耳戴式生命體征監(jiān)視器的制造方法
【專利摘要】用于監(jiān)視生命體征的方法和監(jiān)視器。在一個(gè)實(shí)施方式中，生命體征監(jiān)視器包括：殼體，具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀；以及電子模塊，用于測量生命體征。用于測量生命體征的電子模塊位于殼體中，并且包括與處理器通信的多個(gè)生命體征感測模塊。多個(gè)感測模塊包括選自以下的模塊中的至少兩個(gè)模塊：心沖擊（BCG）模塊、光電容積描記（PPG）模塊、加速度計(jì)模塊、溫度測量模塊、以及心電圖（ECG）模塊。在一個(gè)實(shí)施方式中，處理器響應(yīng)于來自多個(gè)生命體征感測模塊的信號計(jì)算其他生命體征。
【專利說明】耳戴式生命體征監(jiān)視器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生理學(xué)監(jiān)視器領(lǐng)域，并且更特別地，涉及用于測量生命體征的可佩戴式裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在看護(hù)老年人、病人、和傷員時(shí)，監(jiān)視生命體征是一個(gè)重要環(huán)節(jié)。監(jiān)視不僅為佩戴者的疾病病因提供了診斷線索，在佩戴者的病情惡化時(shí)，還提供了預(yù)先告警。
[0003]另外，健康的人通常希望在其運(yùn)動時(shí)測量特定生命體征，以便即時(shí)的以及在一段時(shí)間內(nèi)追蹤其自身的身體狀況。這樣的監(jiān)視器為用戶提供了反饋并且?guī)椭R別特定疾病的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]為了監(jiān)視生命體征，在諸如醫(yī)院的受控環(huán)境中通常使用多種昂貴的專業(yè)裝置。這些裝置的體積和成本使得其不適合家庭使用。然而，為了降低醫(yī)療成本并幫助患者更快地恢復(fù)，通常期望將患者從醫(yī)院護(hù)理轉(zhuǎn)移到家庭護(hù)理。很多時(shí)候，這需要長時(shí)間的租用昂貴的設(shè)備。另外，用于在家庭中測量不同生命體征的傳感器體積龐大并且在佩戴者進(jìn)行他的或她的正?；顒訒r(shí)難以佩戴。
[0005]需要一種裝置，其允許在不使用昂貴的大件感測裝置的情況下監(jiān)視佩戴者的生命體征，并允許佩戴者能夠進(jìn)行其正常的活動。本發(fā)明解決了這一問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在一個(gè)方面，本發(fā)明涉及用于佩戴在耳朵附近的生命體征監(jiān)視器。在一個(gè)實(shí)施方式中，生命體征監(jiān)視器包括:殼體，具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀；電子模塊，用于測量生命體征。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于測量生命體征的電子模塊位于殼體中，并且包括與處理器通信的多個(gè)生命體征感測模塊。該多個(gè)生命體征感測模塊包括選自以下模塊中的至少兩個(gè)模塊:心沖擊(BCG)模塊、光電容積描記(PPG)模塊(photoplethysmographic module)、加速度計(jì)模塊、溫度測量模塊、以及心電圖(ECG)模塊。在一個(gè)實(shí)施方式中，處理器響應(yīng)于來自多個(gè)生命體征感測模塊的信號計(jì)算其他生命體征。在另一實(shí)施方式中，處理器從ECG模塊、BCG模塊、或PPG模塊測量心率。在另一實(shí)施方式中，處理器從ECG模塊、BCG模塊、或PPG模塊測量呼吸率。在另一實(shí)施方式中，處理器響應(yīng)于來自加速度計(jì)模塊的信號確定方向和運(yùn)動。在一個(gè)實(shí)施方式中，處理器響應(yīng)于來自BCG模塊的信號測量心博量。在另一實(shí)施方式中，處理器響應(yīng)于來自BCG模塊的信號導(dǎo)出心輸出量。在又一實(shí)施方式中，處理器響應(yīng)于來自ECG模塊和BCG模塊的信號計(jì)算血壓。在又一實(shí)施方式中，處理器響應(yīng)于來自ECG模塊和PPG模塊的信號計(jì)算血壓。在一個(gè)實(shí)施方式中，處理器響應(yīng)于來自PPG模塊的信號計(jì)算血氧合。在另一實(shí)施方式中，處理器響應(yīng)于來自溫度測量模塊的信號測量溫度。在另一實(shí)施方式中，處理器響應(yīng)于來自ECG模塊和BCG模塊的信號計(jì)算射血前期的變化。
[0007]在另一實(shí)施方式中，電子模塊進(jìn)一步包括播放模塊，用于響應(yīng)于所測量和所計(jì)算的生命體征，向用戶提供信息。在一個(gè)實(shí)施方式中，播放模塊響應(yīng)于可接受范圍外的所測量和所計(jì)算的生命體征向用戶提供信息。在一個(gè)實(shí)施方式中，播放模塊提供聽覺信息。在另一實(shí)施方式中，電子模塊進(jìn)一步包括用于保存所記錄的數(shù)據(jù)的存儲模塊。在另一實(shí)施方式中，電子模塊進(jìn)一步包括用于向基站發(fā)送數(shù)據(jù)的無線通信模塊。在另一實(shí)施方式中，基站響應(yīng)于所測量和所計(jì)算的生命體征向用戶提供反饋。在另一實(shí)施方式中，基站響應(yīng)于可接受范圍外的所測量和所計(jì)算的生命體征向用戶提供信息。在另一實(shí)施方式中，基站基于所測量和所計(jì)算的生命體征控制電子模塊的操作。在另一實(shí)施方式中，響應(yīng)于ECG信號、BCG信號、PPG信號、以及加速數(shù)據(jù)中的一個(gè)或多個(gè)，處理器執(zhí)行心率、呼吸率、和血壓中的一個(gè)或多個(gè)的誤差檢測。
[0008]在另一實(shí)施方式中，監(jiān)視器進(jìn)一步包括開關(guān)，響應(yīng)于ECG數(shù)據(jù)，處理器使用該開關(guān)來打開和關(guān)閉BCG模塊和PPG模塊，以降低功耗。在另一實(shí)施方式中，監(jiān)視器進(jìn)一步包括開關(guān)，響應(yīng)于BCG數(shù)據(jù)，處理器使用該開關(guān)來打開和關(guān)閉PPG模塊，以降低功耗。在另一實(shí)施方式中，監(jiān)視器包括開關(guān)，響應(yīng)于加速度計(jì)數(shù)據(jù)，處理器使用該開關(guān)來打開和關(guān)閉ECG模塊、BCG模塊、或PPG模塊，以降低功耗。在另一實(shí)施方式中，監(jiān)視器使用ECG信號和BCG信號的互相關(guān)、或者ECG信號和PPG信號的互相關(guān)計(jì)算血壓。在另一實(shí)施方式中，監(jiān)視器使用ECG信號、BCG信號、和PPG信號中的兩個(gè)的互相關(guān)計(jì)算心率。
[0009]在另一方面，本發(fā)明涉及一種PPG監(jiān)視裝置。在一個(gè)實(shí)施方式中，PPG監(jiān)視裝置包括:殼體，具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀；以及位于殼體中的PPG模塊。PPG模塊包括:兩個(gè)具有不同波長的光源，被設(shè)置為向佩戴者耳朵附近的皮膚傳輸光；至少一個(gè)光電二極管，被設(shè)置為接收上述皮膚反射的光；以及第一放大器，與光電二極管通信，并提供第一放大器輸出信號。在另一實(shí)施方式中，PPG監(jiān)視裝置包括與第一放大器通信的解調(diào)電路，其后面是采樣和保持電路。在另一實(shí)施方式中，PPG監(jiān)視裝置包括具有不同于其他光源的波長的第三光源和第四光源。在另一實(shí)施方式中，PPG監(jiān)視裝置包括與第一放大器通信的高通濾波器和第二放大器。在另一實(shí)施方式中，PPG監(jiān)視裝置包括與第二放大器通信的采樣和保持電路。在PPG監(jiān)視裝置的另一實(shí)施方式中，差分放大器與第一放大器通信，減去DC分量，并提供 發(fā)送到第二增益放大器的AC分量。在另一實(shí)施方式中，PPG監(jiān)視裝置進(jìn)一步包括與第一放大器通信的低通濾波器和高通濾波器。在另一實(shí)施方式中，其后面是解調(diào)器和低通濾波器的帶通濾波器與第一放大器通信。在PPG監(jiān)視裝置的另一實(shí)施方式中，高通濾波器、低通濾波器、和帶通濾波器在軟件中實(shí)現(xiàn)。
[0010]本發(fā)明的另一方面涉及BCG監(jiān)視裝置。在一個(gè)實(shí)施方式中，該BCG監(jiān)視裝置包括具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀的殼體，并具有:兩個(gè)電容性電極，其放置在佩戴者頭部的乳突區(qū)中，以將機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)換成電信號來感測頭部運(yùn)動；以及位于殼體中的BCG模塊。在另一實(shí)施方式中,BCG監(jiān)視器包括:差分信號放大器,其具有輸出端和兩個(gè)輸入端，每個(gè)輸入端都與對應(yīng)的一個(gè)電容電極通信；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與差分信號放大器的輸出端通信。在另一實(shí)施方式中，BCG監(jiān)視裝置進(jìn)一步包括第三電極，其位于佩戴者的頭部的乳突區(qū)，以減少共模干擾信號。
[0011]在另一實(shí)施方式中，BCG監(jiān)視裝置進(jìn)一步包括與差分信號放大器的輸出端通信以減少干擾信號的濾波器。在另一實(shí)施方式中，BCG監(jiān)視裝置進(jìn)一步包括覆蓋兩個(gè)電容性電極的電屏蔽附加層，以減少干擾信號。在另一實(shí)施方式中，BCG監(jiān)視裝置進(jìn)一步包括感測頭部運(yùn)動的加速度計(jì)。
[0012]本發(fā)明的另一方面涉及ECG監(jiān)視裝置。在一個(gè)實(shí)施方式中，ECG監(jiān)視裝置包括:殼體，具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀；兩個(gè)干燥或基于凝膠的電極，設(shè)置在佩戴者頭部的乳突區(qū)，以感測ECG信號；以及位于殼體中的ECG模塊。在一個(gè)實(shí)施方式中，ECG模塊包括:差分信號放大器，具有輸出端和兩個(gè)輸入端，每個(gè)輸入端都與對應(yīng)的一個(gè)干燥或基于凝膠的電極通信；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與差分信號放大器的輸出端通信。在另一實(shí)施方式中，ECG監(jiān)視裝置進(jìn)一步包括第三電極，其位于佩戴者頭部的乳突區(qū)，以減少共模干擾信號。在另一實(shí)施方式中，ECG監(jiān)視裝置進(jìn)一步包括濾波器，其與差分放大器的輸出端通信，以減少干擾信號。
[0013]本發(fā)明的另一方面涉及監(jiān)視用戶的PPG的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括以下步驟:設(shè)置殼體，該殼體具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀。該殼體包括:至少兩個(gè)光源；光電二極管；與至少一個(gè)光電二極管通信并提供放大輸出信號的第一放大器；以及與放大輸出信號通信的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。該方法還包括:將來自每個(gè)光源的光以交替的方式傳輸?shù)脚宕髡呷橥粎^(qū)的皮膚；通過光電二極管接收從佩戴者頭部的乳突區(qū)的皮膚、組織、和骨骼反射的光；響應(yīng)于從皮膚、組織、和骨骼反射的光，通過第一放大器放大通過光電二極管生成的信號，以生成放大輸出信號；以及濾波放大輸出信號以減少干擾。在PPG方法的另一實(shí)施方式中，在軟件中執(zhí)行信號濾波。
[0014]本發(fā)明的另一方面涉及用于監(jiān)視BCG的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括:在佩戴者頭部的乳突區(qū)設(shè)置兩個(gè)電容電極，以通過將機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)換成電信號來感測頭部運(yùn)動；并且設(shè)置殼體，該殼體具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀。在一個(gè)實(shí)施方式中，殼體包括:差分信號放大器，具有輸出端和兩個(gè)輸入端，每個(gè)輸入端都與兩個(gè)電容電極中對應(yīng)的一個(gè)電氣通信，并且輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信。在一個(gè)實(shí)施方式中，BCG方法進(jìn)一步包括以下步驟:通過在佩戴者頭部的乳突區(qū)中放置干燥電極來減少共模干擾信號。在另一實(shí)施方式中，BCG方法進(jìn)一步包括濾波差分放大器的輸出信號，以減少干擾信號。
[0015]本發(fā)明的另一方面涉及用于監(jiān)視BCG的另一方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，用于測量BCG的方法包括以下步驟:設(shè)置包括感測頭部運(yùn)動的加速度計(jì)的殼體，該殼體具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀。在另一實(shí)施方式中，BCG方法進(jìn)一步包括濾波加速度計(jì)的輸出，以減少干擾信號。
[0016]本發(fā)明的另一方面涉及監(jiān)視ECG的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，該方法包括以下步驟:在佩戴者頭部的乳突區(qū)設(shè)置兩個(gè)電極；在用戶耳朵附近設(shè)置殼體，該殼體包括:信號放大器，其具有輸入端和其每個(gè)都與對應(yīng)的一個(gè)電極通信的兩個(gè)輸入端；以及與放大器的輸出通信的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。在另一實(shí)施方式中，ECG方法進(jìn)一步包括以下步驟:在佩戴者頭部的乳突區(qū)設(shè)置第三電極并且使用第三電極來減少共模干擾信號。在另一方面，ECG方法進(jìn)一步包括濾波差分放大器的輸出以減少干擾信號的步驟。在另一實(shí)施方式中，使用來自加速度計(jì)模塊的活動數(shù)據(jù)來校正ECG信號、BCG信號、和PPG信號中的一個(gè)或多個(gè)的活動偽像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]參照以下描述的附圖，可以更好地理解本發(fā)明的目標(biāo)和特征。附圖未必按比例繪制；相反，重點(diǎn)是說明本發(fā)明的原理。在附圖中，在各視圖中始終使用標(biāo)號來指示特定的部分。在引入與本公開相關(guān)的附圖時(shí)，這些附圖是基于本公開內(nèi)的單個(gè)基準(zhǔn)展開的。
[0018]圖1a和b是位于患者耳朵后面的本發(fā)明的裝置的實(shí)施方式的示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施方式的電子模塊的實(shí)施方式的框圖；
[0020]圖3是本發(fā)明的ECG模塊的實(shí)施方式的框圖；
[0021]圖4是本發(fā)明的BCG模塊的實(shí)施方式的框圖；
[0022]圖5是本發(fā)明的PPG模塊的實(shí)施方式的框圖；
[0023]圖5A是本發(fā)明的PPG模塊的另一實(shí)施方式的框圖；
[0024]圖6是用于確定用戶血液中的氧飽和度的方法的一個(gè)實(shí)施方式的步驟的流程圖；
[0025]圖7是將心率波形互相關(guān)以獲得心率測量的方法的實(shí)施方式的流程圖；
[0026]圖8A和8B是分別互相關(guān)ECG模塊的輸出以及BCG模塊和PPG模塊的輸出以獲得血壓的方法的實(shí)施方式的流程圖；
[0027]圖9是用戶 心率測量期間的誤差檢測方法的一個(gè)實(shí)施方式的步驟的流程圖；
[0028]圖10是用戶呼吸率測量期間的誤差檢測方法的一個(gè)實(shí)施方式的步驟的流程圖；
[0029]圖1lAUlB和IlC是用戶血壓測量的誤差檢測方法的一個(gè)實(shí)施方式的步驟的流程圖；
[0030]圖12到圖14是省電方法的實(shí)施方式的流程圖；以及
[0031]圖15是從各種波形中去除活動偽像的方法的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]以下的描述參考附圖，附圖使出了本發(fā)明的特定實(shí)施方式?？梢杂衅渌麑?shí)施方式，并且在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以對實(shí)施方式作出修改。因此，以下的詳細(xì)描述無意限制本發(fā)明。相反，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。
[0033]參照圖1a和b，簡單地介紹，描述了兩個(gè)實(shí)施方式，其中，裝置殼體2裝配在佩戴者耳后，并且由位于患者耳道中的耳塞4或者裝配在佩戴者耳朵上的耳夾4’固定到位。在所示出的實(shí)施方式中，電極導(dǎo)線6延伸超過殼體2，并且附著到安裝在佩戴者耳后、靠近佩戴者的乳突的電極。在另一實(shí)施方式中，電極內(nèi)置于殼體2中，并且不延伸超過殼體2。
[0034]參照圖2，系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施方式的電子器件包括與內(nèi)存18電氣通信的處理器14以及兩個(gè)以上的專用數(shù)據(jù)模塊，該專用數(shù)據(jù)模塊包括但不限于心電圖(ECG)模塊22、心沖擊(BCG)模塊26、光電容積描記(PPG)模塊30、加速度計(jì)模塊34、以及溫度傳感器模塊
38。處理器14在內(nèi)存18中存儲來自模塊的數(shù)據(jù)并且處理該數(shù)據(jù)以導(dǎo)出其他的生命體征。處理器14可選地包括數(shù)字濾波軟件44，用于在從模塊接收的信號沒有被預(yù)濾波的情況下使用，以減小干擾。處理器14可選地與播放模塊42 (其可以包括或者就是聲音播放器)、為用戶提供反饋的模塊46、以及無線模塊50 (全部由虛線所示)進(jìn)行通信。另外，如果使用了無線模塊50，則到無線模塊50的數(shù)據(jù)可以直接傳輸?shù)交?4或者通信到web60以用于到基站54的通信。
[0035]單獨(dú)考慮每個(gè)感測模塊，圖3中更詳細(xì)地示出了 ECG模塊22。在其最簡單的形式中，ECG模塊包括電極70，其可以是干燥或基于凝膠的。電極的輸出是到差分放大器74的一個(gè)輸入。第二電極70’的輸出是到差分放大器74的第二輸入。差分放大器74的輸出又是到模數(shù)(Α/D)轉(zhuǎn)換器78的輸入。A/D78的數(shù)字化波形輸出82通過數(shù)字通信信道通信到處理器14。
[0036]在另一實(shí)施方式中，模擬濾波器86、86’可以緊跟在第一和第二電極70、70’之后或者在差分放大器74之后(86”)放置在電路中。模擬濾波器86、86’、86”是去除DC和電力線干擾的陷波濾波器。在一個(gè)實(shí)施方式中，ECG電極70、70’的輸出輸入到對應(yīng)的緩沖放大器92、92’，其輸出端連接至其對應(yīng)的活性電極屏蔽96、96’，以減小來自環(huán)境的干擾。
[0037]在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)ECG電極的輸出是到信號平均器96的輸入，信號平均器96的輸出是共模信號，該共模信號是到負(fù)增益放大器100的輸入。負(fù)增益放大器100的共模放大輸出連接至可選的干燥或基于凝膠的電極104，以減小共模干擾。
[0038]類似地，圖4中示出了 BCG模塊26的一個(gè)實(shí)施方式。在該實(shí)施方式中，兩個(gè)BCG電極150、150’生成輸出信號,該輸出信號是到差分放大器154的輸入信號，差分放大器154的輸出是到Α/D轉(zhuǎn)換器158的輸入信號。A/D158的數(shù)字輸出被傳輸?shù)教幚砥?4作為數(shù)字化的數(shù)字BCG波形162。在一些實(shí)施方式中,模擬濾波器166、166’放置在每個(gè)電極150、150’之后或者差分放大器154之后(166”)。在一個(gè)實(shí)施方式中,BCG電極150、150’的輸出信號是到對應(yīng)的緩沖放大器170、170’的輸入信號，緩沖放大器170、170’的輸出端連接至其對應(yīng)的活性電極屏蔽174、174’。
[0039]在一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)BCG電極150、150’的輸出是到平均器180的輸入，平均器180的輸出是到負(fù)增益放大器184的輸入。如上所述，負(fù)增益放大器184的輸出連接至第三干燥或基于凝膠的 電極188，以減小干擾。
[0040]參照圖5，PPG模塊30的實(shí)施方式包括光電檢測器200，其輸出是到跨阻放大器204的輸入?？缱璺糯笃?04的輸出是Α/D轉(zhuǎn)換器212的輸入，Α/D轉(zhuǎn)換器212的PPG波形輸出被通信到處理器14。在一個(gè)實(shí)施方式中，跨阻放大器204的輸出是到解調(diào)器208的輸入。解調(diào)器用于分離來自下文中描述的LED照明器的紅色信號和紅外線信號，使得其可以被單獨(dú)濾波。解調(diào)器的兩個(gè)輸出信號是到兩個(gè)對應(yīng)的模擬濾波器216、216’的輸入信號，并且模擬濾波器216、216’的輸出信號是到Α/D轉(zhuǎn)換器212的輸入。Α/D轉(zhuǎn)換器212的PPG波形輸出220再次被通信到處理器224。
[0041]參照圖5A，在另一實(shí)施方式中，跨阻放大器204的輸出是到帶通模擬濾波器217的輸入信號。帶通模擬濾波器216的輸出是到解調(diào)器208的輸入，并且解調(diào)器208的輸出又是到低通模擬濾波器219的輸入。低通模擬濾波器219的輸出信號是到Α/D轉(zhuǎn)換器212的輸入。Α/D轉(zhuǎn)換器212的PPG波形輸出220再次被通信到處理器224。
[0042]在不使用解調(diào)器208的情況下，從第一放大器直接獲得輸出，并將其傳輸?shù)皆谲浖袑π盘栠M(jìn)行濾波和解調(diào)的處理器。
[0043]微處理器224還向多路復(fù)用器232提供輸出控制信號，以導(dǎo)通和斷開紅色和紅外線發(fā)光二極管236。微處理器224還向LED驅(qū)動器提供控制信號，以控制通過紅色和IR LED的電流。
[0044]通過獲得來自PPG模塊30的PPG波形信號并且檢測每個(gè)波長的波峰/波谷的振幅t匕(步驟30、34)來測量用戶的氧合(圖6)。然后處理這兩個(gè)比(步驟38)，以獲得這兩個(gè)比率之比(R)。然后計(jì)算(步驟42)氧飽和度，其等于校準(zhǔn)常數(shù)(k4)減去[第二校準(zhǔn)常數(shù)(k5)的(R)倍]。
[0045]在一個(gè)實(shí)施方式中，在門診導(dǎo)出校準(zhǔn)常數(shù)(k4)和(k5)。在佩戴裝置時(shí)，佩戴者配備有放置在橈動脈中的動脈留置插管。獲取血液樣本并用CO-血氧儀(黃金標(biāo)準(zhǔn)血氧測量裝置)進(jìn)行分析，以確定佩戴者的功能性血紅蛋白水平。一旦證實(shí)了功能性血紅蛋白水平高，則為佩戴者配備一個(gè)或多個(gè)血氧儀探頭。佩戴者呼吸氧氣/混合氣。該混合物首先富含氧氣，以確保佩戴者的血氧合是100%。然后從混合物中逐漸減少氧氣，并且一旦在每個(gè)水平都獲得了穩(wěn)定的血氧儀讀數(shù)，則獲取血液樣本，以比較從血氧儀與實(shí)際血氧合生成的Rt匕。然后，通過使用血氧與R比的最佳擬合曲線來校準(zhǔn)血氧儀，該最佳擬合曲線使用常數(shù)k4和k5。
[0046]在接收到來自各模塊的信號時(shí)，處理器14處理這些信號，以確定生命體征。例如，處理器14可以從來自ECG模塊22、BCG模塊26、和/或PPG模塊30的信號確定用戶的心率。在每種情況下，處理器14使用峰值檢測來確定來自ECG模塊22的信號、來自BCG模塊26的信號或來自PPG模塊30的信號中的峰值，這視情況而定。處理器14然后用六十秒除以兩個(gè)峰值之間的時(shí)間段，以獲得心率。
[0047]參照圖7，在另一實(shí)施方式中，使用時(shí)域的ECG、BCG、和PPG波形中的兩個(gè)的互相關(guān)來計(jì)算心率。在該實(shí)施方式中，兩個(gè)波形是互相關(guān)的(步驟100)。測量互相關(guān)結(jié)果中的相鄰峰值之間的平均時(shí)間(步驟104)，并且用六十秒除以相鄰峰值之間的平均時(shí)間來計(jì)算心率(步驟106)。通過檢測在一分鐘窗口內(nèi)來自給定模塊的信號包絡(luò)的振動數(shù)，可以由處理器14從來自ECG模塊22、BCG模塊26、以及PPG模塊30的信號來確定用戶的呼吸率。
[0048]參照圖8A，通過互相關(guān)ECG和BCG波形(步驟150)并且確定最高峰值的時(shí)間延遲(步驟154)來計(jì)算用戶的血壓。將該時(shí)間延遲定義為RJ間隔，處理器14然后確定RJ間隔是否大于零并且小于 一除以心率(步驟158)。如果不滿足該條件，則直接丟棄數(shù)據(jù)(步驟162)。如果滿足了該條件，則記錄RJ間隔。通過使用校準(zhǔn)參數(shù)k2_l和k2_2的線性內(nèi)插/外推，計(jì)算血壓。
[0049]可選地，可以通過互相關(guān)ECG和PPG波形(步驟180)并且確定最高峰值的時(shí)間延遲(步驟184)來計(jì)算用戶的血壓(圖SB)。將該時(shí)間延遲定義為脈沖到達(dá)時(shí)間(PAT)，處理器14然后確定脈沖到達(dá)時(shí)間是否大于零并且小于一除以心率(步驟188)。如果不滿足該條件，則直接丟棄數(shù)據(jù)(步驟192)。如果滿足了該條件，則記錄PAT。通過使用校準(zhǔn)參數(shù)k3_l和k3_2的線性內(nèi)插/外推，計(jì)算血壓。
[0050]為了確定校準(zhǔn)常數(shù)(k2和k3)，使用標(biāo)準(zhǔn)袖帶血壓測量方法測量佩戴者的收縮血壓(SBP)，并將這輸入裝置作為SBP-1。然后，同樣如上所述記錄記錄的RJ間隔(RJ-1)和脈沖到達(dá)時(shí)間PAT-1。然后，使用袖帶BP方法進(jìn)行另一收縮血壓測量SBP-2，并且將SBP-2輸入裝置。SBP-2與SBP-1必須相差I(lǐng)OmmHg。如果SBP-2按要求與SBP-1不同，則還測量第二 RJ間隔(RJ-2)和脈沖到達(dá)時(shí)間PAT-2。
[0051]將數(shù)據(jù)擬合到使用SBP-1、RJ-U SBP-2、和RJ-2的RJ間隔線性模型。之后，測量斜率(k2_l)和偏移(k2_2)參數(shù)。然后，將脈沖到達(dá)時(shí)間擬合到使用SBP-l、PAT-l、SBP-2、和PAT-2的線性模型。再次測量斜率(k3_l)和偏移(k3_2)參數(shù)。使用該數(shù)據(jù)，所有未來測量的RJ間隔都通過使用k2_l和k2_2的線性內(nèi)插/外推被映射到SBP，并且所有未來測量的脈沖到達(dá)時(shí)間通過使用k3_l和k3_2的線性內(nèi)插/外推被映射到SBP。
[0052]將心臟的射血前期(PEP)定義為從心臟的室間隔肌去極化到主動脈瓣打開之間的延遲。PEP可以用于確定心臟的收縮和肌肉健康。從ECG和BCG獲得的RJ間隔的相對變化可以用于趨近PEP的相對變化。
[0053]處理器14還從來自BCG模塊26的波形導(dǎo)出患者的相對心博量。處理器14檢測BCG波形中的峰值并且測量該峰值的振幅。通過加速度計(jì)值確定的佩戴者靜止時(shí)的心博量設(shè)置為等于BCG波形中的峰值振幅。相對于該靜止時(shí)的心博量，報(bào)告非靜止時(shí)的所有其他心博量。從用戶的相對心博量(如上所述)和用戶的心率導(dǎo)出患者的相對心輸出量。相對心輸出量等于相對心博量乘以心率。
[0054]參照圖9，為了確定在心率測量時(shí)是否有誤差，處理器14從諸如ECG模塊22、BCG模塊26、或PPG模塊30的心率信號的源獲得固定時(shí)間窗口內(nèi)的波形數(shù)據(jù)。處理器14然后確定信噪比(S/N)是否足夠(步驟300)，并且如果不是，則將數(shù)據(jù)丟棄(步驟304)并收集其他數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方式中，如果信號水平是噪聲的大約1.5倍，則認(rèn)為S/N比足夠。如果S/N比足夠，則對波形執(zhí)行峰值檢測(步驟308)。在一個(gè)實(shí)施方式中，如果因?yàn)橄啾扔谇耙粫r(shí)間窗口檢測了太多或太少的峰值(步驟312)，則該峰值檢測不是基本上無誤差，也將數(shù)據(jù)丟棄(步驟304)并收集其他數(shù)據(jù)。如果峰值檢測基本上無誤差，則進(jìn)行心率計(jì)算(步驟316)。
[0055]類似地，參照圖10，為了確定在呼吸率測量中是否有誤差，處理器14從諸如ECG模塊22、BCG模塊26、或PPG模塊30的呼吸率信號的源獲得波形數(shù)據(jù)。如上所述，處理器14然后確定信噪比(S/N)是否足夠(步驟320)，如果不足夠，則丟棄數(shù)據(jù)(步驟324)并收集其他數(shù)據(jù)。如果S/N比足夠，則對波形執(zhí)行包絡(luò)檢測(步驟328)。如上所述，如果包絡(luò)檢測不是基本上無誤差(步驟332)，則丟棄數(shù)據(jù)(步驟324)并收集其他數(shù)據(jù)。如果包絡(luò)檢測基本上無誤差，則進(jìn)行呼吸率計(jì)算(步驟336)。
[0056]參照圖11 (A、B、C)，為了確定在血壓測量中是否有誤差，處理器14從諸如ECG模塊22、BCG模塊26、和PPG模塊30的心率信號的源獲得波形數(shù)據(jù)。處理器14然后確定信噪t匕(S/N)是否足夠(步驟350、350’、350”)，如果不足夠，則丟棄數(shù)據(jù)(步驟354、354’、354”)并收集其他數(shù)據(jù)。如果3/^比足夠，則對波形執(zhí)行峰值檢測(步驟358、358’、358”)。如果峰值檢測不是基本上無誤差(步驟362、362’、362”)，則將數(shù)據(jù)丟棄(步驟304)并收集其他數(shù)據(jù)。如果峰值檢測基本上無誤差，則處理器14將來自ECG模塊22的峰值檢測信息用作到RJ間隔測量算法(步驟366)和脈沖到達(dá)時(shí)間測量算法(步驟370)的輸入。來自BCG模塊26的峰值檢測結(jié)果信號是到RJ間隔算法的第二輸入(步驟366)，而來自PPG模塊26的峰值檢測結(jié)果信號是到脈沖到達(dá)時(shí)間算法的第二輸入(步驟370)。處理器14然后計(jì)算血壓(步驟374)，其是從RJ間隔計(jì)算的血壓(bpl)的平均和從脈沖到達(dá)時(shí)間計(jì)算的血壓(bp2)的平均。
[0057]為了減小系統(tǒng)消耗的電量，在各種情況下，可以關(guān)閉多種模塊。在一個(gè)實(shí)施方式中(圖12)，ECG波形經(jīng)歷峰值檢測(步驟400)。一旦檢測到峰值，就將BCG模塊關(guān)閉或者在已經(jīng)關(guān)閉的情況下在一個(gè)時(shí)間段(tBra)內(nèi)保持關(guān)閉(步驟408)。在該時(shí)間段(tBra)結(jié)束時(shí)，在一個(gè)時(shí)間段(tBa；2)內(nèi)將BCG模塊打開(步驟412)，之后，再次將BCG模塊關(guān)閉。如果在時(shí)間段(tBa2)內(nèi)檢測到峰值(步驟416)，則不需要重新校準(zhǔn)(步驟427)，并且重復(fù)該循環(huán)，在BCG模塊保持關(guān)閉的時(shí)間內(nèi)省電。另一方面，如果在BCG信號中沒有檢測到峰值，則期間BCG模塊關(guān)閉的時(shí)間段(tBra)太長，或者期間BCG模塊打開的時(shí)間段(tBa2)太短。在任何一種情形中，都改變這兩個(gè)時(shí)間段(步驟426)并且重復(fù)該過程。[0058]類似地，對于PPG模塊，一旦在ECG中檢測到峰值，就將PPG模塊關(guān)閉或者在已經(jīng)關(guān)閉的情況下在一個(gè)時(shí)間段(tPPei)內(nèi)保持關(guān)閉(步驟404)。在該時(shí)間段(tPra)結(jié)束時(shí)，在一個(gè)時(shí)間段(tprc2)內(nèi)將PPG模塊打開(步驟418)，之后，再次將PPG模塊關(guān)閉。如果在時(shí)間段(tPPe2)內(nèi)檢測到峰值(步驟422)，則不需要重新校準(zhǔn)(步驟423)，并且重復(fù)該循環(huán)，在PPG模塊保持關(guān)閉的時(shí)間內(nèi)省電。另一方面，如果在PPG信號中沒有檢測到峰值，則期間PPG模塊關(guān)閉的時(shí)間段(tPPei)太長，或者期間PPG模塊打開的時(shí)間段(tPPe2)太短。在任何一種情形中，都改變這兩個(gè)時(shí)間段(步驟430)并且重復(fù)該過程。
[0059]參照圖13，如果使用BCG信號而不是ECG信號來控制PPG模塊來省電，則過程與剛剛討論的過程類似。一旦在來自BCG模塊的信號中檢測到峰值(步驟500)，就將PPG模塊關(guān)閉或者在已經(jīng)關(guān)閉的情況下在一個(gè)時(shí)間段(tPPe3)內(nèi)保持關(guān)閉(步驟504)。在該時(shí)間段(tPPG3)結(jié)束時(shí)，在一個(gè)時(shí)間段(tPPG2)內(nèi)將PPG模塊打開(步驟508)，之后，再次將PPG模塊關(guān)閉。如果在時(shí)間段(tPPe2)內(nèi)檢測到峰值(步驟512)，則不需要重新校準(zhǔn)(步驟513)，并且重復(fù)該循環(huán)，在PPG模塊保持關(guān)閉的時(shí)間內(nèi)省電。另一方面，如果在PPG信號中沒有檢測到峰值，則期間PPG模塊關(guān)閉的時(shí)間段(tPPe3)太長，或者期間PPG模塊打開的時(shí)間段(tPPe2)太短。在任何一種情形中，都改變這兩個(gè)時(shí)間段(步驟516)并且重復(fù)該過程。
[0060]在第三實(shí)施方式(圖14)中，系統(tǒng)確定用戶的移動是否太快而不允許生命體征的精確測量。為此，檢查來自加速度計(jì)模塊34的數(shù)據(jù)，以確定患者移動的幅度是否太大而不能進(jìn)行精確測量(步驟600)。如果情況并非如此，則將關(guān)閉的ECG、BCGjP PPG模塊中的任一個(gè)打開(步驟604)。此時(shí)，算法確定ECG波形(步驟608)、BCG波形(步驟612)、和PPG波形(步驟616)是否超過了一個(gè)或多個(gè)預(yù)定噪聲閾值。如果對于給定模塊事實(shí)如此，則該模塊關(guān)閉(步驟620、步驟624、步驟628)。否則，分別在步驟621、625、和629將ECG、BCG、和PPG模塊中的每個(gè)打開。
[0061]參照圖15，處理 器14可以使用來自加速度計(jì)34的活動數(shù)據(jù)300用自適應(yīng)濾波器302從ECG模塊304、BCG模塊308、和/或PPG模塊312的波形去除活動偽像。然后每當(dāng)計(jì)算要求波形時(shí)，使用所得到的校正的ECG316、BCG320、和PPG324波形。
[0062]應(yīng)當(dāng)明白，已經(jīng)簡化了本發(fā)明的附圖和說明書，以說明與本發(fā)明的清楚理解相關(guān)的元件，同時(shí)為了清楚起見，省略了其他元件。然而，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，這些和其他元件可以是可取的。然而，由于這種元件在本領(lǐng)域中是公知的，并且其不利于更好地理解本發(fā)明，因此文中沒有提供這種元件的討論。應(yīng)當(dāng)理解，給出了附圖用于說明性目的，并不是作為構(gòu)造圖紙。所省略的細(xì)節(jié)和修改或者替代實(shí)施方式在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的見識范圍內(nèi)。
[0063]應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的特定方面，單個(gè)部件可以用多個(gè)部件代替，并且多個(gè)部件可以用單個(gè)部件代替，以提供元件或結(jié)構(gòu)或者執(zhí)行給定的一個(gè)或多個(gè)功能。除非這種代替不可操作來執(zhí)行本發(fā)明的特定實(shí)施方式，否則認(rèn)為這種代替在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0064]文中給出的實(shí)例旨在說明本發(fā)明的潛在和【具體實(shí)施方式】。應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)例旨在主要用于為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員說明本發(fā)明。在不背離本發(fā)明的精神的情況下，對于文中描述的這些附圖或操作可以有變形。例如，在特定情形中，可以以不同順序來進(jìn)行或執(zhí)行方法步驟或操作，或者可以添加、刪除、或修改操作。
[0065]此外，已經(jīng)描述了本發(fā)明的特殊實(shí)施方式用于說明本發(fā)明的目的而不是限制本發(fā)明的目的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解，在不背離如權(quán)利要求中描述的本發(fā)明的情況下，在本發(fā)明的原理和范圍內(nèi)，可以對元件、步驟、結(jié)構(gòu)、和/或部分的細(xì)節(jié)、材料、和布置作出各種變化。
[0066]在不背離所要求的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，對于文中所描述的內(nèi)容將會有變形、修改、和其他實(shí)現(xiàn)方式。因此，本發(fā)明不是由前文的說明性描述來限定，而是由所附的權(quán)利要求的精神和范圍限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在耳朵附近佩戴的生命體征監(jiān)視器，所述監(jiān)視器包括: 殼體，具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀；以及 電子模塊，用于測量生命體征，用于測量生命體征的所述電子模塊位于所述殼體中，并且包括: 多個(gè)生命體征感測模塊，所述多個(gè)生命體征感測模塊包括選自包括心沖擊(BCG)模塊、光電容積描記(PPG)模塊、加速度計(jì)模塊、溫度測量模塊以及心電圖(ECG)模塊的組的至少兩個(gè)模塊；以及 處理器，與所述多個(gè)生命體征感測模塊電通信，所述處理器響應(yīng)于來自所述多個(gè)生命體征感測模塊的信號，計(jì)算其他的生命體征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述處理器從所述心電圖模塊、所述心沖擊模塊、或所述光電容積描記模塊測量心率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述處理器從所述心電圖模塊、所述心沖擊模塊、或所述光電容積描記模塊測量呼吸率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述處理器響應(yīng)于來自所述加速度計(jì)模塊的信號確定方向和運(yùn)動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述處理器響應(yīng)于來自所述心沖擊模塊的信號測量心博量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述處理器響應(yīng)于來自所述心沖擊模塊的信號導(dǎo)出心輸出量。·
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述處理器響應(yīng)于來自所述心電圖模塊和所述心沖擊模塊的信號計(jì)算血壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述處理器響應(yīng)于來自所述心電圖模塊和所述光電容積描記模塊的信號計(jì)算血壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述處理器響應(yīng)于來自所述光電容積描記模塊的信號計(jì)算血氧合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述處理器響應(yīng)于來自所述溫度測量模塊的信號測量溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述電子模塊進(jìn)一步包括用于響應(yīng)于所測量和所計(jì)算的生命體征向用戶提供信息的視覺或聽覺播放模塊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的監(jiān)視器，其中，所述用戶是佩戴者。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的監(jiān)視器，其中，所述播放模塊響應(yīng)于可接受范圍外的所測量和所計(jì)算的生命體征向所述用戶提供信息。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述電子模塊進(jìn)一步包括用于保存所記錄的數(shù)據(jù)的存儲模塊。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述電子模塊進(jìn)一步包括用于向基站發(fā)送數(shù)據(jù)的無線通信模塊。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)視器，其中，所述基站響應(yīng)于所測量和所計(jì)算的生命體征向用戶提供反饋。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)視器，其中，所述基站響應(yīng)于可接受范圍外的所測量和所計(jì)算的生命體征向用戶提供信息。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的監(jiān)視器，其中，所述基站基于所測量和所計(jì)算的生命體征控制所述電子模塊的操作。
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述處理器響應(yīng)于來自所述心電圖模塊和所述心沖擊模塊的信號計(jì)算在射血前期中心臟的相對變化。
20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，所述處理器響應(yīng)于所述心電圖信號、所述心沖擊信號和所述光電容積描記信號中的一個(gè)或多個(gè)，執(zhí)行心率、呼吸率和血壓中的一個(gè)或多個(gè)的誤差檢測。
21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，進(jìn)一步包括在所述處理器的控制下，用于響應(yīng)于心電圖數(shù)據(jù)打開和關(guān)閉所述心沖擊模塊和所述光電容積描記模塊以降低功耗的開關(guān)。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，進(jìn)一步包括在所述處理器的控制下，用于響應(yīng)于心沖擊數(shù)據(jù)打開和關(guān)閉所述光電容積描記模塊以降低功耗的開關(guān)。
23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，進(jìn)一步包括在所述處理器的控制下，用于響應(yīng)于加速度計(jì)數(shù)據(jù)打開和關(guān)閉所述心電圖模塊、所述心沖擊模塊、或所述光電容積描記模塊以降低功耗的開關(guān)。
24.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，使用所述心電圖信號和所述心沖擊信號的互相關(guān)、或者所述心電圖信號和所述光電容積描記信號的互相關(guān)計(jì)算血壓。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)視器，其中，使用所述心電圖信號、所述心沖擊信號和所述光電容積描記信號中的兩個(gè)的互相關(guān)計(jì)算心率。
26.—種PPG監(jiān)視裝置，包括: 殼體，具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀；以及PPG模塊，位于所述殼體中，并且包括: 兩個(gè)具有不同波長的光源，被設(shè)置為向所述佩戴者耳朵附近的皮膚傳輸光； 光電二極管，被設(shè)置為接收從所述佩戴者耳朵附近的皮膚反射的光；以及 第一放大器，與所述光電二極管通信，并提供第一放大器輸出信號。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的PPG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括與所述第一放大器通信的解調(diào)器電路。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的PPG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括具有不同于所述其他光源的波長的第三光源和第四光源。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的PPG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括高通濾波器和第二放大器，其中，所述第一放大器與所述高通濾波器以及所述第二放大器通信。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的PPG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括與所述第二放大器通信的采樣和保持電路。
31.根據(jù)權(quán)利要求26所述的PPG監(jiān)視裝置，其中，與所述第一放大器通信的差分放大器減去DC分量，并且提供發(fā)送到所述第二增益放大器的AC分量。
32.根據(jù)權(quán)利要求26所述的PPG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括與所述第一放大器通信的低通濾波器。
33.根據(jù)權(quán)利要求29所述的PPG監(jiān)視裝置，其中，在軟件中實(shí)現(xiàn)所述高通濾波器。
34.根據(jù)權(quán)利要求26所述的PPG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括:具有不同波長的兩個(gè)額外光源，被選擇來監(jiān)視功能性氧合血。
35.根據(jù)權(quán)利要求26所述的PPG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括: 與所述第一放大器通信的帶通濾波器； 與所述帶通濾波器通信的解調(diào)器；以及 與所述解調(diào)器通信的低通濾波器。
36.根據(jù)權(quán)利要求26所述的PPG監(jiān)視裝置，其中，在軟件中實(shí)現(xiàn)所述濾波器。
37.一種BCG監(jiān)視裝置，包括: 殼體，具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀；以及 兩個(gè)電容性電極，設(shè)置在佩戴者耳朵附近，以將機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)換成電信號；以及 BCG模塊，位于所述殼體中，并且包括: 差分信號放大器，具有輸出端和兩個(gè)輸入端，每個(gè)輸入端都與對應(yīng)的一個(gè)所述電容性電極通信；以及 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述差分信號放大器的所述輸出端通信。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的BCG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括:第三電極，位于佩戴者的頭部的乳突區(qū)，以減少共模干擾信號。
39.根據(jù)權(quán)利要求37所述的BCG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括:濾波器，與所述差分信號放大器的所述輸出端通信，以減少干擾信號。
40.根據(jù)權(quán)利要求37所述的BCG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括覆蓋所述兩個(gè)電容性電極的電屏蔽附加層，以減少干擾信號。
41.根據(jù)權(quán)利要求37所述的BCG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括感測頭部運(yùn)動的加速度計(jì)。
42.一種ECG監(jiān)視裝置，包括: 殼體，具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀；以及 兩個(gè)干燥或基于凝膠的電極，設(shè)置在佩戴者耳朵附近以檢測所述佩戴者的ECG ;以及 ECG模塊，位于所述殼體中，并且包括: 差分信號放大器，具有輸出端和兩個(gè)輸入端，每個(gè)輸入端都與對應(yīng)的一個(gè)干燥或基于凝膠的電極通信；以及 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述差分信號放大器的所述輸出端通信。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的ECG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括:第三電極，位于佩戴者頭部的乳突區(qū)，以減少共模干擾信號。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的ECG監(jiān)視裝置，進(jìn)一步包括:濾波器，與所述差分放大器的所述輸出端通信，以減少干擾信號。
45.一種監(jiān)視用戶的PPG的方法，包括: 設(shè)置殼體，所述殼體具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀；所述殼體包括: 至少兩個(gè)光源； 至少一個(gè)光電二極管； 與所述至少一個(gè)光電二極管通信并提供放大輸出信號的第一放大器；以及 與所述放大輸出信號通信的模數(shù)轉(zhuǎn)換器； 將來自每個(gè)所述光源的光以交替的方式傳輸?shù)剿雠宕髡呷橥粎^(qū)的皮膚； 通過所述光電二極管接收從所述佩戴者頭部的乳突區(qū)的皮膚、組織和骨骼反射的光；響應(yīng)于從所述皮膚、組織和骨骼反射的光，通過所述第一放大器放大由所述光電二極管生成的信號，以生成放大輸出信號；以及濾波所述放大輸出信號以減少干擾。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的PPG方法，其中，在軟件中執(zhí)行所述信號濾波。
47.一種用于監(jiān)視BCG的方法，所述方法包括: 在佩戴者頭部的乳突區(qū)放置兩個(gè)電容性電極，以通過將機(jī)械運(yùn)動轉(zhuǎn)換成電信號來感測頭部運(yùn)動； 設(shè)置殼體，所述殼體具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀，所述殼體包括:差分信號放大器，具有輸出端和兩個(gè)輸入端，每個(gè)輸入端都與所述兩個(gè)電容性電極中對應(yīng)的一個(gè)電通信，并且所述輸出端與模數(shù)轉(zhuǎn)換器通信。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的BCG方法，進(jìn)一步包括以下步驟:通過在佩戴者頭部的乳突區(qū)中放置干燥電極來減少共模干擾信號。
49.根據(jù)權(quán)利要求47所述的BCG方法，進(jìn)一步包括:濾波所述差分放大器的輸出信號，以減少干擾信號。
50.一種監(jiān)視BCG的方法，所述方法包括: 設(shè)置殼體，所述殼體具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀，所述殼體包括感測頭部運(yùn)動的加速度計(jì)；以及感測用戶的頭部運(yùn)動。
51.根據(jù)權(quán)利要求50所述的BCG方法，進(jìn)一步包括:濾波所述加速度計(jì)的輸出，以減少干擾信號。
52.一種用于監(jiān)視ECG的方法，所述方法包括: 在佩戴者頭部的乳突區(qū)中設(shè)置兩個(gè)電極； 設(shè)置殼體，所述殼體具有用于裝配在佩戴者耳朵附近的尺寸和形狀，所述殼體包含:信號放大器，具有兩個(gè)輸入端，每個(gè)所述輸入端都與對應(yīng)的一個(gè)所述電極通信，所述放大器具有輸出端；以及 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，與所述放大器的輸出通信。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的ECG方法，進(jìn)一步包括:在佩戴者頭部的乳突區(qū)設(shè)置第三電極并且使用所述第三電極來減少共模干擾信號。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的ECG方法，進(jìn)一步包括:濾波所述差分放大器的輸出，以減少干擾信號。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的方法，其中，使用來自所述加速度計(jì)模塊的活動數(shù)據(jù)，校正所述ECG信號、所述BCG信號以及所述PPG信號中的一個(gè)或多個(gè)中的活動偽像。
【文檔編號】A61B5/024GK103596492SQ201180069445
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月9日
【發(fā)明者】大衛(wèi)·達(dá)·賀, 埃里克·S·威諾克, 查爾斯·G·索迪尼 申請人:麻省理工學(xué)院