光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140、处理电路***110内等)可将第二电流472从发光二极管460B的阳极施加到发光二极管460B的阴极。例如，光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140、处理电路***110内等)可施加第二电流472(例如，负电流)以使第二电流472流过发光二极管460B。例如，光驱动电路***可将第二电流472从第二端子476穿过第二电缆(例如，由电缆电阻464的第二部分表示)施加到发光二极管460B的阳极，从发光二极管460B的阳极施加到发光二极管460B的阴极，并且从发光二极管460B的阴极穿过第一电缆(例如，由电缆电阻464的第一部分表示)施加到第一端子474。

在施加第二电流时，处理电路***可被配置为测量跨发光二极管460B的阳极和发光二极管460B的阴极的第二正向电压。例如，光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140、处理电路***110内等)可测量在供应第二电流472的源的第一端子474和第二端子476处的电压输出的指示。

处理电路***110可以以电流幅度且以正极性施加第一电流470(例如，从-Vf流动到+Vf)，使得第一电流470从发光二极管460A的阳极流动到发光二极管460A的阴极。在该示例中，处理电路***110可以以电流幅度且以负极性施加第二电流472(例如，从+Vf流动到-Vf)，使得第二电流472从发光二极管460B的阳极流动到发光二极管460B的阴极。

使用相同电流幅度并测量发光二极管460A的正向电压并且然后逆转电流以测量发光二极管460B的正向电压可导致这两个正向电压测量具有等效电流*电缆_电阻测量误差。因此，从发光二极管460B的Vf减去发光二极管460A的Vf(或反之亦然)可“抵消”电缆电阻464的任何误差。也就是说，当发光二极管460A的Vf和发光二极管460B的Vf两者都随电缆电阻464的不同值而改变时，发光二极管460的所测量的正向电压的差值对于不同电缆电阻水平可保持464恒定。以此方式，可抵消电缆电阻464以验证传感器装置450。

另外，正向电压的测量可对应于由发光二极管460发射的光的波长(例如，通过普朗克方程)。以此方式，装置(例如，区域血氧测定装置150、区域血氧测定装置250等)可检验发光二极管460具有校准中使用的正确波长。利用对ΔVf的这种高度准确的测量，装置可测量发光二极管460的温度以确保LED不处于不期望的温度。当与患者的皮肤接触时，装置可能够以足够的准确度测量发光二极管460的温度以通过发光二极管460的温度的变化测量传感器装置(例如，传感器装置150、传感器装置250等)的放置。在一些示例中，装置可使用正向电压信息来生成加密密钥，例如，以解密所存储的校准信息。

图5是根据本文描述的技术的示出示例性第二传感器装置的概念图。传感器装置550可以是图1的传感器装置150和/或图2的传感器装置250的示例。发光二极管560A和发光二极管560B(统称为“发光二极管560”)、发光二极管580A和发光二极管580B(统称为“发光二极管580”)和发光二极管582A和发光二极管582B(统称为“发光二极管582”)可各自形成光源260的示例。尽管图5是相对于区域血氧测定装置100(图1)描述的，但是在其他示例中，其他装置可执行图5的技术的任何部分。例如，单独地或与处理电路***110组合的处理电路***210、214和/或216(图2)可执行图5的技术的任何部分。在一些示例中，发光二极管560、580、582可包括激光二极管、垂直腔表面发射激光器或发射光的另一种装置，或者它们的任何组合。在一些示例中，发光二极管560、580、582可另外地或另选地包括光电二极管或检测光(例如，红光、红外光等)的另一种装置。虽然图5的示例包括6个发光二极管，但是示例可包括更少发光二极管(例如，2个发光二极管或4个发光二极管)或更多发光二极管(例如，8个发光二极管、10个发光二极管等)。

在图5的示例中，每对发光二极管560、580、582中的一个发光二极管可被配置为发射红光，并且每对发光二极管560、580、582中的一个发光二极管可被配置为发射红外光。然而，在一些示例中，发光二极管560、580、582中的一者或多者可被配置为发射在除了红色和红外的波长下的光。在图5的示例中，每对发光二极管560、发光二极管580和发光二极管582以反并联配置布置。例如，发光二极管560B的阳极可耦接到发光二极管560A的阴极，并且发光二极管560B的阴极可耦接到发光二极管560A的阳极。

第一端子574、第二端子575和第三端子576可各自表示使用一个或多个电缆、延伸电缆、一个或多个连接器、一个或多个引线结合垫或其他电阻部件与血氧测定装置(例如，血氧测定装置100)的连接。尽管未示出，但是传感器装置550可包括由于例如因电缆电阻、一个或多个连接器、一个或多个引线结合垫、一个或多个印刷电路板(PCB)迹线、一个或多个延伸电缆和一个或多个传感器电缆、发光二极管560、580、582的体电阻和/或其他电阻损失而引起的电阻损失。

根据本公开的技术，装置(例如，区域血氧测定装置150、区域血氧测定装置250等)可被配置为利用LED反并联配置(例如，以反并联配置布置的发光二极管560、580、582)以减少或消除由传感器装置550中的电阻生成的电压误差。例如，装置(例如，区域血氧测定装置150、区域血氧测定装置250等)可包括被配置为存储校准的正向电压的差值的存储器电路***(例如，存储器120、存储器220等)。以下示例是指发光二极管560，然而可使用任何一对发光二极管(例如，发光二极管580、发光二极管582等)。

装置还可包括处理电路***(例如，处理电路***110、后端处理电路***210等)，该处理电路***被配置为将第一电流从发光二极管560A的阳极施加到发光二极管560A的阴极。在施加第一电流时，处理电路***可测量跨发光二极管560A的阳极和发光二极管560A的阴极的第一正向电压。例如，光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140和/或处理电路***110内)可测量在第一端子574和第二端子575处的电压输出的指示。

光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140、处理电路***110内等)可将第二电流从发光二极管560B的阳极施加到发光二极管560B的阴极。在施加第二电流时，处理电路***可被配置为测量跨发光二极管560B的阳极和发光二极管560B的阴极的第二正向电压。例如，光驱动电路***(例如，在感测装置150、感测电路***140、处理电路***110内等)可测量在第一端子574和第二端子575处的电压输出的指示。

处理电路***110可以以电流幅度且以正极性施加第一电流(例如，从第一端子574流动到第二端子575)，使得第一电流从发光二极管560A的阳极流动到发光二极管560A的阴极。在该示例中，处理电路***110可以以电流幅度且以负极性施加第二电流(例如，从第二端子575流动到第一端子574)，使得第二电流从发光二极管560B的阳极流动到发光二极管560B的阴极。

使用相同电流幅度并测量发光二极管560A的正向电压并且然后逆转电流以测量发光二极管560B的正向电压可导致这两个正向电压测量具有等效电流*电阻测量误差。因此，从发光二极管560B的Vf减去发光二极管560A的Vf(或反之亦然)可“抵消”传感器装置550中的电阻的任何误差。也就是说，当发光二极管560A的Vf和发光二极管560B的Vf两者都随传感器装置550的电阻的不同值而改变时，发光二极管560的所测量的正向电压的差值对于不同电阻水平可保持恒定。以此方式，可抵消传感器装置550的电阻损失以验证传感器装置550。

另外，正向电压的测量可对应于由发光二极管560、580、582发射的光的波长(例如，通过普朗克方程)。以此方式，装置(例如，区域血氧测定装置150、区域血氧测定装置250等)可检验发光二极管560、580、582具有校准中使用的正确波长。利用对ΔVf的这种高度准确的测量，装置可测量发光二极管560、580、582的温度以确保LED不处于不期望的温度。当与患者的皮肤接触时，装置可能够以足够的准确度测量发光二极管560、580、582的温度以通过发光二极管560、580、582的温度的变化测量传感器装置(例如，传感器装置150、传感器装置250等)的放置。在一些示例中，装置可使用正向电压信息来生成加密密钥，例如，以解密所存储的校准信息。

图6是根据本文描述的技术的示出用于测量氧饱和度的示例性技术的流程图。尽管图6是相对于区域血氧测定装置100(图1)描述的，但是在其他示例中，其他装置可执行图6的技术的任何部分。例如，电路***可包括处理电路***110、氧饱和感测电路***140、感测装置150、光驱动电路***、控制电路***、前端处理电路***、后端处理电路***和/或其他电路***中的一者或多者。虽然图6是使用传感器装置450描述的，但是图6的技术可应用于其他传感器装置，诸如例如图5的传感器装置550。在一些示例中，第一发光二极管和/或第二发光二极管可包括激光二极管、垂直腔表面发射激光器或发射光的另一种装置。在一些示例中，第一发光二极管和/或第二发光二极管可另外或替代地包括光电二极管或检测光(例如，红光、红外光等)的另一种装置。

在图6的示例中，电路***可将第一电流从第一发光二极管的阳极施加到第一发光二极管的阴极(602)。例如，电路***可将第一电流470从发光二极管460A的阳极施加到发光二极管460A的阴极。在施加第一电流时，电路***可测量跨第一发光二极管的阳极和第一发光二极管的阴极的第一正向电压(604)。例如，电路***可在施加第一电流470时测量跨发光二极管460A的阳极和发光二极管460A的阴极的第一正向电压。

电路***可将第二电流从第二发光二极管的阳极施加到第二发光二极管的阴极(606)。例如，电路***可将第二电流472从发光二极管460B的阳极施加到发光二极管460B的阴极。在施加第二电流时，电路***可测量跨第二发光二极管的阳极和第二发光二极管的阴极的第二正向电压(608)。例如，电路***可在施加第二电流472时测量跨发光二极管460B的阳极和发光二极管460B的阴极的第一正向电压。

电路***可基于第一正向电压和第二正向电压的比较来确定测量的正向电压的差值(610)。电路***可基于所校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定第一发光二极管和第二发光二极管是有效的(612)。响应于第一发光二极管和第二发光二极管是有效的确定，电路***可使用第一发光二极管和第二发光二极管来确定氧饱和水平并输出该氧饱和水平的指示(614)。

以下是在本文中的描述的实施例。

实施例1：一种用于测量氧饱和度的装置，所述装置包括：存储器，所述存储器被配置为存储校准的正向电压的差值；电路***，所述电路***被配置为：将第一电流从第一发光二极管的阳极施加到所述第一发光二极管的阴极；在施加所述第一电流时，测量跨所述第一发光二极管的所述阳极和所述第一发光二极管的所述阴极的第一正向电压；将第二电流从第二发光二极管的阳极施加到所述第二发光二极管的阴极；在施加所述第二电流时，测量跨所述第二发光二极管的所述阳极和所述第二发光二极管的所述阴极的第二正向电压；基于所述第一正向电压和所述第二正向电压的比较来确定测量的正向电压的差值；基于所校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的；以及响应于所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的所述确定，使用所述第一发光二极管和所述第二发光二极管来确定氧饱和水平并输出所述氧饱和水平的指示。

实施例2.根据实施例1所述的装置，其中，为了施加所述第一电流，所述电路***被配置为以电流幅度且以正极性施加所述第一电流，使得所述第一电流从所述第一发光二极管的所述阳极流动到所述第一发光二极管的所述阴极；并且其中，为了施加所述第二电流，所述电路***被配置为以所述电流幅度且以负极性施加所述第二电流，使得所述第二电流从所述第二发光二极管的所述阳极流动到所述第二发光二极管的所述阴极。

实施例3.根据实施例1至2的任何组合所述的装置，其中，为了确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的，所述电路***被配置为确定在所校准的正向电压的差值与所测量的正向电压的差值之间的差值小于阈值。

实施例4.根据实施例1至3的任何组合所述的装置，其中所述第二发光二极管的所述阳极耦接到所述第一发光二极管的所述阴极，并且所述第二发光二极管的所述阴极耦接到所述第一发光二极管的所述阳极。

实施例5.根据实施例1至4的任何组合所述的装置，其中，为了施加所述第一电流，所述电路***被配置为将所述第一电流从第一端子穿过第一电缆施加到所述第一发光二极管的所述阳极，从所述第一发光二极管的所述阳极施加到所述第一发光二极管的所述阴极，并且从所述第一发光二极管的所述阴极穿过第二电缆施加到第二端子；并且其中，为了测量所述第一正向电压，所述电路***被配置为在施加所述第一电流时测量跨所述第一端子和所述第二端子的电压。

实施例6.根据实施例5所述的装置，其中，为了施加所述第二电流，所述电路***被配置为将所述第二电流从所述第二端子穿过所述第二电缆施加到所述第二发光二极管的所述阳极，从所述第二发光二极管的所述阳极施加到所述第二发光二极管的所述阴极，并且从所述第二发光二极管的所述阴极穿过所述第一电缆施加到所述第一端子；并且其中，为了测量所述第二正向电压，所述电路***被配置为在施加所述第二电流时测量跨所述第一端子和所述第二端子的电压。

实施例7.根据实施例1至6的任何组合所述的装置，其中，为了确定所述氧饱和水平，所述电路***被配置为：确定对应于使用所述第一发光二极管输出的第一输出光子信号的第一接收光子信号的第一强度；确定对应于使用所述第二发光二极管输出的第二输出光子信号的第二接收光子信号的第二强度；以及基于所述第一接收光子信号的所述第一强度和所述第二接收光子信号的所述第二强度来确定所述氧饱和水平。

实施例8.根据实施例7所述的装置，其中，为了确定所述第一接收光子信号的所述第一强度，所述电路***被配置为驱动所述第一发光二极管向受试者的组织输出所述第一输出光子信号并在所述第一输出光子信号传输通过所述受试者的组织之后从第一检测器接收所述第一接收光子信号；并且其中，为了确定所述第二接收光子信号的所述第二强度，所述电路***被配置为驱动所述第二发光二极管向所述受试者的组织输出所述第二输出光子信号并在所述第二输出光子信号传输通过所述受试者的组织之后从第二检测器接收所述第二接收光子信号。

实施例9.根据实施例7至8的任何组合所述的装置，其中所述存储器被进一步配置为存储校准信息，并且其中所述氧饱和水平的所述确定还基于所述校准信息。

实施例10.根据实施例9所述的装置，其中，为了确定所述氧饱和水平，所述电路***被配置为：基于所述校准信息来估计所述第一输出光子信号的第一波长；基于所述校准信息来估计输出的所述第二输出光子信号的第二波长；并且其中所述氧饱和水平的所述确定还基于所述第一输出光子信号的所述第一波长和所述第二输出光子信号的所述第二波长。

实施例11.根据实施例9至10的任何组合所述的装置，其中所述电路***被配置为基于所测量的正向电压的差值来解密所述校准信息。

实施例12.根据实施例1至11的任何组合所述的装置，其中所述第一发光二极管被配置为发射红光；并且其中所述第二发光二极管被配置为发射红外光。

实施例13.根据实施例1至12的任何组合所述的装置，其中所述电路***被配置为基于所测量的正向电压的差值来估计在所述第一发光二极管或所述第二发光二极管中的一者或多者处的温度。

实施例14.一种用于测量氧饱和度的方法，所述方法包括：由电路***将第一电流从第一发光二极管的阳极施加到所述第一发光二极管的阴极；在施加所述第一电流时，由所述电路***测量跨所述第一发光二极管的所述阳极和所述第一发光二极管的所述阴极的第一正向电压；由所述电路***将第二电流从第二发光二极管的阳极施加到所述第二发光二极管的阴极；在施加所述第二电流时，由所述电路***测量跨所述第二发光二极管的所述阳极和所述第二发光二极管的所述阴极的第二正向电压；由所述电路***基于所述第一正向电压和所述第二正向电压的比较来确定测量的正向电压的差值；由所述电路***基于校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的；以及响应于确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的，由所述电路***使用所述第一发光二极管和所述第二发光二极管来确定氧饱和水平并由所述电路***输出所述氧饱和水平的指示。

实施例15.根据实施例14所述的方法，其中施加所述第一电流包括以电流幅度且以正极性施加所述第一电流，使得所述第一电流从所述第一发光二极管的所述阳极流动到所述第一发光二极管的所述阴极；并且其中施加所述第二电流包括以所述电流幅度且以负极性施加所述第二电流，使得所述第二电流从所述第二发光二极管的所述阳极流动到所述第二发光二极管的所述阴极。

实施例16.根据实施例14至15的任何组合所述的方法，其中确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的包括确定在所校准的正向电压的差值与所测量的正向电压的差值之间的差值小于阈值。

实施例17.根据实施例14至16的任何组合所述的方法，其中所述第二发光二极管的所述阳极耦接到所述第一发光二极管的所述阴极，并且所述第二发光二极管的所述阴极耦接到所述第一发光二极管的所述阳极。

实施例18.根据实施例14至17的任何组合所述的方法，其中施加所述第一电流包括将所述第一电流从第一端子穿过第一电缆施加到所述第一发光二极管的所述阳极，从所述第一发光二极管的所述阳极施加到所述第一发光二极管的所述阴极，并且从所述第一发光二极管的所述阴极穿过第二电缆施加到第二端子；并且其中测量所述第一正向电压包括在施加所述第一电流时测量跨所述第一端子和所述第二端子的电压。

实施例19.根据实施例18所述的方法，其中施加所述第二电流包括将所述第二电流从所述第二端子穿过所述第二电缆施加到所述第二发光二极管的所述阳极，从所述第二发光二极管的所述阳极施加到所述第二发光二极管的所述阴极，并且从所述第二发光二极管的所述阴极穿过所述第一电缆施加到所述第一端子；并且其中测量所述第二正向电压包括在施加所述第二电流时测量跨所述第一端子和所述第二端子的电压。

实施例20.一种用于测量氧饱和度的***，所述***包括：传感器装置，所述传感器装置包括第一发光二极管和第二发光二极管；血氧测定装置，所述血氧测定装置包括：存储器，所述存储器被配置为存储校准的正向电压的差值；电路***，所述电路***被配置为：将第一电流从所述第一发光二极管的阳极施加到所述第一发光二极管的阴极；在施加所述第一电流时，测量跨所述第一发光二极管的所述阳极和所述第一发光二极管的所述阴极的第一正向电压；将第二电流从所述第二发光二极管的阳极施加到所述第二发光二极管的阴极；在施加所述第二电流时，测量跨所述第二发光二极管的所述阳极和所述第二发光二极管的所述阴极的第二正向电压；基于所述第一正向电压和所述第二正向电压的比较来确定测量的正向电压的差值；基于所校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的；以及响应于所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的所述确定，使用所述第一发光二极管和所述第二发光二极管来确定氧饱和水平并输出所述氧饱和水平的指示。

实施例21.一种用于测量氧饱和度的装置，所述装置包括：存储器，所述存储器被配置为存储校准的正向电压的差值；以及电路***，所述电路***被配置为：基于在第一发光二极管处的第一正向电压和在第二发光二极管处的第二正向电压来确定测量的正向电压的差值；基于所校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的；以及响应于所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的所述确定，使用所述第一发光二极管和所述第二发光二极管来确定氧饱和水平并输出所述氧饱和水平的指示。

实施例22.根据实施例21所述的装置，其中所述电路***被配置为：以电流幅度施加具有正极性的第一电流，使得所述第一电流从所述第一发光二极管的阳极流动到所述第一发光二极管的阴极；在所述电路***施加所述第一电流时，测量跨所述第一发光二极管的所述阳极和所述第一发光二极管的所述阴极的所述第一正向电压；以所述电流幅度施加具有负极性的第二电流，使得所述第二电流从所述第二发光二极管的阳极流动到所述第二发光二极管的阴极；以及在所述电路***施加所述第二电流时，测量跨所述第二发光二极管的所述阳极和所述第二发光二极管的所述阴极的所述第二正向电压。

实施例23.根据实施例21至22的任何组合所述的装置，其中，为了确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的，所述电路***被配置为确定在所校准的正向电压的差值与所测量的正向电压的差值之间的差值小于阈值。

实施例24.根据实施例21至23的任何组合所述的装置，其中所述第二发光二极管的阳极耦接到所述第一发光二极管的阴极，并且所述第二发光二极管的阴极耦接到所述第一发光二极管的阳极。

实施例25.根据实施例21至24的任何组合所述的装置，其中所述电路***被配置为将第一电流从第一端子穿过第一电缆施加到所述第一发光二极管的阳极，从所述第一发光二极管的所述阳极施加到所述第一发光二极管的阴极，并且从所述第一发光二极管的所述阴极穿过第二电缆施加到第二端子；并且测量所述第一正向电压，其中，为了测量所述第一正向电压，所述电路***被配置为在所述电路***施加所述第一电流时测量跨所述第一端子和所述第二端子的电压。

实施例26.根据实施例25所述的装置，其中所述电路***被配置为将第二电流从所述第二端子穿过所述第二电缆施加到所述第二发光二极管的阳极，从所述第二发光二极管的所述阳极施加到所述第二发光二极管的阴极，并且从所述第二发光二极管的所述阴极穿过所述第一电缆施加到所述第一端子；并且测量所述第二正向电压，其中，为了测量所述第二正向电压，所述电路***被配置为在所述电路***施加所述第二电流时测量跨所述第一端子和所述第二端子的电压。

实施例27.根据实施例21至26的任何组合所述的装置，其中，为了确定所述氧饱和水平，所述电路***被配置为：确定对应于使用所述第一发光二极管输出的第一输出光子信号的第一接收光子信号的第一强度；确定对应于使用所述第二发光二极管输出的第二输出光子信号的第二接收光子信号的第二强度；以及基于所述第一接收光子信号的所述第一强度和所述第二接收光子信号的所述第二强度来确定所述氧饱和水平。

实施例28.根据实施例27所述的装置，其中，为了确定所述第一接收光子信号的所述第一强度，所述电路***被配置为驱动所述第一发光二极管向受试者的组织输出所述第一输出光子信号并在所述第一输出光子信号传输通过所述受试者的组织之后从第一检测器接收所述第一接收光子信号；并且其中，为了确定所述第二接收光子信号的所述第二强度，所述电路***被配置为驱动所述第二发光二极管向所述受试者的组织输出所述第二输出光子信号并在所述第二输出光子信号传输通过所述受试者的组织之后从第二检测器接收所述第二接收光子信号。

实施例29.根据实施例27至28的任何组合所述的装置，其中所述存储器被进一步配置为存储校准信息，并且其中，为了确定所述氧饱和水平，所述电路***被配置为基于所述第一接收光子信号的所述第一强度和所述第二接收光子信号的所述第二强度并还基于所述校准信息来确定所述氧饱和水平。

实施例30.根据实施例29所述的装置，其中，为了确定所述氧饱和水平，所述电路***被配置为：基于所述校准信息来估计所述第一输出光子信号的第一波长；基于所述校准信息来估计输出的所述第二输出光子信号的第二波长；并且其中，为了确定所述氧饱和水平，所述电路***被配置为基于所述第一接收光子信号的所述第一强度和所述第二接收光子信号的所述第二强度并还基于所述第一输出光子信号的所述第一波长和所述第二输出光子信号的所述第二波长来确定所述氧饱和水平。

实施例31.根据实施例29至30的任何组合所述的装置，其中所述电路***被配置为基于所测量的正向电压的差值来解密所述校准信息。

实施例32.根据实施例21至31的任何组合所述的装置，其中所述第一发光二极管被配置为发射红光；并且其中所述第二发光二极管被配置为发射红外光。

实施例33.根据实施例31至32的任何组合所述的装置，其中所述电路***被配置为基于所测量的正向电压的差值来估计在所述第一发光二极管或所述第二发光二极管中的一者或多者处的温度。

实施例34.一种用于测量氧饱和度的方法，所述方法包括：由电路***基于在第一发光二极管处的第一正向电压和在第二发光二极管处的第二正向电压来确定测量的正向电压的差值；由所述电路***基于校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的；以及响应于确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的，由所述电路***使用所述第一发光二极管和所述第二发光二极管来确定氧饱和水平并由所述电路***输出所述氧饱和水平的指示。

实施例35.根据实施例34所述的方法，还包括：由所述电路***以电流幅度施加具有正极性的第一电流，使得所述第一电流从所述第一发光二极管的阳极流动到所述第一发光二极管的阴极；在施加所述第一电流时，由所述电路***测量跨所述第一发光二极管的所述阳极和所述第一发光二极管的所述阴极的所述第一正向电压；由所述电路***以所述电流幅度施加具有负极性的第二电流，使得所述第二电流从所述第二发光二极管的阳极流动到所述第二发光二极管的阴极；以及在施加所述第二电流时，由所述电路***测量跨所述第二发光二极管的所述阳极和所述第二发光二极管的所述阴极的所述第二正向电压。

实施例36.根据实施例34至35的任何组合所述的方法，其中确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的包括确定在所校准的正向电压的差值与所测量的正向电压的差值之间的差值小于阈值。

实施例37.根据实施例34至36的任何组合所述的方法，其中所述第二发光二极管的阳极耦接到所述第一发光二极管的阴极，并且所述第二发光二极管的阴极耦接到所述第一发光二极管的阳极。

实施例38.根据实施例34至37的任何组合所述的方法，还包括：由所述电路***将第一电流从第一端子穿过第一电缆施加到所述第一发光二极管的阳极，从所述第一发光二极管的所述阳极施加到所述第一发光二极管的阴极，并且从所述第一发光二极管的所述阴极穿过第二电缆施加到第二端子；并且由所述电路***测量所述第一正向电压，其中测量所述第一正向电压包括在施加所述第一电流时测量跨所述第一端子和所述第二端子的电压。

实施例39.根据实施例38所述的方法，由所述电路***将第二电流从所述第二端子穿过所述第二电缆施加到所述第二发光二极管的阳极，从所述第二发光二极管的所述阳极施加到所述第二发光二极管的阴极，并且从所述第二发光二极管的所述阴极穿过所述第一电缆施加到所述第一端子；并且由所述电路***测量所述第二正向电压，其中测量所述第二正向电压包括在施加所述第二电流时测量跨所述第一端子和所述第二端子的电压。

实施例40.一种用于测量氧饱和度的***，所述***包括：传感器装置，所述传感器装置包括第一发光二极管和第二发光二极管；以及血氧测定装置，所述血氧测定装置包括：存储器，所述存储器被配置为存储校准的正向电压的差值；以及电路***，所述电路***被配置为：基于在所述第一发光二极管处的第一正向电压和在所述第二发光二极管处的第二正向电压来确定测量的正向电压的差值；基于所校准的正向电压的差值和所测量的正向电压的差值来确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的；以及响应于所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的所述确定，使用所述第一发光二极管和所述第二发光二极管来确定氧饱和水平并输出所述氧饱和水平的指示。

本公开设想了计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质包括致使处理器执行本文所述的功能和技术中的任一者的指令。计算机可读存储介质可采用任何易失性、非易失性、磁性、光学或电介质的实例形式，例如RAM、ROM、NVRAM、EEPROM或快闪存储器。计算机可读存储介质可称为非暂态的。例如患者编程器或临床医生编程器的编程器，或其它计算装置还可含有更加便携的可移除存储器类型以实现容易的数据传递或离线数据分析。

本公开描述的技术(包括归于装置100和200、处理电路***110、210、214和216、存储器120和220、显示器132和232、感测电路***140至142、电路***240和245、感测装置150、151、152和250以及各种组成部件的那些)可至少部分地实施在硬件、软件、固件或它们的任何组合中。例如，技术的各种方面可实施在体现在患者监测器(诸如多参数患者监测器(MPM)或其他装置)、远程服务器或其他装置中的一个或多个处理器内，该一个或多个处理器包括一个或多个微处理器、DSP、ASIC、FPGA或任何其他等效的集成或离散逻辑电路***，以及此类部件的任何组合。术语“处理器”或“处理电路***”通常可指单独的或与其他逻辑电路***组合的任何前述逻辑电路***或任何其他等效电路***。

如本文所用，术语“电路***”是指执行一个或多个软件或固件程序的ASIC、电子电路、处理器(共享、专用或群组)和存储器、组合逻辑电路和/或提供所描述的功能性的其他合适的部件。术语“处理电路”是指分布在一个或多个装置上的一个或多个处理器。举例来说，“处理电路”可以包含装置上的单个处理器或多个处理器。“处理电路”还可以包含多个设备上的处理器，其中本文描述的操作可以分布在处理器和设备上。

此类硬件、软件、固件可在同一装置内或在单独的装置内实现，以支持本公开中描述的各种操作和功能。例如，本文描述的技术或过程中的任何技术或过程可在一个装置内执行或至少部分地分布在两个或更多个装置间，诸如在装置100和200、处理电路***110、210、214和216、存储器120和220、感测电路***140至142和/或电路***240和245间。此外，所述单元、模块或部件中的任一者可一起或单独地被实施为离散但可互操作的逻辑装置。将不同特征描述为模块或单元旨在突出不同的功能方面，并且不一定暗示此类模块或单元必须由单独的硬件或软件部件来实现。相反，与一个或多个模块或单元相关联的功能可由单独的硬件或软件部件执行，或者集成在公共或单独的硬件或软件部件内。

本公开中描述的技术还可以在包含用指令编码的非暂时性计算机可读存储介质的制品中体现或编码。嵌入或编码在包括已编码的非暂时性计算机可读存储介质的制品中的指令可以使一个或多个可编程处理器或其它处理器实现本文所述的一种或多种技术，例如当包括或编码在非暂时性计算机可读存储介质中的指令由一个或多个处理器执行时。示例性非暂时性计算机可读存储介质可以包含RAM、ROM、可编程ROM(PROM)、可擦除可编程ROM(EPROM)、电子可擦除可编程ROM(EEPROM)、快闪存储器、硬盘、光盘ROM(CD-ROM)、软盘、盒式磁带、磁性介质、光学介质或任何其它计算机可读存储装置或有形计算机可读介质。

在一些实例中，计算机可读存储媒体包括非暂时性媒体。术语“非暂态”可指示存储介质未在载波或传播信号中体现。在某些示例中，非暂态存储介质可存储可随时间改变的数据(例如，在RAM或高速缓存中)。本文描述的装置和电路***(包括但不限于装置100和200、处理电路***110、210、214和216、存储器120和220、显示器132和232、感测电路***140至142、电路***240和245、感测装置150至152和250)的元件可用各种形式的软件进行编程。例如，一个或多个处理器可至少部分地实施为或包括一个或多个可执行应用程序、应用程序模块、库、类、方法、对象、例程、子例程、固件和/或嵌入代码。

已经描述了本公开的各种实施例。设想了所述***、操作或功能的任何组合。这些和其他示例在以下权利要求书的范围内。

Claims (13)

1.一种用于测量氧饱和度的装置，所述装置包括：

存储器，所述存储器被配置为存储校准的正向电压的差值；

电路***，所述电路***被配置为：

将第一电流从第一发光二极管的阳极施加到所述第一发光二极管的阴极；

在施加所述第一电流时，测量跨所述第一发光二极管的所述阳极和所述第一发光二极管的所述阴极的第一正向电压；

将第二电流从第二发光二极管的阳极施加到所述第二发光二极管的阴极；

在施加所述第二电流时，测量跨所述第二发光二极管的所述阳极和所述第二发光二极管的所述阴极的第二正向电压；

基于所述第一正向电压和所述第二正向电压的比较来确定测量的正向电压的差值；

基于所校准的正向电压的差值和所测量正向电压的差值来确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的；以及

响应于所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的所述确定，使用所述第一发光二极管和所述第二发光二极管来确定氧饱和水平并输出所述氧饱和水平的指示。

2.根据权利要求1所述的装置，

其中，为了施加所述第一电流，所述电路***被配置为以电流幅度且以正极性施加所述第一电流，使得所述第一电流从所述第一发光二极管的所述阳极流动到所述第一发光二极管的所述阴极；并且

其中，为了施加所述第二电流，所述电路***被配置为以所述电流幅度且以负极性施加所述第二电流，使得所述第二电流从所述第二发光二极管的所述阳极流动到所述第二发光二极管的所述阴极。

3.根据权利要求1至2的任何组合所述的装置，其中，为了确定所述第一发光二极管和所述第二发光二极管是有效的，所述电路***被配置为确定在所校准的正向电压的差值与所测量的正向电压的差值之间的差值小于阈值。

4.根据权利要求1至3的任何组合所述的装置，其中所述第二发光二极管的所述阳极耦接到所述第一发光二极管的所述阴极，并且所述第二发光二极管的所述阴极耦接到所述第一发光二极管的所述阳极。

5.根据权利要求1至4的任何组合所述的装置，

其中，为了施加所述第一电流，所述电路***被配置为将所述第一电流从第一端子穿过第一电缆施加到所述第一发光二极管的所述阳极，从所述第一发光二极管的所述阳极施加到所述第一发光二极管的所述阴极，并且从所述第一发光二极管的所述阴极穿过第二电缆施加到第二端子；并且

其中，为了测量所述第一正向电压，所述电路***被配置为在施加所述第一电流时测量跨所述第一端子和所述第二端子的电压。

6.根据权利要求5所述的装置，

其中，为了施加所述第二电流，所述电路***被配置为将所述第二电流从所述第二端子穿过所述第二电缆施加到所述第二发光二极管的所述阳极，从所述第二发光二极管的所述阳极施加到所述第二发光二极管的所述阴极，并且从所述第二发光二极管的所述阴极穿过所述第一电缆施加到所述第一端子；并且

其中，为了测量所述第二正向电压，所述电路***被配置为在施加所述第二电流时测量跨所述第一端子和所述第二端子的电压。

7.根据权利要求1至6的任何组合所述的装置，其中为了确定所述氧饱和水平，所述电路***被配置为：

确定对应于使用所述第一发光二极管输出的第一输出光子信号的第一接收光子信号的第一强度；

确定对应于使用所述第二发光二极管输出的第二输出光子信号的第二接收光子信号的第二强度；以及

基于所述第一接收光子信号的所述第一强度和所述第二接收光子信号的所述第二强度来确定所述氧饱和水平。

8.根据权利要求7所述的装置，

其中，为了确定所述第一接收光子信号的所述第一强度，所述电路***被配置为驱动所述第一发光二极管向受试者的组织输出所述第一输出光子信号并在所述第一输出光子信号传输通过所述受试者的组织之后从第一检测器接收所述第一接收光子信号；并且

其中，为了确定所述第二接收光子信号的所述第二强度，所述电路***被配置为驱动所述第二发光二极管向所述受试者的组织输出所述第二输出光子信号并在所述第二输出光子信号传输通过所述受试者的组织之后从第二检测器接收所述第二接收光子信号。

9.根据权利要求7至8的任何组合所述的装置，其中所述存储器被进一步配置为存储校准信息，并且其中所述氧饱和水平的所述确定还基于所述校准信息。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，为了确定所述氧饱和水平，所述电路***被配置为：

基于所述校准信息来估计所述第一输出光子信号的第一波长；

基于所述校准信息来估计输出的所述第二输出光子信号的第二波长；并且

其中所述氧饱和水平的所述确定还基于所述第一输出光子信号的所述第一波长和所述第二输出光子信号的所述第二波长。

11.根据权利要求9至10的任何组合所述的装置，其中所述电路***被配置为基于所测量的正向电压的差值来解密所述校准信息。

12.根据权利要求1至11的任何组合所述的装置，

其中所述第一发光二极管被配置为发射红光；并且

其中所述第二发光二极管被配置为发射红外光。

13.根据权利要求1至12的任何组合所述的装置，其中所述电路***被配置为基于所测量的正向电压的差值来估计在所述第一发光二极管或所述第二发光二极管中的一者或多者处的温度。

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