背景技術:
除非本文另有說明,本部分所描述的資料不是本申請的權利要求的現有技術,并且不通過包括在本部分中而被承認是現有技術。
心電圖(electrocardiography)是通過穿過皮膚測量電信號而記錄心臟的電活動的技術。測量結果產生顯示心臟跳動的波形(心電圖)。該波形還可以包括可指示心臟健康、異?;蜥t療狀況的其它特征。可以通過將電極放置在多個身體位置(例如胸部、手臂和/或腿部)的皮膚上,并將電極電連接到心臟監視器,來獲得心電圖測量。通常,在臨床環境中獲得心電圖,其中醫師、護士或其它醫學專業人員將電極放置在身體上并操作心臟監視器。
技術實現要素:
本公開的一些實施例提供了一種裝置,其包括:(i)參比電極;(ii)遠程電極;(iii)殼體;(iv)信號調節器,其設置在所述殼體中并電連接到所述參比電極和所述遠程電極,其中所述信號調節器配置為從所述遠程電極和所述參比電極之間的電壓波動提取心電圖信號;(v)第一安裝件,配置為在第一安裝位置將所述殼體可移除地安裝到衣服;以及(vi)第二安裝件,配置為在第二安裝位置將所述遠程電極可移除地安裝到所述衣服,其中所述第二安裝位置與所述第一安裝位置是分離的。
本公開的一些實施例提供了一種裝置,其包括:(i)參比電極;(ii)遠程電極;(iii)殼體;(iv)用于從所述遠程電極和所述參比電極之間的電壓波動提取心電圖信號的結構;(v)用于在第一安裝位置將所述殼體可移除地安裝到衣服的結構;以及(vi)用于在第二安裝位置將所述遠程電極可移除地安裝到所述衣服的結構,其中所述第二安裝位置與所述第一安裝位置是分離的。
本公開的實施例提出了一種方法,其包括:(i)將一裝置可移除地安裝到衣服,其中所述裝置包括:(1)參比電極;(2)遠程電極;(3)殼體;(4)信號調節器,其設置在所述殼體中并電連接到所述參比電極和所述遠程電極,其中所述信號調節器配置為從所述遠程電極和所述參比電極之間的電壓波動提取心電圖信號;(5)第一安裝件,構造為在第一安裝位置將所述殼體可移除地安裝到衣服,其中將所述裝置安裝到所述衣服包括在所述第一安裝位置將所述殼體可移除地安裝到所述衣服;以及(6)第二安裝件,配置為在第二安裝位置將所述遠程電極可移除地安裝到所述衣服,其中將所述裝置安裝到所述衣服包括在所述第二安裝位置將所述遠程電極可移除地安裝到所述衣服,其中所述第二安裝位置與所述第一安裝位置是分離的;以及(ii)操作所述信號調節器,以從所述遠程電極和所述參比電極之間的電壓波動提取心電圖信號。
通過閱讀以下詳細描述,并在適當的情況下參考附圖,這些以及其它方面、優點和替代方案,對于本領域普通技術人員將變得顯而易見。
附圖說明
圖1a是示例裝置的正視圖。
圖1b是圖1a所示的裝置的俯視圖。
圖2是示出了由人穿戴的多個裝置的圖示。
圖3a是示例裝置的正視圖。
圖3b是示例裝置的正視圖。
圖3c是示例裝置的正視圖。
圖3d是示例裝置的正視圖。
圖3e是示例裝置的元件的正視圖。
圖4a是示例裝置的正視圖。
圖4b是示例裝置的正視圖。
圖4c是示例裝置的正視圖。
圖5是示例系統的框圖,其包括與服務器通信的多個裝置。
圖6是設置在示例裝置中的部件的功能框圖。
圖7是示例方法的流程圖。
具體實施方式
在下面的說明書中,參考了附圖,附圖形成說明書的部分。在附圖中,相似的符號通常標識相似的部件,除非文中另有說明。在詳細說明、附圖和權利要求中描述的說明性實施例并不意味著限制。在不脫離本文呈現的主題的范圍的情況下,可以使用其它實施例、并且可以進行其它變型。容易理解,本公開的多個方面,如本文中一般性描述并且在附圖中示出的,可以以各種各樣的不同配置進行布置、替換、組合、分離和設計,所有這些都在本文中被明確地設想。
i.概述
裝置可以配置為測量人的一個或多個生理參數。一個或多個生理參數可以包括心電圖信號(ecg),其可以與人的心臟的電活動相關,并且因此與穿戴者的醫療和/或健康狀況相關。為了測量ecg信號,該裝置可以包括兩個電極,其可以放置為在相應的位置與人的皮膚接觸,所述位置例如人的軀干、胸部、腹部、骨盆、背部、(多個)腕部、(多個)前臂、(多個)上臂、(多個)腿部、(多個)大腿等。例如,第一電極和第二電極可以在人的軀干上的不同位置處接觸皮膚(例如,在人的胸部的兩個位置處,在人的心臟的任一側上),并且可以從第一電極和第二電極之間的電壓波動提取ecg信號。檢測到的ecg信號和/或(例如在多個相應的時間段期間檢測到)多個檢測到的ecg信號的一個或多個屬性可以被確定和/或與人的一個或多個生理和/或健康狀況相關聯。
本文公開了裝置,用戶可以通過所述裝置在臨床環境之外獲得他或她自身的心電圖測量結果。在示例實施例中,所述裝置具有的形狀因子,其允許用戶將所述裝置附接到用戶(在本文中也稱為穿戴者)所穿戴的衣服(例如,內衣,比如內褲或胸罩)。例如,所述裝置可以包括殼體,其容納電子器件、安裝在殼體上的參比電極、遠程電極、以及在殼體和遠程電極之間延伸的柔性電引線。殼體中的電子器件可以包括信號調節器、微處理器、模數轉換器(其可以是微處理器的一部分)、以及無線發送器。信號調節器可以電連接到參比電極和遠程電極,其可以配置為從電極之間的電壓波動提取心電圖信號。信號調節器可以例如包括至少一個放大器、至少一個高通濾波器、以及至少一個低通濾波器(替代地,可以使用軟件來執行這些信號調節功能中的一個或多個)。微處理器可以獲得與心電圖信號相關的數據(例如,在信號被模數轉換器數字化之后),并且微處理器可以使用無線發送器將與心電圖信號相關的數據發送到遠程計算裝置(例如,到“云”)。
殼體可以包括安裝件,以在第一安裝位置將殼體可移除地安裝到衣服,且遠程電極可以包括安裝件,以在第二安裝位置將遠程電極可移除地安裝到衣服。衣服上的安裝位置可以是衣服按壓參比電極和遠程電極抵靠穿戴者的皮膚的位置(即,衣服對穿戴者的皮膚施加顯著的法向力的位置)。例如,安裝位置可以是在內衣的彈性腰帶上的位置。安裝件可以是如下形式:夾子、粘合帶、別針、柔性鉤、或將該裝置的元件可移除地安裝在衣服上或衣服內的任何其它結構。當殼體和遠程電極被適當地安裝時,參比電極在用戶的軀干上的第一位置處接觸皮膚,且遠程電極在用戶的軀干上的第二位置處接觸皮膚。兩個軀干位置可以例如分開約4至8英寸的距離。在裝置可移除地安裝到內褲(例如,短褲、拳擊手短褲、褲裙等)的情況下,兩個軀干位置可以是在下腹部或骨盆上的位置。在裝置可移除地安裝到胸罩的情況下,兩個軀干位置可以是胸廓(胸部)位置。
當以這種方式穿戴裝置時,穿戴者可以在參與某些活動時(例如,在跑步或從事其它形式的運動時)或者整天獲得心電圖測量。因此,裝置可以便于連續或接近連續地監測心臟。這種心臟監測可以允許檢測罕見事件(例如,心律失常、暫時性心動過緩和/或心動過速)、比在醫院或其它受控醫療環境中更為廣泛地發生的穿戴者行為期間的心臟電活動、檢測心臟長期(例如,數周、數月)的電活動的變化、以及穿戴者的生理狀態的其它特性。
裝置的電子器件可以包括信號調節器、微處理器、模數轉換器(其可以是微處理器的一部分)、數據存儲器、無線發送器、和/或其它部件。信號調節器可以電連接到遠程電極和參比電極,且可以配置為從電極之間的電壓波動提取ecg信號。信號調節器可以通過執行各種類型的信號調節來提取ecg信號,例如放大、高通濾波和低通濾波。因此,信號調節器可以包括至少一個放大器、至少一個高通濾波器和至少一個低通濾波器。替代地,可以由軟件形成這些信號調節功能中的一個或多個。
微處理器可以獲得與心電圖信號相關的數據(例如,在信號被模數轉換器數字化之后),且微處理器可以使用無線發送器將與ecg信號相關的數據發送到遠程計算裝置(例如,到“云”)。附加地或替代地,微處理器可以將與ecg信號相關的信號記錄在數據存儲器中。在一些示例中,電子器件(例如,信號調節器)包括電路或其它元件,其配置為檢測到遠程電極和參比電極正在接觸皮膚,和/或可以從電極之間的電壓波動提取ecg信號。裝置可以相對于這樣的確定來進行操作;例如,響應于遠程電極和參比電極在相應的第一皮膚位置和第二皮膚位置(例如,穿戴者的軀干上的第一位置和第二位置)與皮膚接觸的確定,可以使用信號調節器提取ecg信號,且可以以某些其它方式記錄、發送或使用ecg信號。
裝置的遠程電極和參比電極(以及任何另外的電極)可以以各種方式進行配置,以允許在生理和環境條件的范圍下從電極之間的電壓波動提取ecg信號。電極可以具有多種表面組分,以允許電極和穿戴者的皮膚位置之間的歐姆性和/或電容性電耦合。這樣的表面組分可以包括不銹鋼、金、鉑、銀、銀/氯化銀、含有導電顆粒的聚合物或橡膠、或者其它導電或部分導電的材料。另外,可以規定電極的形狀和/或表面紋理,以允許與皮膚電接觸。在一些示例中,電極可以配置為具有與皮膚的基本上電容性的電接觸;例如,電極可以包括平坦導體,其具有配置為與皮膚接觸的基本上不導電的介電涂層??梢灶A期電極的其它組分和配置。
裝置可以包括另外的傳感器。在一些示例中,這可以包括這樣的裝置,其具有附加的電極,所述附加的電極配置為提供附加的電生理學信號(例如,emg信號)或其它信息(例如,皮膚電阻、皮電反應)。另外的傳感器可以包括溫度傳感器、光傳感器、電流傳感器、接近度傳感器、gps傳感器、加速度計、或者其它傳感器或傳感器的組合。在一些示例中,裝置可以包括光體積描記術(photoplethysmographic)傳感器或一些其它(多個)傳感器,其配置為檢測穿戴者的皮下管脈系統中的血液體積和/或體積變化。這些檢測的信息可以與提取的ecg信號組合使用,以確定穿戴者的心臟和/或脈管系統的一個或多個特性。例如,可以確定穿戴者的舒張、收縮或其它血壓。
在一些示例中,裝置可以包括無線通信接口,其可以向外部裝置發送數據,例如,使用藍牙、zigbee、wifi、和/或一些其它無線通信協議。由無線通信接口發送的數據可以包括指示由裝置測量的一個或多個生理參數的數據,例如提取的ecg信號。
應當理解,為了說明的目的,提供了上述實施例和本文所描述的其它實施例,并不旨在進行限制。術語“衣服”和“內衣”在本文中用來指由穿戴者穿戴的任何衣物。通常,衣服的一些方面(例如,彈性帶)可以對穿戴者的皮膚施加顯著的法向力。因此,通過由衣服施加的法向力,粘附、可移除地安裝、或以其它方式設置于衣服上、在穿戴者的皮膚與衣服施加這樣的法向力的方面之間的電極(或類似的元件)可以保持與穿戴者的皮膚接觸。
衣服的這樣的方面可以包括衣服的帶、袖口、下擺、底線、衣領或袖子。附加地或替代地,衣服可以是全部或部分地緊身的(例如,全部或部分地由氨綸、萊卡或類似的彈性材料或織物組成),且所述衣服的方面可以是這樣的衣服的任何緊身的部分。另外,本文所述的“內衣”可以穿在其它衣服下面(例如,襯衫、褲子、裙子的下面)。替代地,這樣的內衣可以由穿戴者穿戴,而沒有任何其它覆蓋的衣服。
另外,如本文所使用的,“安裝”和/或“可移除地安裝”描述將裝置的元件(例如,殼體、電極)可逆地固定到衣服的安裝位置,這是指將這樣的元件安裝到這樣的衣服,使得元件和/或裝置可以從衣服移除和/或取下,而不會造成實質損壞和/或改變衣服。
另外,如本文所使用的,術語“醫療狀況”應當廣泛地理解,以包括任何疾病、障礙、損傷、病癥或損害——例如,生理的、心理的、心臟的、血管的、矯形的、視覺的、語言的或聽力的—或需要醫療護理的任何情況。
ii.將裝置可移除地安裝到衣服,以及ecg信號的提取
心臟在泵送血液過程期間產生電場。該場的時間和空間屬性與在心臟內的流動的多個離子電流的加和相關,所述多個離子電流是心臟活動期間(例如,心跳期間)的心臟的電活性細胞(例如,心肌細胞)的去極化和復極化的結果。體內的這種電場導致皮膚處(以及體內的其它位置)的電壓波動至少部分地與心臟的電活動相關。結果,這些電壓波動的測量結果可以用于檢測和/或確定關于心臟活動的信息,例如,用以確定心臟的健康或醫療狀態(例如,疾病狀態)。
心電圖(ecg)信號可以從人的皮膚上的兩個(或多個)位置之間的電壓波動中提取(例如,通過使用電極來向兩個或更多個皮膚位置授予測量裝置電氣介入)。ecg信號可以從人的皮膚上位置對之間來提取,例如在左臂和右臂之間、在右臂和左腿之間、在左臂和左腿之間、以及在軀干上的一對點之間(例如,胸部、背部、腹部、骨盆上的點)。ecg信號也可以從兩個以上的皮膚位置處的電壓波動的組合中提?。焕?,ecg信號可以基于第一電極(例如,心臟上的電極)處的電壓與一組其它電極的電壓的平均值(例如,右臂、左臂和左腿處的電極的平均電壓)之間的差異來產生。
另外,對應于特定心跳的提取的ecg信號通常包括在特定心跳期間對應于心臟活動的多個階段的多個時間特征。具體地,這樣的提取ecg信號可以包括p波(對應于心臟心房的去極化)、qrs復合波(對應于心臟心室的去極化),以及t波(對應于心室的復極化)。這樣的提取的ecg信號可以包括附加的特征(例如,u波)和/或缺少特征(例如,t波),這取決于人的醫療狀態、人的解剖或生理特性、和/或電極的特性和/或用于提取ecg波形的測量設備的特性。提取的ecg信號的一個或多個特性(例如,q-t間隔、r-r間隔、p-r間隔、s-t間隔、q-t間隔、t-波的幅度和/或極性、以及和ecg信號的一些其它方面的幅度、極性或某些其它(多個)參數)可以被確定,并用于確定心臟和/或具有心臟的人的醫療和/或健康狀況(例如,代謝速率、體力消耗程度、一種或多種電解質的升高或降低的水平、冠狀動脈缺血、心臟病發作、心臟肥大、某些藥物和/或毒素的存在)。
裝置可以配置為通過測量人的兩個或更多個皮膚位置之間的電壓波動而從人的皮膚提取一個或多個ecg信號。這可以包括通過以下方式在兩個或更多個皮膚位置處介入電壓波動:將相應的兩個或更多個電觸頭或電極施加到兩個或更多個皮膚位置,并將兩個或更多個電觸頭或電極電連接到信號調節器或裝置的其它電測量裝置。該連接可以包括特定的皮膚位置和裝置之間的柔性引線連接,其可以位于人的身體上或附近的某個其它位置(例如,裝置可以連接到由穿戴者穿戴的帶,且引線可以從帶位置延伸到人的手腕處的兩個皮膚位置)。附加地或替代地,兩個或更多個電極可以設置在裝置上,且配置為接觸相應的兩個或更多個皮膚位置。兩個或更多個皮膚位置可以彼此靠近(例如,裝置可以可移除地安裝在由人穿戴的衣服上或衣服內,且兩個或更多個皮膚位置可以在衣服的下面,例如在內褲的帶下面的皮膚位置,并位于人的任一個臀部上)。替代地,兩個或更多個皮膚位置可以是遠端位置,且人可以移動人體的皮膚位置以接觸裝置的電極。
作為示例,裝置可以配置為可移除地安裝到內衣(或由穿戴者穿戴的其它衣服),使得裝置的兩個或更多個電極保持與相應的外部身體表面處的皮膚穩固地電接觸。這可以包括將裝置的一個或多個元件(例如,殼體、一個或多個電極)可移除地安裝在衣服的帶或其它緊身方面的下方,使得電極在相應的皮膚位置處接觸皮膚。所述皮膚位置可以是軀干位置、胸廓位置、胸部位置、背部位置、腹部位置、骨盆位置、手臂位置、腿部位置、頭部位置、或者可以檢測到與穿戴者的ecg信號相關的電壓波動的任何其它位置。裝置的第一(例如,參考)電極可以設置在裝置的殼體上,且配置為,當被可移除地安裝到衣服上的第一安裝位置時,與第一皮膚位置接觸。殼體可以附加地含有電子器件或裝置的其它元件。裝置還可以包括第二(例如,遠程)電極,其經由柔性電引線連接到殼體(且連接到其中的電子器件),且配置為,當被可移除地安裝到衣服上的第二安裝位置時,與第二皮膚位置接觸。按照這種方式,裝置可以使得能夠從兩個皮膚位置之間(例如,在內褲的帶的下方和位于人的任一個臀部上方的皮膚位置之間)的電壓波動連續地提取ecg信號。這樣的裝置可以用于執行附加功能,例如,將警報和/或關于提取的ecg信號的信息指示給穿戴者。
圖1a示出了這樣的示例裝置100。裝置100包括設置在殼體130上的參比電極110。裝置100還包括通過柔性電引線125連接到殼體130(并連接到其中的電子器件)的遠程電極120(在圖1a和圖1b的示例中,柔性電引線125采取在柔性基板140上圖案化的導電跡線的形式,柔性基板140連接到殼體130且固定有遠程電極120)。裝置100附加地包括電子器件(例如,信號調節器,未示出),其(經由柔性電引線125)電連接到參比電極110和遠程電極120,且配置為從參比電極110和遠程電極120之間的電壓波動提取ecg信號(例如,與穿戴者的心臟的電學活動相關)。
圖1b示出了裝置100的俯視圖。裝置100還包括用戶接口,其包括指示燈137和按鈕135,其配置為分別將信息(例如,基于提取的ecg信號產生的警報、從與裝置100通信的系統接收的警報、裝置100的電池的電池狀態、裝置100的操作狀態)指示給穿戴者,并且從穿戴者接受信息(例如,命令)。殼體130具有厚度t,其被規定為最小侵入性的(intrusive)(例如,最小程度地干擾穿戴者的運動和/或最小程度地使穿戴者不適)。在一些示例中,殼體的厚度t在在約2.5毫米至約3毫米之間。在一些示例中,殼體包括柔性聚合物、織物、或配置為保護殼體130的元件(例如,電子器件)同時允許裝置100完全或部分地變形的其它材料,并順應穿戴者的身體的表面。
如圖1a所示,遠程電極120可以通過設置在柔性基板140上的導電跡線形式的柔性電引線125被(電氣地和/或機械地)連接,柔性基板140連接到殼體130且遠程電極120固定至柔性基板140。導電跡線可以包括銅、錫、或者其它金屬或導電聚合物、導電液晶、或在柔性基板140上圖案化的其它導電材料。柔性基板140可以由聚合物(例如,kapton)、金屬、玻璃纖維、或一些其它柔性材料組成。導電跡線125可以沉積、蝕刻、濺射、拉伸和粘附、或以其它方式設置在柔性基板140上。另外,遠程電極120的元件可以以這樣的方式設置在柔性基板140上,或者形成并隨后粘附、結合、或以其它方式設置在柔性基板140上。遠程電極120可以附加地或替代地通過一些其它結構電氣地和/或機械地連接到殼體和/或其中的元件。
第一安裝件150和第二安裝件160被包括作為裝置100的一部分,并且構造為將殼體130(以及設置在其上的參比電極110)和遠程電極120分別可移除地安裝到衣服上或衣服內的相應的第一安裝位置和第二安裝位置,以使得,當穿戴者穿戴安裝有裝置100的衣服時,參比電極110和遠程電極120與穿戴者的相應的皮膚位置(例如,軀干位置)接觸。如圖1b所示,安裝件150、160的每個均包括多個柔性鉤(例如,使用
圖2示出了穿戴了各種衣服202、204、206的穿戴者200,在衣服202、204、206上安裝有本文所述的各種裝置210a、210b、210c、210d。直接觀看時被衣服的元件遮蔽的衣服的柔性條帶或帶以及裝置的元件由虛線示出。所述衣服包括短褲202、胸罩204、以及穿在胸罩204上的襯衫206。第一裝置210a安裝到短褲202的帶,使得第一裝置210a的電極在穿戴者200的軀干上的骨盆位置接觸皮膚。第二裝置210b安裝在襯衫206的帶的下方,使得第二裝置210b的電極在穿戴者200的軀干上的腹部位置接觸皮膚。第三裝置210c安裝到胸罩204的帶,使得第三裝置210c的電極在穿戴者200的軀干上的胸部位置接觸皮膚。第四裝置210d安裝到襯衫206的帶,使得第四裝置210d的電極在穿戴者200的左臂上的臂位置接觸皮膚。
從本文所述的裝置的電極提取的ecg信號的特性(例如,幅度、極性、波形形狀、頻率組成、各種ecg特征/波的存在)可以與穿戴者的皮膚上和/或安裝到穿戴者的衣服的電極之間的分隔距離、位置、或者布置的其它特性相關。例如,與從設置在第一裝置210a的任一端處的電極(當如圖2所示通過安裝到短褲200而定位在位于穿戴者200的任一臀部上的骨盆位置時)提取的ecg信號相比,從設置在第三裝置210c的任一端處的電極(當如圖2所示通過安裝到胸罩204而定位在胸部位置時)提取的ecg信號可以具有較高的幅度(例如,由于接近穿戴者的心臟)。
注意到,圖2所示的裝置210a、210b、210c、210d和衣服202、204、206的位置、形狀、尺寸和安裝方法是非限制性的示例。可以設想裝置的其它安裝位置、安裝裝置的方法、內衣、以及穿戴者的衣物的其它元件??梢栽O想裝置的電極可以通過安裝到緊身的或以其它方式配置的衣服,而在背部、頸部、頭部、手臂、軀干、腿部、骨盆、腹部、胸廓、胸部、臀肌、或其它(多個)位置處與皮膚保持穩固的接觸。
電極和/或裝置的其它元件在衣服上的安裝位置可以是衣服的任何位置,使得裝置和/或其元件可以安裝為使得裝置的一個或多個電極在穿戴者的相應的皮膚位置處與皮膚保持穩固的電接觸。因此,安裝位置可以是衣服的任何緊身區域,例如,帶、袖口、下擺、條帶、底線、衣領或袖套。附加地或替代地,衣服可以是全部或部分地緊身的(例如,全部或部分地由氨綸、萊卡或類似的彈性材料或織物組成),且安裝位置可以是在這樣的衣服的一個或多個緊身部分下面的位置。另外,相對于衣服和/或相對于穿戴者的身體上解剖學或其它標志,這樣的安裝位置可以被規定為相隔一定距離、在規定的位置處,或以其它方式規定。
例如,安裝位置可以基于來自裝置的指示由穿戴者來定位,例如,由裝置遞送的指示(例如,通過由裝置的指示器產生的光、聲音、或其它指示),和/或由與裝置通信的其它系統遞送的指示(由手表、手機或與裝置通信的其它系統產生的視覺、文本、聲學或其它指示)。這樣的指示可以與裝置的兩個或更多個電極之間的電壓波動的特性相關,例如,裝置可以提供由裝置提取的ecg信號的強度(或信號質量的一些其它度量)的指示,使得穿戴者(或其它用戶)可以在安裝位置安裝兩個或更多個電極,為應用提供足夠質量的(多個)ecg信號。
注意到,如圖2所示,第一裝置210a、第三裝置210c和第四裝置210d通過夾子安裝在相應的衣服上的相應的安裝位置。附加地或替代地,裝置可以使用柔性鉤、別針、卡扣或如本文所述的一些其它方法或多個方法來安裝。另外,裝置可以包括附加的安裝件(例如,對應于附加的電極、殼體、或裝置的其它附加元件),其配置為安裝到衣服的附加的相應的安裝位置。
注意到,使用所述裝置的兩個或更多個電極提取的ecg信號可以與穿戴者200的身體的電特性、電極的電特性、以及單獨的電極與相應的皮膚位置之間的相應界面的特性相關。因此,提取的ecg信號可以與以下方面相關:皮膚位置的其它狀態的干燥度、皮膚位置的皮膚類型、施加在皮膚位置與相應的電極之間的力的程度(例如,衣服的緊身程度)、或其它考慮。另外,提取的ecg信號可以與電極的組成和配置相關(例如,電極表面的組分、電極表面的結構、電極的幾何形狀)。相應地,信號調節器或裝置的其它電子器件的一個或多個特性(例如,輸入阻抗、頻率響應、帶寬、靈敏度、最大輸入幅度)可以相對于以下方面規定和/或被控制:穿戴者200的身體的那些特性的期望值、電極的期望值、和/或(多個)電極與相應的(多個)皮膚位置之間的(多個)界面的期望值(例如,以允許提取低噪聲、高振幅或以其它方式優化的ecg信號)。
本文所述裝置的電極(例如100、210a、210b、210c、210d)可以以各種方式進行配置,以允許在一定生理和環境條件范圍中從電極之間的電壓波動中提取ecg信號。電極可以具有各種表面組分,以允許穿戴者的皮膚位置與電極之間的歐姆性(即,與通過電極表面上的離子和/或氧化還原反應的傳導相關)和/或電容性(即,與電極表面的相對側上的相反電荷的積累相關)。這種表面組分可以包括不銹鋼、金、鉑、銀、銀/氯化銀、含有導電顆粒的聚合物或橡膠、或者其它導電或部分導電的材料。另外,可以規定電極的形狀和/或表面紋理,以控制電極與皮膚的電界面的一個或多個特性。例如,電極可以具有與皮膚接觸的指定的大面積、可以從殼體朝向皮膚突出(例如,可以具有圓形的和/或點突出的幾何形狀)、可以是彈簧加載的或以其它方式可逆或不可逆地可變形的、可以具有表面紋理(例如,增加電極導體和皮膚表面上的流體之間的有效表面積),或者可以以一些其它方式配置。
在一些示例中,電極可以配置為具有基本上電容性的與皮膚的電接觸;即是說,電極在電極和皮膚之間的界面上可以基本上不直接接合離子和/或氧化還原傳導。這種電極和皮膚之間的電流傳導可以替代地基本上由在電極的導體與皮膚之間的基本上不導電的屏障的相應的相對的兩側上的相反的電荷的積累而形成。例如,電極可以包括扁平導體,其具有配置為與皮膚接觸的基本上不導電的電介質涂層。附加地或替代地,電極可以具有涂覆在基本上不導電材料的順應層中的紋理的導電表面??梢栽O想電極的其它組分和配置。
本文所述的信號調節器或其它電子器件(例如,100、210a、210b、210c、210d)可以包括以各種方式配置的各種部件,以在電極接觸穿戴者的適當的相應的皮膚位置時,允許從裝置的兩個或更多個電極之間的電壓波動提取一個或多個ecg信號,和/或允許其它操作和應用。電子器件可以包括模擬和/或數字電子部件,以實現與電極之間的電壓波動相關聯的電信號的模擬和/或數字處理。通常,電子器件包括配置為對電極之間的電壓波動進行放大和濾波的部件(例如,一個或多個放大器、緩沖器、濾波器、運算放大器、電阻器、電容器、電感器、晶體管、整流器、或一些其它線性或非線性電子部件、或它們的組合)。因此,信號調節器可以執行基于硬件的信號調節。替代地,信號調節器可以執行基于軟件的信號調節,或基于硬件和基于軟件的信號調節的組合。
信號調節器可以配置為從電極之間的電壓波動的帶通版本提取ecg信號。這可以包括將電壓波動施加到具有在約0.05赫茲和約150赫茲之間的帶通的帶通濾波器。附加地或替代地,電子信號可以被數字采樣,并且可以執行一些數字濾波(例如,通過裝置的處理器)來產生提取的ecg信號。電子器件可以包括快速恢復電路,其配置為確定電子器件的一個或多個元件(例如,放大器、濾波器)是飽和的,并響應性地控制電子器件的一個或多個特性(例如,操作電子開關以使電容器放電,改變濾波器的轉角頻率或其它參數),以減少電子器件的一個或多個元件的電子飽和度。電子器件的一個或多個元件可以由于以下而變得飽和:靜電放電(例如,通過穿戴者和/或通過裝置的靜電放電)、具有大幅度的電極之間的電壓波動、電極相對于皮膚的運動(例如,電極相對于皮膚的運動可以導致摩擦起電的電壓波動、靜電電壓波動、或電化學電壓波動),或者導致電子器件的一個或多個元件的飽和的某些其它電事件??梢栽O想裝置的電子器件的其它配置和應用。
本文所述的裝置(例如,100、210a、210b、210c、210d)可以包括附加的傳感器。例如,裝置可以包括加速度計、光脈沖傳感器、光體積描記術傳感器、脈搏血氧計、溫度傳感器、聲學傳感器、力傳感器、電場傳感器、磁場傳感器、或者配置為檢測穿戴者和/或裝置的環境的一個或多個特性的某些(多個)其它傳感器。在一些示例中,來自裝置的不同傳感器的信息可以組合,以確定穿戴者的一個或多個屬性(例如,以確定穿戴者的健康或醫療狀態)。
例如,裝置可以配置為,當安裝在由穿戴者穿戴的衣服上或衣服內的兩個或更多個安置位置時,從穿戴者的兩個或更多個皮膚位置之間的電壓波動提取ecg信號。裝置還可以配置為在多個時間點檢測穿戴者的皮下脈管系統的一部分中的血液體積(例如,通過照射皮下脈管的一部分,并檢測響應性地從皮下脈管的一部分接收的光,即,經由光電體積描記術),以隨時間產生皮下脈管系統的一部分中的血液體積的波形。提取的ecg信號與確定的體積波形的特征的時間差異或其它比較(例如,體積波形的最大值與ecg信號的對應的qrs復合波之間的時間差異)可以用于確定流率、壓力波速度和/或延遲(latency)、或者關于皮下管脈的一部分中的血液的信息和/或關于穿戴者的心臟和脈管系統的信息。另外,這樣確定的信息可以用于確定穿戴者的健康或醫療狀態,例如,確定穿戴者的血壓、確定穿戴者脈管系統的動脈粥樣硬化程度、等等。
iii.示例裝置
本文所述的裝置可以以各種方式進行構造。在一些示例中,裝置可以構造成通過一個或多個安裝件安裝到由穿戴者穿戴的衣服上或衣服內的一個或多個安裝位置,以使得電極或裝置的其它元件保持在穿戴者的身體上的一個或多個位置處與皮膚接觸。另外,這樣的裝置可以包括設置在裝置的殼體(例如,在殼體的內側表面)上的參比電極,且其配置為,當安裝到由穿戴者穿戴的衣服的第一安裝位置時,在第一位置接觸皮膚。這樣的裝置可以附加地包括遠程電極(例如,經由系繩、纜線、或其它結構電氣地和/或機械地連接到殼體),以當被安裝到由穿戴者穿戴的衣服的第二安裝位置時,在第二位置接觸皮膚,使得裝置的電子器件(例如,信號調節器)可以從參比電極和遠程電極之間的電壓波動提取ecg信號。這樣的裝置可以包括附加的電極,其構造為安裝到衣服的相應的附加安裝位置,或安裝到由穿戴者穿戴的其它衣服的安裝位置。
作為示例,圖3a示出了裝置300a,其類似于圖1a和1b以及圖2所示的裝置100、210a、210b、210c、210d。裝置300a可以配置為,當被安裝在由穿戴者穿戴的衣服上或衣服內時,從經由參比電極310a和遠程電極320a/321a介入的穿戴者的第一外部身體表面和第二外部身體表面處的皮膚之間的電壓波動提取ecg信號??梢酝ㄟ^調節裝置300a的調節元件來調節第一外部身體表面和第二外部身體表面之間的分隔距離;具有第一分隔距離的第一時間段期間的裝置300a的元件(例如,320a、325a、340a)的構造以實線示出,而具有第二、更大的分隔距離的第二時間段期間的那些元件(例如,321a、326a、341a)的構造以虛線示出。
參比電極310a設置在殼體330a上。另外,裝置300a包括第一安裝件(未示出),其配置為將殼體330a可移除地安裝到衣服的第一安裝位置(例如,帶、條帶、下擺、邊緣)。遠程電極320a/321a設置在可伸展的柔性基板340a/341a上,且包括第二安裝件(未示出),第二安裝件配置為將遠程電極320a/321a可移除地安裝在衣服的第二安裝位置。遠程電極320a/321a通過設置在柔性基板340a/341a上的柔性可伸展的電引線325a/326a連接到殼體330a和/或其中的電子器件(未示出)。通過這種方式操作和/或安裝,參比電極310a和遠程電極320a、321a可以分別在身體的第一外表面和第二外表面處接觸皮膚,使得可以從參比電極310a與遠程電極320a、321a之間的電壓波動來提取ecg信號(其在第一外部身體表面和第二外部身體表面之間測得,例如,在穿戴者的相對的臀部上的位置之間,并且以約4英寸至約8英寸之間的距離間隔開)。
可以提供一個或多個安裝件,例如夾子、別針、柔性鉤、卡扣等,以將裝置的一個或多個元件安裝到衣服的相應的安裝位置,使得裝置的一個或多個元件與相應的外部身體表面保持接觸。(多個)安裝件與衣服(例如,緊身的帶子、條帶、下擺、或衣服的其它方面)的結合可以防止裝置的一個或多個元件相對于身體移動,以確保電極或裝置300a的其它傳感器與皮膚之間的一致的接觸,以實現ecg信號的一致提取和/或穿戴者的某些其它特性的測量。
參比電極310a和遠程電極320a、321a可以由導電材料組成,例如金屬或金屬的組合、或者非金屬導體。參比電極310a和遠程電極320a、321a可以由相同的材料或不同的材料組成。參比電極310a和遠程電極320a、321a每個可以由單個材料組成,或者可以由多種材料組成。例如,電極可以具有由第一材料組成的塊體、以及另一材料的表面鍍層。例如,電極可以具有由銅組成的塊體、以及由金或者與鎳和/或鈷合金化的金組成的表面。替代地,表面層可以由不銹鋼、金、鉑、銀、銀/氯化銀、含有導電顆粒的聚合物或橡膠、或者其它導電或部分導電的材料組成。表面層可以通過本領域技術人員熟知的多種方法沉積;例如電鍍。其它組分也是可能的。附加地或替代地,電極可以配置為基本上電容性地耦合到相應的外部身體表面,通過例如,包括具有配置為與皮膚接觸的基本上不導電的電介質涂層的扁平導體??梢栽O想電極的其它組分和配置。另外,電極的突出方面可以具有刻印、鑄造和/或壓制的紋理或圖案。附加地或替代地,電極的暴露部分可以通過機械、化學或其它方法進行粗糙化。
電極中的一個或兩個可以是彈簧加載的。即是說,電極可以配置為包含和/或包括可以可逆地被壓縮的一個或多個彈簧或其它元件。電極可以在垂直于可以安裝電極的身體的外表面的方向上被彈簧加載。即是說,電極可以是彈簧加載的,以便改善和/或使得電極與外部身體表面(電極通過電極所安裝的衣服保持與所述外部身體表面接觸)的皮膚之間的電連接更加一致。
殼體330a可以配置為耐水的和/或防水的。即是說,殼體可以配置為包括密封劑、粘合劑、墊圈、焊接部、壓配接縫和/或其它接頭,使得殼體330a在其暴露于水時,抵抗水進入殼體330a的內部體積或體積。殼體330a可以進一步為防水的,即,當殼體330a浸沒在水中時,抵抗水進入殼體330a的內部體積或體積。例如,殼體330a的防水深度可以是1米,即,其被配置為當殼體330a浸沒到1米的深度時,抵抗水進入殼體330a的內部體積或體積。另外,殼體330a和遠程電極320a/321a之間的柔性電引線325a/326a可以配置為使得柔性電引線325a/326a是耐水的和/或防水的;例如,柔性電引線325a/326a可以包括防水或耐水絕緣、鈍化層(例如,沉積在柔性電引線325a/326a和柔性基板3401/341a上的聚酰亞胺層),或用于使柔性電引線325a/326a防水的某些其它結構。
裝置300a包括電聯接到參比電極310a和遠程電極320a/321a的電子器件(未在圖3a中示出)。電子器件(例如,配置為信號調節器或如本文所述以其它方式配置的電子器件)配置為,當參比電極310a和遠程電極320a/321a與身體的相應的第一外表面和第二外表面接觸時,從參比電極310a和遠程電極320a/321a之間的電壓波動提取ecg信號。
可以基于如本文所述的提取的ecg信號來操作裝置300a。例如,裝置300a可以配置為基于提取的ecg信號來確定穿戴者的健康或其它狀態。另外,裝置300a可以配置為確定裝置300a是否被安裝到由穿戴者穿戴的衣服上,和/或確定可以使用參比電極310a和遠程電極320a/321a提取ecg信號,這是基于穿過和/或在參比電極310a與遠程電極320a/321a之間檢測到的電流和/或電壓的值、值的變化和/或某種其它特性(例如,在由裝置300a的電子器件施加穿過和/或跨越參比電極310a和遠程電極320a/321a的電壓和/或電流時檢測到的電流和/或電壓)。
電子器件或裝置300a的其它元件可以配置為,防止由于裝置使用參比電極310a和遠程電極320a/321a從兩個或更多個外部身體表面之間的電壓波動提取ecg信號的操作而傷害穿戴者和/或損壞裝置300a。鉗位二極管(clampingdiode)和/或相關聯的阻斷電阻器可以包括在裝置300a中,且配置為防止高于特定最大值的電壓和/或電流施加到電極(以及從而施加到穿戴者的皮膚)和/或施加到裝置300a的元件。阻斷電容器(即,具有高規定電容值的電容器)可以電氣地設置在裝置300a的一個或多個電極或者電子器件之間,以防止裝置300a損傷(多個)外部身體表面的皮膚和/或對電極造成電化學損傷(例如,通過防止直流電長時間施加到皮膚上,通過確保通過電極注入皮膚的電流基本上是電荷平衡的)。可以預期裝置300a的其它操作和配置,以防止傷害穿戴者和/或損壞裝置300a。
參比電極310a和遠程電極320a/321a、以及裝置300a的附加電極(未示出)可以附加地用于其它目的。例如,設置在裝置300a中的電子器件可以用于感測皮膚電阻、皮膚電容、體內水含量、體脂肪含量、電流皮膚電位(gsp)、肌電圖(emg)信號、和/或存在于電極處和/或通過電極的某些其它生理信號。附加地或替代地,電極可以用于檢測充電裝置或電連接到電極的一些其它電子系統的存在。然后電子器件可以使用電極從充電裝置或其它系統接收電能,來為裝置300a的可再充電電池充電和/或為裝置300a供電。這樣的可再充電電池可以附加地或替代地使用由線圈和設置在裝置300a中的其它無線充電電路接收的電磁能量進行無線充電。
如圖3a所示,裝置300a包括設置在柔性基板340a/341a上的遠程電極320a/321a,且其經由柔性基板340a/341和設置在其上的柔性電引線325a/326a電氣地和機械地連接到殼體330a。然而,本文所述的裝置的遠程電極可以經由一些其它結構電氣地和/或機械地附接到殼體或裝置的其它元件。例如,圖3b示出了裝置300b,其可以配置為,當安裝到由穿戴者穿戴的衣服上或衣服內時,從經由參比電極310b和遠程電極320b介入的穿戴者的第一外部身體表面和第二外部身體表面處的皮膚之間的電壓波動提取ecg信號。參比電極310b設置在殼體330b上,且遠程電極320a通過柔性電引線325b機械地和/或電氣地連接到殼體330b和/或其中的電子器件。柔性電引線325b可以包括一個或多個電導體,其設置為單獨的電線或電纜和/或編織成多股線的電線或電纜。柔性電引線325b的單獨導體可以單獨地絕緣。柔性電引線325b可以附加地包括非導電元件(例如,由尼龍或一些其它材料組成的線繩或繩子,應變消除),其配置為改善柔性電引線325b的機械性能(例如,拉伸強度)或者根據一些其它應用。
可以預期配置為當可移除地安裝在由穿戴者穿戴的(多個)衣服上或衣服內時,從身體的兩個或更多個皮膚位置提取ecg信號的裝置的其它配置。這樣的裝置可以包括兩個以上的電極,其配置為提供附加的信息以提取附加的ecg信號、提取更高質量的(例如,更大幅度、更高信噪比)ecg信號、檢測一些其它信息(例如,檢測皮膚電阻、檢測皮電反應、檢測emg信號(例如,來自穿戴者的軀干的肌肉的emg信號))、或者實現其它應用。例如,圖3c示出了裝置300c,其可以配置為,當安裝在由穿戴者穿戴的衣服上或衣服內時,從分別經由參比電極310c和遠程電極320c、321c、322c、323c、324c介入的穿戴者的六個分別的外部身體表面處的皮膚之間的電壓波動提取ecg信號。參比電極310c設置在殼體330c上,且遠程電極320c、321c、322c、323c、324c設置在機械地連接到殼體330c的柔性基板340c上。另外,遠程電極320c、321c、322c、323c、324c通過柔性電引線325c電連接到殼體330c和/或其中的電子器件。
根據應用,相較于所示出的,裝置300c可以包括設置在殼體330c和柔性基板340c上的更多或更少的電極。另外,遠程電極320c、321c、322c、323c、324c中的一個或多個可以替代地通過類似于圖3b所示的柔性電引線機械地和/或電氣地連接到殼體330c和/或其電子器件。根據應用,裝置的多個遠程電極和/或參比電極可以布置為線性陣列(如圖3c所示)或以其它方式布置。另外,這樣的裝置的電子器件(例如,信號調節器)可以配置為從一信號參比電極和多個遠程電極之間、在一對參比電極和/或遠程電極之間的電壓波動產生提取的ecg信號,或者根據某些其它配置。例如,裝置的電子器件可以產生與第一遠程電極的電壓波動與多個遠程電極和/或參比電極的電壓波動的平均值之間的差異相關的ecg信號。
在一些示例中,多個遠程電極或其它電極可以在多個方向上從裝置的一個或多個殼體延伸(經由柔性電引線和/或經由柔性基板)。例如,圖3d示出了裝置300d,其可以配置為當安裝在由穿戴者穿戴的衣服上或衣服內時,從分別經由參比電極310d以及由第一遠程電極320d和第二遠程電極321d介入的穿戴者的兩個外部身體表面處的皮膚之間的電壓波動提取ecg信號。參比電極310d設置在殼體330d上,且遠程電極320d、321d通過相應的柔性電引線325d、326d機械地和/或電氣地連接到殼體330d和/或其中的電子器件。
在一些示例中,多于一個的電極可以設置在本文所述的裝置的殼體上。例如,圖3e示出了裝置300e,其可以配置為當安裝在由穿戴者穿戴的衣服上或衣服內時,從經由參比電極310e和遠程電極330e介入的穿戴者的兩個外部身體表面處的皮膚之間的電壓波動提取ecg信號。參比電極310d和遠程電極320e設置在殼體330e上。在一些示例中,殼體330e包括柔性聚合物、織物、或其它材料,其配置為保護裝置300e的元件(例如,電子器件),同時允許裝置300e全部或部分地變形,并順應穿戴者的身體的表面。附加地或替代地,殼體的元件可以是剛性的,或以其它方式是相對非柔性的。在一些示例中,殼體的這樣的剛性的或相對非柔性的元件可以是彎曲地或以其它方式形成,以便于安裝在衣服上或衣服內,并通過衣服與穿戴者的皮膚保持接觸。
在一些示例中,裝置(例如裝置300a、300b、300c、300d、300e的殼體330a、330b、330c、330d、330e)還包括用于檢測至少一個其它生理參數的至少一個檢測器,這可以包括可與穿戴可移除地安裝裝置的衣服的人的健康或者裝置的環境相關的任何參數。例如,檢測器可以配置為測量裝置的加速度、磁場、電場、環境光、呼吸速率、皮膚溫度、等等。至少一個檢測器可以配置為非侵入性測量靠近裝置的皮下管脈中流通的血液的體積。在非窮盡的列舉中,檢測器可以包括以下中的任何一個:光學傳感器(例如,cmos、ccd、光電二極管)、聲學(例如,壓電、壓電陶瓷)傳感器、電化學(電壓、阻抗)傳感器、熱傳感器、機械(例如,壓力、應變、加速度、旋轉)傳感器、磁性傳感器、或者電磁(例如,rf、磁共振)傳感器。
例如,裝置可以配置為當可移除地安裝到由穿戴者穿戴的衣服時,從穿戴者的兩個或更多個皮膚位置之間的電壓波動中提取ecg信號。裝置還可以配置為在多個時間點檢測穿戴者的皮下管脈系統的一部分中的血液體積(例如,通過照射皮下管脈的一部分,并檢測響應性地從皮下管脈的一部分接收的光,即,經由光電體積描記術),以隨時間產生皮下管脈系統的一部分中的血液體積的波形(例如,光電體積描記術信號)。提取的ecg信號與確定的體積波形的特征的時間差或其它比較(例如,體積波形的最大值與ecg信號的對應的qrs復合波之間的時間差)可以用于確定流率、壓力波速度和/或延遲、或者關于皮下管脈的一部分中的血液的信息和/或關于穿戴者的心臟和脈管系統的信息。另外,這樣確定的信息可以用于確定穿戴者的健康或醫療狀態,例如,確定穿戴者的血壓、確定穿戴者脈管系統的動脈粥樣硬化程度、等等。
本文所述的裝置可以包括以各種方式配置和/或操作的各種安裝件和/或安裝結構,以將裝置的一個或多個元件(例如,電極、殼體)可移除地安裝到衣服的相應的安裝位置。這樣的可移除的安裝可以包括基本上非破壞性地鉤住、夾緊、或以其它方式附接、圍繞和/或穿過衣服的纖維、織物或其它元件。
作為示例,圖4a示出了裝置400a,其可以配置為當安裝在由穿戴者穿戴的衣服403a上或衣服403a內時,從經由參比電極410a和遠程電極420a(從圖4a觀察時,設置在裝置400a的相反的一側上,并以虛線示出)介入的穿戴者的第一外部身體表面和第二外部身體表面處的皮膚之間的電壓波動提取ecg信號。參比電極410a設置在殼體430a上,且遠程電極420a設置在連接到殼體430a的柔性基板440a上。另外,裝置400包括第一安裝件415a(夾子的形式),其配置為將殼體430a夾(即,可移除地安裝)到衣服403a的第一安裝位置(例如,帶、條帶、下擺、邊緣)。裝置400a還包括第二安裝件425a(夾子的形式),其配置為將遠程電極420a夾(即,可移除地安裝)到衣服403a的第二安裝位置。如圖4a所示,安裝件415a、425a分別將殼體430a和遠程電極420a安裝到沿著衣服403a的邊緣設置的衣服403a的帶405a上的安裝位置。安裝件415a、425a與衣服403a(例如,衣服403a的緊身帶)的結合可以防止參比電極410a和遠程電極420a相對于身體移動,以確保電極310a、320a與皮膚之間的一致接觸,并允許提取ecg信號和/或測量穿戴者的一些其它屬性。根據應用,夾子安裝件(例如415a、425a)可以配置為和/或操作為將殼體430a和遠程電極420a安裝到衣服403a的其它部分和/或元件(未示出)。
替代地,本文所述的裝置的一個或多個安裝件可以配置為非破壞性地穿透衣服一次或多次,以將裝置的元件固定到衣服。作為示例,圖4b示出了裝置400b,其可以配置為當安裝在由穿戴者穿戴的衣服403a上或衣服403a內時,從經由參比電極410b和遠程電極420b(從圖4b觀察時,設置在裝置400b的相反的一側上,并以虛線示出)介入的穿戴者的第一外部身體表面和第二外部身體表面處的皮膚之間的電壓波動中提取ecg信號。裝置400b包括第一安裝件(別針415b和扣環417b的形式),其配置為將殼體430b別(即,可移除地安裝)到衣服403b的第一安裝位置(例如,帶、條帶、下擺、邊緣)。裝置400b還包括第二安裝件(別針425b和扣環427b的形式),其配置為將遠程電極420b別(即,可移除地安裝)到衣服403b的第二安裝位置。如圖4b所示,安裝件將殼體430b和遠程電極420b安裝到沿著衣服403b的邊緣設置的衣服403b的帶405b上的安裝位置。安裝件與衣服403b(例如,衣服403b的緊身帶)的結合可以防止參比電極410b和遠程電極420b相對于身體移動,以確保電極310b、320b與皮膚之間的一致接觸,并允許提取ecg信號和/或測量穿戴者的一些其它屬性。根據應用,別針安裝件(例如,415b、417b、425b、427b)可以配置為和/或操作為將殼體430b和遠程電極420b安裝到衣服403b的其它部分和/或元件(未示出)。
在另一示例中,本文所述的裝置的一個或多個安裝件可以配置為使用多個柔性鉤(例如,velcro)鉤在衣服的纖維上,以將裝置的元件固定到衣服。作為示例,圖4c示出了裝置400c,其可以配置為當安裝在由穿戴者穿戴的衣服403c上或衣服403c內時,從經由參比電極410c和遠程電極420c(從圖4c觀察時,設置在裝置400c的相反的一側上,并以虛線示出)介入的穿戴者的第一外部身體表面和第二外部身體表面處的皮膚之間的電壓波動提取ecg信號。裝置400c包括第一安裝件415c(多個柔性鉤的形式,配置為鉤在衣服403c的織物的纖維或其它(多個)元件上),其配置為將殼體430c可移除地安裝到衣服403c的第一安裝位置(例如,帶、條帶、下擺、邊緣)。裝置400c還包括第二安裝件425c(多個柔性鉤的形式,配置為鉤在衣服403c的織物的纖維或其它(多個)元件上),其配置為將遠程電極420c可移除地安裝到衣服403c的第二安裝位置。如圖4c所示,安裝件415c、425c將殼體430c和遠程電極420c安裝到沿著衣服403c的邊緣設置的衣服403c的帶405c上。安裝件415c、425c與衣服403c(例如,衣服403c的緊身帶)的結合可以防止參比電極410c和遠程電極420c相對于身體移動,以確保電極310c、320c與皮膚之間的一致接觸,并允許提取ecg信號和/或測量穿戴者的一些其它屬性。根據應用,柔性安裝件415c、425c可以配置為和/或操作為將殼體430c和遠程電極420c安裝到衣服403c的其它部分和/或元件(未示出)。
可以預期安裝件的其它類型、構造和操作,所述安裝件將本文所述的裝置的元件(例如,殼體、電極)可移除地安裝到衣服。這樣的安裝件可以包括干型粘合劑、可移除的(例如水溶性、可洗滌的)粘合劑、或構造為可移除地安裝到衣服的其它元件和物質。在一些示例中,這樣的安裝件可以包括磁性元件,例如,第一磁體和第二磁體和/或高透磁率材料(例如,軟鐵),其配置為穿過衣服的織物或其它元件彼此吸引。例如,裝置可以包括設置在殼體中的永磁體和軟鐵紐扣。穿戴者可以通過以下方式將裝置可移除地安裝到衣服:將殼體放置在衣服的安裝位置的一側上(例如,衣服的帶的織物的一側上),并在安裝位置的相反側上設置紐扣,使得永久磁鐵在紐扣上施加足夠的磁性吸引力,以防止殼體相對于安裝位置移動。在一些示例中,將裝置可移除地安裝在衣服或衣服內可以包括:將裝置放置在衣服的口袋中,將裝置的卡扣扣合在包括在衣服中的對應的卡扣中,或使用配置為便于將這樣的裝置安裝到衣服的衣服的某些其它方面??梢灶A期其它方式,以將本文所述的裝置可移除地安裝在由穿戴者穿戴的衣服上或衣服內,以便于提取與穿戴者相關的ecg信號。
圖5是包括一個或多個裝置510的系統500的簡化示意圖。一個或多個裝置510可以配置為經由通信接口515通過一個或多個通信網絡520將數據發送到遠程服務器530。在一個實施例中,通信接口515包括無線收發器,用于向和從服務器530發送和接收通信(例如,所測量的皮膚電阻和/或電容的指示)。在另外的實施例中,通信接口515可以包括用于傳輸數據的任何結構,包括有線和無線通信。例如,通信接口515可以包括通用串行總線(usb)接口或安全數字(sd)卡接口。通信網絡520可以包括以下中的任一個:普通老式電話服務(pots)網絡、蜂窩電話、光纖網絡和數據網絡。服務器530可以包括任何類型的遠程計算裝置或遠程云計算網絡。另外,通信網絡520可以包括一個或多個中間介質,包括例如其中,裝置510向移動電話或其它個人計算裝置發送數據,移動電話或其它個人計算裝置進而將數據發送到服務器530。
除了從裝置510接收通信(例如,由用戶輸入的關于健康和/或影響狀態的數據、和/或所提取的心電圖(ecg)信號、或其它傳感器數據),服務器還可以配置為從裝置510或從一些其它源收集和/或接收關于穿戴者的整體病史、環境因素和地理數據的信息。例如,可以在服務器上為每個穿戴者建立包括穿戴者的病史的用戶賬戶。此外,在一些示例中,服務器530可以配置為定期地從環境數據源接收信息,例如來自疾病控制中心(cdc)的病毒性疾病或食物中毒爆發數據,以及來自國家氣象局的天氣、污染和過敏原數據。另外,服務器可以配置為從醫院或醫生接收關于穿戴者的健康狀況的數據。這樣的信息可以用于服務器的決策制定過程中,例如識別相關性和生成臨床協議。
此外,服務器可以配置為在每個測量周期期間收集和/或接收裝置的每個穿戴者的日期、當日時刻和地理位置。如果測量用戶的生理參數(例如,提取的ecg信號),則可以使用這樣的信息來檢測和監測疾病的空間和時間傳播。因此,裝置可以配置為確定和/或提供其自身位置的指示。例如,裝置可以包括gps系統,使得其可以包括與服務器通信的gps位置信息(例如,gps坐標)。作為另一示例,裝置可以使用涉及三角測量的技術(例如,在蜂窩網絡中的基站之間)來確定其位置。其它位置確定技術也是可能的。
另外,系統的一些實施例可以包括可以由裝置的穿戴者自動實現或控制的隱私控制。例如,在穿戴者的被收集的數據上傳到云計算網絡以供臨床醫生分析的情況下,在存儲或使用該數據之前,可以以一種或多種方式處理數據,從而消除個人身份信息。例如,可以對用戶的身份進行處理,使得不能確定用戶的個人身份信息,或者在獲得位置信息(例如,城市、郵政編碼、或州級)的情況下可以將用戶的地理位置進行一般化,使得不能確定用戶的具體位置。
附加地或替代地,可以向裝置的穿戴者提供一機會,以控制是否或如何利用裝置收集關于穿戴者的信息(例如,關于用戶的病歷、社交行為或活動、職業、用戶的偏好、或用戶的當前位置),或者控制可以如何使用這些信息。因此,穿戴者可以控制如何收集關于他或她的信息,并控制如何由臨床醫生或醫生或其它用戶使用該數據。例如,穿戴者可以進行選擇,使得從他或她的裝置收集的數據(例如健康狀況和生理參數)只能用于響應于他或她自己的數據的收集和比較來生成單獨的基準和建議,而不會用于產生群體基準或用于群體相關性研究。
iv.設置在裝置中的示例性電子器件
圖6是示出了根據示例實施例的裝置600的部件的簡化框圖。裝置600可以采取圖1、2、3a-e和4a-4c所示的裝置100、210a、210b、210c、210d,300a、300b、300c、300d、300e、400a、400b和400c之一的形式或與其類似。然而,裝置600也可以采取其它形式,例如,配置為安裝在腿部、頸部、背部或其它身體位置的緊身衣服或內衣內的裝置。
特別地,圖6示出了裝置600的示例,其具有用于從靠近裝置600的參比電極640和遠程電極645的兩個皮膚位置之間的電壓波動中提取心電圖(ecg)信號的信號調節器630、可再充電電池635、用戶接口680、用于將數據發送到服務器或其它遠程系統的通信接口690、以及(多個)處理器650。裝置600的部件(例如,630、635、640、650、680、690)可以設置在殼體610上或殼體610內。裝置600還包括柔性電引線648,其配置為將遠程電極645電連接到信號調節器630。裝置600可以包括一個或多個安裝件(未示出),其配置為將電極640、645和/或裝置的其它元件(例如,殼體610、設置在殼體610上或殼體610內的元件)可移除地安裝到內衣(或者由穿戴者穿戴的其它衣服),使得電極640、645與相應的外部身體表面電接觸,例如,信號調節器630配置為從中提取ecg信號的所述兩個皮膚位置中的一個。
信號調節器630使用參比電極640和遠程電極645,以從接近相應的參比電極640和遠程電極645的第一皮膚位置和第二皮膚位置之間的電壓波動中提取ecg信號。信號調節器630可以配置為使用參比電極640和遠程電極645和/或裝置600的其它電極來執行其它功能。例如,信號調節器630可以配置與充電器或其它外部裝置和系統相接,以向電子器件供電并為可再充電電池635充電,以確定參比電極640和遠程電極645與皮膚接觸,和/或確定可以從電極640、645之間的電壓波動提取ecg信號,以確定參比電極640和遠程電極645和/或某些其它電極之間的皮膚電阻和/或電容,或某些其它(多個)功能。附加地或替代地,可再充電電池635可以使用線圈和/或裝置600(未示出)的其它部件進行無線充電。
處理器650可以是通用處理器或專用處理器(例如,數字信號處理器、專用集成電路等)。一個或多個處理器650可以配置為執行計算機可讀程序指令672,其被存儲在計算機可讀介質660(即,數據存儲器)中,并且可執行以提供本文所述的裝置600的功能。
計算機可讀介質660可以包括或采取可由至少一個處理器650讀取或存取的一個或多個非暫時計算機可讀數據存儲介質的形式。一個或多個計算機可讀存儲介質可以包括易失性和/或非易失性存儲部件,例如光學、磁性、有機或其它存儲器或盤存儲器,其可以整體地或部分地與一個或多個處理器650中的至少一個集成。在一些實施例中,計算機可讀介質660可以使用單個物理裝置(例如,一個光學、磁性、有機或其它存儲器或盤存儲單元)來實現,而在其它實施例中,計算機可讀介質660可以使用兩個或更多個物理裝置來實現。
信號調節器630可以包括以各種方式配置的各種部件,以允許在電極640、645接觸穿戴者的合適的相應的皮膚位置時,從參比電極640和遠程電極645之間的電壓波動提取一個或多個ecg信號,和/或允許其它操作和應用。信號調節器630可以包括模擬和/或數字電子部件,以實現與電極640、645之間的電壓波動相關的電信號的模擬和/或數字處理。在一些示例中,信號調節器630包括組裝成模擬前端的一個或多個模擬電子部件(例如,放大器、晶體管、運算放大器、模擬濾波器),且配置為放大、緩沖、濾波、或以其它方式作用在電極640、645之間的電壓波動上,并呈現一個或多個模擬電子輸出。信號調節器630還可以包括模數轉換器(adc)以提供數字輸出,或者信號調節器630可以向裝置600中的包括adc的另一個部件提供模擬輸出(例如,處理器650可以包括adc)。
通常,信號調節器630包括配置為對電極640、645之間的電壓波動進行放大和濾波的部件。信號調節器630可以包括一個或多個放大器、緩沖器、濾波器、運算放大器、電阻器、電容器、電感器、晶體管、整流器、或一些其它線性或非線性電子部件、或它們的組合。這樣的部件可以形成為多個分立的信號處理塊(例如,部件的分立的集合,其配置為在(多個)電子輸入上執行一些(多個)操作,以形成連接在一起的(多個)電子輸出(例如,第一塊的(多個)輸出形成一個或多個其它塊的(多個)輸入))。
在一些實施例中,信號調節器630可以配置為從電極640、645之間的電壓波動的帶通版本(version)提取ecg信號。這可以包括將電壓波動施加到具有約0.05赫茲和約150赫茲之間的帶通的帶通濾波器。信號調節器630可以附加地應用陷波濾波器(以例如約60赫茲),以從電壓波動移除一些窄帶信號(例如,移除由裝置600的環境中的電力線發出的約60赫茲的噪聲)。附加地或替代地,電子信號可以被數字地采樣,并且可以執行(例如,通過處理器650)一些信號濾波,以產生提取的ecg信號。在這樣的示例中,處理器650及其元件(例如,處理器的adc)可以被視為整體信號調節器的一部分,其配置為從電極640、645之間的電壓波動提取ecg信號。
信號調節器630可以包括快速響應電路或者其它電路或部件,其配置為允許信號調節器630在電極640、645之間的電壓波動呈現很大的變化(例如,基線電壓電平的變化、與靜電放電相關的尖峰或其它順變、皮膚位置與一個電極進入接觸和/或脫離接觸、和/或皮膚位置相對于電極640、645中的一個或兩個移動)之后提取ecg信號。例如,信號調節器630可以配置為確定信號調節器630的一個或多個元件(例如,放大器、運算放大器、信號處理塊)是電子飽和的(即,輸出最大和/或最小信號電平,或具有的內部信號具有最大或最小值),并響應性地控制信號調節器630的一個或多個特性,以減少信號調節器630的一個或多個元件的電子飽和。
確定信號調節器的一個或多個元件是電子飽和的可以包括:使用adc對信號調節器630的輸出或其它電子信號進行采樣,并且進行與adc的一個或多個數字輸出相關的確定,將信號調節器630的輸出或其它電子信號施加到比較器、施密特觸發器或其它數字部件、或其它一些確定。另外,控制信號調節器630的一個或多個特性以減少信號調節器630的一個或多個元件的電子飽和可以包括:使電容器放電、接通和/或斷開信號調節器630的一個或多個信號處理塊、和/或改變濾波器的轉角頻率、帶通或其它(多個)參數(例如,增加高通濾波器的轉角頻率,以允許濾波器的輸出從飽和電平更快地衰減)。這些控制方法可以通過操作一個或多個電子開關、晶體管或其它元件來實現。
附加地或替代地,信號調節器630的快速響應電路或其它電路可以通過具有非線性特性來防止信號調節器630的一個或多個元件的電子飽和;例如,具有非線性電流-電壓特性的金屬氧化物變阻器或其它電子元件或其組合(例如,相較于較低電壓,在較高電壓下具有較低的電阻和/或阻抗)可以包括在信號調節器630中(例如,可以連接到濾波器或其它電容器,可以連接在信號線和接地平面之間)。配置為防止信號調節器630的一個或多個元件的電子飽和的信號調節器630的快速響應電路或其它電路可能表現出滯后。例如,快速響應電路可以包括施密特觸發器,其配置為當電容器兩端的電壓超過第一指定電平時閉合電容器放電開關,并且當電容器兩端的電壓下降到低于第二指定電平時隨即打開電容器放電開關。
信號調節器630可以包括電路或其它元件,其配置為檢測和/或確定參比電極640和遠程電極645是否與皮膚接觸,和/或是否可以從電極640、645之間的電壓波動提取ecg信號。信號調節器630可以包括電路(例如,分壓器、弛豫振蕩器、電流注入器),其配置為有源或無源地檢測參比電極640和遠程電極645之間的有效電阻和/或電容,這可以用于確定參比電極640和遠程電極645與皮膚接觸和/或可以從其提取ecg信號。這樣的電路可以附加地配置和/或操作為檢測穿戴者的其它特性,例如,體內水含量、體脂肪含量。附加地或替代地,信號調節器630可以包括電路(例如,比較器、施密特觸發器、過電壓傳感器、微分器、快速響應電路),其配置為檢測參比電極640和遠程電極645之間的靜電放電、電壓瞬變、電壓偏移的變化、或電壓波動的其它特性,這與電極640、645同穿戴者的皮膚接觸或脫離接觸相關。
信號調節器630的電壓傳感器(和/或處理器650的電壓傳感器)可以包括一個或多個比較器、施密特觸發器、直接轉換adc、逐次逼近adc、sigma-deltaadc、或一些其它類型的(多個)adc。電壓傳感器可以包括放大器、濾波器、采樣保持和/或一些其它部件。另外,信號調節器630的單獨元件可以被實現為相應的離散部件。附加地或替代地,信號調節器630的一個或多個元件可以被并入到一個或多個集成電路中(例如,集成電路包括處理器650的元件、(多個)通信接口690和/或裝置600的元件)。在信號調節器630包括在由多個殼體或其它組件組成的裝置的示例中,信號調節器630的元件可以全部被設置在單個殼體或子組件中,或者信號調節器630的元件可以被設置在多個殼體或子組件中,并使用電線、電纜或通過殼體或子組件之間的其它結構進行連接。
在一些示例中,電壓源、電子開關、放大器、濾波器、運算放大器、電壓傳感器(例如,adc、比較器、施密特觸發器)和/或信號調節器630的其它元件可以是微處理器(例如,650)的元件,其電聯接到微處理器的引腳(例如,邏輯門、電容器、高阻抗電子開關(例如,cmosfet)、或其它微電子器件)。例如,信號調節器630的電壓源可以是微處理器的內部電源,且信號調節器630的電壓源開關可以是微處理器的門,其配置為將微處理器的內部電源和/或內部接地電連接到微處理器的引腳,且當不將引腳連接到內部電壓源和/或內部接地(例如,以向引腳提供“三態”數字輸出)時,顯示為高阻抗元件。微處理器的adc可以附加地配置為電連接到引腳并用作信號調節器630的電壓傳感器。
在一些示例中,信號調節器630可以包括用于保護裝置600的元件的電路(例如,用以保護放大器、濾波器、電壓傳感器、或信號調節器630的其它元件)免受跨過和/或通過電極640、645而存在的高電壓和/或電流的影響。例如,信號調節器630可以包括鉗位二極管、阻斷電阻器、阻斷電容器、電子開關或其它元件,其配置為防止信號調節器630的部件被電極640、645處/通過電極640、645的電壓和/或電流損壞。信號調節器630的這些元件可以配置為保護裝置600免受來自裝置600的環境的靜電放電的影響。
信號調節器630可以包括附加部件。在一些示例中,信號調節器630可以包括充電器,其配置為對可再充電電池635進行再充電,并通過電極640、645和/或一些附加的(多個)電極來供電。在一些示例中,裝置600可以配置為安裝在外部充電器上。外部充電器可以配置為向電極(例如,640、645)施加電壓和/或電流,其足以向充電器供電以對可再充電電池635進行再充電。信號調節器630可以包括電氣地設置在充電器和電極(例如,640、645)之間的整流器、電容器、或其它元件。整流器或其它元件可以配置為,當裝置600被可移除地安裝在由穿戴者穿戴的衣服并且未安裝到外部充電器時,減少使用電極640、645進行的ecg信號測量中的電干擾。附加地或替代地,裝置600可以包括線圈或其它部件,其配置為接收電磁能(例如,從無線充電器),并使用接收的電磁能對可再充電電池635進行再充電。信號調節器630可以包括部件,所述部件配置為使用電極640、645和/或一些附加的(多個)電極來檢測emg、皮膚電阻、皮膚電容、體內水含量、體脂肪含量、皮電反應、或一些其它電信號。信號調節器630可以包括部件,以操作一些其它傳感器(例如,加速度計、光脈沖傳感器、光體積描記術傳感器、脈搏血氧計、溫度傳感器),所述傳感器配置為檢測裝置600的穿戴者的和/或裝置600的環境的一個或多個特性。
請注意,雖然信號調節器630、(多個)處理器650、可再充電電池635、以及其它部件在本文中有時被描述為設置在單個殼體上或單個殼體內,但可以設想出其它配置。在一些示例中,裝置可以包括多個殼體,且裝置600的部件可以分布在該多個殼體之間。例如,第一殼體可以包括信號調節器630的一些元件(例如,ecg信號提取電子器件,溫度感測電子器件),且參比電極640可以從第一殼體突出。第二殼體可以包括充電器電子器件和可再充電電池635,且設置在第二殼體中的元件可以電連接到設置在第一殼體中的元件??梢栽O想處殼體的其它數量、殼體的配置、以及多個殼體內的部件的設置。
存儲在計算機可讀介質660上的程序指令672可以包括執行或促進本文所述的裝置功能中的一些或全部的指令。例如,程序指令672可以包括操作信號調節器630以從電極640、645之間的電壓波動提取ecg信號的指令。程序指令672可以附加地包括操作信號調節器630的其它元件(例如開關、斷路器、fet)的指令,以保護電聯接到電極640、645的裝置600的其它元件(例如,信號調節器630的放大器和/或電壓傳感器)免受損壞。程序指令672可以包括這樣的指令,其基于存儲在計算機可讀介質660中的參數和用戶數據674來操作,和/或修改參數和用戶數據674。例如,參數和用戶數據674可以包括用于裝置600和/或用于使用裝置600所提取的存儲的ecg信號(和/或其特征,例如,q-t間隔,qrs復合波參數)的校準數據。
存儲在計算機可讀介質660上的程序指令672可以包括操作信號調節器630從電極640、645之間的電壓波動提取ecg信號的指令。指令可以包括激活和/或設定電流源、電壓源、可編程電阻器、adc、一個或多個電子開關、和/或信號調節器630的一些其它(多個)部件的值的指令。指令可以包括用于設定信號調節器630的放大器和/或濾波器的增益、帶寬、轉角頻率、陷波頻率或其它特性的指令。指令可以包括操作電壓或電流傳感器,以進行與電極640、645之間的電壓相關的一個或多個測量的指令。指令可以包括操作電壓或電流傳感器,以在相應的一系列的規則間隔的時間段期間進行與電極640、645之間的電壓相關的一系列測量的指令。
指令可以包括確定參比電極640和遠程電極645是否與皮膚接觸和/或確定是否可以從電極640、645之間的電壓波動提取ecg信號,并且響應性地提取ecg信號的指令。這可以包括分析電極640、645之間的電壓波動,以確定電壓波動是否包括ecg信號。附加地或替代地,這可以包括有源地或無源地感測電極640、645之間的有效電阻和/或電容,并進一步確定感測的電阻和/或電容對應于電極640、645與皮膚接觸。在一些示例中,指令可以包括響應于用戶輸入而提取ecg信號的指令(例如,響應于用戶按壓裝置600的按鈕,以指示穿戴者正在經歷某些癥狀、正在從事某些活動(例如,運動)、即將從事活動、已經完成活動、或者應該提取ecg信號用于某些其它的用戶相關的目的)。
可以設想出程序指令672中的、與使用信號調節器630從電極640、645之間的電壓波動提取一個或多個ecg信號相關的其它指令。程序指令672可以包括使用信號調節器630在多個時間段期間提取多個ecg信號的指令。程序指令672可以包括將與提取的(多個)ecg信號相關的數據記錄或以其它方式存儲在參數和用戶數據674中和/或一些其它數據存儲器的指令。
指令可以包括可基于提取的(多個)ecg信號和/或與提取的(多個)ecg信號相關的信息來操作裝置600的指令。例如,指令可以描述如何基于提取的(多個)ecg信號(例如,基于確定的心率、確定的脈搏時序變異性、確定的q-t間隔、確定的qrs復合波參數、或一個或多個提取的ecg信號的某些其它確定的特性或特征)來確定穿戴者的健康狀況或其它狀態。指令可以描述如何確定第一電極640和第二電極645是否與皮膚接觸和/或如何可以從電極640、645之間的電壓波動提取ecg信號。指令可以進一步描述如何相對于這樣的確定來操作裝置600。例如,當裝置600確定參比電極640和遠程電極645沒有與皮膚接觸和/或不能從電極640、645之間的電壓波動提取ecg信號時,信號調節器630和/或裝置600的一個或多個元件(例如,電壓或電流傳感器、放大器)可以被禁用和/或在低功率狀態下操作。可以設想出相對于這樣的確定的其它操作,且可以由程序指令672來描述。
存儲在計算機可讀介質660上的程序指令672可以包括這樣的指令,其用于操作裝置600的部件(例如,信號調節器630),以對可再充電電池635進行充電和/或使用可再充電電池635向裝置600供電。例如,指令可以包括操作開關或其它電氣部件,以選通電力從電極640、645充電器和/或從充電器到可再充電電池635的指令。附加地或替代地,指令可以包括操作電壓或電流傳感器(可能是信號調節器630的傳感器),以檢測與電極640、645電接觸的外部充電器的存在和/或檢測可再充電電池635的充電狀態的指令。信號調節器630或者裝置600的其它電子器件的充電器和/或整流器元件可以是無源的,即是說,它們可以配置為,當裝置600安裝到外部充電器或其它適當配置的電源時,對可再充電電池635進行充電和/或向裝置600供電,而無需(多個)處理器650或者裝置600的其它元件(除了電極640、645以外)的直接操作。附加地或替代地,裝置600的無線充電器的線圈和其它部件可以配置為接收電磁能,并且使用接收的電磁能對可再充電電池635進行充電。
程序指令672可以包括操作(多個)用戶接口680的指令。例如,程序指令672可以包括顯示關于裝置600的數據的指令(例如,通過操作裝置的一個或多個指示器led,通過操作裝置的振動器或其它觸覺模擬器),或者用于指示由裝置600產生的和/或從外部系統接收一個或多個警報的指令。另外,程序指令672可以包括基于(多個)用戶接口680接受的輸入來執行某些功能的指令,所述輸入例如通過(多個)用戶接口680的一個或多個按鈕接受的輸入。
通信接口690還可以由程序指令672內的指令操作,例如經由天線發送和/或接收信息的指令,所述天線可以布置在殼體610上或殼體610中。例如,程序指令672可以包括使用通信接口690(例如,使用通信接口690的無線發送器)來操作通信接口690發送提取的ecg信號和/或與提取的ecg信號相關的信息的指令。通信接口690可以可選地包括一個或多個振蕩器、混頻器、頻率注入器、等,以調制和/或解調由天線發送和/或接收的載波頻率上的信息。在一些示例中,裝置600配置為通過以由遠程服務器或其它遠程計算裝置可感知的方式來調制天線的阻抗來指示來自處理器650的輸出。
在一些示例中,(多個)通信接口690可以可操作地耦合到電極640、645,且可以配置為通過使用電極640、645與外部系統進行通信。在一些示例中,這包括當將裝置600安裝到外部系統上時,發送和/或接收通過電極640、645傳輸的電壓和/或電流信號,使得電極640、645與外部系統的部件電接觸。
在一些示例中,提取的ecg信號、溫度測量結果、穿戴者的概況信息、裝置使用的歷史、由裝置穿戴者輸入的健康狀況信息、以及生成的建議和臨床協議可以附加地輸入到云網絡,并可由穿戴者的醫生進行下載。還可以在云計算網絡中對收集的數據(例如生理參數數據和健康狀況信息)進行趨勢分析和其它分析,并可由醫生或臨床醫生進行下載。
另外,來自裝置穿戴者的個體或群體的提取的ecg信號和/或健康狀況數據可被醫生或臨床醫生用于監測藥物或其它治療的功效。例如,可以從正在參與臨床研究的裝置穿戴者的群體中收集高密度的實時數據,以評估開發性藥物或治療的安全性和功效。這樣的數據也可以在個體層面上使用,以評估特定穿戴者對藥物或治療的反應?;谠摂祿?,醫師或臨床醫師能夠根據個體的需要來定制藥物治療。
響應于程序指令672中包括的指示醫療狀況的確定,裝置600可以經由用戶接口680生成警報。警報可以包括視覺部分,例如led或其它視覺指示器(例如,顯示器)的閃光燈或其它操作、聽覺部分(例如,報警聲)、觸覺部分(例如振動)、和/或電觸覺部分(例如,使用電極640、645傳遞的電觸覺刺激)。指示可以提示用戶查看在與裝置600通信的手機或其它裝置上呈現的文本或其它信息。這樣的文本或其它信息可以包括一個或多個建議,例如穿戴者聯系醫療專業人員、尋求即時醫療照顧或管控藥物治療。
v.操作裝置的示意性方法
圖7是用于操作裝置的方法700的流程圖。被操作的裝置包括(i)參比電極,(ii)遠程電極,(iii)殼體,(iv)信號調節器,其設置在殼體中并連接到參比電極和遠程電極,且配置為從參比電極和遠程電極之間的電壓波動提取心電圖(ecg)信號,(v)第一安裝件,配置為在第一安裝位置將殼體可移除地安裝到衣服,(vi)以及第二安裝件,配置為在與第一安裝位置分離的第二安裝位置將遠程電極安裝到衣服。
方法700包括將裝置可移除地安裝到衣服(710)。衣服可以在安裝了裝置之前和/或之后被穿戴。安裝裝置可以包括將一個或多個元件(例如,殼體、遠程電極和/或參比電極)可移除地安裝在衣服的帶或其它緊身部分(例如,內衣的彈性帶)的下面,使得參比電極和遠程電極在相應的第一皮膚位置和第二皮膚位置接觸皮膚。所述皮膚位置可以是軀干位置、胸廓位置、胸部位置、背部位置、腹部位置、骨盆位置、臂部位置、腿部位置、頭部位置、或者可以檢測與穿戴者的ecg信號相關的電壓波動的任何其它位置。在一些示例中,電極或裝置的其它元件包括粘合劑和/或導電凝膠,且將裝置安裝到由穿戴者穿戴的衣服(710)包括啟用、施加和/或暴露粘合劑和/或導電材料,并將裝置施加到衣服下面的皮膚位置。
將裝置可移除地安裝到由穿戴者穿戴的衣服(710)可以包括使用一個或多個安裝件,以將裝置的相應的元件(例如,殼體、遠程電極和/或參比電極)可移除地安裝到衣服的相應的安裝位置。該安裝件可以包括配置為夾在衣服的材料上的夾子、配置為穿透衣服的材料的別針、配置為扣合到衣服的對應的元件和/或匹配的按鈕或者衣服的材料的相反的側面上的其它硬件的卡扣、配置為鉤在衣服的纖維上的其它結構的多個柔性鉤(例如,使用
衣服的這樣的安裝位置可以是衣服的任何位置,以使得裝置和/或其元件可以安裝為使得遠程電極和參比電極與穿戴者的皮膚保持電接觸。因此,安裝位置可以是衣服的任何緊身區域,例如,帶、袖口、下擺、條帶、底線、衣領、或袖子。附加地或替代地,衣服可以是全部或部分地緊身的(例如,全部或部分地由氨綸、萊卡或類似的彈性材料或織物組成),且安裝位置可以是在這樣的衣服的一個或多個緊身部分下面的位置。另外,相對于衣服和/或相對于穿戴者的身體上解剖學或其它標志,這樣的安裝位置可以被規定為相隔一定距離、在規定的位置處,或以其它方式被規定。
例如,安裝位置可以由穿戴者基于來自裝置的指示來定位,例如,由裝置遞送的指示(例如,由裝置的指示器產生的光、聲音或其它指示),和/或由與裝置通信的一些其它系統遞送的指示(例如,由手表、手機或與裝置通信的其它系統產生的視覺、文字、聲音或其它指示)。這樣的指示可以與遠程電極和參比電極之間的電壓波動的特定相關,例如,裝置可以提供由裝置提取的ecg信號的強度(或信號質量的一些其它度量)的指示,使得穿戴者可以在安裝位置處安裝遠程和/或參比電極,該安裝位置為應用提供足夠質量的ecg信號。
方法700還包括操作裝置的信號調節器,以從參比電極與遠程電極之間的電壓波動提取ecg信號(720)。這可以包括在多個相應的時間點期間對參比電極和遠程電極之間的電壓進行多次采樣(例如,使用adc或其它離散時間裝置)。這可以包括使用例如一個或多個放大器、濾波器、運算放大器、電阻器、電感器、電容器、(多個)其它硬件或軟件元件、和/或其組合,而對參比電極和遠程電極之間的電壓進行放大、濾波、電平轉換、反相、和/或執行一些其它信號調節。
用于操作裝置的方法700可以包括與提取的ecg信號相關的附加步驟。在一些示例中,方法700可以包括使用設置在裝置中的顯示器來指示提取的ecg信號和/或與ecg信號相關的信息。在一些示例中,方法700可以包括使用設置在裝置中的無線發送器無線地傳輸提取的ecg信號和/或與ecg信號相關的信息。例如,裝置可以將提取的ecg信號傳輸到遠程系統(例如,醫療服務提供者可訪問的服務器或云服務)。在一些示例中,方法700可以包括使用設置在裝置中的數據存儲器來記錄或以其它方式存儲提取的ecg信號和/或與ecg信號相關的信息。在一些示例中,方法700可以包括基于提取的ecg信號和/或與ecg信號相關的信息來操作裝置。例如,裝置可以被操作為響應于提取的ecg信號和/或與ecg信號相關的信息(例如,如果提取的ecg信號的qt間隔超過閾值)而產生警報、向遠程系統發送傳輸、或進行某些其它動作。
在另一示例中,方法700可以包括確定參比電極和遠程電極是否與穿戴者的皮膚接觸。例如,方法可以包括基于檢測到的電極之間的電容和/或電阻在指定范圍內和/或以指定速率增加或減小來確定電極接觸相應的皮膚位置。方法還可以包括相對于這樣的確定來操作裝置。例如,可以響應于參比電極和遠程電極與相應的第一外部身體表面和第二外部身體表面接觸的確定來執行使用信號調節器提取ecg信號(720)??梢栽O想出確定的電阻和/或電容的其它應用。
在一些示例中,裝置可以包括這樣的結構,其用于在多個時間點光學地檢測穿戴者的皮下管脈的一部分中的血液的體積,并且基于檢測到的血液的多個體積生成隨時間的血液體積波形(即,光體積描記術波形)。生成這樣的血液體積波形可以包括操作裝置的光源,以穿過覆蓋的皮膚將光發射到皮下管脈的一部分中,并操作裝置的光傳感器,以接收響應性地反射、散射或以其它方式從皮下管脈發射出的穿過覆蓋皮膚的光。方法700可以進一步包括結合地使用生成的血體積波形和所提取的ecg信號,以確定穿戴者的血壓、穿戴者的脈管系統的動脈粥樣硬化程度、或穿戴者的其它健康或醫療狀態。這可以包括確定所提取的ecg信號的特征與所生產的血液體積波形的特征的時間差或其它比較(例如,體積波形的最大值與ecg信號的對應的qrs復合波之間的時間差),以確定流率、壓力波速度和/或延遲、或者關于皮下管脈的一部分中的血液的信息、和/或關于穿戴者的心臟和脈管系統的信息。
圖7中示出的示例性方法700是說明性的非限制性示例。可以設想出方法的附加或替代要素,以及裝置的附加或替代部件,這如對于本領域技術人員將是顯而易見的。
iv.結論
在示例實施例涉及與個人或個人的裝置相關的信息的情況下,實施例應被理解為包括隱私控制。這樣的隱私控制至少包括裝置標識符的匿名化、透明和用戶控制,包括能夠允許用戶修改或刪除與用戶使用產品相關的信息的功能。
另外,在本文所討論的實施例收集關于用戶的個人信息或可以利用個人信息的情況下,可以向用戶提供控制程序或特征是否收集用戶信息(例如,關于用戶的病史、社交網絡、社會行為或活動、職業、用戶偏好、或用戶的當前位置的信息)的機會,或者控制是否和/或如何從內容服務器接收可能與用戶更加相關的內容。此外,某些數據可以在被存儲或使用之前以一種或多種方式進行處理,以便消除個人身份信息。例如,可以對用戶的身份進行處理,使得不能確定用戶的個人身份信息,或者在獲得位置信息(例如,城市、郵政編碼、或州級)的情況下可以將用戶的地理位置進行一般化,使得不能確定用戶的具體位置。因此,用戶可以控制內容服務器如何使用關于用戶的被收集的信息。
圖中所示的特定布置不應被視為限制。應當理解,與給定圖中所示的每個元件相比,其它實施例可以包括更多或更少的元件。另外,某些示出的元件可以被組合或省略。另外,示范性實施例可以包括未在圖中示出的元件。
另外,雖然本文已經公開了各個方面和實施例,但是其它方面和實施例對于本領域技術人員將是顯而易見的。本文公開的各個方面和實施例是為了說明的目的,而不是限制性的,其真實范圍和精神由所附的權利要求表示。在不脫離本文呈現的主題的精神或范圍的情況下,可以使用其它實施例,并且可以進行其它改變。將容易理解,本公開的多個方面,如本文中一般性描述并且在附圖中示出的,可以以各種各樣的不同配置進行布置、取代、組合、分離和設計,所有這些都在本文中被設想出。