本申請要求2014年9月22日提交的題為“Improved Pulse Oximeter Readings With An Accelerometer”的美國臨時專利申請No.62/053,483的優先權,其全部內容通過引用并入本文。
背景技術:
利用遠程監測患者狀態的能力來連續監測生命體征是一個不斷增長的領域,并且將多種測量能力并入到可由患者一次佩戴多天的單個小型不引人注意的(unobtrusive)貼片(即,身體穿戴的貼片)中的能力是期望的特征。一種這樣的測量是血氧讀數,通常由脈搏血氧計進行。電流脈搏血氧計設計使用高精度的電流宿(current sink)來控制由電壓控制源驅動的發光二極管(LED)。患者的血氧讀數可能受到患者活動水平的影響,并因此,如果在沒有關于患者活動的上下文的情況下提供讀數,則可以由貼片進行的測量可能是誤導性的。
技術實現要素:
各種實施例的系統、方法和設備提供了一種能夠基于來自加速度計的數據或基于由加速度計通知的數據來獲取血氧讀數的脈搏血氧計。各種實施例提供了一種電子貼片,其包括連接到處理器的脈搏血氧計和加速度計,其中,所述處理器配置有處理器可執行指令,以至少部分地基于來自加速度計的數據來控制脈搏血氧計的操作。在各種實施例中,電子貼片還可以包括可對脈搏血氧計供電的紐扣電池或其它低功率電源。
在一個實施例中,可以控制脈搏血氧計以由處理器至少部分地基于從加速度計接收的測量來產生光和/或測量光。在一個實施例中,處理器可以至少部分地基于來自加速度計的測量結果確定患者的活動狀態和/或休息狀態,并且可以僅在休息時段期間打開脈搏血氧計以及操作脈搏血氧計,以增加氧測量和脈搏測量的準確性并降低功耗。在另外的實施例中,加速度計數據可以由處理器使用,以例如通過指示讀數是否是在高患者移動或低患者移動的時段期間獲取的來指示脈搏血氧計讀數的準確性。
在另一實施例中,加速度計數據可以由處理器使用,以識別休息時間和/或睡眠時間,并在休息時間和/或睡眠時間期間降低脈搏血氧計的測量速率,以改善(例如,減少)電源在休息時間和/或睡眠時間期間的電源消耗。在一個實施例中,加速度計數據可以由處理器用于將血氧測量和脈搏測量定為對應于低活動和/或高(例如,峰值)活動。使貼片處理器能夠識別休息和/或高(例如,峰值)活動以及能夠在單個設備(例如,一個電子貼片)中測量血氧水平和脈搏可以允許顯著的診斷能力。在一個實施例中,由脈搏血氧計測量的心率的增加可以由處理器用于與加速度計數據進行比較,以確定該增加是活動相關的還是壓力相關的。
附圖說明
并入本文并構成本說明書的一部分的附圖示出了本發明的示例性實施例,并且與上面給出的一般描述和下面給出的詳細描述一起用于解釋本發明的特征。
圖1是示出了包括放置在患者身上的脈搏血氧計和加速度計的實施例電子貼片的組件框圖。
圖2是示出了可能適于包括在電子貼片上的脈搏血氧計和加速度計的實施例電路的電路圖。
圖3是示出了用于基于由加速度計讀數指示的患者活動狀態來控制脈搏血氧計的實施例方法的過程流程圖。
圖4是示出了用于基于加速度計讀數來指示脈搏血氧計讀數的準確性的實施例方法的過程流程圖。
圖5是示出了用于基于由加速度計讀數指示的患者活動狀態來改變脈搏血氧計測量速率的實施例方法的過程流程圖。
圖6是示出了用于基于加速度計讀數將脈搏血氧計讀數與患者活動狀態對準的實施例方法的過程流程圖。
圖7是示出了用于將心率增加與患者狀態相關聯的實施例方法的過程流程圖。
圖8是示出了用于基于由加速度計讀數指示的患者活動狀態來控制脈搏血氧計的另一實施例方法的過程流程圖。
圖9是適于與各種實施例一起使用的計算設備的組件框圖。
具體實施方式
將參照附圖來詳細地描述各種實施例。盡可能地,在整個附圖中將使用相同的附圖標記來指代相同或相似的部件。對特定示例和實現的參考是出于說明的目的,并且不旨在限制本發明或權利要求的范圍。
詞語“示例性”在本文中用于表示“用作示例、實例或說明”。本文中描述為“示例性”的任何實現不必解釋為優選的或比其它實現更有優勢。
本文中使用的術語“計算設備”是指蜂窩電話、智能電話、網絡平板計算機、平板計算機、啟用了因特網的蜂窩電話、啟用了Wi-Fi的電子設備、膝上型計算機、個人計算機計算機、以及配備有至少處理器并且被配置為與本文所述的電子貼片通信的類似電子設備。
脈搏血氧計監測血流中的氧水平。脈搏血氧計通常通過照射穿過身體部分的兩種不同波長的光(例如,來自紅色LED和紅外LED)并測量(例如,經由光電晶體管)原始光和接收光在兩個不同波長處的振幅的相對差異來進行操作。例如,一個波長可能是紅色的并且另一波長可能是紅外的。具有較低氧水平的血液可能傾向于吸收較少的紅外光和較多的紅光。或者,具有較高氧水平的血液可能傾向于吸收更多的紅外光和較少的紅光。因此,正確校準的脈搏血氧計可以通過發射紅色和紅外波長的光,并且在光穿過身體部分(例如指尖或耳垂)之后測量紅光和紅外光的相對量來確定氧水平。另外,對接收光的測量還可以使得能夠由脈搏血氧計確定患者的心率。患者的運動可能導致由脈搏血氧計測量的血氧測量結果和心率測量結果中的降級。
電流脈搏血氧計具有大的功率需求,并且將需要不適合在電子貼片中使用的大的電池。因此,需要改進脈搏血氧計,以將脈搏血氧計的功率需求降低到足夠低以允許紐扣電池為脈搏血氧計供電的水平,以便支持將脈搏血氧計集成到患者佩戴的電子貼片上。
各種實施例的系統、方法、以及設備提供了一種能夠基于來自加速度計的數據或者基于由加速度計通知的數據來獲取血氧讀數的脈搏血氧計。各種實施例提供了一種電子貼片,其包括連接到處理器的脈搏血氧計和加速度計,其中,所述處理器配置有處理器可執行指令,以至少部分地基于來自加速度計的測量結果來控制脈搏血氧計的操作。在各種實施例中,電子貼片還可以包括可以對脈搏血氧計供電的紐扣電池或者其它低功率電源。
在一個實施例中,可以控制脈搏血氧計以由處理器至少部分地基于從加速度計接收的測量來產生光和/或測量光。在一個實施例中,處理器可以至少部分地基于來自加速度計的測量結果確定患者的活動狀態和/或休息狀態,并且可以僅在休息時段期間打開并操作脈搏血氧計,以增加氧測量和脈搏測量的準確性并降低功耗。休息狀態和/或活動狀態可以是指示患者的相對活動水平的狀態。例如,處于休息狀態的患者可能比處于活動狀態的患者較少活動(例如,較少移動)。在各種實施例中,休息狀態可以指示患者是靜止的或正在移動小于表示休息狀態中允許的最大運動量的門限值。高于該門限值的運動量可以指示患者處于活動狀態并且不處于休息狀態。以這種方式,盡管患者可能不是完全靜止的,但是他或她的運動可能低于門限值,從而指示患者可能處于休息狀態,而不考慮由加速度計記錄的某種程度的運動。
在額外的實施例中,加速度計數據可以由處理器使用,以例如通過指示讀數是或不是在高患者移動的時段期間獲取的來指示脈搏血氧計讀數的準確性。在進一步的實施例中,加速度計數據可以由處理器使用,以識別休息時間和/或睡眠時間,并在休息時間和/或休眠時間期間降低脈搏血氧計的測量速率,以改善(例如,減少)電源在休息時間和/或睡眠時間期間的電源消耗。在一個實施例中,數據可以由處理器用于將血氧測量和脈搏測量聚焦以對應于低活動和/或高(例如,峰值)活動。使得能夠識別休息和/或高(例如,峰值)活動以及在單個設備(例如,一個電子貼片)中測量血氧水平和脈搏的能力可以允許顯著的診斷能力。在一個實施例中,由脈搏血氧計測量的心率的增加可以由處理器用于與數據進行比較,以確定該增加是活動相關的還是壓力相關的。
在各種實施例中,電子貼片的處理器可以周期性地打開并操作脈搏血氧計。在一個實施例中,電子貼片的處理器可以監測定時器的狀態,所述定時器例如指示在嘗試脈搏血氧計測量之間要等待的最小時間段的測量周期定時器。響應于確定定時器的狀態指示達到了嘗試脈搏血氧計測量的時間,處理器可以至少部分地基于來自加速度計的測量結果來確定患者的活動狀態和/或休息狀態。響應于確定來自加速度計的測量結果指示達到了患者的休息狀態,處理器可以打開并操作脈搏血氧計,以提高氧測量和脈搏測量的準確性并降低功耗。在進行了氧測量和脈搏測量之后,處理器可以關閉脈搏血氧計,并且繼續監測定時器的狀態以確定何時應該嘗試下一次脈搏血氧計測量。在進一步的實施例中,處理器可以使用第二定時器來確定何時確定患者的活動狀態和/或休息狀態,所述第二定時器例如指示等待患者進入休息狀態的最大時間段的窗口倒計時定時器。響應于確定第二定時器的狀態指示著超過了等待嘗試脈搏血氧計測量的時間,處理器可以打開并操作脈搏血氧計,而無論患者的當前狀態如何。
圖1示出了包括放置在患者102身上(例如患者102的手指的皮膚表面上)的脈搏血氧計的實施例電子貼片106。在各種實施例中,電子貼片106可以是柔性的和彈性的,使得放置電子貼片106以及從患者102移除電子貼片106不會損壞電子貼片106。電子貼片102可以包括:包括光輸出電路104(例如,包括輸出光的一個或多個LED的電路)和接收機電路107(例如,包括一個或多個光電晶體管的電路)的脈搏血氧計電路,其被配置為測量由光輸出電路104發射的、透射通過患者的皮膚和組織的光;以及處理器108,其連接到光輸出電路104和光接收機電路107,并配置具有用于控制脈搏血氧計(例如,光輸出電路104和/或光接收機電路107)的操作和/或接收來自脈搏血氧計的測量結果的處理器可執行指令。在一個實施例中,處理器108還可以被配置有處理器可執行指令,以基于來自脈搏血氧計(例如,光輸出電路104和/或光接收機電路)的測量結果來確定患者102的血氧水平和/脈搏。在一個實施例中,光輸出電路104、光接收機電路107、和/或處理器108可以連接到低功率電源105(例如紐扣電池)。
在一個實施例中,電子貼片106還可以包括連接到處理器108和低功率電源105的至少一個加速度計115。處理器108可以從加速度計115接收加速度測量結果,并且可以配置有處理器可執行指令以打開和/或關閉加速度計115并且至少部分地基于從加速度計115接收的測量結果來控制脈搏血氧計(例如,光輸出電路104和/或光接收機電路107)的操作。在各種實施例中,一旦貼片被激活或上電/通電,加速度計115就可以保持打開,并且持續性地從低功率電源105汲取(draw)電流。相比于脈搏血氧計(例如,光輸出電路104和/或光接收機電路107)汲取的電流量,加速度計115可能汲取相對較小的電流量。盡管加速度計115可以持續性地操作,但處理器108可以間歇地打開和關閉脈搏血氧計(例如,光輸出電路104和/或光接收機電路107),以相比于使脈搏血氧計(例如,光輸出電路104和/或光接收機電路107)持續性地打開相比較,減少從低功率電源汲取的電流總量。例如,加速度計115可以在低功率模式下汲取0.5微安的電流,而脈搏血氧計(例如,光輸出電路104和/或光接收機電路107)可以汲取20毫安的電流。在這樣的示例性電子貼片106中,僅間歇地打開脈搏血氧計(例如,光輸出電路104和/或光接收機電路107),例如僅在患者處于休息狀態時打開從而測量結果將是準確的,與在脈搏血氧計始終打開的情況下低功率電源105可能達到的使用時長(life)相比,可以延長低功率電源105(例如紐扣電池)的使用時長。
加速度計數據可以是由加速度計115提供的經采樣的加速度測量結果或從加速度計115接收的指示著加速度計檢測到滿足或超過門限的加速度事件(例如,峰值加速度事件)的中斷。當加速度計數據是由加速度計115提供的經采樣的加速度測量結果時,處理器108可以分析該加速度測量結果并且基于接收的加速度數據進行確定。當加速度計數據是由加速度計115以信號形式發送的中斷時,處理器108可以分析所述以信號形式發送的中斷,并且基于接收的中斷的類型來做出確定。從加速度計115接收中斷可以是由處理器108接收和處理加速度測量結果的低功率替代。
電子貼片106還可以包括收發機116,其連接到天線以及處理器108和低功率電源105。以這種方式,經由收發機116和天線,處理器108可以與諸如智能電話等遠程設備建立無線連接(例如連接),并且可以與遠程設備交換數據。收發機116僅用作適于在各種實施例中使用的一種類型的無線連接設備的示例,在其它配置中,針對電子貼片106的各種不同使用情況所需,接收機和/或發射機可以單獨地或結合地代替收發機116來提供到處理器108的發送和/或接收能力。
圖2是示出了用于包括加速度計230的脈搏血氧計的實施例電路200的電路圖。在一個實施例中,電路200可以集成到由患者佩戴的電子貼片中,所述電子貼片例如上述電子貼片106。低壓電源可為處理器218供電,或者處理器可以由單獨的電源(未示出)供電。當開關204a閉合時,低電壓源202為電容器206a供電。只要開關204a可以電隔離低電壓源202和開關204a,則該開關可以位于包含低電壓源202和開關204a的環路上的任何地方。處理器218可以控制開關204a何時打開或閉合。例如,處理器218可以閉合開關204a以允許電容器206a收集電荷。電容器206a上的電荷可以經由已知的關系對應于跨越電容器206a的電壓。跨越電容器206a的電壓可以由電壓表220監測。電壓表220可以將測量的電壓報告給處理器218。
當跨越電容器206a的電壓達到預定極限時,處理器218可以在適當時間打開開關204a以向光輸出電路203提供功率以使光輸出電路203產生光。作為示例,光輸出電路203可以包括開關204b和204c以及紅色LED 210a和紅外LED 210b。處理器218可以閉合開關204b、204c以允許電荷從電容器206a流到紅色LED 210a和紅外LED 210b。開關204b和204c可以連續地閉合以快速連續地測量不同的波長吸收率。開關204b、204c可以在電容器充電時保持開路以防止低電壓源202上的不必要的泄漏(drain)。電阻器222a、222b可以與紅色LED 210a和紅外LED 210b串聯連接,以控制通過每個LED 210a、210b的電流。電阻器222a、222b可以具有彼此相同或不同的電阻。電阻器222a、222b可以對來自電容器206a的電流的分配提供更大的控制,從而有助于消除對更高的電流電源的需要。在一個實施例中,開關204b、204c可以被處理器218閉合,以在一段時間內從電容器206a向紅色LED 210a和紅外LED 210b提供電荷,以分別使LED 210a和210b發射紅光212a和紅外光212b。在該時間段之后,開關204b、204c可以被微處理器218開路,以將LED 210a和210b與電容器206a隔離,以停止從電容器206a向LED 210a和210b提供電荷,并且停止LED 210a和210b分別發射紅光212a和紅外光212b。以這種方式,可以從紅色LED 210a和紅外LED 210b產生光突發,并且可以通過僅在一段時間內打開紅色LED 210a和紅外LED 210b來最小化電路200的電流汲取。
當足夠的電流通過紅色LED 210a和紅外LED 210b時,它們分別發射紅光212a和紅外光212b。光212a、212b通過身體部分244(例如指尖或耳垂)傳播。由身體部分244吸收的光的量可以取決于采樣時血液中氧的量和身體部分244中的血量。具體地,具有相對大量的氧的身體部分244可能趨向于吸收更多的紅外光212b和更少的紅光212a。具有相對少量氧的身體部分244可能趨于吸收較少的紅外光212b和較多的紅光212a。在穿過身體部分244之后,紅光212a和紅外光212b可以被光接收機電路207的光電檢測器214(例如光電晶體管或光傳感器)吸收,所述光接收機電路207包括光電檢測器214、開關204d、電容器206b和A/D轉換器216。對檢測到的光信號的絕對振幅以及檢測到的紅光212a和檢測到的紅外光212b的相對振幅的分析可以揭示血液的各種性質,諸如脈搏簡檔(profile)和血液中氧的量。
光電檢測器214可以由電壓源224a供電。處理器218可以控制開關204d。當開關204d開路時,電流可能不從光電檢測器214流出,并且可能不收集數據。當開關204d閉合時,光電檢測器214可以將數據傳輸到微處理器218。微處理器可以使開關204d的開路和閉合與開關204a、204b,204c同步,使得開關204d僅在光電檢測器214攔截到光212a、212b時閉合。當光電檢測器沒有接收到有用數據時,可以通過使開關204d開路來進一步減小功率需求。當開關204d閉合時,電流可以從光電檢測器214流到電容器206b,并且在A/D轉換器216的輸入端處存儲在電容器206b中。A/D轉換器216可以測量電容器206b處的電壓并將數據傳送到微處理器218。在一個實施例中,紅色LED 210a和紅外LED 210b的開啟周期可以通過微處理器218與開關204d的開路和閉合同步。微處理器218可以閉合開關204d,以剛好在紅色LED 210a和紅外LED 210b通過對電容器206a放電而被打開之前開始對其接收信號進行積分,并且可以控制A/D轉換器216一旦紅色LED 210a和紅外LED 210b關閉就進行電壓測量。在一個實施例中,光電檢測器214可以是單個器件,并且可以包括針對使用中的每個波長的光而單獨調諧的兩個單獨的檢測器。A/D轉換器216的數字輸出可以是光接收機電路207的輸出,該輸出可以由處理器218分析作為血氧水平的測量結果。
在一個實施例中,處理器218還可以連接到加速度計230,并且可以從加速度計230接收加速度測量結果,并且可以配置有處理器可執行指令,以控制開關204a、204b、204c、和/或204d的操作,來至少部分地基于從加速度計230接收的測量結果分別打開和/或關閉光輸出電路203和/或光接收機電路207。以這種方式,處理器218可以至少部分地基于從加速度計230接收到的測量結果,打開和/或關閉光輸出電路203并且控制其產生光,和/或可以打開和/或關閉光接收機電路207并且控制其接收和測量光。例如,處理器218可以配置有處理器可執行指令,以至少部分地基于來自加速度計230的測量結果來確定患者的活動狀態和/或休息狀態,并且可以僅在休息時段期間操作光輸出電路203和/或光接收機電路207,以提高氧測量和脈搏測量的準確性并降低功耗。在額外的實施例中,加速度計230測量結果可以由處理器218用來指示脈搏血氧計讀數的準確性,例如通過指示讀數是或不是在患者高度移動的時段期間獲取的。
在進一步的實施例中,處理器218可以使用加速度計230測量來識別休息時間和/或睡眠時間,并在休息時間和/或睡眠時間期間降低脈搏血氧計的測量速率,以改善(例如,減少)低功率電源202在休息時間和/或睡眠時間期間的消耗。
在一個實施例中,加速度計230測量結果可以由處理器218用來將血氧測量結果和脈搏測量結果定為對應于低活動和/或高(例如,峰值)活動。使得能夠識別休息和/或高(例如,峰值)活動以及在單個設備(例如,一個電子貼片)中測量血氧水平和脈搏的能力可以允許顯著的診斷能力。單個貼片的設計方案可以被配置為在本文描述的實施例的各種組合中進行操作,并且因此基于與診斷目的相關的每個患者的診斷需求而被定制用于特定需要。在一個實施例中,由脈搏血氧計測量的心率的增加或血氧水平的變化可以由處理器218用于與加速度計數據進行比較,以確定這些變化是與活動相關還是與壓力相關。
收發機232還可以連接到天線233和處理器218。以這種方式,經由收發機232和天線233,處理器218可以與遠程設備(例如智能電話)建立無線連接,例如藍牙連接,并且可以與遠程設備交換數據。
圖3示出了用于基于由加速度計讀數指示的患者活動狀態來控制脈搏血氧計的實施例方法300。在一個實施例中,方法300的操作可以由包括脈搏血氧計和加速度計的電子貼片(例如上述貼片106)的處理器執行。在框302中,處理器可以從連接到處理器的加速度計接收加速度計數據。加速度計數據可以是由加速度計提供的經采樣的加速度測量結果或是從加速度計接收的指示著由加速度計檢測到滿足或超過門限的加速度事件(例如,峰值加速度事件)的中斷。當加速度計數據是由加速度計提供的經采樣的加速度測量結果時,處理器可以分析加速度測量結果并且基于接收到的加速度數據來做出確定。當加速度計數據是由加速度計以信號形式發送的中斷時,處理器可以分析該以信號形式發送的中斷并且基于接收的中斷的類型來做出確定。在框304中,處理器可以基于接收的加速度計數據來確定患者活動狀態。例如,處理器可以基于接收的加速度計數據來確定患者的活動狀態是休息的還是活動的(例如,當加速度計數據是加速度測量結果時,通過分析該加速度測量結果來確定患者的活動狀態是休息的還是活動的,當加速度計數據是中斷時,通過分析該中斷來確定該中斷是否以信號形式指示與休息或活動狀態相關的加速度水平等)。可以基于接收的加速度測量結果(例如,加速度數據和/或中斷信號),通過將接收的加速度測量結果與和休息狀態和/或活動狀態相關聯的門限值進行比較來確定休息狀態和/或活動狀態。例如,雖然可能針對患者指示了一些加速度(例如,患者可能不完全靜止),但是該加速度水平可能低于針對休息狀態的門限值,并且仍然可以將患者的活動狀態確定為休息狀態。
在確定框306中,處理器可以確定患者的活動狀態是否指示休息狀態。響應于確定患者的活動狀態沒有被指示為休息狀態(即,確定框306=“否”),處理器可以在框302中繼續接收加速度計數據。以這種方式,當患者處于活動狀態時可以不激活脈搏血氧計,從而減少了脈搏血氧計的錯誤測量的機會并且減少了電源的消耗,這是因為當測量可能是錯誤的時,脈搏血氧計可能不被激活。
響應于確定患者活動狀態確實指示休息狀態(即,確定框306=“是”),處理器可以在框307中打開脈搏血氧計。以此方式,當患者活動狀態基于加速度計數據被指示為休息狀態時,脈搏血氧計可以保持關閉,并僅從電源(例如紐扣電池)汲取電流。在框308中,處理器可以控制脈搏血氧計進行測量,例如脈搏速率測量、血氧測量等。以這種方式,脈搏血氧計可以僅在患者處于休息狀態時被激活,并且脈搏血氧計測量結果更可能是準確的,由此通過限制脈搏血氧計活動來節省功率。在框309中,處理器可以關閉脈搏血氧計并通過接收另一加速度計數據塊302來以循環方式執行方法300的操作。以這種方式,一旦進行了脈搏血氧計測量,則可以關閉脈搏血氧計以節省功率。
圖4示出了用于基于加速度計讀數來指示脈搏血氧計讀數的準確性的實施例方法400。在一個實施例中,方法400的操作可以由包括脈搏血氧計和加速度計的電子貼片(例如上述貼片106)的處理器來執行。如上所述,在框302中,處理器可以接收加速度計數據,并且在框304中,處理器可以基于接收的加速度計數據來確定患者活動狀態。如上所述,在框308中,處理器可以控制脈搏血氧計進行測量,例如脈搏速率測量、血氧測量等。
在框402中,處理器可以利用脈搏血氧計測量結果來指示患者活動狀態。例如,所確定的患者活動狀態(例如休息或活動狀態)可以與存儲器中的脈搏血氧計測量結果(例如測量結果數據庫)相關聯。在利用脈搏血氧計測量結果來指示患者活動狀態時,處理器可以通過返回執行框302中的操作來循環地重復方法400。
圖5示出了用于基于由加速度計讀數指示的患者活動狀態來改變脈搏血氧計測量速率的實施例方法500。在一個實施例中,方法500的操作可以由包括脈搏血氧計和加速度計的電子貼片(例如上述貼片106)的處理器來執行。在框502中,處理器可以控制脈搏血氧計以測量速率進行測量,例如脈搏速率測量、血氧測量等。例如,測量速率可以是在存儲器中指示的可變值(舉例來說,采樣速率,例如每分鐘的測量),并且處理器可以根據測量速率來周期性地激活脈搏血氧計。如上所述,在框302中,處理器可以接收加速度計數據,并且在框304中,處理器可以基于接收的加速度計數據來確定患者活動狀態。
如上所述,在確定框306中,處理器可以確定患者活動狀態是否是休息狀態。響應于確定患者活動狀態不是休息狀態(即,確定框306=“否”),處理器可以在框504中將測量速率設置為默認水平。例如,默認水平可以是相對較高的測量速率,例如高采樣速率。以這種方式,當患者不休息時,可以使用較高的相對采樣率來更頻繁地激活脈搏血氧計。處理器可以返回執行框502中的操作以將脈搏血氧計控制在默認水平的測量速率。
響應于確定患者處于休息狀態(即,確定框306=“是”),處理器可以在框506中將測量速率設置為休息水平。例如,休息水平可以是相對較低的測量速率,例如低采樣速率。以這種方式,當患者休息時,脈搏血氧計可以獲取較少的樣本,節省電池電量。處理器可以返回執行框502中的操作以將脈搏血氧計控制在休息狀態水平的測量速率。
圖6示出了用于基于加速度計讀數將脈搏血氧計讀數與患者活動狀態對準的實施例方法600。在一個實施例中,方法600的操作可以由包括脈搏血氧計和加速度計的電子貼片(例如上述貼片106)的處理器執行。如上所述,在框302中,處理器可以接收加速度計數據,并且在框304中,處理器可以基于接收的加速度計數據確定患者活動狀態。
在確定框602中,處理器可以確定患者活動狀態是否滿足脈搏血氧計測量條件。在一個實施例中,患者活動狀態可以與進行脈搏血氧計測量的指令相關。作為示例,進入休息狀態的患者可能與進行脈搏血氧計測量相關,進入高活動狀態的患者可能與進行脈搏血氧計測量相關,和/或達到最大或峰值活動率的患者可能是與進行脈搏血氧計測量相關。響應于確定患者活動狀態不滿足脈搏血氧計測量條件(即,確定框602=“否”),處理器可以執行框302中的操作,如上所述。響應于確定患者活動狀態滿足脈搏血氧計測量條件(即,確定框602=“是”),處理器可以控制脈搏血氧計在框308中進行測量,如上所述。
圖7示出了用于將心率增加與患者狀態相關聯的實施例方法700。在實施例中,方法700的操作可以由包括脈搏血氧計和加速度計的電子貼片(例如上述貼片106)的處理器執行。如上所述,在框308中,處理器可以控制脈搏血氧計進行測量,例如脈搏速率測量、血氧測量等。在框702中,處理器可以確定患者的脈搏速率是否已經增加。響應于確定脈搏速率尚未增加(即,確定框702=“否”),處理器可返回到執行框308中的操作。
響應于確定脈搏率已經增加(即,確定框702=“是”),如上所述,處理器可以在框302中接收加速度計數據,并且在框304中基于所接收的加速度計數據來確定患者活動狀態。
在確定框704中,處理器可以確定患者的活動狀態是否指示活動的狀態。響應于確定患者活動狀態不是活動的狀態(即,確定框704=“否”),處理器可以在框706中指示脈搏速率增加是由壓力引起的,并且返回到框308中控制脈搏血氧計。響應于確定患者處于活動的狀態(即,確定框704=“是”),處理器可以指示脈搏率增加是由框708中的患者活動引起的,并返回到框308中控制脈搏血氧計。
圖8示出了用于基于由加速度計讀數指示的患者活動狀態來控制脈搏血氧計的實施例方法800。在一個實施例中,方法800的操作可以由包括脈搏血氧計和加速度計的電子貼片(例如上述貼片106)的處理器來執行。在框802中,處理器可以被通電。例如,可以將電子貼片可以從包裝中移除并將其應用于患者,導致該電子貼片的處理器被通電。
在框804中,處理器可以重置和開始測量周期倒計時定時器。測量周期倒計時定時器可以是由處理器監測的倒計時定時器,其可以被設置為在執行脈搏血氧計測量之間要等待的最小時間。可以將在執行脈搏血氧計測量之間要等待的最小時間設置為任何時間值,例如小于30分鐘、30分鐘、大于30分鐘等,并且可以基于患者醫療狀況或任何其他因素而變化。
在確定框806中,處理器可以確定測量周期倒計時定時器是否已到期。響應于確定測量周期倒計時定時器尚未到期(即,確定框806=“是”),處理器可繼續監測測量周期倒計時定時器的狀態,并繼續在確定框806中確定測量周期倒計時定時器是否已到期。
響應于確定測量時段倒計時定時器已到期(即,確定框806=“是”),處理器可以在框808中重置并啟動測量窗口倒計時定時器。測量窗口倒計時定時器可以是由處理器監測的倒計時定時器,其可以被設置為等待患者進入休息狀態以執行脈搏血氧計測量的最大時間。測量窗口倒計時定時器可以提供在患者休息狀態期間嘗試進行更準確的脈搏血氧計測量的最大等待時間。在測量窗口倒計時定時器到期之后,處理器可以默認進行脈搏血氧計測量,而無論當前患者活動狀態如何。以這種方式,無論患者活動狀態如何,在不進行脈搏血氧計測量讀數的情況下,可能不會超過等于測量周期倒定時器加上測量窗口倒計時定時器的總時間段。可以將在患者休息狀態期間嘗試進行更準確的脈搏血氧計測量的最大等待時間設置為任何時間值,例如小于10分鐘、10分鐘、大于10分鐘等,并且可以基于患者醫療條件或任何其他因素而變化。在等待時間之后,處理器將默認進行脈搏血氧計測量,無論當前患者活動狀態如何。
在框302和框304中,處理器可以執行上面參考圖3描述的方法300中的相同編號的框的操作,以接收加速度計數據并確定患者活動狀態。在確定框808中,處理器可以確定測量窗口倒計時定時器是否已經到期。響應于確定測量窗口倒計時定時器尚未到期(即,確定框808=“否”),處理器可以在確定框306中確定患者活動狀態是否指示休息狀態,如上文參考圖3所描述的。
響應于確定患者不處于休息狀態(即,確定框306=“否”),處理器可以在框302中再次接收加速度計數據,并且在框304中確定患者活動狀態。
響應于確定患者處于休息狀態(即,確定框306=“是”),或響應于確定測量窗口倒計時定時器已經到期(即,確定框808=“是”),處理器可以在框307中打開脈搏血氧計,在框308中進行測量,并且在框309中關閉脈搏血氧計,如參考圖3所描述的。以這種方式,當患者活動狀態是休息狀態、或者超過最大等待時間而無論患者活動狀態如何時,可以激活脈搏血氧計以進行測量,從而通過在測量可能是準確的時或需要打開脈搏血氧計以免錯過測量窗口時僅打開脈搏血氧計進行測量來節省電池使用時長。在框402中,處理器可以利用脈搏血氧計測量結果來指示患者活動狀態,如參考圖4所描述的。處理器可以通過在框804中重置并啟動測量周期倒計時定時器來循環地執行方法800。以這種方式,脈搏血氧計可以僅周期性地打開以進行測量,并從而節省電池使用時長。
實施例貼片可以被配置為向各種計算設備中的任一個發送數據。例如,圖9示出了適用于各種實施例的計算設備900。計算設備900可以交換來自上述電子貼片的數據,并且可以執行上述方法300、400、500、600、700、和/或800的操作中的一個或多個。例如,可以將加速度計和/或脈搏血氧計測量值發送到計算設備900,并且可以將脈搏血氧計控制信號從計算設備900發送到電子貼片。
在各種實施例中,計算設備900可以包括耦合到觸摸屏控制器804和內部存儲器902的處理器901。處理器901可以是指定用于一般或特定處理任務的一個或多個多核IC。內部存儲器902可以是易失性或非易失性存儲器,并且還可以是安全的和/或加密的存儲器、或不安全的和/或未加密的存儲器、或其任意組合。觸摸屏控制器904和處理器901還可以耦合到觸摸屏面板912,所述觸摸屏面板912例如電阻感測觸摸屏、電容感測觸摸屏、紅外感測觸摸屏等。計算設備900可以具有彼此耦合和/或耦合到處理器901的一個或多個無線信號收發機908(例如,Wi-Fi、RF、蜂窩等)和天線910,以用于發送和接收。收發機908和天線910可以與上述電路一起使用以實現各種無線傳輸協議棧和接口。計算設備900可以包括蜂窩網絡無線調制解調器芯片916,其使得能夠經由蜂窩網絡(例如eMBMS網絡)進行通信,并且耦合到處理器。計算設備900可以包括耦合到處理器901的外圍設備連接接口918。外圍設備連接接口918可以被單獨配置為接受一種類型的連接,或者被配置為接受各種類型的物理和通信連接,無論是公共的還是專有的,例如USB、FireWire、Thunderbolt或PCIe。外圍設備連接接口918還可以耦合到類似配置的外圍設備連接端口(未示出)。計算設備900還可以包括用于提供音頻輸出的揚聲器914。計算設備900還可以包括由塑料、金屬或材料的組合構成的殼體920,以用于容納本文中所討論的所有或一些組件。計算設備900可以包括耦合到處理器901的電源922,其例如一次性或可充電電池。可充電電池還可以耦合到外圍設備連接端口以從計算設備900外部的源接收充電電流。
適于在各種實施例中使用的計算設備的處理器可以是任何可編程微處理器、微計算機或多個處理器芯片或芯片,其可以由軟件指令(應用)配置以執行各種功能(包括如上所述的各種實施例的功能)。在各種設備中,可以提供多個處理器,諸如專用于無線通信功能的一個處理器和專用于運行其他應用的一個處理器。通常,在軟件被訪問并加載到處理器之前其可以存儲在內部存儲器中。處理器可以包括足以存儲應用軟件指令的內部存儲器。在許多設備中,內部存儲器可以是易失性或非易失性存儲器(例如閃存)或兩者的混合。出于本說明書的目的,對存儲器的一般引用是指可由處理器訪問的存儲器,包括插入到各種設備中的內部存儲器或可移動存儲器以及處理器內的存儲器。
此外,本領域技術人員將理解,上述方法描述和過程流程圖僅是作為說明性示例而被提供的,并且不旨在要求或暗示各種實施例的步驟必須以所呈現的順序來執行。如本領域技術人員將理解的,前述實施例中的步驟的順序可以以任何順序來執行。諸如“之后”、“隨后”、“下一個”等詞語并不旨在限制步驟的順序;這些詞語僅用于貫穿對方法的描述來引導讀者。此外,以單數形式對權利要求要素的任何引用(例如,使用冠詞“一”、“一個”或“所述”),不應被解釋為將該要素限制為單數。
結合本文中公開的實施例來描述的各種示例性的邏輯框、模塊、電路和算法步驟均可以實現成電子硬件、計算機軟件或二者的組合。為了清楚地表示硬件和軟件之間的這種可交換性,上面對各種示例性的組件、框、模塊、電路和步驟均圍繞其功能進行了總體描述。至于這種功能是實現成硬件還是實現成軟件,取決于具體的應用和對整個系統所施加的設計約束條件。熟練的技術人員可以針對每個具體應用,以變通的方式實現所描述的功能,但是,這種實現決策不應解釋為導致背離實施例的保護范圍。
可以利用被設計為執行本文中所描述功能的通用處理器、數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件或者其任意組合,來實現或執行結合本文公開的實施例所描述的、用于實現各種示例性邏輯單元、邏輯框、模塊和電路的硬件。通用處理器可以是微處理器,或者,該處理器也可以是任何常規的處理器、控制器、微控制器或者狀態機。處理器還可以實現為計算設備的組合,例如,DSP和微處理器的組合、多個微處理器、一個或多個微處理器與DSP內核的結合,或者任何其它此種結構。或者,一些步驟或方法可以由特定于給定功能的電路來執行。
各種實施例中的功能可以以硬件、軟件、固件或其任意組合來實現。如果以軟件來實現,則可以將所述功能可以作為一個或多個處理器可執行指令或代碼存儲在非暫時性計算機可讀介質或非暫時性處理器可讀介質上。本文所公開的方法或算法的步驟可以體現在可以駐留在非暫時性計算機可讀或處理器可讀存儲介質上的處理器可執行軟件模塊中。非暫時性計算機可讀或處理器可讀存儲介質可以是可由計算機或處理器訪問的任何存儲介質。通過示例而非限制的方式,這種非暫時性計算機可讀或處理器可讀介質可以包括RAM、ROM、EEPROM、閃存、CD-ROM或其他光盤存儲器、磁盤存儲器或其他磁存儲設備、或者可以用于以指令或數據結構形式存儲期望的程序代碼并且可以由計算機訪問的任何其它介質。如本文中所使用的,磁盤和光盤包括壓縮光盤(CD)、激光光盤、光盤、數字通用光盤(DVD)、軟盤和藍光光盤,其中磁盤通常磁性地復制數據,而光盤則使用激光來光學地復制數據。上述的組合也包括在非暫時性計算機可讀和處理器可讀介質的范圍內。另外,方法或算法的操作可以作為代碼和/或指令的一個或任何組合或集合駐留在非暫時性處理器可讀介質和/或計算機可讀介質上,可以將其并入計算機程序產品。
為使本領域任何技術人員能夠進行或使用本發明,提供對所公開的實施例的先前描述。對于本領域技術人員而言,對這些實施例的各種修改將是顯而易見的,并且在不脫離本發明的精神或范圍的情況下,本文定義的一般原理可以應用于其他實施例。因此,本發明并不旨在限于本文中所顯示的實施例,而是要符合與所附權利要求以及本文公開的原理和新穎性特征相一致的最寬范圍。