具有皮肤温度调节器的光电容积描记设备

背景技术

光电容积描记(PPG)是一种非侵入性的光学感测技术，其中光被用来照射身体的区域(通常是耳垂、指尖或手腕)，并且由于体液(通常是血液)吸收造成的反射或透射的光强度改变被用来感测生理参数，诸如血压、心率、每搏输出量、心输出量、总外周阻力、血管弹性和动脉血氧饱和度。PPG技术已经在临床环境、家庭保健产品中被广泛采用，并且已经被合并到例如现代健身手表上找到的心率感测系统中。

发明内容

提供了一种光电容积描记设备，其包括光源、光电检测器、皮肤温度调节器和处理器。光源被配置为发射光以照射皮肤。光电检测器被配置为接收照射皮肤的光并且生成作为所接收的光的强度的函数的电输出。皮肤温度调节器被配置为调节皮肤的温度，皮肤温度调节器是被配置为加热和/或冷却皮肤的加热和/或冷却机构。处理器被配置为基于电输出来生成指示血液性质的输出信号。

提供本发明内容以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步被描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，要求保护的主题不限于解决在本公开的任何部分中指出的任何或所有缺点的实施方式。

附图说明

图1图示了根据本公开的一个实施例的光电容积描记设备。

图2A图示了根据图1的实施例的光电容积描记设备的截面图。

图2B图示了根据图1的实施例的光电容积描记设备的背面、朝向皮肤的表面。

图3图示了根据图1的实施例的PPG感测设备。

图4示出了根据图1的实施例的可以被使用的光电容积描记设备的电路图。

图5示出了根据图1的实施例的可穿戴计算设备的方面。

图6A-图6C绘制了用于图1的实施例的皮肤温度调节器的PPG信号，其被应用于不同色调的皮肤。

图6D绘制了用于图1的实施例的皮肤温度调节器的PPG信号的信噪比(SNR)在时间上的改变，皮肤温度调节器在皮肤加热时段和皮肤冷却时段之间交替。

图7图示了以升线一波切迹(anacrotic notch)和重搏切迹(dicrotic notch)为特征的示例血容量脉搏波形，其可以由图1的实施例来检测。

图8示出了根据本公开的一个实施例的示例光电容积描记方法。

图9示出了可以在图1的实施例中利用的示例计算环境。

具体实施方式

PPG技术通常被用来从PPG传感器的输出信号提取动脉血容量脉搏波形。然后，所提取的脉搏波形可以被用来确定穿戴PPG设备的人的心率。脉搏传导时间(PTT)或脉搏波从用户身体上的一个动脉位置经过用户动脉而到达另一个动脉位置所花费的时间量，也可以从脉搏波形来确定，以作为血压、动脉顺应性和动脉壁硬化的一个指标来进行分析。

在PPG设备中，光电检测器被配置为接收照射皮肤的光并且生成作为所接收的光的强度的函数的电输出。电输出包括交流(AC)分量和直流(DC)分量。AC分量可以反映血流动力学，而DC分量可以反映自主神经系统的活动以及皮肤色调，组织、静脉中的光吸收和其他生理参数。当被放置在身体的外围区域(诸如手腕、手指或耳垂)上时，由PPG设备测量的脉搏可以类似于主动脉根和升主动脉中的中央压力脉搏。因此，在外围放置的PPG设备可以被用来评估患者的整体心血管状态。

穿过皮肤的光的量高度取决于1)光的强度/波长，2)穿戴者的皮肤色调，以及3)其他参数，如设备放置、底层组织异质性等。基于PPG的设备不会对所有穿戴者同等起作用。循环不良或皮肤色调较深的穿戴者通常需要功耗的显著增加以使设备起作用(由于光强度要求增加)。由于这些设备中的大多数设备是可穿戴的，因此是用电池操作的，这带来了巨大的挑战。即使在不需要担心电池的情况下，由于热管理问题，也只能使所使用的光的强度亮到一定水平(即太亮的光可能灼伤一些人)。结果是，设备设计者通常接受针对这些个体的低信噪比(SNR)。另外，在较冷的环境中，血液灌注随着血管收缩而减少。这也导致差的SNR，使得难以从光学感测的信号提取期望的生理参数。

鉴于上述问题，参考图1、图2A和图2B，提供了一种光电容积描记设备10，其包括：光源20，被配置为发射光以照射皮肤；光电检测器26，被配置为接收照射皮肤的光并且生成作为所接收的光的强度的函数的电输出；皮肤温度调节器12，被配置为调节皮肤的温度，皮肤温度调节器12是被配置为加热或冷却皮肤的加热和/或冷却机构；以及处理器22，被配置为基于电输出生成指示血液性质的输出信号，包括诸如血压、心率、每搏输出量、心输出量、总外周阻力、血管弹性和动脉血氧饱和度的生理参数。可以与光源20和光电检测器26相邻地提供皮肤温度调节器12，以加热或冷却与光源20和光电检测器26相邻的皮肤，光源20和光电检测器26可以被包括在与处理器22耦合的PPG感测设备18中。光电容积描记设备10可以被实现在被配置为缠绕人的前臂、上臂、躯干、大腿、小腿或脚踝的腕带或其他可穿戴形状因子中被配置为。腕带可以采取腕表或智能手表的形式，具有其附带的计算、显示和通信功能。

温度计30可以耦合到处理器22并且被配置为测量皮肤的温度。温度计30优选地是热电偶，但是备选地可以是红外温度传感器。热功率继电器16a和冷功率继电器16b可以耦合到皮肤温度调节器12。处理器22可以被配置为控制热功率继电器16a和冷功率继电器16b，以控制皮肤温度调节器12来基于测量的皮肤温度向预定皮肤温度加热或冷却皮肤。在调节皮肤温度时，处理器22还可以实现反馈回路或温度控制回路，以将皮肤温度控制在包括预定皮肤温度的预定皮肤温度范围内。预定皮肤温度被设置在局部耐热范围内，该局部耐热范围根据个体而变化，例如可以在88°F至109°F之间。

例如，当处理器22控制皮肤温度调节器12来加热皮肤时，处理器22可以控制热功率继电器16a，来使得耦合到热功率继电器16a的热功率供应14a向皮肤温度调节器12提供功率来加热皮肤，引起局部血管舒张。当处理器22控制皮肤温度调节器12来冷却皮肤时，处理器22可以控制冷功率继电器16b，来使得耦合到冷功率继电器16b的冷功率供应14b向皮肤温度调节器12提供功率来冷却皮肤，引起局部血管收缩。另外，处理器22可以基于皮肤的色调来调节预定皮肤温度或目标皮肤温度，以便加热或冷却在较深皮肤色调下的强度更大，以补偿在较深色调下较低的信噪比(SNR)值。例如，与较浅的皮肤色调相比，对于较深的皮肤色调，可以将皮肤加热到更热的温度，以实现相似的目标SNR。然而，应当理解，目标皮肤温度的调整可以不限于基于皮肤色调，并且可以基于多种因素，诸如用户的心血管风险因素，包括年龄、性别、家族病史、当前药物和个人病史。

处理器22可以耦合到诸如显示设备32或收发器的用户界面，以提供关于由处理器22基于由光电检测器26生成的电输出来生成的血液性质的信息。例如，收发器(未被绘制)可以包括用于有线通信的USB端口或与用户设备或其他类型的远程设备通信的RFID或蓝牙无线收发器。

处理器22可以进一步耦合到实时时钟(RTC)模块34，实时时钟(RTC)模块34被配置为精确地跟踪处理器22的时间。因此，处理器22可以相对于对皮肤的加热和/或冷却的计时，来对皮肤的测量进行计时。例如，处理器22可以对皮肤的测量进行计时，以与皮肤的加热或冷却相一致，或者在皮肤的加热或冷却已经完成、并且耦合到皮肤温度调节器12的功率继电器16a、16b被关闭之后，对皮肤的测量进行计时。应当理解，对皮肤的测量包括：光源20对皮肤的照射；光电检测器26对照射皮肤的光的接收；以及光电检测器26生成电输出，该电输出指示所接收的光的强度的函数。因此，处理器22可以被配置为：在控制皮肤温度调节器12将皮肤加热或冷却到预定皮肤温度之后，生成指示血液性质的输出信号。

处理器22可以进一步耦合到用户输入设备36，用户输入设备36可以是按钮或开关，其被配置为接收用户输入以控制皮肤温度调节器12。例如，用户输入设备36可以被配置为停止按钮，在用户希望皮肤温度调节器12的加热或冷却操作停止时，停止按钮被用户按下。

皮肤温度调节器12包括加热和/或冷却元件13，其可以是热电热泵、电加热器或诸如加热板的加热元件。热电热泵的示例可以是具有两个侧面的珀尔帖(Peltier)冷却器：面向皮肤的侧面和面向外部的侧面。珀尔帖冷却器是无制冷剂的电加热器和冷却器，其可以被电控制来加热或冷却表面。例如，珀尔帖冷却器可以将热量从设备的面向皮肤的一侧传递到面向外部的一侧以冷却皮肤，或将热量从面向外部的一侧传递到面向皮肤的一侧以加热皮肤。加热元件可以是感应加热装置。

如图2A和图2B中所示，皮肤温度调节器12包括加热和/或冷却元件13和导热板38，导热板38是例如由诸如铜的材料制成的金属板，其可以被附接到皮肤温度调节器12的表面，以作为受试者的皮肤与加热和/或冷却元件13之间的热界面和缓冲器。应当理解，除了铜以外，其他导电金属或合金可以备选地替换在导热板38中以用作热缓冲器。如图2A的截面图中所示，导热板38还可以围绕PPG感测设备18，以充当加热和/或冷却元件13与PPG感测设备18之间的缓冲器。在PPG感测设备18内，缓冲构件40可以将光源20与光电检测器26隔离，以确保光电检测器26仅接收照射皮肤的光。可以在导热板38和/或加热和/或冷却元件13内提供导管23，以在PPG传感设备38和处理器22之间传递布线21。如图2B(其图示了光电容积描记设备10的背面、面向皮肤的表面)的视图中所示，PPG感测设备18可以被用作在皮肤与加热和/或冷却元件13之间的缓冲器的导热板38所围绕。

应当理解，皮肤温度调节器12不限于珀尔帖冷却器和电加热器。例如，在备选实施例中，皮肤温度调节器12可以是利用由CPU或状态改变化合物(膨胀气体/化学反应)生成的热量的温度梯度设备。皮肤温度调节器12不必限于使用热作为外部刺激，并且备选地可以是局部注射或注射或施加引起皮肤的局部血管舒张的化合物的施加设备。

此外，皮肤温度调节器12可以不限于光电容积描记设备10中的一个加热和/或冷却元件，并且备选地可以在该设备上提供多个加热和/或冷却元件，以在皮肤上的一个位置处产生各种梯度效果。可以利用不同的致动源(例如加热、冷却、局部施加、皮内注射及其组合)在身体上的多个点处进行测量和致动，以了解个体的生理状态的动态。例如，通过将两个点驱动到不同的灌注状态并且观察身体如何响应，可能会看到有趣的特性。

在利用PPG感测设备18进行测量之前，设备的加热功能可以被开启以直接加热在PPG感测设备18下方和周围的皮肤。根据该配置，通过热梯度的直接表面施加进行局部渐进冷却或加热，来改变皮肤表面温度，从而积极操纵局部血管活性状态，以增加局部血管舒张作用并且增加PPG信号的SNR，这增加了信号的分辨率，使得可以提取所需的生理参数以进行临床决策。另外，处理器22可以基于皮肤的色调来调节由光源发射的光的强度，以便所发射的光在较深的皮肤色调下的强度更大，以补偿皮肤在较深的色调下的不透明度。

较高的分辨率可以允许检测到PPG信号中的细微形态学特征，例如，从而增加PPG设备对心律失常(诸如心房纤颤)的灵敏度。通过主动控制血管舒张，血管系统被驱动以经历改善光学信号质量(即SNR)的生理改变，从而使得能够更频繁/更轻松地测试心血管健康。

对皮肤表面的加热或冷却不仅可以影响PPG信号的SNR，而且还可以影响在不同皮肤深度处穿透皮肤的照明光在不同波长下的信号改变的量和种类。因此，光源20可以被配置为发射多个不同波长的光以测量各种生理指标。

在测量血液性质之前，对皮肤表面的加热或冷却可以被控制为是渐进的。例如，处理器22可以控制皮肤温度调节器12，以在进行测量之前几分钟温和地加热皮肤，来实现高质量的PPG信号，而对用户而言温度没有可感知的改变。加热或冷却可以在预定时段进行，诸如1分钟-5分钟之间，或更具体地1分钟-3分钟之间，最具体地大约2分钟，或者另一时段。可以将加热或冷却过程控制得足够慢，使得用户不会注意到皮肤温度改变正在发生。在一些示例中，在加热或冷却之后，加热或冷却可以在第二预定时段停止，诸如1分钟-5分钟，或更具体地1分钟-3分钟，或最具体地2分钟，或其他时段，在此期间加热/冷却效果持续，并且可以实现本文所讨论的伴随的测量改进。根据需要，这些加热或冷却循环可以被重复。

如在图3中的示意性框图中所示，光源20和光电检测器26可以被封装在PPG感测设备18中，PPG感测设备18可操作地耦合到处理器22。光源20可以是一个或一系列发光二极管(LED)22a、22b和22c，其被配置为：响应于驱动电路，发射一个或多个波长的光，包括红外(IR)光、紫外(UV)光、近IR光或可见光。例如，光源20可以包括发射可见光的第一LED 22a，发射红外光的第二LED 22b和发射UV光的第三LED 22c。LED 22a、22b和22c可以可调谐，以响应于驱动电路而在一个或多个频率、频率范围或频谱上发光。驱动电路24可以被配置为控制LED 22a、22b和22c的功率水平、发射时段和频率发射。PPG感测设备18因此被配置为发射在一个或多个频谱中的一个或多个波长的光，该光被引导在患者的皮肤组织的表面或表皮层处。

PPG感测设备18的光电检测器26可以包括一个或多个光电检测器电路28a、28b和28c。例如，第一光电检测器电路28a可以被配置为检测一个波长的可见光，第二光电检测器电路28b可以被配置为检测另一波长的可见光，并且第三光电检测器电路28c可以被配置为检测IR光。备选地，光电检测器可以被配置为检测跨多个频谱的光和从光电检测器获得的被相加或平均的信号。

图4图示了包括图1的实施例的光电容积描记设备的各种组件的电路图。应当理解，图4的电路图仅被描述为示例性，而非限制性的。

参考图5，可穿戴计算设备18的一个示例作为复合带300被给出。在复合带300中，触摸屏传感器330a耦合到显示器310，并且被配置为接收来自穿戴者的触摸输入。通常，触摸传感器可以是基于电阻性、电容性或光学。按钮传感器(例如，微开关)可以被用来检测按钮330b和330b’的状态，按钮330b和330b’可以包括摇杆。来自按钮传感器的输入可以被用来执行主页(home)键或开关特征、控制音量、麦克风等。

复合带300的其他传感器330包括麦克风330c、可见光传感器330d和紫外线传感器330e。麦克风向计算系统322提供输入，该输入可以被用来测量环境声音水平或从穿戴者接收语音命令。来自可见光传感器、紫外线传感器和环境温度传感器的输入可以被用来评估穿戴者环境的各个方面。

图5示出了一对接触传感器：被布置在显示器载体模块336a上的充电接触传感器(未示出)和被布置在枕垫336b上的枕垫接触传感器330h。接触传感器可以包括独立的或协作的传感器元件，以提供多种感觉功能。例如，接触传感器可以响应于穿戴者的皮肤的电阻和/或电容而提供电阻和/或电容的感觉功能。为此，两个接触传感器例如可以被配置为电流(galvanic)皮肤响应传感器。在所示的配置中，两个接触传感器之间的间隔提供了相对较长的电路径长度，以用于皮肤电阻的更准确测量。在一些示例中，接触传感器还可以提供对穿戴者皮肤温度的测量结果。在所示的配置中，皮肤温度传感器可以是被集成到充电接触传感器中的热敏电阻的形式，其向皮肤提供直接的热传导路径。来自环境温度传感器和皮肤温度传感器的输出可以被不同地施加，以估计来自穿戴者身体的热通量。例如，该指标可以被用来改进基于计步器的卡路里计数的准确性。除了上述基于接触的皮肤传感器之外，还可以包括各种类型的非接触皮肤传感器。

在所示的配置中，PPG传感器设备330j被布置在枕垫接触传感器330h内部。光学脉搏速率传感器330j可以包括光源和光电检测器，以检测通过皮肤的毛细血管的脉动血流，从而提供对穿戴者血液性质的测量结果，测量结果可以包括血压、心率、每搏输出量、心输出量、总外周阻力、血管弹性和动脉血氧饱和度。皮肤温度调节器330k围绕PPG传感器设备330j。在所示的配置中，在被穿戴时，光学脉搏速率传感器330j和显示器310被布置在设备的相对侧上。备选地，脉搏速率传感器可以直接被定位在显示器后面，以简化工程设计。

为了理解皮肤温度调节器如何针对不同色调的皮肤来执行增加PPG信号的SNR，本发明人进行了加热不同色调的皮肤对PPG信号的SNR的影响的测量。进行了一个实验，其中参与者穿戴了具有表面皮肤温度刺激、PPG、EKG、运动和温度传感器的手腕设备。使用该设备进行五次测量，并且在没有温度刺激或测量的情况下，使用类似的设备在相对手腕上进行五次测量。在前者设备中，皮肤温度按以下顺序随机改变：正常至温热，温热至正常，正常至温热，以及温热至正常，其中正常是91°F左右的未加热和未冷却的皮肤温度，温热是105°F的温度。

实验方案如下。收集参与者的身高、体重和皮肤色调数据。每个参与者知情同意参加该实验。坐在椅子上，第一定制手腕设备被放置在参与者的非惯用手的手腕上，并且第二定制手腕设备被放置在参与者的惯用手的手腕上。为了确保适当的信号完整性，腕带被收紧并且贴合舒适。心电图(ECG)电极被放置在参与者的前臂内侧，以进行心脏监测。参与者被告知，如果皮肤温度改变开始变得不舒服，可以按下停止按钮。PPG设备被开启，并且等待大约30秒钟以使PPG设备的光学信号稳定之后，在正常皮肤温度(91°F)下收集来自PPG设备的大约4分钟的PPG数据。在记录正常皮肤温度数据后，使用手腕设备增加或减小皮肤温度，直到达到目标皮肤温度为止。皮肤温度增加或减小来达到目标皮肤温度通常需要2分钟左右。一旦达到目标皮肤温度，收集来自PPG设备的大约4分钟的PPG数据。在收集PPG数据之后，使用手腕设备来增加或减小皮肤温度，直到再次达到正常皮肤温度(91°F)。一旦达到正常皮肤温度，收集来自PPG设备的大约4分钟的PPG数据。

图6A-6C是展示信号质量的改变和取决于热施加的改善的绘图。图6A绘制了用于皮肤温度调节器的PPG信号，该PPG信号被施加于使用标准化菲茨帕特里克(Fitzpatrick)标度被分类为IV型的皮肤或橄榄色、中度棕色皮肤。图6B绘制了用于皮肤温度调节器的PPG信号，该PPG信号被施加于分类为II型皮肤或白色、白皙皮肤。图6C绘制了用于皮肤温度调节器的PPG信号，该PPG信号被应用于分类为IV型的皮肤，或从深褐色到黑色的皮肤。

如结果中所展示的，对于绿光，针对IV型的橄榄色、中度棕色皮肤，展示了SNR中的285％的改善。对于绿光，针对II型的白色、白皙皮肤，展示了SNR中的742％的改善。对于绿光，针对VI型的黑色皮肤，展示了SNR中的266％的改善。这里，应当理解，对于白皮肤，对PPG信号的SNR的影响最明显。尽管如此，跨所有皮肤色调都展示了SNR的改善，并且已经展示了，通过提高光学传感器周围区域的皮肤温度，PPG信号的质量可以被改善达300％。

图6D绘制了用于皮肤温度调节器的PPG信号的SNR在时间上的改变，皮肤温度调节器在加热皮肤的加热时段和冷却皮肤的冷却时段之间交替。然后，可以评估响应于加热和冷却的突然施加时的皮肤的响应性或光电检测器的电输出的改变，作为心血管健康的有用度量，特别是用于调整药物(诸如降压药)。如图6D中所示，由于皮肤温度调节器对皮肤的加热而导致的SNR的增加即使在加热已经停止之后也可以持续。因此，应当理解，处理器可以对皮肤的测量进行计时，以与皮肤温度调节器对皮肤的加热一致，或者可以在皮肤温度调节器对皮肤的加热已经停止之后，对皮肤的测量进行计时。

根据本发明，可以在深色皮肤的受试者上收集更好的HR数据(如果需要，还可以收集脉搏形态)。这是高影响的，因为行业中改善SNR的传统方法一直是使探头光/LED更亮。施加外部刺激剂会在皮肤顶层引起附加的血液灌注，从而实现了先前由于低SNR而被认为困难的临床和健身场景。

可以增加SNR以减少噪声伪影的影响，噪声伪影通常存在于PPG数据中并且降低PPG数据的效用。呼吸和运动伪影是这些波形污染物的常见示例。当PPG信号的SNR改善时，脉搏信号的形态响应于刺激物而改变，以便可以以更高分辨率来研究所感测的脉搏波形的形状的细微形态细节，从而提供对穿戴者的生理状态的附加见解，这可能与不同的临床应用有关。

参考图7中所示的动脉脉搏波形，在一些情况下，PPG信号在波形中包含重搏切迹，其通常是在动脉压波形的下冲程上观察到的小的向下偏转或波谷，这被认为表示主动脉瓣闭合的时间。在一些情况下，PPG信号在波形中包含升线一波切迹，这通常是小的弯曲点，其在波形的初始上冲程或早期下冲程期间被观察到，并且通常被认为是叠加的主脉搏波和反射脉搏波在动脉树中的交点。通过高SNR实现的更高分辨率允许在动脉脉搏波形中对重搏切迹和升线一波切迹进行标识，这原本在较低的SNR情况下是不可能的。在临床应用中，重搏切迹可以用于从光电检测器的电输出标识动脉脉搏波形，作为对主动脉瓣功能的指示，也可以作为表示心脏收缩的收缩期结束和舒张期开始的分界线。当在身体的外围部分(诸如手腕)中测量动脉脉搏波形时，重搏切迹被认为表示外围血管的血管阻力。

该信息可以在进行临床决策中用作心血管健康的有用度量。例如，关于患者对刺激的响应性和恢复率的临床数据可以通知医疗保健提供者调整药物(例如降压药)。然后，患者可以放弃侵入性测试(诸如，常规的心脏压力测试)来激活血管舒张。在严重的情况下，重搏切迹的异常可以指示主动脉瓣无法正常闭合，这可能指示狭窄或反流。该信息对于无法进行常规压力测试的经受术前评估的高危患者特别有用。

图8示出了表示根据图1的实施例的一种光电容积描记方法400的流程图。方法400在402处开始。在404处，测量皮肤温度。在406处，确定所测量的皮肤温度是否低于预定的下阈值。当确定所测量的皮肤温度低于预定的下阈值时，则在408处，处理器可以使冷功率继电器关闭，并且使热功率继电器打开，从而使皮肤温度调节器加热皮肤。皮肤温度调节器对皮肤温度的调节可以在由光源发射光和由光电检测器接收光期间被执行。在410处，确定所测量的皮肤温度是否高于预定的上阈值。当确定所测量的皮肤温度高于预定的上阈值时，则在412处，处理器可以使冷功率继电器打开并且使热功率继电器关闭，从而使皮肤温度调节器冷却皮肤。备选地，冷功率继电器可以不被打开，并且可以允许皮肤通过被动散热来被冷却。当确定所测量的皮肤温度皮肤在期望温度范围内时，在414处通过光源发射光以照射皮肤的皮下组织中的动脉来执行皮肤测量过程，其中在该温度范围内，实现了光电检测器的电输出的期望SNR，这使得能够在被照射的动脉的动脉脉搏波形中标识出目标特征或者在被照射的动脉的动脉脉搏波形中检测到目标特征的缺失。在416处，光电检测器接收照射皮肤的光并且生成电输出，该电输出是所接收的光的强度的函数。在418处，处理器基于电输出生成指示血液性质的输出信号。在皮肤温度调节器对皮肤温度的主动调节期间，也可以执行该电输出的生成。在一个示例中，可以基于对目标特征的标识或对目标特征的不存在的检测来生成诊断输出。目标特征可以是但不限于：重搏切迹、升线一波切迹、脉搏峰值、脉搏骤降、脉搏反射点、斜率、顿挫、脉搏上冲模式和脉搏下冲模式。在418之后，在420处，方法返回以再次在402处开始。

在一些实施例中，本文描述的方法和过程可以被绑定到一个或多个计算设备的计算系统。特别地，这种方法和过程可以被实现为计算机应用程序或服务、应用程序编程接口(API)、库和/或其他计算机程序产品。

图9示意性地示出了可以执行上述方法和过程中的一个或多个的计算系统900的非限制性实施方式。计算系统900以简化的形式被示出。计算系统900可以实施图1的光电容积描记设备10。计算系统900可以采取以下形式：一个或多个个人计算机、服务器计算机、平板计算机、家庭娱乐计算机、网络计算设备、游戏设备、移动计算设备、移动通信设备(例如，智能电话)和/或其他计算设备，以及可穿戴计算设备(诸如，智能手表和头戴式增强现实设备)。

计算系统900包括逻辑处理器902、易失性存储器904和非易失性存储设备906。计算系统900可以可选地包括显示子系统908、输入子系统910、通信子系统912和/或图9中未示出的其他组件。

逻辑处理器902包括被配置为执行指令的一个或多个物理设备。例如，逻辑处理器可以被配置为执行作为一个或多个应用、程序、例程、库、对象、组件、数据结构或其他逻辑构造的一部分的指令。可以实现这种指令以执行任务、实现数据类型、变换一个或多个组件的状态、实现技术效果，或以其他方式达到期望的结果。

逻辑处理器可以包括被配置为执行软件指令的一个或多个物理处理器(硬件)。附加地或备选地，逻辑处理器可以包括被配置为执行硬件实现的逻辑或固件指令的一个或多个硬件逻辑电路或固件设备。逻辑处理器902的处理器可以是单核或多核，并且在其上执行的指令可以被配置用于顺序、并行和/或分布式处理。逻辑处理器的各个组件可选地可以分布在两个或更多个分离的设备中，这些设备可以被远程定位和/或配置成用于协同处理。逻辑处理器的各方面可以由在云计算配置中配置的远程可访问的联网的计算设备虚拟化和执行。应当理解，在这种情况下，这些虚拟化方面在各种不同的机器的不同物理逻辑处理器上运行。

非易失性存储设备906包括一个或多个物理设备，其被配置为保持由逻辑处理器可执行的指令以实现本文所描述的方法和过程。当实现这种方法和过程时，可以变换非易失性存储设备904的状态：例如以保持不同的数据。

非易失性存储设备906可以包括可移除和/或内置的物理设备。非易失性存储设备904可以包括光学存储器(例如，CD、DVD、HD-DVD、蓝光盘等)、半导体存储器(例如，ROM、EPROM、EEPROM、FLASH存储器等)，和/或磁存储器(例如，硬盘驱动、软盘驱动、磁带驱动、MRAM等)或其他大容量存储设备技术。非易失性存储设备906可以包括非易失性、动态、静态、读/写、只读、顺序访问、位置可寻址、文件可寻址和/或内容可寻址设备。应当理解，非易失性存储设备906被配置为即使在切断非易失性存储设备906的功率时也保持指令。

易失性存储器904可以包括物理设备，其包括随机存取存储器。逻辑处理器902通常利用易失性存储器904以在软件指令的处理期间临时存储信息。应当理解，当切断易失性存储器904的功率时，易失性存储器904通常不继续存储指令。

逻辑处理器902、易失性存储器904和非易失性存储设备906的各方面可以被集成在一起成为一个或多个硬件逻辑组件。例如，这种硬件逻辑组件可以包括现场可编程门阵列(FPGA)、程序和应用专用集成电路(PASIC/ASIC)、程序和应用专用标准产品(PSSP/ASSP)、片上系统(SOC)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)。

术语“模块”、“程序”和“引擎”可以被用来描述计算系统900的方面，通常由处理器以软件实现计算系统900的方面，以使用易失性存储器的各部分来执行特定功能，该功能涉及专门将处理器配置成执行该功能的变换性处理。因此，可以经由逻辑处理器902使用易失性存储器904的各部分执行由非易失性存储设备906保持的指令，来实例化模块、程序或引擎。应当理解，可以从相同的应用、服务、代码块、对象、库、例程、API、功能等来实例化不同的模块、程序和/或引擎。同样，可以由不同的应用、服务、代码块、对象、例程、API、功能等来实例化相同的模块、程序和/或引擎。术语“模块”、“程序”和“引擎”可以涵盖单独的或各组可执行文件、数据文件、库、驱动程序、脚本、数据库记录等。

当被包括时，显示子系统908可以被用来呈现由非易失性存储设备906保持的数据的视觉表示。视觉表示可以采取图形用户界面(GUI)的形式。由于本文所描述的方法和过程改变由非易失性存储设备保持的数据，并且因此变换非易失性存储设备的状态，所以显示子系统908的状态同样可以被变换以在视觉上表示在基础数据中的改变。显示子系统908可以包括利用几乎任何类型的技术的一个或多个显示设备。这种显示设备可以在共享封装中与逻辑处理器902、易失性存储器904和/或非易失性存储设备906组合，或者这种显示设备可以是外围显示设备。

当被包括时，输入子系统910可以包括一个或多个用户输入设备(诸如键盘、鼠标、触摸屏或游戏控制器)或与其接口连接。在一些实施方式中，输入子系统可以包括所选择的自然用户输入(NUI)组件或与其接口连接。这种组件可以是集成的或外围的，并且输入动作的转换和/或处理可以在板上或板外被处理。示例NUI组件可以包括用于讲话和/或语音标识的麦克风；用于机器视觉和/或姿势标识的红外、彩色、立体和/或深度相机；用于运动检测和/或意图标识的头部跟踪器、眼睛跟踪器、加速度计和/或陀螺仪；以及用于评估大脑活动的电场感测组件；和/或任何其他合适的传感器。

当被包括时，通信子系统912可以被配置为将本文所描述的各种计算设备彼此通信地耦合，并且与其他设备通信地耦合。通信子系统912可以包括与一个或多个不同通信协议兼容的有线和/或无线通信设备。作为非限制性示例，通信子系统可以被配置为用于经由无线电话网络，或有线或无线局域网或广域网(诸如，蓝牙或者通过Wi-Fi的HDMI连接)的通信。在一些实施方式中，通信子系统可以允许计算系统900经由诸如因特网的网络向其他设备发送消息和/或从其他设备接收消息。

以下段落为主题申请的权利要求提供了附加支持。一个方面提供了一种光电容积描记设备，包括：光源，被配置为发射光以照射皮肤；光电检测器，被配置为接收照射皮肤的光，并且生成作为所接收的光的强度的电输出；皮肤温度调节器，被配置为调节皮肤的温度，皮肤温度调节器是被配置为加热和/或冷却皮肤的加热和/或冷却机构；以及处理器，被配置为基于电输出来生成指示血液性质的输出信号。在这方面，附加地或备选地，皮肤温度调节器可以包括热电热泵。在这方面，附加地或备选地，铜板可以被附接到热电热泵以在皮肤和热电热泵之间对接。在这方面，附加地或备选地，皮肤温度调节器可以包括加热元件。在这方面，附加地或备选地，皮肤温度调节器可以被提供为与光源和光电检测器相邻。在这方面中，附加地或备选地，光电容积描记设备可以进一步包括温度计，该温度计被配置为测量皮肤的温度，处理器被配置为：控制皮肤温度调节器以基于测量的皮肤温度向预定皮肤温度加热或冷却皮肤。在这方面，附加地或备选地，处理器可以被配置为：在控制皮肤温度调节器将皮肤加热或冷却到预定皮肤温度之后，生成指示血液性质的输出信号。在这方面，附加地或备选地，处理器可以被配置为：控制皮肤温度调节器以加热或冷却皮肤，以将来自光电检测器的电输出的信噪比(SNR)增加至少200％。在这方面，附加地或备选地，光源、光电检测器和皮肤温度调节器可以被容纳在腕带中。在这方面，附加地或备选地，用户输入设备可以被配置为接收用户输入以控制皮肤温度调节器。

另一个方面提供了一种光电容积描记方法，包括：经由光源发射光以照射用户的皮肤；经由光电检测器接收照射皮肤的光，以生成作为所接收的光的强度的函数的电输出；经由被配置为加热和/或冷却皮肤的加热和/或冷却机构，来调节与光源和光电检测器相邻的皮肤的温度；以及基于电输出，生成指示血液性质的输出信号。在这方面，附加地或备选地，方法可以进一步包括：测量皮肤的温度；以及控制功率继电器来调节皮肤的温度，以基于测量的皮肤温度向预定皮肤温度加热或冷却皮肤。在这方面，附加地或备选地，方法可以进一步包括：实现反馈回路，以将皮肤温度控制在预定皮肤温度范围内，预定皮肤温度范围包括预定皮肤温度。在这方面，附加地或备选地，方法可以进一步包括：调节皮肤的温度以加热或冷却皮肤，以将来自光电检测器的电输出的SNR提高至少200％。在这方面，附加地或备选地，可以由多个加热和/或冷却机构在皮肤上的多个位置处调节与光源和光电检测器相邻的皮肤的温度。在这方面，附加地或备选地，方法可以进一步包括：在加热皮肤的加热时段和冷却皮肤的冷却时段之间交替；以及在加热时段和冷却时段之间评估光电检测器生成的电输出的改变。在这方面，附加地或备选地，方法可以进一步包括：从电输出，标识动脉脉搏波形中的重搏切迹。在这方面，附加地或备选地，方法可以进一步包括：响应于按钮的用户操作，控制应用于皮肤的加热和/或冷却机构。在这方面，附加地或备选地，方法可以进一步包括基于皮肤的色调来调整预定皮肤温度。

另一个方面提供了一种光电容积描记方法，包括：经由光源发射光以照射用户的皮肤；经由光电检测器接收照射皮肤的光，以生成作为所接收的光的强度的函数的电输出；经由被配置为加热皮肤的加热装置，在发射和接收期间调节与光源和光电检测器相邻的皮肤的温度；以及在调节期间，基于电输出生成指示血液性质的输出信号，加热装置与光源和光电检测器相邻地被提供在光电容积描记设备中。

应当理解，本文描述的配置和/或方法在本质上是示例性的，并且这些特定的实施例或示例不应当被视为具有限制意义，因为许多变型是可能的。本文描述的特定例程或方法可以表示任何数目的处理策略中的一个或多个处理策略。如此，所图示和/或描述的各种动作可以以所图示和/或描述的顺序、以其他顺序、并行地来执行或省略。同样，可以改变上述过程的次序。

本公开的主题内容包括本文公开的各种过程、系统和配置的所有新颖且非明显的组合和子组合以及其他特征、功能、动作和/或性质及其所有等价物。