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用于感測和分析心搏的適形傳感器系統.pdf

關 鍵 詞:
用于 分析 傳感器 系統
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摘要
申請專利號:

CN201480063044.7

申請日:

20141121

公開號:

CN105813545A

公開日:

20160727

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A61B5/00 主分類號: A61B5/00
申請人: MC10股份有限公司
發明人: 吉爾伯特·李·赫珀,羅澤博·家法爾,梅麗莎·瑟羅洛,布萊恩·基恩
地址: 美國馬薩諸塞州
優先權: 61/907,973,61/907,991
專利代理機構: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 代理人: 曹正建;陳桂香
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480063044.7

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

在此披露了用于使用適形心臟傳感器裝置監測個體的心搏的系統、方法和設備。一種用于分析心搏的適形心臟傳感器裝置包括用于聯接到用戶上的柔性基板以及被嵌入所述基板之上/之中的心臟傳感器部件。所述心臟傳感器部件接觸所述用戶的皮膚的部分并且測量指示心搏的一個或多個電變量。生物計量傳感器部件被嵌入所述柔性基板之上/之中并且測量指示所述用戶的心搏的一個或多個生理變量。被嵌入所述柔性基板之上/之中的微處理器被通信聯接到所述心臟傳感器部件和所述生物計量傳感器部件上,并且可操作來執行微處理器可執行指令,所述微處理器可執行指令用于控制對電數據和生理數據的測量。無線通信部件被嵌入所述柔性基板之上/之中,并且可操作來傳輸指示由所述傳感器部件獲得的測量結果的數據。

權利要求書

1.一種用于分析用戶的心搏的適形心臟傳感器裝置,所述適形心臟傳感器裝置包括:至少一個柔性基板,所述至少一個柔性基板被配置成聯接到所述用戶上;至少一個心臟傳感器部件,所述至少一個心臟傳感器部件被嵌入所述至少一個柔性基板之上或之內,所述至少一個心臟傳感器部件被配置成直接接觸所述用戶的皮膚的部分,測量指示所述用戶的心搏的電活動,并且輸出指示所述電活動的信號;至少一個生物計量傳感器部件,所述至少一個生物計量傳感器部件被嵌入所述至少一個柔性基板之上或之內,所述至少一個生物計量傳感器部件被配置成測量指示所述用戶的心搏的生理活動并且輸出指示所述生理活動的信號;至少一個微處理器,所述至少一個微處理器被嵌入所述至少一個柔性基板之上或之內,所述至少一個微處理器被通信聯接到所述至少一個心臟傳感器部件和所述至少一個生物計量傳感器部件上,并且可操作來執行微處理器可執行指令,所述微處理器可執行指令用于控制對指示所述用戶的心搏的電活動和生理活動的測量;以及至少一個無線通信部件,所述至少一個無線通信部件被嵌入所述至少一個柔性基板之上或之內,并且可操作來傳輸指示由所述至少一個心臟傳感器部件和所述至少一個生物計量傳感器部件獲得的測量結果的數據。2.如權利要求1所述的適形心臟傳感器裝置,進一步包括至少一個治療部件,所述至少一個治療部件被嵌入所述至少一個柔性基板之上或之內,所述至少一個治療部件被配置成至少部分地基于由所述至少一個心臟傳感器部件和所述至少一個生物計量傳感器部件獲得的所述測量結果來向所述用戶提供藥物治療。3.如權利要求2所述的適形心臟傳感器裝置,其中所述至少一個治療部件被配置成向所述用戶施用軟化劑、藥用藥物或其他藥物、生物材料、或其他治療材料、或其任意組合。4.如權利要求3所述的適形心臟傳感器裝置,其中所述軟化劑、所述藥用藥物或其他藥物、所述生物材料、或所述其他治療材料響應于檢測到的預定觸發事件的發生而被遞送給所述用戶。5.如權利要求4所述的適形心臟傳感器裝置,其中所述軟化劑、所述藥用藥物或其他藥物、所述生物材料、或所述其他治療材料被經皮地遞送給所述用戶。6.如權利要求4所述的適形心臟傳感器裝置,其中遞送給所述用戶的所述軟化劑、所述藥用藥物或其他藥物、所述生物材料、或所述其他治療材料的量是基于所檢測到的所述預定觸發事件的發生的幅值來校正、關聯或以其他方式修改。7.如權利要求1所述的適形心臟傳感器裝置,進一步包括至少一個反饋部件,所述至少一個反饋部件被嵌入所述至少一個柔性基板之上或之內,所述至少一個反饋部件被配置成分析由所述至少一個心臟傳感器部件和所述至少一個生物計量傳感器部件獲得的所述測量結果,并且基于所分析的測量結果來向所述用戶提供診斷信息或其他生理信息。8.如權利要求8所述的適形心臟傳感器裝置,其中所述至少一個反饋部件被配置成向所述用戶顯示所述用戶的總體健適度、最大VO2、心血管需求、能量消耗、活動水平、睡眠質量、壓力水平、心臟可塑性或異常性、或障礙性呼吸、或其任意組合的指示。9.如權利要求1所述的適形心臟傳感器裝置,其中所述至少一個心臟傳感器部件包括肌電圖(EMG)部件、心電圖(EKG)部件、或腦電圖(EEG)部件、或其任意組合。10.如權利要求1所述的適形心臟傳感器裝置,其中所述至少一個生物計量傳感器部件包括加速度計模塊、陀螺儀模塊、肌肉激活測量模塊、或其任意組合。11.如權利要求1所述的適形心臟傳感器裝置,進一步包括至少一個電源,該至少一個電源被嵌入所述至少一個柔性基板之上或之內,并且可操作來給所述心臟傳感器部件、所述生物計量傳感器部件、所述微處理器以及所述無線通信部件供電。12.如權利要求1所述的適形心臟傳感器裝置,進一步包括至少一個存儲器裝置,所述至少一個存儲器裝置被嵌入所述至少一個柔性基板之上或之內并且存儲所述微處理器可執行指令。13.如權利要求1所述的適形心臟傳感器裝置,其中所述心臟傳感器部件包括多個適形電極,所述多個適形電極被嵌入所述至少一個柔性基板之上或之內,其中所述多個適形電極被配置成直接接觸所述用戶的皮膚的所述部分。14.如權利要求1所述的適形心臟傳感器裝置,其中所述至少一個柔性基板是包圍所述至少一個心臟傳感器部件、所述至少一個生物計量傳感器部件、所述至少一個微處理器以及所述至少一個無線通信部件的可拉伸聚合物貼片。15.一種用于分析個體的心搏的適形心臟傳感器組件,所述適形心臟傳感器組件包括:柔性基板,所述柔性基板可操作來附接到所述個體的部分上;電源,所述電源被附接或聯接到所述柔性基板上;微處理器,所述微處理器被附接或聯接到所述柔性基板上,并且可操作來執行微處理器可執行指令;傳感器部件,所述傳感器部件被附接或聯接到所述柔性基板上,并且被配置成測量指示所述個體的心搏的電變量或生理變量或兩者;以及治療部件,所述治療部件被附接或聯接到所述柔性基板上,并且被配置成至少部分地基于由所述傳感器部件獲得的測量結果來向所述個體提供藥物治療。16.一種用于監測用戶的心搏的適形心臟傳感器系統,所述適形心臟傳感器系統包括:一個或多個存儲器裝置,所述一個或多個存儲器裝置存儲微處理器可執行指令;一個或多個微處理器,所述一個或多個微處理器被電氣地聯接到所述一個或多個存儲器裝置上,并且可操作來執行所述微處理器可執行指令;一個或多個第一傳感器裝置,所述一個或多個第一傳感器裝置被電氣地聯接到所述一個或多個微處理器上,并且可操作來獲得指示所述用戶的心搏的一個或多個第一測量結果;一個或多個第二傳感器裝置,所述一個或多個第二傳感器裝置被電氣地聯接到所述一個或多個微處理器上,并且可操作來獲得指示所述用戶的心搏的一個或多個第二測量結果;一個或多個無線通信部件,所述一個或多個無線通信部件被電氣地聯接到所述一個或多個微處理器上,并且可操作來傳輸指示由所述一個或多個第一傳感器裝置和所述一個或多個第二傳感器裝置獲得的所述測量結果的數據;以及一個或多個電源,所述一個或多個電源被電氣地聯接到所述一個或多個存儲器裝置、所述一個或多個微處理器、所述一個或多個第一傳感器裝置和所述一個或多個第二傳感器裝置以及所述一個或多個無線通信部件上,并且可操作來給以上各項供電。17.如權利要求16所述的適形心臟傳感器系統,進一步包括一個或多個治療部件,所述一個或多個治療部件被配置成至少部分地基于由所述一個或多個第一傳感器裝置和所述一個或多個第二傳感器裝置獲得的所述測量結果來向所述用戶提供藥物治療。18.如權利要求17所述的適形心臟傳感器系統,其中所述一個或多個治療部件中的至少一個被配置成向所述用戶施用軟化劑、藥用藥物或其他藥物、生物材料、或其他治療材料、或其任意組合。19.如權利要求16所述的適形心臟傳感器系統,進一步包括一個或多個反饋部件,所述一個或多個反饋部件被配置成分析由所述一個或多個第一傳感器裝置和所述一個或多個第二傳感器裝置獲得的所述測量結果,并且基于所分析的測量結果來向所述用戶提供診斷信息或其他生理信息。20.如權利要求16所述的適形心臟傳感器系統,其中所述反饋部件被配置成向所述用戶顯示所述用戶的總體健適度、最大VO2、心血管需求、能量消耗、活動水平、睡眠質量、壓力水平、心臟可塑性或異常性、或障礙性呼吸、或其任意組合的指示。21.如權利要求16所述的適形心臟傳感器系統,其中所述一個或多個微處理器中的至少一個以及所述一個或多個傳感器裝置中的至少一個被安排在裝置島安排中并且經由至少一個柔性互連件連接,其中套環結構鄰近位于所述一個或多個傳感器裝置中的所述至少一個與所述至少一個柔性互連件之間的過渡區被布置。22.一種適形心臟傳感器系統,包括:存儲器裝置,所述存儲器裝置存儲處理器可執行指令;處理器,所述處理器被通信聯接到所述存儲器裝置上,并且可操作來執行所述處理器可執行指令;通信接口,所述通信接口被通信聯接到所述處理器上;第一適形心臟傳感器裝置,所述第一適形心臟傳感器裝置包括:第一柔性基板,所述第一柔性基板被配置成附接到個體的第一部分上;第一微控制器,所述第一微控制器被聯接到所述第一柔性基板上;第一傳感器部件,所述第一傳感器部件被聯接到所述第一柔性基板上,并且被配置成測量指示所述個體的心搏的第一變量;以及第一通信部件,所述第一通信部件被聯接到所述第一柔性基板上,并且被配置成經由所述通信接口向所述處理器傳輸所述第一變量的測量結果;以及第二適形心臟傳感器裝置,所述第二適形心臟傳感器裝置包括:第二柔性基板,所述第二柔性基板被配置成附接到個體的第二部分上;第二微控制器,所述第二微控制器被聯接到所述第二柔性基板上;第二傳感器部件,所述第二傳感器部件被聯接到所述第二柔性基板上,并且被配置成測量指示所述個體的心搏的第二變量;以及第二通信部件,所述第二通信部件被聯接到所述第二柔性基板上,并且被配置成經由所述通信接口向所述處理器傳輸所述第二變量的測量結果。

說明書

相關專利申請的優先權聲明

本申請要求于2013年11月22日提交的美國臨時專利申請號61/907,973以及于2013年11月22日提交的美國臨時專利申請號61/907,991的優先權的權益,這兩項申請通過引用以其各自的全部內容并且出于所有目的結合在此。

技術領域

本披露總體涉及集成電路(IC)以及IC傳感器系統。更具體地,本披露的方面涉及利用柔性的且可拉伸的電子器件進行感測和分析的系統、方法和裝置。

背景技術

集成電路(IC)是信息時代的基石并且是當今信息技術產業的基礎。集成電路,又稱“微芯片”,是被蝕刻或壓印到半導體材料(諸如硅或鍺)的微晶片上的一組互連電子部件,諸如晶體管、電容器和電阻器。集成電路呈現不同的形式,作為一些非限制性實例包括微處理器、放大器、閃存、應用專用集成電路(ASIC)、靜態隨機存取存儲器(SRAM)、數字信號處理器(DSP)、動態隨機存取存儲器(DRAM)、可擦可編程只讀存儲器(EPROM)以及可編程邏輯。集成電路用于無數的產品中,包括個人計算機、膝上型和平板電腦、智能手機、平面屏幕電視、醫療器械、電信設備、聯網設備、飛機、船舶和汽車。

集成電路技術和微芯片制造方面的進步已經使得芯片大小穩步減小并且使得電路密度增大且電路性能提高。半導體集成的規模已經發展到單個半導體芯片可以在小于1美分的空間中容納數千萬至超過數億的裝置的程度。此外,現代微芯片中每根導線的寬度可以被制成小到若干分之一納米。半導體芯片的運行速度和綜合性能(例如,時鐘速度和信號網切換速度)伴隨著集成度提高。為了跟上片上電路切換頻率和電路密度的增大,半導體封裝與僅僅幾年前的封裝相比目前提供更高的引腳數、更大的功率耗散、更多的保護以及更高的速度。

常規微芯片總體是剛性結構,這些剛性結構并不是被設計成在正常工作狀態過程中是彎曲的或拉伸的。同樣地,大多數微芯片和其他集成電路模塊典型地安裝在類似剛性的集成電路板(PCB)上。使用剛性IC和剛性PCB的過程對于要求可拉伸或可彎曲電子器件的應用來說總體是不兼容的。因此,已經提出了將微芯片嵌入柔性聚合物基板之上或之中以形成柔性電子電路系統的許多方案。為了確保單獨的IC模塊之間的持續且可靠的電氣連接,許多柔性電路采用可拉伸且可彎曲的互連件,這些互連件在系統拉伸和彎曲時保持完整。這進而實現許多有用的裝置配置,而這在剛性的基于硅的電子裝置的情況下是不可能的。

高質量醫療感測和分析在對多種醫學狀況的診斷和治療中已變得重要起來,這些醫學狀況包括與消化系統(例如,肝和胃)、心血管系統(例如,心臟和動脈)、神經系統(例如,腦和脊髓)等有關的狀況。目前的醫療感測裝置由于在感測、分析和治療技術方面不太完善而存在不同的缺點。一個缺點在于:許多流行的感測和分析裝置不能夠實現與患者身體的直接且適形的接觸。不能夠實現直接或適形的接觸典型地是由于裝置和附屬電路的剛性性質。這種剛性阻止這些裝置與人體組織進行適形且直接的接觸,人體組織可以改變形狀、大小和/或取向并且可以是柔軟的、柔韌的、彎曲的和/或不規則形狀的。這進而可能折衷測量準確度和治療效果。因此,采用柔性和/或可拉伸的系統進行醫療感測、分析和診斷的裝置、系統和方法將是所希望的。

概述

提供了用于使用一個或多個適形傳感器裝置監測個體的系統、設備和方法。例如在此披露了利用被配置為適形傳感器的柔性電子器件技術進行感測、測量或以其他方式量化心搏的系統、方法和設備。適形傳感器還可以被配置用于檢測和/或量化與心搏有關的身體部分(或其他物體)的運動。在一個實例中,適形傳感器可以被配置為適形心臟傳感器。適形心臟傳感器可以用于感測、測量或以其他方式量化心搏和/或與心搏有關的至少一個身體部分的運動和/或肌肉活動。示例性適形心臟傳感器提供適形感測能力,從而提供與表面(諸如皮膚或其他身體部分)的機械透明的緊密接觸以改進對生理信息的測量和/或分析。對于至少一些實現方式,適形心臟傳感器被形成為直接聯接到患者上的貼片。具體實現方式可以采用多個心臟傳感器裝置(例如,多個適形傳感器貼片)來同時或基本上同時從身體上的多個位置進行測量。這些貼片可以是柔性的且可拉伸的,并且可以由布置在柔性和/或可拉伸基板之中或之上的柔性電子器件和適形電極形成。在不同實例中,適形電極與適形心臟傳感器形成整體或者與適形心臟傳感器分開/可分開地制成。在此描述的系統、方法和設備可以被配置用于人類受試者和非人類受試者。此外,所披露的適形心臟傳感器中的至少一些可以被直接安裝到皮膚的部分或其他身體部分上或被使得適形于以上各項。

本披露的方面涉及用于分析用戶的心搏的適形心臟傳感器裝置。在一個實施例中,適形心臟傳感器裝置包括被配置成聯接到用戶上的至少一個柔性基板。至少一個心臟傳感器部件被嵌入至少一個柔性基板之上或之內。心臟傳感器部件被配置成直接接觸用戶皮膚的部分,測量指示用戶的心搏的電活動,并且輸出指示該電活動的信號。至少一個生物計量傳感器部件被嵌入至少一個柔性基板之上或之內。生物計量傳感器部件被配置成測量指示用戶的心搏的生理活動。至少一個微處理器被嵌入至少一個柔性基板之上或之內。至少一個微處理器被通信聯接到至少一個心臟傳感器部件和至少一個生物計量傳感器部件上,并且可操作來執行微處理器可執行指令,這些微處理器可執行指令用于控制對指示用戶的心搏的電活動和生理活動的測量。適形心臟傳感器裝置還包括被嵌入至少一個柔性基板之上或之內的至少一個無線通信部件。無線通信部件可操作來傳輸指示由心臟傳感器部件和生物計量傳感器部件獲得的測量結果的數據。

根據本披露的其他方面,呈現了用于分析個體的心搏的適形心臟傳感器組件。在一個實施例中,適形心臟傳感器組件包括:柔性基板,該柔性基板可操作來附接到個體的部分上;以及電源,該電源被附接或聯接到柔性基板上。微處理器被附接或聯接到柔性基板上,并且可操作來執行微處理器可執行指令。適形心臟傳感器組件還包括傳感器部件,該傳感器部件被附接或聯接到柔性基板上,并且被配置成測量指示個體的心搏的電變量或生理變量或兩者。治療部件被附接或聯接到柔性基板上,并且被配置成至少部分地基于由傳感器部件獲得的測量結果來向個體提供藥物治療。治療部件可以基于用戶的心搏觸發其他形式的治療(例如,響應于適形心臟傳感器感測到迅速或不正常的心搏(心動過速),以平靜的音樂和燈光創造舒緩的環境)。

本披露的其他方面涉及用于監測用戶的心搏的適形心臟傳感器系統。在一個實施例中,適形心臟傳感器系統包括:一個或多個存儲器裝置,該一個或多個存儲器裝置存儲微處理器可執行指令;以及一個或多個微處理器,該一個或多個微處理器被電氣地聯接到一個或多個存儲器裝置上,并且可操作來執行微處理器可執行指令。適形心臟傳感器系統還包括一個或多個第一傳感器裝置,該一個或多個第一傳感器裝置被電氣地聯接到一個或多個微處理器上,并且可操作來獲得指示用戶的心搏的一個或多個第一測量結果。另外,一個或多個第二傳感器裝置被電氣地聯接到一個或多個微處理器上,并且可操作來獲得指示用戶的心搏的一個或多個第二測量結果。一個或多個無線通信部件被電氣地聯接到一個或多個微處理器上,并且可操作來傳輸指示由一個或多個第一傳感器裝置和一個或多個第二傳感器裝置獲得的測量結果的數據。一個或多個電源被電氣地聯接到一個或多個存儲器裝置、一個或多個微處理器、一個或多個第一傳感器裝置和一個或多個第二傳感器裝置以及一個或多個無線通信部件上,并且可操作來給以上各項供電。

任何所披露的配置,包括在前述段落中所描述的那些,可以包括以下選項中的任一項(單獨地或組合地):至少一個治療部件,該至少一個治療部件被嵌入至少一個柔性基板之上或之內,該至少一個治療部件被配置成至少部分地基于由至少一個心臟傳感器部件和至少一個生物計量傳感器部件獲得的測量結果向用戶提供藥物治療;至少一個治療部件,該至少一個治療部件被配置成向用戶施用軟化劑、藥用藥物或其他藥物、生物材料、或其他治療材料、或其任意組合;響應于檢測到的預定觸發事件的發生而遞送給用戶的軟化劑、藥用藥物或其他藥物、生物材料、或其他治療材料;經皮地遞送給用戶的軟化劑、藥用藥物或其他藥物、生物材料、或其他治療材料;遞送給用戶的軟化劑、藥用藥物或其他藥物、生物材料、或其他治療材料的量,該量是基于檢測到的預定觸發事件的發生的幅值來校正、關聯或以其他方式修改;至少一個反饋部件,該至少一個反饋部件被嵌入至少一個柔性基板之上或之內,該至少一個反饋部件被配置成分析由至少一個心臟傳感器部件和至少一個生物計量傳感器部件獲得的測量結果,并且基于所分析的測量結果來向用戶提供診斷信息或其他生理信息;至少一個反饋部件,該至少一個反饋部件被配置成向用戶顯示用戶的總體健適度、最大VO2、心血管需求、能量消耗、活動水平、睡眠質量、壓力水平、心臟可塑性或異常性、或障礙性呼吸、或其任意組合的指示。

任何所披露的配置,包括前述段落中所描述的那些,可以包括以下選項中的任一項(單獨地或組合地):至少一個第一/心臟傳感器部件,該至少一個第一/心臟傳感器部件包括肌電圖(EMG)部件、心電圖(EKG)部件、或腦電圖(EEG)部件、或其任意組合;至少一個第二/生物計量傳感器部件,該至少一個第二/生物計量傳感器部件包括加速度計模塊、陀螺儀模塊、肌肉激活測量模塊、或其任意組合;至少一個電源,該至少一個電源被嵌入至少一個柔性基板之上或之內,并且可操作來給心臟傳感器部件、生物計量傳感器部件、微處理器以及無線通信部件供電;至少一個存儲器裝置,該至少一個存儲器裝置被嵌入至少一個柔性基板之上或之內并且存儲微處理器可執行指令;心臟傳感器部件,該心臟傳感器部件包括多個適形電極,該多個適形電極被嵌入至少一個柔性基板之上或之內,其中該多個適形電極被配置成直接接觸用戶的皮膚的部分;至少一個柔性基板,該至少一個柔性基板是包圍至少一個心臟傳感器部件、至少一個生物計量傳感器部件、至少一個微處理器以及至少一個無線通信部件的可拉伸聚合物貼片。

以上概述并不意圖代表本披露的每個實施例或每個方面。相反,上述概述僅提供對在此提出的新穎方面和特征中的一些的例證說明。根據以下結合附圖和所附權利要求書對用于執行本發明的代表性實施例和模式進行詳細說明,本披露的以上特征和優點以及其他特征和優點將變得容易明白。

附圖簡要說明

圖1A-1D是框圖,該框圖示出了根據本披露的方面的用于監測個體心搏的系統和裝置的實例。

圖2A-2C是框圖,該框圖示出了根據本披露的方面的用于監測個體心搏并且顯示指示此類心搏的數據的系統和裝置的實例。

圖3是根據本披露的方面用于利用一個或多個適形心臟傳感器協助監測個體心搏的代表性心臟監測計算機系統的圖形圖示。

圖4是根據本披露的方面的適形傳感器系統的代表性體系結構的圖形圖示。

圖5是示出根據本披露的方面的代表性適形心臟傳感器平臺的部件的圖形圖示。

圖6是根據本披露的方面的適形傳感器裝置的代表性體系結構的示意圖示。

圖7A和圖7B示出了根據本披露的方面的適形傳感器系統的一些示例性實現方式。

圖7C呈現了示出由圖7A和圖7B的適形傳感器系統取得的代表性數據的圖表和圖譜。

圖8A和圖8B是根據本披露的方面的用于監測心搏的代表性適形傳感器貼片的圖示。

圖8C示出了圖8A和圖8B的適形傳感器貼片的示例性實現方式。

圖9A和圖9B示出了根據本披露的方面的示例性適形傳感器貼片在人體上的放置的實例。

圖10A和圖10B示出了根據本披露的方面的具有代表性通信協議的適形傳感器系統的實例。

圖11A和圖11B示出了根據本披露的方面的具有代表性圖形用戶界面的適形傳感器系統的實例。

圖12A示出了根據本披露的方面的被配置用于跟蹤受試者的總體健適度的代表性適形心臟傳感器系統。

圖12B示出了根據本披露的方面的被配置成估計受試者的最大VO2的代表性適形心臟傳感器系統。

圖13示出了根據本披露的方面的被配置成估計受試者的心血管需求的代表性適形心臟傳感器系統。

圖14示出了根據本披露的方面的用于提供受試者的能量消耗的指示的代表性適形心臟傳感器系統。

圖15示出了根據本披露的方面的被配置成提供受試者的活動水平的指示的代表性適形心臟傳感器系統。

圖16示出了根據本披露的方面的用于提供受試者的睡眠質量的指示的代表性適形心臟傳感器系統。

圖17示出了根據本披露的方面的用于提供受試者的焦慮和/或壓力的指示的代表性適形心臟傳感器系統。

圖18示出了根據本披露的方面的被配置成提供受試者的心臟可塑性和/或異常性的指示的代表性適形心臟傳感器系統。

圖19示出了根據本披露的方面的被配置成提供心率監測的代表性適形心臟傳感器系統。

圖20示出了根據本披露的方面的被配置成提供活動類型對受試者的影響的指示的代表性適形心臟傳感器系統。

圖21示出了根據本披露的方面的用于檢測受試者的跌倒或其他快速移動的代表性適形心臟傳感器系統。

圖22是流程圖,該流程圖示出了根據本披露的方面的示例性適形心臟傳感器系統的部件的操作序列的實例。

圖23是根據本披露的方面的適形心臟傳感器系統的示例性布局的示意圖示。

圖24是示出可以使用根據本披露的方面的示例性適形心臟傳感器系統的心電圖(ECG)部件取得的一些示例性測量結果的圖形圖示。

圖25是示出根據本披露的方面的適形心臟傳感器系統的代表性實現方式的流程圖。

圖26示出了根據本披露的方面的適形心臟傳感器系統用于跟蹤睡眠障礙性呼吸的代表性用途。

本披露容許不同的修改和替代形式,并且在圖中通過舉例示出并且將在此詳細描述一些代表性實施例。然而,應當理解,發明性方面并不局限于圖中所示的具體形式。相反,本披露將覆蓋落入由所附權利要求書所限定的本發明的精神和范圍內的所有修改、等效物和替代方案。

所示實施方案的詳細說明

本披露可容許呈許多不同形式的實施例。在圖中示出并且將在此詳細描述代表性實施例,應當理解的是本披露被認為是對本披露原理的例證說明而不意圖將本披露的廣義方面局限于所示實施例。在此意義上,在例如摘要、概述和詳細說明部分中披露但在權利要求書中并未明確提出的元素和限制不應當單獨或共同地通過暗示、推斷或其他方式并入權利要求書中。出于本詳細說明的目的,除非明確否認或在邏輯上禁止,否則:單數包括復數,并且反之亦然;并且詞語“包括”或“包含”或“具有”意思是“包括但不限于”。此外,近似的詞語,諸如“約”、“幾乎”、“基本上”、“近似地”等在此可以在以下意義上使用:“在可接受制造公差處、附近、或幾乎在其附近”或“在其3%-5%內”或“在其內”或其任何邏輯組合。

應當理解,在此詳細討論的特征、功能和概念的所有組合被設想為是發明性主題的部分(其條件是此類概念互相一致)。例如,盡管外表不同,但在此所描繪和討論的單獨的系統和裝置以及功能組成部分可以各自采取上下文關于其他所披露的實施例描述的不同形式、任選配置以及功能替代方案中的任何一種,除非明確否認或以其他方式在邏輯上禁止。以下接著是對與用于分析指示心搏的數據以用于(作為非限制性實例)如診斷、治療、培訓和/或臨床目的的此類應用的發明性方法、設備和系統有關的不同概念以及發明性方法、設備和系統的實施例的更詳細說明。應當理解,由于所披露的概念并不限于任何特定的實現方式,因此可以按多種方式中的任何方式來實現在上文引入并且在下文更詳細討論的不同概念。主要出于說明性目的而提供具體實現方式和應用的實例。

術語“柔性的”和“可拉伸的”和“可彎曲的”,包括其詞根和派生詞,當用作修飾電氣電路、電氣系統和電氣裝置或設備的形容詞時,意味著涵蓋包括至少一些部件的電子器件,這些電子器件具有易彎性或彈性,這樣使得電路能夠被折曲、拉伸和/或彎曲而對應地不撕裂或破裂或折衷它們的電特性。這些術語還意味著涵蓋具有以下部件的電路(不管部件本身是否是單獨可拉伸的、柔性的或可彎曲的),這些部件唄配置的方式為使得當被應用于可拉伸的、可彎曲的、可膨脹的或以其他方式易彎的表面時,適應并保持起作用。在被認為是“極度可拉伸的”配置中,電路能夠在經受高平移應變(諸如在-100%至100%、-1000%至1000%并且在一些實施例中高達-100,000%至+100,000%的范圍內)和/或高旋轉應變(諸如達到180°或更大的程度)時拉伸和/或壓縮和/或彎曲,而不斷裂或破裂并且同時基本上維持在未應變狀態下所見的電氣性能。

在此披露了利用被配置為適形傳感器的適形電子器件技術進行感測、測量或以其他方式量化心搏的系統、方法和設備。在一個實例中,適形心臟傳感器可以用于感測、測量和/或以其他方式量化身體部分的具體移動事件。在另一個實例中,在此描述的系統、方法和設備中的一個或多個可以被配置成將對指示心搏、或與心搏有關的至少一個身體部分的運動和/或肌肉活動的數據的分析結果用于如醫學診斷、醫學治療、體力活動、運動、理療和/或臨床目的的此類應用。可以分析使用所披露的適形心臟傳感器基于感測心搏、或與心搏有關的至少一個身體部分的運動和/或肌肉活動所收集的數據、連同通過感測身體的其他生理指標所收集的數據,以便提供與醫學診斷、醫學治療、身體狀態、體力活動、運動、理療和/或臨床目的有關的有用信息。當使用薄的、適形的且可佩戴的心臟傳感器(諸如在此描述的那些)以及包括此類傳感器的測量裝置執行感測時,這些指標和度量可以不受測量裝置的大小、重量或放置妨礙。

在此描述的系統、方法和裝置中的至少一些提供用于創造、建造和放置薄的且適形的電子器件,這些電子器件通過檢測心搏、或與心搏有關的至少一個身體部分的運動和/或肌肉活動而可用于身體內部和身體外部兩者的多種多樣的應用。示例性適形心臟傳感器中的至少一些包括基于硅的和其他的電子器件,這些電子器件具有允許創造非常薄的且適形的裝置的新形狀因子。

在此描述的系統、方法和設備,包括適形心臟傳感器,可以被配置成監測心搏、或與心搏有關的至少一個身體部分的運動和/或肌肉活動并且收集指示監測的所測量數據值。監測可以實時地、以不同時間間隔、隨機地、連續地和/或在請求時執行。另外,在此描述的示例性系統、方法和設備可以被配置成將所測量數據值存儲到系統的存儲器和/或將所測量數據值傳達(傳輸)到外存儲器或其他存儲裝置、網絡和/或板外計算裝置。在在此的任何實例中,外部存儲裝置可以是服務器,包括數據中心中的服務器。可應用于根據在此的原理的示例性系統、設備或方法中的任一個的計算裝置的非限制性實例包括智能手機、平板電腦、膝上型電腦、個人計算機、個人數字助理、平板觸摸電腦(slate)、電子書閱讀器或其他電子閱讀器、或其他游戲系統、或其他手持或佩戴式計算裝置。

所披露的系統、方法和設備中的至少一些可以用于提供超薄且適形的電極,當與心搏測量結合時,這些超薄且適形的電極促進對受試者的監測和診斷。這進而可以更好地促進對如(作為一些非限制實例)心臟疾病(cardiacdisease)(更通常地稱為“心臟病”(heartdisease))、腦和腎血管疾病以及外周動脈疾病的此類病疾的診斷和治療。與藥物制劑相結合,此信息可以用于監測和/或確定受試者問題,包括順應性和效果。

對于一些實施例,適形心臟傳感器被配置成提供多種感測模態。作為實例,適形心臟傳感器可以配置有子系統,諸如遙測、電源、電源管理、處理以及構造和材料。共享類似的設計和放置的多種多樣的多模態感測系統可以基于示例性適形電子器件來制造。示例性適形心臟傳感器系統包括用于執行與心搏有關的至少一種測量的電子器件,該至少一種測量包括電活動測量、加速度測量、或肌肉激活測量、或這三者的任意組合。另外地或可替代地,適形心臟傳感器系統可以包括用于執行至少一種其他測量的電子器件,諸如但不限于心率測量、溫度測量、含水量測量、神經活動測量、電導率測量、環境測量和/或壓力測量。例如,所披露的適形傳感器被配置成執行這些不同類型的測量中的一種或多種或全部。

示例性心臟傳感器系統包括用于提供加速度測量的加速度計,諸如但不限于單軸加速度計和/或3軸加速度計。作為另一個非限制性實例,加速度測量部件可以是3-D加速度計。任選地或可替代地,示例性心臟傳感器系統包括一個或多個陀螺儀。示例性心臟傳感器系統可以鄰近身體部分或其他物體布置,并且分析基于心搏和/或與心搏有關的至少一個身體部分的運動和/或肌肉活動所采集的數據。在非限制性實例中,心臟傳感器系統被配置成以心率監測器和心電圖(ECG)的形式結合心搏感測以用于多種應用。在示例性實現方式中,心臟傳感器還可以包括用于測量運動和/或肌肉活動的部件,諸如加速度測量部件和/或肌電圖部件。可以采用來監測心搏的其他傳感器包括摩擦電傳感器、超聲傳感器、聲電傳感器和換能器、心內膜傳感器、壓電活動傳感器、胸阻抗傳感器等。可以采用與一個或多個或所有所披露的傳感器通信聯接的控制器來感測心臟事件或心臟事件的預兆(例如,心力衰竭、心室功能障礙的代償失調發作、心血管虛脫等)。

對于ECG測量,測量并量化心臟組織或與心臟連通的任何其他組織的部分、或與心搏有關的其他身體部分的電活動。在一些實現方式中,ECG測量使用電極來執行,這些電極被安裝在心臟組織或與心臟組織連通的任何其他組織的部分、或與心搏有關的其他身體部分上,鄰近以上各項被布置,或被放置成與以上各項連通。例如基于如電信號的一個或多個波型中的峰值和/或谷值的此類特征來監測電活動。例如,在每次心臟跳動時,電信號可以從心臟組織的一部分傳播到另一部分。行進的電信號可以致使心臟組織收縮。其結果是,心臟泵送血液。該過程和相關聯的電信號在每次新的心臟跳動時重復。對來自ECG測量的指示電信號的數據的分析可以用于提供指示心搏狀態的信息。例如,對數據的分析被用于提供電信號通過心臟組織的部分時關于以下各項中的至少一項的信息:心搏(包括心臟跳動)的規律性或節奏;心搏的節律(包括心搏是穩定的還是不規則的)、與心搏有關的電信號的強度、定時和/或路徑。作為非限制性實例,分析指示心搏的數據以提供與心臟狀況有關的信息,包括與心臟病發作、中風、心律失常、心力衰竭和/或影響心臟功能的任何其他狀況或障礙有關的信息。

用于肌肉激活監測的電子器件可以被配置成例如執行肌電圖(EMG)測量。用于EMG的電子器件可以被實現成響應于對肌肉的刺激而提供肌肉反應或電活動的指標。在非限制性實例中,EMG測量被用于檢測神經肌肉異常。對于EMG測量,聯接到示例性適形心臟傳感器上的電極被布置在心臟組織或與心臟連通的任何其他組織的部分、或與心搏有關的其他身體部分上、附近、或與其連通,并且由電極檢測或以其他方式量化指示EMG測量的電信號。EMG可以被執行來測量與心搏有關的肌肉在休息過程中或在肌肉活動、包括輕微收縮和/或強有力的收縮過程中的電活動。肌肉組織在休息過程中可能不產生電信號,然而,當使用鄰近心臟組織和/或與心搏有關的其他肌肉布置的電極施加離散電刺激時,可以觀察到短時間段的活動。適形心臟傳感器可以被配置成經由EMG電極測量動作電勢。在實例中,動作電勢是在肌肉細胞受到電或神經刺激或以其他方式激活時所產生的電勢。隨著肌肉更強有力地收縮,越來越多的肌肉纖維被激活,從而產生變化的動作電勢。對所測量動作電勢的波形的幅值和/或形狀的分析可以用于提供關于心搏(包括身體部分和/或心搏所涉及的肌肉)的信息,包括所涉及的肌肉纖維的數量。在實例中,對使用適形傳感器測量的波形的幅值和/或形狀的分析被用于提供心臟組織和/或與心搏有關的其他肌肉對例如移動和/或刺激(包括電刺激)做出反應的能力的指示。對此類信號的光譜或頻率含量的分析可以進一步用于提供肌肉激活和/或其他組織活動以及相關聯的心臟活動的指示。可以進一步過濾和/或壓縮在此描述的此數據或任何其他數據以減少有待存儲的信息量。

對于一些實施例,指示適形傳感器測量結果、包括所測量動作電勢的數據可以存儲在適形傳感器系統的常駐存儲器裝置中和/或傳達或以其他方式傳輸(例如無線地)到外存儲器或其他存儲裝置、網絡和/或板外計算裝置。在此披露的適形心臟傳感器系統可以包括一個或多個處理單元,該一個或多個處理單元被配置成分析指示適形傳感器測量結果、包括所測量動作電勢的數據。

根據所披露概念的其他方面,適形心臟傳感器系統包括聯接到記錄和刺激電極上以用于執行神經傳導檢查(NCS)測量的電子器件。NCS測量可以用于提供指示電脈沖傳導通過神經的量和速度的數據。對NCS測量結果的分析可以用于確定與心搏有關的神經損傷或破壞。在NCS測量中,脈沖監測“記錄”電極可以被聯接到鄰近所感興趣的神經(或神經束)的身體部分或其他物體、或與心搏有關的其他組織上,并且脈沖發射“刺激”電極可以被布置在遠離記錄電極的已知距離處。適形傳感器系統可以被配置成經由刺激電極施加輕度且短暫的電刺激來刺激所感興趣的神經(或神經束)。對所感興趣的神經(或神經束)的反應的測量可以經由記錄電極進行。對所感興趣的神經(或神經束)的刺激和/或所檢測到的反應可以存儲到適形傳感器系統的存儲器和/或傳達(傳輸)到例如外存儲器或其他存儲裝置、網絡和/或板外計算裝置。

適形心臟傳感器系統的體系結構可以包括例如一個或多個傳感器裝置、電源和/或電源電路、有線和/或無線通信裝置以及至少一個處理單元。在一些實例中,電源可以是無線電源。適形心臟傳感器系統的其他部件的非限制性實例包括至少一個電池、調節器、存儲器(諸如但不限于只讀存儲器、閃存和/或隨機存取存儲器)、輸入接口、輸出接口、通信模塊、無源電路部件、有源電路部件等。一個或多個或所有所披露的適形心臟傳感器系統包括至少一個微控制器和/或其他集成電路部件。在一個實例中,適形心臟傳感器系統包括至少一個線圈,諸如但不限于支持近場通信(NFC)的線圈。在另一個實例中,適形心臟傳感器系統包括射頻識別(RFID)部件。在實例中,適形心臟傳感器系統可以包括具有雙接口的動態NFC/RFID標簽集成電路、電可擦可編程存儲器(EEPROM)。

附圖中的圖1A至圖1D示出了心臟傳感器裝置和系統配置的非限制性實例。如上所指示,關于圖1A-1D所描繪和討論的每個系統和裝置可以采取關于其他所披露的實施例描述的其他不同的形式、任選配置以及功能替代方案中的任何一種,除非明確否認或以其他方式在邏輯上禁止。示例性心臟傳感器裝置(在圖1A中總體以100A指定)包括布置在基板100之上或之中的數據接收器101。基板100和/或數據接收器101可以被配置成適形于心臟組織、鄰近心臟組織的物體或與心臟連通的任何其他組織的部分、或與心搏有關的其他身體部分,數據接收器101和基板100被聯接到以上各項上。物體是例如身體部分、從屬物體和/或肌肉群。數據接收器101可以包括根據在此描述的任何實例和/或圖示的原理的任何適形傳感器部件中的一個或多個。在實例中,數據接收器101包括ECG部件103和至少一個其他測量部件104。在至少一些實現方式中,測量部件104包括至少一個加速度計、至少一個心率監測器(包括肌肉激活監測器)和/或至少一個在此披露的任何其他傳感器。至少一個ECG部件103和/或至少一個測量部件104可以用于測量指示心搏(包括在心臟組織或與心臟連通的任何其他組織的部分、或與心搏有關的其他身體部分處)的數據。

圖1A的示例性裝置還包括分析器102。如圖所示,根據在此描述的原理,分析器102被配置成量化指示心搏的數據、其他生理數據,和/或對指示心搏的此類數據和/或生理數據的分析。在一個實例中,分析器102與數據接收器101一起被布置在基板100之上或之中,而在另一個實例中,分析器102鄰近或遠離基板100和數據接收器101布置。在圖1A中的裝置的代表性實現方式中,分析器102被配置成量化或以其他方式分析指示ECG測量結果和/或其他部件測量結果(諸如加速度測量結果、心率測量結果和/或肌肉激活監測)的數據以提供心搏的指示。作為一些非限制性實例,圖1A-1D的分析器102包括中央處理單元(CPU)、一個或多個微處理器(例如,主處理器、從屬處理器和次級或并行處理器)、和/或常駐或遠離傳感器裝置布置的硬件、軟件或固件的任意組合。

圖1B示出了另一個代表性心臟傳感器裝置100B,該代表性心臟傳感器裝置包括基板100、數據接收器101、分析器102以及存儲模塊105。任選地,該裝置100B可以進一步包括治療部件108和/或反饋部件109。治療部件108可以利用由數據接收器101接收并且由數據分析器102分析的數據來如以下進一步詳述地向用戶提供治療、藥理或其他藥物治療(例如,施用或遞送軟化劑、制藥藥物或其他藥物、生物材料、或者其他治療材料)。相反,反饋部件109可以利用由數據接收器101接收并且由數據分析器102分析的數據來向用戶提供關于心搏的診斷信息、生理信息和/或其他反饋和/或與例如在圖12-26中所識別的任何特征有關的其他電生理測量結果。圖1B中所示的存儲模塊105被配置成例如包括用于保存來自數據接收器101和/或分析器102的數據的存儲器。在一些實現方式中,存儲裝置105是任何類型的非易失性存儲器。附圖中所示的任何存儲裝置105可以包括閃存、固態驅動器、可移動存儲卡、可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)、隨機存取存儲器(RAM)、或任何其他類型的計算機可讀介質、或其任意組合。在某些實例中,存儲裝置105是從裝置上可移除的。在一些實現方式中,存儲裝置105在裝置的本地,而在其他實例中它是遠程的。例如,存儲裝置105可以是計算裝置的內存儲器。在在此的不同實例中,計算裝置可以是智能手機、個人計算機、平板電腦、平板觸摸電腦、個人數字助理(PDA)、電子書閱讀器或其他電子閱讀器、或其他游戲系統、或其他手持式或佩戴式計算裝置。在此實例中,該裝置可以經由在外部計算裝置上執行的應用程序與外部計算裝置通信。在一些實現方式中,傳感器數據可以存儲在存儲裝置105上以用于稍后處理。在一些實例中,存儲裝置105可以包括存儲處理器可執行指令的空間,這些指令用于執行所披露的方法、功能和操作中的任何一個,包括分析來自數據接收器101的數據。在其他實例中,根據在此描述的原理,存儲裝置105的存儲器可以用于存儲所測量的指示心搏的數據、其他生理數據,或對指示心搏的此類數據或生理數據的分析。

圖1C示出了根據在此披露的原理的心臟傳感器裝置100C的又一個實例。傳感器裝置100C包括例如基板100、數據接收器101、分析器102以及傳輸模塊106。傳輸模塊106被配置成將來自數據接收器101、分析器102的和/或存儲在存儲裝置(諸如圖1B的存儲裝置105)中的數據傳輸到外存儲器或其他存儲裝置、網絡和/或板外計算裝置。在實例中,傳輸模塊106可以是無線傳輸模塊。對于此類配置,傳輸模塊106經由無線網絡、射頻通信協議、近場通信(NFC)傳輸數據,和/或在光學上使用紅外線或非紅外線LED傳輸數據。數據可以被傳輸到外存儲器或其他存儲裝置、網絡和/或板外計算裝置。

圖1D示出了又一個示例性系統100D,該示例性系統包括基板100、數據接收器101、分析器102以及處理器107。數據接收器101可以接收來自傳感器的與傳感器測量結果有關的數據。在實例中,傳感器是適形傳感器。根據在此所描述的原理,處理器107被配置成例如執行存儲在存儲裝置107中和/或處理器107內的處理器可執行指令,以便分析指示心搏的數據、其他生理數據,或對指示心搏的此類數據或其他生理數據的分析。在一些實現方式中,數據可以直接從數據接收器101接收或從存儲裝置(諸如圖1B的存儲裝置105)檢索。在一個實例中,處理器是分析器102的和/或鄰近數據接收器101布置的部件。在另一個實例中,處理器107在系統外部,諸如在下載并分析從系統檢索的數據的計算裝置中。處理器107可以執行量化由數據接收器101接收的數據的處理器可執行指令。

圖2A-2C示出了心臟傳感器系統配置的非限制性實例,這些心臟傳感器系統配置包括用于顯示或以其他方式輸出數據或來自對數據的分析的分析結果的電子顯示器或其他輸出裝置。圖2A-2C的示例性系統包括基板200、數據接收器201、分析器202以及指示器203。如圖2B-2C的實例中所示,該系統可以進一步包括處理器205(參見圖2C),該處理器用于執行在此描述的處理器可執行指令;和/或存儲裝置204(參見圖2B),該存儲裝置用于存儲處理器可執行指令和/或來自系統的分析器202和/或一個或多個適形傳感器的數據。

根據在此所描述的原理,圖2A-2C的示例性系統的指示器203可以用于顯示和/或傳輸指示心搏的數據、其他生理數據,和/或對指示心搏的此類數據或其他生理數據的分析,和/或用戶信息。在一個實例中,指示器203可以包括液晶顯示器(LED)裝置、發光二極管(LED)顯示裝置、或電泳顯示器(諸如電子油墨顯示器)和/或多個指示燈。例如,指示器203可以包括一系列LED。在一些實現方式中,LED的顏色范圍是諸如從綠到紅。在此實例中,如果表現并不滿足預定閾值指標,那么紅色指示燈可以被激活,并且如果表現滿足預定閾值指標,那么綠色指示燈可以被激活。在另一個實例中,指示器203可以包括屏幕或其他顯示器,該屏幕或其他顯示器可以用于顯示指示數據或來自對數據的分析的分析結果的圖譜、繪圖、圖標、或其他圖形或視覺表示。

在一些實現方式中,如以上所描述的,指示器203的信號傳遞是人眼可檢測的;在其他實現方式中,信號傳遞是人眼不可檢測的,但是可以使用圖像傳感器檢測到。作為人眼基本上不可檢測的指示方法的實例,指示器203可以被配置成發出超出人眼可見光譜的光線(例如,紅外線)或發出太暗淡以致于不能檢測到的光線。在這些實例中,圖像傳感器可以被配置成檢測超出人眼觀察能力的此類信號。在不同實例中,圖像傳感器可以是以下各項的部件:智能手機、平板電腦、平板觸摸電腦、電子書閱讀器或其他電子閱讀器或手持式或佩戴式計算裝置、膝上型電腦、或其他游戲系統。

圖3示出了示例性心臟監測計算機系統300的體系結構,該示例性心臟監測計算機系統可以被采用來實現在此討論的示例性方法、計算機系統和設備中的任何一個。圖3的計算機系統300包括通信聯接到一個或多個存儲器裝置325上的一個或多個處理器320、一個或多個通信接口305、一個或多個輸出裝置310(例如,一個或多個顯示單元)以及一個或多個輸入裝置315。在圖3的計算機系統300中,存儲器325可以包括任何計算機可讀存儲介質,并且可以存儲用于實現在此針對對應系統所描述的不同功能性的計算機指令(諸如處理器可執行指令),以及與這些計算機指令相關、由其產生、或經由通信接口或輸入裝置接收的任何數據。圖3中所示的處理器320可以用于執行存儲在存儲器裝置325中的指令,并且在這樣做時還可以從存儲器讀取或向存儲器寫入依據指令的執行所處理和/或產生的不同信息。

圖3中所示的計算機系統300的處理器320還可以通信聯接到或控制控制接口305以傳輸和/或接收依據指令的執行的不同信息。對于一些實現方式,通信接口305通信聯接到網絡314上,從而允許計算機系統300向其他裝置(例如,其他計算機/計算機系統)傳輸信息和/或從其接收信息。網絡314可以是有線或無線網絡、總線、或其他數據傳輸裝置或通信裝置。圖3的系統可以進一步包括用于促進系統300的部件之間的信息流動的一個或多個通信接口。在一些實現方式中,通信接口被配置(例如,經由不同的硬件部件或軟件部件)成提供網站作為對計算機系統300的至少一些方面的訪問門戶。

圖3中所示的心臟監測計算機系統300的輸出裝置310可以被提供來例如允許查看或以其他方式感知與指令的執行相關的信息。輸入裝置315可以被提供來例如允許用戶在指令的執行過程中進行手動調整、做出選擇、鍵入數據或不同的其他信息、或以多種方式中的任何方式與處理器交互。輸入裝置315可以采取以下各項但不限于以下各項的形式:開關、觸點、電容或機械部件。在其他實例中,輸入裝置315可以使用來自傳感器的指標致動對系統的控制。

圖4示出了根據在此的原理的示例性心臟傳感器系統400的代表性系統級體系結構的框圖。示例性系統400包括存儲器402、微控制器404(包括至少一個處理單元)、通信部件406(包括天線408)、電源410(即,電池組)、與能量采集器414聯接的充電調節器412以及傳感器/換能器部件416。在非限制性實例中,傳感器/換能器部件416包括用于執行心電圖(ECG)測量、加速度測量和/或肌肉激活測量的心臟傳感器平臺電子器件。傳感器/換能器部件416可以包括至少一個心臟傳感器部件,該至少一個心臟傳感器部件被配置成測量指示用戶的心搏的電氣數據;以及至少一個生物計量傳感器部件,該至少一個生物計量傳感器部件被配置成測量指示用戶的心搏的生理數據。對于一些配置,心臟傳感器系統400包括在此披露的或以其他方式被配置成執行在此披露的任何測量的其他類型的傳感器部件中的至少一個。在圖4的實例中,通信部件406可以包括通信或其他無線通信協議和標準、至少一個低功率微控制器單元,該至少一個低功率微控制器單元用于控制對以下各項的記錄:ECG測量結果、加速度測量結果、和/或肌肉激活測量結果、以及與所測量的任何其他生理參數相關聯的任何其他數據。在實例中,可以存在用于控制每種不同類型的測量的對應微控制器。

圖5示出了用于感測、監測或以其他方式確定心搏的指示的代表性適形心臟傳感器平臺500的不同部件的非限制性實例。在圖5的實例中,心臟傳感器平臺500合并除其他事項之外與存儲器504(例如,32兆(MB)閃存)聯接的板上電池組502(例如,供應近似2.7V)以及與輸出調節器508和天線509聯接的通信部件506(例如,低功耗(BTLE)通信單元)。電池組單元502可以任選地聯接到在圖5中單獨和共同地由部件512表示的能量采集器、電池充電器、調節器等上。心臟傳感器平臺500被示出為與共振器514(諸如但不限于13.56MHz共振器)和全波整流器516聯接。心臟傳感器平臺500進一步包括集成電路部件518,該集成電路部件本質上可以是或包括微控制器、/BTLE片上堆棧、以及存儲用于實施適形心臟傳感器測量的處理器可執行指令的固件。

圖5的示例性適形心臟傳感器平臺500采用第一傳感器部件520,以及任選地第二傳感器部件522。在實例中,第一傳感器部件520包括具有至少3個靈敏度設置和一個數字輸出端的3軸加速度計。在這同一實例中,第二傳感器部件522包括EMG感測電極、EMG電極和數字輸出端。平臺500還可以包括用于ECG測量的低功率微控制器單元、用于EMG測量的低功率微控制器、用于加速度測量的低功率微控制器、和/或用于電生理測量的低功率微控制器。在一些實例中,該系統的給定部件(諸如但不限于ECG、加速度測量、EMG、或其他生理測量部件)的功能可以跨一個或多個微控制器劃分。從能量采集器/電池充電器/調節器導向其他部件的線路突出顯示模塊式設計,其中不同的傳感器(諸如但不限于EMG電極、EEG電極、腦電圖(EEG)電極)可以與類似的一組微控制器、通信和/或存儲器模塊一起使用。

圖6呈現了被配置為可再充電貼片的示例性適形心臟傳感器裝置(總體上指定為600)的機械布局和系統級體系結構的示意圖。在此披露的適形心臟傳感器電子器件技術可以利用用于多功能平臺的不同的機械和電氣布局來設計和實現,并且因此本身并不限于圖6中所呈現的布局。一些此類適形電子器件布局和配置的實例在例如賈法里羅澤布(RoozbehGhaffari)等人共同擁有的并且標題為“采用力感測元件的導管球囊(CatheterBalloonEmployingForceSensingElements)”的美國專利申請號13/844,767、以及賈法里羅澤布等人共同擁有的并且標題為“具有可拉伸集成電路和傳感器陣列的導管具有可拉伸集成電路和傳感器陣列的導管氣球(CatheterBalloonHavingStretchableIntegratedCircuitryandSensorArray)”的美國專利申請號12/575,008中提出,這兩項申請通過引用以其各自的全部內容并且出于所有目的結合在此。包括柔性電子器件技術的適形裝置典型地使用嵌入柔性聚合物基板/層之中或之上的IC設計整合可拉伸/可彎曲的形狀因子。這些基板/層被制定成保護電路免于應變并且在超薄橫截面中實現機械柔性。例如,該裝置可以被配置成具有平均近似約1mm或更小的厚度。在其他實例中,貼片可以被配置成具有更薄或更厚的橫截面尺寸。

圖6的裝置體系結構采用含有電子表面安裝技術(SMT)部件的一個或多個可重復使用的模塊,這些部件包括生物計量傳感器部件602(例如,加速度計模塊和/或陀螺儀模塊)、無線通信模塊604、微控制器606、天線608(諸如但不限于可拉伸單級天線)、用于感測例如EMG、EEG和EKG信號的適形電極陣列610和612、以及一對電極連接器613。適形電極陣列610和612(在此也稱為“心臟傳感器部件”)可以是可重復使用的或一次性的。代表性可再充電貼片600還包括電源模塊614(諸如但不限于具有近似2mA-Hr或近似10mA-Hr的LiPo電池)、調節器模塊616、功率傳輸線圈(諸如但不限于具有1.5/2mil跡線/空間比的0.125ozCu線圈)、電壓控制器模塊620以及存儲器模塊622。

如圖6的實例中所示,適形心臟傳感器裝置的部件以“裝置島”安排來組裝、由可拉伸互連件624互連。可拉伸互連件可以單獨或共同地被配置為蛇形互連件、曲形互連件、波紋互連件、扭曲互連件、螺旋互連件、蜿蜒曲折互連件、曲流形互連件、或促進靈活性的任何其他配置。在在此描述的任何實例中,導電材料(諸如但不限于電互連件和/或電觸點的材料)可以是但不限于金屬、金屬合金、導電聚合物、或其他導電材料。在在此描述的任何示例性結構中,可拉伸互連件可以具有約0.1μm、約0.3μm、約0.5μm、約0.8μm、約1μm、約1.5μm、約2μm、約5μm、約9μm、約12μm、約25μm、約50μm、約75μm、約100μm、或更大的厚度。

除了包括上述的傳感器、電源、通信和其他部件之外,這些部件可以包括另外的和替代的部件,諸如另外的電極、另外的電極連接器、或根據在此描述的原理的任何其他示例性部件。可拉伸互連件624是導電的,以便促進圖6的不同部件之間的電氣連通;或是不導電的,以便有助于在受到形變力(諸如伸長力、壓縮力和/或扭轉力)的過程中或之后維持適形傳感器裝置的整體外形的所希望的總體形狀因子或相對長寬比。圖6的實例還示出了島基底626的不同形狀和長寬比,示例性適形傳感器的部件可以布置在這些島基底上或以其他方式聯接到其上,從而提供裝置島。

對于至少一些所希望的應用,封裝材料可以局部地被引進到適形傳感器裝置500的任何區域或部分或部件,該任何區域或部分或部件諸如鄰近適形裝置的電子部件或互連件的部分。封裝劑幫助例如在正向整個適形裝置施加形變力的情況下保護部件免于所施應力或應變。例如,封裝材料可以幫助局部地調整機械中性面在部件的區域中的位置。機械中性面相對于功能部件的受控放置可以使得當整個適形裝置承受形變力時幾乎沒有應力或應變被施用在部件的區域中。

作為非限制性實例,適形心臟傳感器裝置鄰近電子部件的部分可以被封裝在聚酰亞胺(PI)或其他聚合物或聚合物材料中,這可以使得機械中性面與部件的更脆弱部分重合。可應用的聚合物或聚合物材料的非限制性實例包括聚酰亞胺(PI)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、硅酮或聚氨酯。可應用的聚合物或聚合物材料的其他非限制性實例包括塑料、彈性體、熱塑性彈性體、彈性塑料、恒溫材料、熱塑性塑料、丙烯酸酯、縮醛縮聚物、可生物降解的聚合物、纖維素聚合物、含氟聚合物、尼龍、聚丙烯腈聚合物、聚酰胺酰亞胺聚合物、聚芳酯、聚苯并咪唑、聚丁烯、聚碳酸酯、聚酯、聚醚酰亞胺、聚乙烯、聚乙烯共聚物和改性聚乙烯、聚酮、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚甲基戊烯、聚苯醚和聚苯硫醚、聚鄰苯二甲酰胺、聚丙烯、聚氨酯、苯乙烯樹脂、砜基樹脂、乙烯基樹脂、或這些材料的任意組合。在實例中,在此的聚合物或聚合物材料可以是UV可固化聚合物或硅酮。

在確定整個適形裝置的配置時,可以控制部件的尺寸、部件材料的剛度、一個或多個互連件的尺寸和/或剛度、封裝材料的剛度特性、和/或放置封裝材料的位置,以便在策略上使得機械中性面落在整個適形裝置的一個或多個部件或互連件的區域中,從而防止部件和/或互連件的脆弱區域附近的壓力或應變集中。在非限制性實例中,脆弱區域是互連件與電子部件之間的交接處。

在任何示例性實現方式中,可以控制機械中性面在整個適形裝置的任何給定區域中的定位,以便保護整個適形裝置結構的一個或多個電功能部件免于所施應力或應變。可以通過局部地控制參數來局部地控制機械中性面在整個適形裝置的任何電子部件處的定位,這些參數諸如但不限于以下各項中的至少一項:(a)電子部件的材料類型(剛度)和/或電子部件的尺寸;(b)互連件的材料類型(剛度)和/或互連件的形狀;以及(c)封裝劑的使用,包括對封裝材料的類型(剛度)的選擇和/或對封裝劑在整個適形裝置中的局部放置的選擇。

圖7A-7C示出了適形心臟傳感器系統700的一些示例性實現方式,包括適形心臟傳感器貼片710在身體部分上的示例性放置以及由適形傳感器系統所取得的代表性數據720。圖7A示出了人如何至少部分地基于身體部分之間的相對距離來確定感測電極在身體上的放置/定位。圖7B示出了示例性適形心臟傳感器貼片710,該示例性適形心臟傳感器貼片包括布置在人類受試者的上軀干(例如,前胸)上的限定位置處的多個電極(例如,三個心電圖(ECG)電極)。放置是基于例如與圖7A中所描繪的那些類似地(例如,以基于類似位置比的放置間隔)執行的測量或根據本領域中的任何其他技術來確定。圖7B還示出了ECG電極在身體上的放置的實例。圖7C示出了使用ECG電極相對于身體上的不同位置(例如,如圖7A中所描繪)所取得的非限制性示例性測量結果。因為貼片的大小和適形性、以及貼片內的傳感器節點的緊湊間距,考慮將心臟傳感器貼片放置在患者的胸或身體上的任何地方,如以下在圖9A和圖9B的討論中所指示。

示例性適形心臟傳感器裝置710可以包括一次性ECG電極714;可重復使用的連接器716,該連接器用于使ECG電極與適形心臟傳感器裝置716的主要部分/主體機械地且電氣地聯接;以及心臟傳感器單元712,該心臟傳感器單元形成心臟傳感器裝置的主要部分。在圖7B的實例中,心臟傳感器單元的主要部分712被形成為適形貼片。類似于以上所述的圖6的體系結構600,示例性心臟傳感器單元710可以被配置成包括至少一個電池、至少一個微處理器、至少一個存儲器、至少一個無線通信裝置以及無源電路。在實例中,該電池可以是可再充電的,從而使得心臟傳感器單元710是可再充電的。作為非限制性實例,可重復使用的貼片的平均厚度可以是約1mm厚并且橫向尺寸可以是約2cm乘約10cm。在其他實例中,貼片可以被配置成具有其他尺寸、形狀因子和/或長寬比(例如,更薄、更厚、更寬、更窄或許多其他變型)。

接著轉向圖8A-8C,示出了適形心臟傳感器系統和適形心臟傳感器貼片的示例性實現方式。圖8A示出了至少部分地被形成為適形心臟傳感器貼片800的心臟傳感器系統的一種代表性實現方式,該適形心臟傳感器貼片具有選擇性地可移除且一次性的電極802、可重復使用的連接器804,該連接器用于將這些電極電氣地聯接到形成為適形貼片的可重復使用且可再充電的適形傳感器單元806上。可再充電適形傳感器單元806可以進一步包括眾多另外的和替代的部件,包括以上參照圖1A-1D、圖2A-2C以及圖4-6描述的那些。例如,單元806被示出為包括電池808、微處理器810、存儲器812、無線通信模塊814和/或其他有源和無源電路。根據所示實例,可重復使用的貼片的平均厚度可以是約1mm厚,而橫向尺寸是約2cm(寬)乘約10cm(長)。在其他實例中,貼片可以被配置成具有其他尺寸、形狀因子和/或長寬比(例如,更薄、更厚、更寬、更窄或許多其他變型)。

圖8B示出了心臟傳感器系統的另一個實例,該心臟傳感器系統至少部分地被形成為具有至少兩個可分的子部件的等分適形心臟傳感器繃帶840。圖8B的示例性系統采用包括布置在超薄張貼物844之上或之中的示例性EMG電極842的適形心臟傳感器繃帶840。適形心臟傳感器單元852被布置在皮膚膠粘物846之上或之中。EMG電極842經由電極連接器848通信聯接到適形心臟傳感器單元852上。類似于圖8A中所呈現的配置,圖8B的可再充電心臟傳感器單元852可以包括至少一個電池850、至少一個微處理器、至少一個存儲器、至少一個無線通信模塊和/或無源或有源電路。在此實例中,可重復使用的貼片的平均厚度是約1mm厚,而橫向尺寸是約2cm(寬)乘約10cm(長)。在其他實例中,貼片可以被配置成具有其他尺寸、形狀因子和/或長寬比(例如,更薄、更厚、更寬、更窄或許多其他變型)。

圖8C呈現了用于將適形心臟傳感器貼片800/繃帶840放置在受試者的身體部分上(例如,放置在人類患者的左前臂上)的可能位置。使用以此方式放置的心臟傳感器系統所收集的數據可以用于提供心血管數據、生理數據、肌肉活動數據、或其他數據,這些數據可以單獨地或與其他數據結合地用于評估心搏以及與其相關聯的狀況。如以下更詳細描述的,適形心臟傳感器貼片可以用于提供關于心搏的間歇的、系統的、實時的和/或連續的反饋和/或與心搏有關的其他電生理測量結果。

接著轉向圖9A,示出了示例性適形心臟傳感器裝置902和系統在人類身體上的一些其他示例性放置。如圖9A的實例中所示,適形心臟傳感器貼片/繃帶/裝置可以被放置在身體上的不同位置處。在不同示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被放置在身體上的不同位置處,以便測量與每個傳感器/位置組合相關聯的信噪比。對從在每個放置位置處進行的測量所獲得的數據的分析結果可以用于確定用于獲得所希望的信噪比的最佳位置。圖9B示出了人類軀干(腹、胸和肩)、頸和下頦的不同解剖位置的不同圖示,示例性適形心臟傳感器裝置/系統可以被部署在這些解剖學位置以用于測量。

在此的示例性適形電子器件技術可以通過用于多功能平臺的不同機械和電氣布局來設計和實現。包括適形電子器件技術的示例性裝置可以使用嵌入聚合物層中的設計來整合成具有不同可拉伸形狀因子。這些可以被制定成保護電路免于應變并且在以超薄型材(諸如但不限于平均約1mm的厚度)實現機械柔性。在其他實例中,貼片可以被配置成具有更薄或更厚的橫截面尺寸。示例性裝置體系結構可以包括可重復使用的模塊,該可重復使用的模塊包含表面安裝技術(SMT)部件,這些部件包括ECG測量部件、加速度計、無線通信、微控制器、天線,這些部件與用于感測EMG或其他電測量結果(諸如但不限于NCS和腦電圖(EEG)信號)的一次性適形電極陣列聯接。

處理器可執行指令開發(包括軟件、算法、固件等)可以被配置成專用于使用預測算法作為信號處理的基礎的每個平臺。過濾程序(filter)和采樣率可以在剛性評估板上調諧和測試并且然后利用柔性設計來實現。基于處理器可執行指令的實施,根據在此描述的原理的示例性適形心臟傳感器和適形電極可以用于例如在身體上的不同位置處監測心搏和/或對指示來自監測的測量結果的數據的分析。

存在可以由在此披露的適形心臟傳感器裝置、方法和系統取得的不同示例性參數。可以在一個或多個適形心臟傳感器被安裝到受試者上時取得標準參考測量結果。可以重復每種狀況以產生可重復性數據。傳感器測量輸出的精度和可重復性可以基于例如以下各項來確定:(a)ECG電極在身體上的預定相對放置以及ECG信號的強度;(b)身體運動—X、Y、Z軸加速度波形,以G’s為單位;(c)肌肉活動—肌肉運動開始/停止以及和開始間的時間。例如,可以針對最大信號檢測來確定每個傳感器的最佳放置。例如,可以按類似方式確定兩個或更多個傳感器的最佳同位放置。

根據在此描述的原理的示例性適形心臟傳感器和適形電極可以用于測量ECG和心搏的其他度量(包括心率和/或與心搏有關的其他電活動的指標)、其他電活動、溫度、含水量、神經活動、電導率和/或壓力而具有可接受的精度。可接受的精度可以被定義為作為這些傳感器與以下各項的標準參考測量結果的強相關性(諸如但不限于r≥0.8)來操作化:心電圖—MAC350012導聯ECG分析系統(美國亞利桑那州通用電氣醫療集團(GEHealthcare,AZ,USA))1,或類似的;加速度測量—諸如但不限于,基礎模塊(http://www.shimmersensing.com/)或類似的或外部的基于圖像的身體監測;肌電圖—GrassP511AC放大器(美國羅德島西沃里克格拉斯技術公司(GrassTechnologies,WestWarwick,RI,USA))或類似的。

每個適形心臟傳感器(包括ECG電極)的最佳放置可以被確定以便例如生成高質量的、精確的且可靠的測量結果。可以存在至少一個放置,其中示例性適形心臟傳感器和適形電極可以被放置以生成精確的且可靠的測量結果。

對于心搏,可以在受試者佩戴一個或多個適形心臟傳感器時依靠標準參考物(ECG電極)來測量受試者。該系統可以包括3軸加速度計和/或EMG電極。適形心臟傳感器可以被放置在受試者身體或其他物體上的選定位置處,以便測量受試者的心搏。可以在適形心臟傳感器被安裝時取得標準參考測量結果。適形心臟傳感器貼片/繃帶/裝置可以被放置在選定身體放置位置處,包括:胸或軀干的其他部分、腕部內側、小腿、左肩前部、左肩后部、耳朵下方的頸左側以及前額(例如,如圖7A、圖7B、圖9A和圖9B中所示)。可以重復每種狀況以產生可重復性數據。可以測量受試者持續一定時間段。在實例中,可以在受試者執行一系列活動/移動(例如,坐下、走動、手部運動、體育活動、理療移動、或以下描述的任何其他移動)時測量受試者。可以分析適形心臟傳感器和參考測量結果以便提供指示所希望的結果的信息,包括受試者的身體狀況、正在受試者身上執行的治療或療法的療效、受試者對體力活動或消耗的準備度、或對于運動或其他鍛煉適當的心臟狀況。

在此提供了示例性系統、方法和裝置,這些示例性系統、方法和裝置可以用于估計來自適形心臟傳感器的算法的靈敏度、特異度和/或陽性和/或陰性預測值,以便預測例如但不限于正在受試者上執行的治療或療法的療效的選定度量。可以監測佩戴適形心臟傳感器的受試者的可行性或可接受性。可以在受試者佩戴布置在身體部分或其他物體上的適形心臟傳感器的情況下,在受試者靜止時或執行一系列運動、活動和/或任務時,監測受試者的心搏持續一定時間段(例如,近似為數分鐘、一小時、或數小時的時間)。

圖10A和圖10B中呈現了可以應用于在此描述的任何或所有適形傳感器裝置、系統和方法的不同通信協議的實例。在圖10A的實例中,來自心臟監測系統1000的適形心臟傳感器貼片1002的信號可以被傳輸到外存儲器或其他存儲裝置、網絡和/或板外計算裝置。信號可以包括指示由示例性適形傳感器系統執行的一個或多個測量和/或來自對數據的分析的分析結果的一定量的數據。根據圖10A的實例,適形傳感器系統1000使用低功耗(BLTE)通信鏈路進行到支持/BLTE的裝置1006的身體上或物體上傳輸。在一些實現方式中,少量的數據以低數據率傳遞,這些數據包括具有時間戳信息(或其他元數據)的ECG測量結果。所傳輸的數據還可以包括具有時間戳信息(或其他元數據)的當前峰值加速度測量結果(例如,g值)和/或具有時間戳信息(或其他元數據)的EMG活動(打開抑或關閉)。其他元數據的非限制性實例包括位置(例如,使用GPS)、周圍空氣溫度、風速、或其他環境或天氣條件。在另一個實例中,加速度計數據可以用于隨時間的推移確定能量值。在其他實例中,代表生理參數或其他指標的數據可以與時間戳或其他元數據一起傳遞。

圖10B示出了另一個代表性實現方式和通信協議,其中信號利用傳感器系統1100的的適形心臟傳感器貼片1102來傳輸,該適形心臟傳感器貼片被聯接到充電平臺1104的指定位置1105處。適形心臟傳感器貼片1102被制造成具有功率傳輸線圈1906,用于促進利用充電線圈和場1108進行充電。低功耗(BLTE)通信鏈路1110提供到支持/BLTE的裝置1112的身體上或物體上傳輸。信號可以被傳輸到外存儲器或其他存儲裝置、網絡和/或板外計算裝置。在圖10B的實例中,適形傳感器系統1100被配置成使用數據率比BTLE高得多的增強數據率(BTEDR)傳輸來傳輸數據信號。例如,數據信號可以包括具有時間戳信息和/或其他元數據的ECG數據。數據信號可以包括具有時間戳的原始加速度測量數據(X,Y,Z)和/或具有時間戳信息的EMG過濾波形數據。在實例中,適形心臟傳感器系統可以維持被布置在充電平臺上或以其他方式聯接到其上,同時基于高功耗要求執行BTEDR傳輸。

以下是在此描述的適形心臟傳感器系統、方法和裝置的非限制性示例性實現方式。示例性適形傳感器系統可以被配置成包括用于執行所描述類型的測量的至少一個傳感器部件,包括用于測量心搏的至少一個適形傳感器部件。示例性適形傳感器系統可以被配置成包括用于執行至少一個其他測量(包括對運動和/或肌肉活動或身體的其他生理指標的測量)的至少一個傳感器部件。示例性適形傳感器系統可以包括上文所描述的任何其他部件,包括電池、微控制器、微處理器、存儲器、無線通信、有源電路和無源電路中的至少一個。基于適形心臟傳感器用于檢測和/或分析心搏的用途,在此描述的示例性系統、方法和設備可以用不同的示例性實現方式實現。

在任何示例性實現方式中,系統、方法或設備可以被配置成接收指示適形心臟傳感器的測量結果的數據,分析數據以提供指示所希望的結果的信息,并且將數據和/或信息存儲到存儲器和/或傳輸數據和/或信息。根據在此描述的任何實例的原理,所希望的結果可以是指示心搏的信息。在根據在此描述的原理的一些實例中,流程可以涉及:將所收集的數據或與數據的分析有關的信息的至少一部分提供給第三方,即,提供給佩戴傳感器系統的受試者之外的任何人或實體。在這些實例中,示例性心臟傳感器系統可以被配置成僅向先前得到受試者同意的第三方提供所收集的數據或與數據的分析有關的信息。第三方的非限制性實例包括教練、教練團一員、理療學家、執業醫師(包括醫生或其他運動醫學開業醫師)、體能培訓師、運動保健人員等。

圖11-20示出了在此披露的適形心臟傳感器系統、方法和裝置中的任何一個的實現方式的非限制性實例。轉向圖11A,例如,適形心臟傳感器系統被配置成跟蹤受試者的疲勞度和/或準備度。在此實例中,適形心臟傳感器系統可以用于測量心率變異性(HRV)。HRV可以通過比較心率的不同指標并且確定值的變化范圍(例如,作為百分比或Δ值)來獲得。任何所披露的適形心臟傳感器裝置/系統可以被放置在受試者的部分上,諸如受試者的背或前上軀干上。在實例中,適形心臟傳感器系統可以被實現來采集活動時間過程中以及不活動時間過程中的心率的測量結果。例如,如圖11A中所示,適形心臟傳感器系統可以包括用于執行對靜止、活動和當前心率和移動/加速度(活動)的測量的部件。如圖11A中所示,心臟傳感器系統可以用于確定受試者的活動狀態(例如,靜止、低水平活動、中水平活動、高水平活動等)、受試者的HRV;和/或對受試者的準備狀態進行分類,例如疲勞的、準備進行低水平活動、準備進行中水平活動、準備進行高水平活動、充分準備等,或處于任何其他可應用的分類。例如,ECG數據可以用于提供心率的指示,并且加速度計數據可以用于提供活動水平的指示。在實例中,適形心臟傳感器系統可以包括用于執行處理器可執行指令的處理單元,這些指令用于將指示活動時間過程中的心率的數據與指示在不活動時間過程中所采集的心率的數據進行比較;或用于在此描述的任何其他分析。處理單元可以用于執行用于分析比較數據的處理器可執行指令,包括存儲在存儲器中的指令。示例性適形心臟傳感器系統的測量結果可以用于指示受試者的疲勞度或準備度。例如,如果比較數據指示低HRV,那么分析結果可以用于指示受試者處于疲勞狀態;如果比較數據指示高HRV,那么分析結果可以用于指示受試者處于準備狀態。

如圖11A中所示,適形心臟傳感器裝置可以鄰近心臟組織緊密聯接到受試者的軀干上。示例性適形心臟傳感器系統可以聯接到用于示出所采集的數據和/或分析結果的輸出指示的顯示器(諸如視頻圖形用戶界面(GUI))上。例如,如圖11A中所示,心臟傳感器系統的用戶界面可以用于顯示所收集的數據、受試者的活動狀態、受試者的HRV和/或受試者的準備水平分類的指示。作為非限制性實例,圖11A的結果可以由準備進行特定事件或活動(諸如但不限于體育賽事)的用戶使用。例如,示例性心臟傳感器系統可以由例如教練、理療學家、執業醫師(包括運動醫學開業醫師)、體能培訓師、運動保健人員和/或受試者(包括專業運動員、業余運動員、愛好者或即將參與活動的其他人)使用。

在圖11B的非限制性實例中,受試者被示出為是在比賽或其他體育賽事開始之前位于起跑架處的短跑運動員。如圖11B中所示,可以向(例如,圖11A的)心臟傳感器系統的用戶界面或其他顯示器咨詢以提供HRV數據或其他分析(或準備度分類),從而確定受試者對事件的準備度。例如,心臟傳感器系統可以被配置成將在熱身過程中所記錄的最大心率的HRV值與緊接在事件之前測量的心率的HRV值進行比較。如果比較顯示差大于某一百分比范圍,那么這可以指示受試者的心率在事件之前已減緩太多。例如,可能優選的是保持短跑運動員的心率在熱身與體育賽事開始之間是高的。例如,維持較高心率可以確保在事件過程中迅速地輸送血液遍及全身。

圖12A示出了另一個代表性適形心臟傳感器系統、方法或裝置,該系統、方法或裝置被配置成跟蹤受試者的總體健適度并且任選地輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。例如,受試者的健適度可以由體能訓練(conditioning)和/或耐力的指標指示。在這種情況下,適形心臟傳感器系統/裝置可以用于測量心率變異性(HRV)和/或運動(作為活動的指示)。示例性適形心臟傳感器系統可以被放置在受試者的部分上,諸如軀干或其他身體部分的部分。在實例中,適形心臟傳感器可以被實現來采集活動時間過程中以及不活動時間過程中的心率的測量結果,諸如以上結合圖11A所描述的。如圖12A中所示,心臟傳感器系統可以用于確定受試者的活動水平(例如,每日步計數、或活動水平(低、中、高))、心率(例如,每日最大、最小或平均)和/或受試者的HRV。分析結果可以是受試者的身體健適度的類別。例如,如圖12A中所示,心臟傳感器系統可以提供受試者的類別的指示,如走樣(不良身體健適度)、狀況良好的、或非常健康的、或處于任何其他可應用的類別。例如,ECG數據可以用于提供心率的指示,并且加速度計數據可以用于提供活動水平(包括步計數)的指示。在實例中,適形心臟傳感器系統可以包括用于執行處理器可執行指令的處理單元,這些指令例如用于將指示活動時間過程中的心率的數據與指示在不活動時間過程中所采集的心率的數據進行比較,以便確定平均心率和/或平均活動頻率、平均HRV、平均步計數;或用于在此描述的任何其他分析。處理單元可以用于執行用于分析比較數據的處理器可執行指令,包括存儲在存儲器中的指令。圖12A示出了示例性用戶界面,該示例性用戶界面可以被實現為所收集的數據和/或在此描述的分析結果的電子視頻顯示裝置。

圖12B示出了示例性適形心臟傳感器系統,該示例性適形心臟傳感器系統可操作來確定受試者的最大VO2(也稱為最大氧耗量、最大攝氧量、峰值攝氧量、或最大有氧代謝能力)的估計值,并且任選地輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。例如,心臟傳感器系統可以被配置成基于心臟傳感器測量結果來確定最大VO2的值。最大VO2提供受試者的身體在遞增負荷鍛煉過程中輸送和使用氧氣的最大能力的指示,并且可以用作受試者的身體健適度的指標。例如,ECG數據可以用于提供心率的指示,并且加速度計數據可以用于提供活動水平的指示。示例性適形心臟傳感器系統的至少一個處理單元可以被配置成執行處理器可執行指令,包括存儲在存儲器中的指令,這些指令用于確定最大VO2、或用于對數據進行的任何其他分析。圖12B示出了示例性圖形界面,該示例性圖形界面用于顯示使用適形心臟傳感器所收集的數據、最大VO2、和/或來自分析的任何其他信息。在此非限制性實例中,數據或其他信息作為曲線描圖顯示出。

圖13示出了適形心臟傳感器系統的又另一個實例,該適形心臟傳感器系統被設計來確定活動/受試者的心血管需求的估計值,并且任選地輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。心臟傳感器系統可以被配置成測量心率和運動數據。心臟傳感器系統可以被配置成分析數據以確定受試者的心血管健適度的基線。例如,數據分析信息可以指示受試者的心血管功能、或消耗度或強度。例如,圖13示出了適形心臟傳感器系統的用戶界面或其他顯示裝置,該用戶界面或其他顯示裝置可操作來指示與靜止平均心率、活動平均心率、當前心率有關的分析信息和/或活動水平(移動)的指示。同樣如圖13中所示,示例性適形心臟傳感器系統可以向受試者或第三方提供活動水平的變化推薦。例如,在活動過程中,心臟傳感器系統可以用于基于受試者的心血管健適度水平通知他們降低活動水平、或維持或提高活動強度。心臟傳感器系統可以被配置成分析數據以確定來基于表現調節受試者的心血管健適度的基線。

接著轉向圖14,示出了適形心臟傳感器系統的實例,該適形心臟傳感器系統可操作來評估能量消耗并提供其指示(經由圖1B的反饋部件109)。心臟傳感器系統被配置成測量心率和/或運動數據。心臟傳感器系統然后分析數據以確定受試者的能量消耗的指示。例如,分析可以包括確定心率、心率變異性以及運動數據的聚集數據集,以便提供更全面的卡路里計算(例如,所燃燒的卡路里)。與僅考慮這些度量之一的裝置相比,此類分析的結果可提供能量消耗的更準確指示。如圖14中所示,適形心臟傳感器系統的用戶界面或其他顯示器被用于指示與靜止平均心率、最大和最小心率、HRV、步數有關的分析信息和/或活動水平(移動)的指示。

圖15中呈現了適形心臟傳感器系統的實例,該適形心臟傳感器系統被配置成評估活動水平并提供其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。心臟傳感器系統被配置成分析心臟和運動數據以確定受試者的活動水平的指示。例如,分析可以包括確定心率、心率變異性以及運動數據的聚集數據集,以便提供活動水平的更全面指示。與僅考慮這些度量之一的裝置相比,此分析的結果可以提供活動水平的更準確指示。圖15示出了適形心臟傳感器系統的用戶界面或其他顯示裝置,該用戶界面或其他顯示裝置被用于指示與平均心率、當前心率有關的分析信息和/或活動水平(移動)的指示。在圖15的實例中,受試者正參與低水平活動,即快速書寫或打字而他/她身體的其余部分是靜止的。在此實例中,適形心臟傳感器系統被配置成結合心率(在此實例中是相對低的)記錄受試者的移動的測量結果。基于對指示這些測量的數據的分析,該系統確定用戶是不活動的。用戶界面或其他顯示器可以用于關于不活動水平警示用戶。在醫療背景下,警示可以向用戶指示有待達到以便滿足例如醫療規定的活動水平的活動水平。

圖16示出了代表性適形心臟傳感器系統,該適形心臟傳感器系統可操作來評估受試者的睡眠質量并提供其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。在此實例中,心臟傳感器系統被配置成分析指示心率和/或移動的測量數據以確定睡眠質量的指示。例如,分析可以包括確定心率、心率變異性以及運動數據的聚集數據集,以便報告睡眠質量的更全面指示。與僅考慮單個度量的裝置相比,分析結果有助于提供活動水平的更準確指示。例如,該系統可以被配置成比較指示兩個或更多個度量的數據,以便確定受試者何時在他們的睡眠中僅移動但不中斷快速眼動(REM)睡眠,或受試者的移動何時實際上中斷REM睡眠。中斷的REM睡眠可能妨礙受試者的睡眠質量。類似于圖11-15中所示的那些,圖16的系統包括圖形用戶界面或其他顯示裝置,該圖形用戶界面或其他顯示裝置用于提供心率、移動和/或睡眠質量的全面指示的圖形表示。

接著看圖17,示出了適形心臟傳感器系統,該適形心臟傳感器系統被配置成評估測試受試者的焦慮和/或壓力并提供其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。心臟傳感器系統被配置成分析指示心率(包括ECG數據)和/或移動的測量數據以確定焦慮和/或壓力的指示。例如,分析可以包括確定心率、心率變異性以及運動數據的聚集數據集,以便確定焦慮率和/或壓力。通過非限制性實例,與焦慮或壓力性狀相關聯的心臟跳動可以通過以下方式來表征:剖析與高于一定量或百分比的心率升高(如由心率數據所指示)相關聯的不活動(如由加速度計數據所指示)的時段并且評估該心臟跳動的質量。如圖17中所描繪,將大范圍變化的心率(這里,由ECG數據表示)與低變化移動(這里,由加速度計數據表示)進行比較。此分析結果可以提供焦慮和/或壓力的更準確指示。

圖18示出了適形心臟傳感器系統的實例,該適形心臟傳感器系統可操作來提供心臟可塑性和/或心臟異常性的指示,并且任選地輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。心臟傳感器系統可以被配置成分析心率數據以確定受試者的心臟可塑性和/或異常性的指示。例如,分析可以包括檢測受控測試條件和/或環境過程中的心律失常、心動過速、肌纖維顫動和/或心動過緩。如果受試者的活動是受控的,那么可以分析所收集的數據以辨別活動對竇性心律不齊的影響以及對心臟的物理影響。如圖18中所示,適形心臟傳感器系統的圖形用戶界面或其他電子顯示裝置結合傳感器單元用于遠程監測并顯示受試者的表現和/或心率數據。在實例中,所收集的數據可以被提供給第三方,例如保健人員或執業醫師或提供商。適形心臟傳感器系統可以包括遙感能力,這樣使得第三方能夠遠程監測受試者的表現和/或心率數據。例如,數據或分析信息可以被發送給受試者的電子健康記錄。

圖19示出了又一個代表性適形心臟傳感器系統,該代表性適形心臟傳感器系統被配置成提供心率監測,并且任選地輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。根據此實現方式,與心率監測有關的信息被用于基于對受試者的狀況的分析通知定時和/或提高受試者的決策能力的高低(quality)。例如,如果受試者處于壓力和/或焦慮之下,那么受試者的決策能力可能削弱。心臟傳感器系統可以被配置成分析心率數據和/或加速度計數據以提供心率監測。例如,對心率和/或加速度計數據的分析被用于向受試者或第三方提供例如受試者處于導致壓力和/或焦慮的異常情形下的時間段的指示。在實例中,心臟傳感器系統被配置成在如由數據分析所指示的高水平壓力和/或焦慮(例如,超過預定閾值水平)的時刻向用戶提供執行或保留決策的指示。例如,受試者可以是為他/她的組織做重大決策的商人。基于對受試者的壓力和/或焦慮水平的分析,受試者可以確定決策應當與潛在的壓力源(包括任何外部壓力源)隔離執行。圖19示出了決定準備度應用中的適形心臟傳感器系統的圖形用戶界面(或其他電子顯示裝置)上的屏幕提示的實例。該系統可以包括示例性推薦引擎。推薦引擎可以使用所收集的數據和/或分析信息執行算法(和相關聯的方法),以便提供決策準備度的指示。示例性推薦引擎可以被配置成基于數據分析指示用戶是準備好還是未準備好做出決定。該系統可以被配置成使用一系列輸入(包括用戶輸入文本或其他數據、用戶輸入風險值以及縱向心率趨勢)來提供受試者的決策能力的高低的指示。如圖19的實例中所描繪,指示可以被顯示為風險水平的滑動標尺、決策準備度的指示和/或對趨勢的分析。

參照圖20,示出了適形心臟傳感器系統,該適形心臟傳感器系統用于提供活動類型的影響的指示,并且任選地輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。作為非限制性實例,與心率監測有關的信息可以用于指示活動是充當有氧鍛煉類型還是無氧鍛煉類型。例如,在體力消耗過程中,心臟傳感器系統可以被配置成確定是否正利用受試者的脂肪儲備或葡萄糖儲備(三羧酸循環是否已激活的指示)。體力消耗可以與鍛煉和/或一般活動相關聯。體力消耗的非限制性實例包括在跑步機上跑步和/或走路、或在固定式自行車上騎車。圖20示出了適形心臟傳感器系統的用戶界面(或其他顯示器)上的屏幕的實例,這些屏幕在鍛煉過程中基于用戶的減肥目標提供信息。例如,基于心率數據的測量結果,用戶界面(或其他顯示器)可以向用戶提供維持一定心率以停留在脂肪燃燒區中的推薦。作為另一個實例,基于心率數據的測量結果,用戶界面(或其他顯示器)可以確定心率太低,并且該系統向用戶提供加快鍛煉節奏的提示。如果確定心率太高,該系統則可以向用戶提供減慢鍛煉節奏的提示。

接著,圖21示出了可操作用于檢測跌倒或其他快速移動的示例性適形心臟傳感器系統。示例性適形心臟傳感器系統可以包括ECG、加速度計以及觸發器。在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成監測受試者的狀況。一旦存在可能已發生跌倒或其他快速移動的指示(例如,基于加速度計數據確定的),那么觸發器可以使得該系統激活ECG測量部件。可以分析此類ECG測量結果以提供受試者的狀況的指示。在實例中,如果ECG數據指示受試者可能已經經歷來自所有或其他快速移動的不良反應,那么該系統可以被配置成發出警示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。在實例中,可以通過使用適形心臟傳感器系統來改善老年護理或傷殘護理,該適形心臟傳感器系統包括跌倒或快速移動檢測傳感器結合ECG電極以用于監測受試者的生命特征和活動。在實例中,適形心臟傳感器系統可以被配置成捕獲與受試者有關的生理數據和/或將此信息傳達給受試者或第三方。作為非限制性實例,第三方可以是受試者的醫生、或護理員、或其他執業醫師或保健人員。在實例中,該系統可以被配置成在受試者經歷跌倒或快速移動時向第三方傳輸警示或其他指示。在實例中,適形心臟傳感器系統可以被配置為可佩戴貼片,該可佩戴貼片基本上是機械不可見的(即,最簡便的)并且被安裝到受試者上以促進高度粘附。在實例中,適形心臟傳感器系統可以被配置成提供最少量的假陽性值或假陰性值的數據集。

如圖21的實例中所描繪,適形心臟傳感器系統可以被配置成基于數據測量結果(例如,加速度計數據)來確定跌倒或快速移動的類型。例如,跌倒可能沿著矢狀面抑或冠狀面發生。沿著矢狀面的跌倒可能向前或向后發生,而沿著冠狀面的跌倒是側向跌倒,即到右左側。包括三軸線加速度計并且鄰近胸或軀干的其他部分布置的示例性適形心臟傳感器系統可以用于檢測突然跌倒或其他快速移動、撞擊和/或恢復。在實例中,在恢復階段過程中,可能有益的是:跟蹤受試者的生命特征以便對受試者的狀態進行迅速評估(例如,用于動態評估(ambulatoryassessment))。生命特征的非限制性實例包括心率和/或ECG。

在非限制性實例中,任何示例性適形心臟傳感器系統可以在不進行測量時維持處于睡眠模式。如果加速度計測量結果指示超過了閾值或其他指定值,潛在地指示跌倒事件或其他快速移動,那么微控制器連同ECG記錄傳感器可以被觸發“打開”。在實例中,還可以觸發通信部件,諸如但不限于模塊。可以取得ECG測量結果,直到ECG記錄傳感器“關閉”或電源損失能量到低于閾值(例如,電池耗盡)為止。ECG測量結果可以本地存儲在該系統的存儲器上和/或傳達給外部存儲裝置(例如,使用數據串流),直到ECG記錄傳感器“關閉”或電源損失能量到低于閾值為止。

圖22是流程圖,該流程圖示出了示例性適形心臟傳感器系統的部件的算法或操作序列或方法2000的非限制性實例。圖22中所呈現的方法可以由例如上下文所披露的一個或多個或所有適形心臟傳感器裝置來實行。在框2001處,發生跌倒或快速/不受控移動。響應于對跌倒或其他快速/不受控移動的檢測,可以在框2003處記錄撞擊時間并且可以在框2005處取得加速度計測量結果(重力指標)。如果加速度測量結果高于閾值,那么方法2000行進到框2007,其中可以啟動ECG測量記錄的開始。指示加速度指標和/或ECG測量結果的數據可以被存儲到存儲器或傳輸到外部計算裝置(如在圖22中的框2009處所描繪的)。在另一個實例中,該系統可以被配置成基于加速度指標和/或ECG測量結果來向外部計算裝置傳輸警告或其他形式的警示,如在框2011處所見。

圖23中示出了示例性適形心臟傳感器系統2100的部件的示例性布局,該示例性適形心臟傳感器系統可以用于執行在此描述的示例性方法和操作和算法中的任一個。示例性適形心臟傳感器系統2100包括加速度計2110、處理器2112、存儲器2114、電池2116、ECG部件2118、天線2120、通信部件2122以及警告部件2124。

圖24示出了可以使用示例性適形心臟傳感器系統的ECG部件取得的一些代表性測量結果。測量結果示出了指示心搏的電信號的波型。可以分析所指示間隔(Δt1、Δt2、Δt3)以便提供心率、HRV、或與心搏有關的信息的指示,該指示可以任選地被輸出給用戶(例如,經由圖1B的反饋部件109)。

在另一個實例中,示例性適形心臟傳感器系統可以用于監測患有帕金森氏病的受試者的心率變異性,并且任選地輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。在此實例中,適形心臟傳感器系統可以被安裝到受試者的胸或軀干的其他部分上。在實例中,適形心臟傳感器系統可以被直接放置在胸骨上。帕金森氏病可能導致自主神經心血管系統的功能障礙,這可以基于對指示心率變異性的數據的分析來檢測到。此功能障礙在患有更嚴重形式的帕金森氏病的受試者中可能更加顯著。示例性適形心臟傳感器系統可以被配置成監測R-R變異性,其中R-R是基于ECG測量結果中的QRS偏轉之間的時間間隔的指標來導出。在實例中,這可以基于帕金森受試者正經歷異常移動或呼吸的分析結果來確定。在確定異常移動或呼吸的情況下,可以在系統的顯示器上顯示或向外傳達警示或其他指示顯示。在實例中,警示或其他指示可以被傳輸到外部計算裝置,諸如但不限于智能手機。示例性適形心臟傳感器系統可以被配置成使得:檢測到異常移動或呼吸致使該系統進而觸發對ECG測量結果的記錄。

圖25是適形心臟傳感器系統的示例性實現方式或方法2200的流程圖。圖25中所呈現的方法可以由例如上下文所披露的適形心臟傳感器裝置、設備和系統中的一個或多個或全部來實行。在框2201處,取得適形心臟傳感器系統所聯接到的受試者的心率/ECG測量結果。在框2203處,運行算法(和相關聯的方法)以計算心率變異性。在框2205處,例如,在設定時間段內進行HRV的測量和確定。如果數據分析指示異常呼吸,那么在框2207處向外部計算裝置發送警告。在框2209處,還向用戶提供改變受試者的呼吸的警示。在框2211處,在反饋回路中計算HRV。如果數據分析指示呼吸是不穩定的,那么再次警示用戶改變呼吸并且再次計算HRV。如果數據分析和HRV計算結果指示呼吸是穩定的,那么在框2213處允許適形心臟傳感器系統返回到休眠模式(例如,返回到睡眠模式)。在一個實例中,反饋回路的流程可以在向受試者施用例如制藥藥物、生物制品或其他療法時執行。如果所計算HRV指示HRV是穩定的,那么可停藥。在另一個實例中,直到系統確定HRV穩定才執行給藥。

在另一個實例中,示例性適形心臟傳感器系統可以用于監測帕金森氏病受試者的心率變異性,以便提供可能導致心力衰竭的狀況的潛在警示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。帕金森氏病受試者的HRV減小可以用作肌動活動減小的指示。HRV的減小可以用作心血管家族性植物神經功能不全的標志。示例性適形心臟傳感器系統可以被配置成執行連續的肌動活動監測(例如,使用所記錄和/或標準化肌動活動監測)和ECG活動監測。可以分析數據以提供伴隨心電圖活動的肌動并發癥的指示。作為實例,對所收集數據的分析可以用于指示心率突變或沒有變異性。在患帕金森受試者中,可以在藥療周期過程中跟蹤(包括存儲或傳輸)此類數據或分析結果,以便確定適當的劑量并且降低患帕金森受試者心力衰竭的風險。

在另一個實例中,示例性適形心臟傳感器系統可以用作心律失常感測裝置。在此實例中,適形心臟傳感器系統可以用作以下心臟監測器:用于基于所收集的心臟數據識別受試者的疑似心律失常并且任選地輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。在難以診斷的受試者中,不斷地或長期監測心律可能是有益的。示例性適形心臟傳感器系統可以被配置成檢測房性心律失常(包括無癥狀發作)的存在,或監測受試者處于心房顫動(AF)的時間量以便評估是否應當施用醫學治療。

在實例中,可以對受試者施用例如藥用藥物或生物或其他療法(例如,經由圖1B的治療部件108)。示例性適形心臟傳感器系統可以被配置成檢測由所施用的物質引起的心悸或心臟雜音副作用。示例性適形心臟傳感器系統可以被布置在受試者的軀干或其他部分上,并且用于在實際發作過程中不斷地、連續地或定期地捕獲ECG數據。可以分析基于測量結果的信息,包括存儲在存儲器中或所傳輸的任何此類信息,以便確定發作是否是由異常節律導致的,諸如但不限于霍爾特(Holter)計數器。

在實例中,示例性適形心臟傳感器系統可以被配置成使用連續監測確定調節心率對BP/高血壓的影響:高血壓前期受試者可能具有高血壓和心血管疾病的風險。如果對不規律心率的連續監測未得到良好表征,可能不能實現有效的介入。研究表明心率變異性-生物反饋(HRV-BF)增加HRV和壓力反射敏感性(BRS),并且減少相關的病理癥狀。這一結果暗示了HRV-BF對高血壓前期的潛在有益影響。然而,對這些影響知之甚少。可以使用根據在此的原理的示例性適形心臟傳感器系統、通過配置該系統以跟蹤心率變異性并且任選地輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)來對這些影響進行調研。跟蹤HRV的有效成果是闡明了可能與HRV強相關的高血壓前期的機制。這些影響暗示HRV-BF(新穎行為神經心臟介入)可通過改善心臟自主神經張力來增進BP的降低,并且促進對高血壓前期個體的BP調節。

在圖26的實例中,示例性適形心臟傳感器系統可以用于跟蹤睡眠障礙性呼吸并且任選地輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。當患有睡眠障礙性呼吸的受試者發生障礙性呼吸事件時,可能存在與短暫覺醒相關聯的自主喚醒。受試者然后可能恢復正常呼吸,并且返回睡眠中。這種重復的喚醒可以與重復的心率增大相關聯,當受試者返回睡眠中時心率返回到基線。示例性適形心臟傳感器系統可以被配置成通過基于QRS檢測算法(用于對模擬ECG中圖形偏轉中的三個的組合建模)測量R-R間隔來跟蹤這些事件。此測量結果可以與呼吸所引起的加速度計測量結果(例如,指示胸部運動的變化)相結合,可以與睡眠性呼吸暫停的突發事件的開始關聯。基于此數據分析所獲得的信息可以用于在患有睡眠性呼吸暫停的受試者的睡眠周期過程中對他們進行連續監測。適形心臟傳感器系統的低型面使得其對于用于患有睡眠性呼吸暫停的受試者并且粘附到受試者的部分上是有吸引力的。

示例性適形心臟傳感器系統可以用于確定心率或心搏。示例性適形心臟傳感器系統可以包括加速度計部件和ECG部件。在例如該系統鄰近胸部布置的情況下,該系統還可以包括例如光學傳感器部件和/或ECG部件,以便提供用于分析的指標。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成基于傳感器測量的數據值確定受試者的心率變異性并且輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。表示心率變異性的信息可以用作受試者疲勞或準備度的指示。

在此的示例性適形心臟傳感器系統可以用于確定個體的總體心臟準備度并且輸出其指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。例如,個體的心臟準備度的高變異性的確定可以用作受試者具有良好或比平均個體好的身體健適度的指示;低變異性的確定可以被認為是個體具有比平均個體差的身體健適度水平的指示。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成檢測指示特定心臟事件的心搏(包括心率)的模式。例如,適形心臟傳感器系統可以被配置成通過將患者的心臟傳感器測量結果與心臟事件的標準進行比較來確定特定事件的發生。標準可以是基于以下內容的模擬信號曲線或復合信號:早先在先前特定事件事發時所記錄的測量結果,例如,來自同一受試者和/或經歷特定事件的其他受試者的記錄。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成測量心率變異性,并且分析數據以提供受試者對特定類型的體能訓練、諸如對體力活動的耐力的總體身體健適度的指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。該系統的光學傳感器部件或ECG部件可以用于提供用于分析的另外的數據指標。在此實例中,心臟傳感器可以被配置成與每個個體受試者的狀況進行模式匹配,這樣使得與一組測量曲線的偏離可以用作缺少所希望的身體體能訓練的指示。例如,心臟傳感器可以被配置成確定受試者的心率變異性的基線作為比較點,以便在受試者的測量結果偏離了所希望的基準范圍時警示用戶(包括受試者,或經同意的第三方、諸如教練或執業醫師)。例如,心臟傳感器可以被配置成基于心臟傳感器測量結果確定最大VO2值(也被稱為最大耗氧量、最大攝氧量、峰值攝氧量或最大有氧代謝能力)。最大VO2提供受試者的身體在遞增負荷鍛煉過程中輸送和使用氧氣的最大能力的指示,并且可以用作受試者的身體健適度的指標。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成測量心率,結合運動的指標,分析結果,并且提供受試者的消耗度和/或強度的指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。例如,分析可以用于提供受試者的身體的心血管需求和能力的指示。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成測量心率,結合運動的指標,并且提供受試者的能量消耗的指示(例如,經由圖1B的反饋部件109),從而由于更穩健的數據集而產生更準確的卡路里計算。在實例中,傳感器可以被配置成組合心率、心率變異性以及加速度測量的指標。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成測量心率,結合運動的指標,以便提供受試者的活動水平的指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。例如,通過分析傳感器測量數據,可以估計受試者的精確活動水平。例如,如果用戶的加速度測量值是強的并且心率的測量值并不增大,那么可以確定用戶幾乎是完全靜止的但還在參與非常低消耗的活動,例如書寫或打字。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成測量心率,結合運動的指標,以便提供受試者的睡眠質量的指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。例如,加速度計測量數據與心率測量數據的比較可以用于確定受試者是在夜晚僅移動而不中斷REM睡眠,還是實際上經歷了REM睡眠的中斷并且因此損失了休息和/或睡眠質量。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成測量心率,并且基于對結果的分析來提供受試者的焦慮水平的指示(例如,經由圖1B的反饋部件109)。例如,該系統可以被配置成交叉參考心率數據與來自加速度計的數據,以便確定受試者的活動是否存在顯著變化以及心率是否存在顯著增大。基于此分析,該系統可以確定受試者的心臟跳動的質量,以便檢測與變化的焦慮水平的指示一致的心臟跳動。還可以分析數據以確定用于壓力指示的心率。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成測量心率并且使用對結果的分析來檢測心臟可塑性和異常性,包括心律失常、心動過速、肌纖維顫動以及心動過緩。關于此類狀況的反饋可以被提供給用戶(例如,經由圖1B的反饋部件)。該系統的光學傳感器部件或ECG部件可以用于提供用于分析的另外的數據指標。示例性系統可以在受控情景下實現,因為一些不受控事件可能影響心率并且潛在地導致分析指示不受控事件而不是異常性狀況。例如,用戶的活動可能對心臟具有竇性心律不齊的影響或物理影響。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成測量心率,并且提供可以協助關于心搏的定時和/或心臟功能的質量進行決策的信息。例如,對心率和加速度測量數據的分析可以用于向用戶提供用戶(或用戶的心臟)處于異常情形的時間段的指示,以及何時個體應當考慮在作出決策之前進行等待,例如在軍事、高體力、或有壓力的商業情形下。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成提供受試者在體力活動過程中的狀態的指示(例如,經由圖1B的反饋部件109),而不管體力活動是否致使受試者處于有氧狀態或無氧狀態。該系統的光學傳感器部件或ECG部件可以用于提供用于分析的另外的數據指標。例如,無氧狀態可能是更希望的,因為這是活動過程中燃燒脂肪的時候,這不同于葡萄糖(有氧狀態)的情況。例如,該系統可以被實現來確定受試者在持續體力消耗下(諸如但不限于在跑步機上跑步/行走、或在固定式自行車上騎車)的狀況。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以被配置成在不執行任何測量的時間維持低功耗狀態。在實例中,適形心臟傳感器系統可以被配置成具有低功耗板上供能部件(例如,低功耗電池)。在實例中,適形心臟傳感器系統可以被配置成不具有板上能量部件,并且可以通過電感耦合或其他形式的能量采集來獲取能量。在這些示例性實現方式中,心臟傳感器部件可以基本上被維持在休眠、在低功耗狀態下、或在關閉狀態下,直到發生觸發事件為止。例如,觸發事件可以是身體部分或物體(系統被聯接到其上或布置在其上)經歷高于指定閾值或程度范圍的運動(或在適當情況下為肌肉活動)。此類運動的實例可以是臂或其他身體部分的移動,諸如但不限于二頭肌或四頭肌在體力消耗過程中的移動、跌倒(即,針對老年患者)、或身體震顫(例如由于癲癇發作、癱瘓或帕金森氏病)。此類運動的其他實例可以是物體的移動,例如高爾夫球棍擺動、球的滾動等。在另一個實例中,適形心臟傳感器系統可以包括近場部件(NFC),并且可以使用NFC部件來寄存觸發事件。在其他實例中,觸發事件可以是聲音振動或其他振動,以下各項的變化:亮度級(例如,LED)或磁場、溫度(例如,外部熱量水平或流入區域的血液的變化)、或EEG、化學或生理指標(例如,環境花粉或污染水平、或血糖水平)。在實例中,觸發事件可以按固定時間間隔啟動。該系統可以被配置成使得觸發事件的發生致使微控制器的觸發;微控制器然后被配置成致使適形心臟傳感器系統的ECG、加速度計和/或EMG部件、或其他傳感器部件激活,以便進行測量。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以包括一個或多個部件(例如,圖1B的治療部件108),該一個或多個部件用于施用或遞送軟化劑、藥用藥物或其他藥物、生物材料、或其他治療材料。在實例中,用于施用或遞送的部件可以包括納米微粒部件、納米管部件、或小尺度部件。在實例中,軟化劑、藥用藥物或其他藥物、生物材料、或其他治療材料可以作為適形傳感器系統鄰近身體部分的部分上的涂層被包括。一旦觸發事件(諸如任何上述觸發事件)發生,適形心臟傳感器系統就可以被配置成觸發軟化劑、藥物、生物材料、或其他治療材料的遞送或施用。觸發事件的發生可以是ECG、加速度計和/或EMG或其他傳感器部件的測量。在觸發事件時,微控制器可以被配置成致使激活一個或多個部件(例如,圖1B的治療部件108)以用于施用或遞送。遞送或施用可以是經皮的。在一些實例中,例如,在觸發事件是基于肌肉移動、跌倒、或其他可量化觸發事件的幅值的情況下,所遞送或施用的材料量可以基于觸發事件的幅值來校正、關聯或以其他方式修改。在一些實例中,該系統可以被配置成通過以下方式來使身體部分的部分變熱:使電流穿過鄰近身體部分的該部分的電阻元件、金屬、或其他元件。這種加熱可以協助更便利地例如經皮地向身體部分遞送或施用軟化劑、藥物、生物材料、或其他治療材料。

在示例性實現方式中,適形心臟傳感器系統可以包括一個或多個部件(例如,圖1B的治療部件108),該一個或多個部件用于施用或遞送胰島素、基于胰島素的或與人造胰島素有關的材料。在實例中,胰島素、基于胰島素的或與人造胰島素有關的材料可以作為適形傳感器系統鄰近身體部分的部分上的涂層被包括。一旦觸發事件(諸如任何上述觸發事件)發生,適形心臟傳感器系統就可以被配置成觸發軟胰島素、基于胰島素的或與人造胰島素有關的材料的遞送或施用。觸發事件的發生可以是ECG、加速度計和/或EMG或其他傳感器部件的測量。在觸發事件時,微控制器可以被配置成致使激活一個或多個部件以用于施用或遞送胰島素、基于胰島素的或與人造胰島素有關的材料。遞送或施用可以是經皮的。所遞送或施用的材料量可以基于觸發事件的幅值(例如,血糖水平)來校正、關聯或以其他方式修改。

盡管已經在此描述并示出不同發明實施例,但本領域普通技術人員將容易想象用于執行功能和/或獲得結果和/或在此描述的優點中的一個或多個的多種其他裝置和/或結構,并且此類變型和/或修改中的每一個被視為是在在此描述的發明實施例的范圍內。更一般地說,本領域的技術人員將容易理解,在此描述的所有參數、尺寸、材料以及配置意味著為實例,并且實際參數、尺寸、材料和/或配置將取決于發明傳授內容所用于的一種或多種具體應用。本領域的技術人員僅僅使用常規實驗將認識到或能夠確認在此描述的具體發明實施例的許多等效物。因此,應當理解,前述實施例僅通過舉例來呈現,并且發明實施例可以與具體描述不同地來實踐。|本披露的發明實施例涉及在此描述的每個單獨特征、系統、物品、材料、套件和/或方法。此外,如果此類特征、系統、物品、材料、套件和/或方法并不相互矛盾,兩個或更多個此類特征、系統、物品、材料、套件和/或方法的任意組合包括在本披露的發明范圍內。

以上描述的本發明的實施例可以按眾多方式中的任一種來實施。例如,一些實施例可以使用硬件、軟件或其組合來實施。當實施例的任何方面至少部分地在軟件中被實施時,可以在任何適合的處理器或處理器集合上執行軟件代碼,無論是設置在單個裝置或計算機中還是分布在多個裝置/計算機之間。

另外,在此描述的技術可以被體現為一種方法,已經提供了該方法的至少一個實例。作為該方法的部分而進行的行動可以通過任何適合的方式排序。因此,可以構建以下實施例,其中行動以不同于所示的順序來執行,這可以包括同時執行一些行動,盡管在說明性實施例中被示出為依序行動。

除非相反地清楚指示,在此在說明書中使用的不定冠詞“一”和“一個”應當被理解成意味著“至少一個。”

在此在說明書中使用的短語“和/或”應當被理解成意味著這樣結合的元素中的“任一者或兩者”,即在一些情況下結合地存在并且在其他情況下分離地存在的元素。用“和/或”列出的多個元素應當以相同的方式來解釋,即,這樣結合的元素中的“一個或多個”。除了由“和/或”從句具體識別的元素,其他元素可以任選地存在,無論是與具體識別的那些元素相關還是不相關。因此,作為非限制性實例,當結合開放式語言諸如“包括”使用時,對“A和/或B”的提及可以在一個實施例中僅指A(任選地包括除了B的元素);在另一個實施例中,僅指B(任選地包括除了A的元素);在又一個實施例中,指A和B(任選地包括其他元素);等等。

如在此在說明書中所使用的,“或”應當被理解為具有與如以上限定的“和/或”相同的含義。例如,當分隔一個清單中的項目時,“或”或“和/或”應當解釋為包容性的,即,包括多個元素或元素清單中的至少一個,而且包括其中的多于一個,以及任選地,另外的未列出的項目。僅相反地清楚指示的術語,諸如“……中的僅一個”或“……中的恰好一個”或“由……組成”將是指包括恰好包括一些或一列元素中的一個元素。總體而言,如在此使用的術語“或”當前面加有排他性的術語,諸如“任何一個”、“……中一個”、“……中僅一個”或“……中只有一個”時,應當僅解釋為指示排他性的替代形式(即,“一個或另一個,但非兩者”)。

在此在說明書中使用的關于一列一個或多個元素的短語“至少一個”應當被理解成意味著選自該列元素中的這些元素中的任何一個或多個的至少一個元素,而不必包括該列元素內具體列出的每一個元素中的至少一個,并且不排除該列元素中的元素的任意組合。這一定義還允許,可以任選地存在除該短語“至少一個”所指元素清單內具體地鑒別出的元素外的元素,無論是與具體地鑒別出的那些元素相關還是不相關。因此,作為非限制性實例,“A和B中的至少一個”(或等效地,“A或B中的至少一個”,或等效地“A和/或B中的至少一個”)在一個實施例中可以是指至少一個、任選地包括多于一個A,而不存在B(并且任選地包括除了B的元素);在另一個實施例中,可以是指至少一個、任選地包括多于一個B,而不存在A(并且任選地包括除了A的元素);在又一個實施例中,可以是指至少一個、任選地包括多于一個A,以及至少一個、任選地包括多于一個B(并且任選地包括其他元素);等等。

雖然已經示出并描述本披露的特定實施例和應用,但是應當理解,本披露并不限于在此所披露的精確構造和組成,并且根據以上描述,可以明白不同修改、變化以及變更,而不脫離所附權利要求書中所限定的本發明的精神和范圍。

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