心電圖表扣的制作方法

本申請要求2014年5月22日提交的第62/002,046號美國臨時專利申請的優(yōu)先權，其全部內容通過引用全部并入本文。

技術領域

本發(fā)明涉及一種模塊化傳感器平臺，更具體地說，涉及一種用于監(jiān)視個體的健康信息的可穿戴裝置。

背景技術：

許多可穿戴裝置可用于監(jiān)視和測量健康信息。采用這些裝置測量心電圖(“ECG”)可能需要最少兩個電極—一個面對個體的手腕的電極和一個外部電極—以正常工作。這些電極通常遠離可穿戴裝置放置，以便接觸用戶的不同身體部位。這種電極通過電纜連接到可穿戴裝置。然而，這些電極的放置位置使這些裝置的日常和連續(xù)使用不切實際、使得穿戴不舒服、不時尚或不便。這些電極的放置位置也不可避免地消耗資源——諸如來自這些裝置的電力——縮短了它們的實際可穿戴性(wearability)，并且轉而降低了它們作為測量裝置的有效性。

技術實現(xiàn)要素：

本一般性發(fā)明構思的特定實現(xiàn)方式通過用戶的身體部位提供監(jiān)視心電圖(ECG)的可穿戴裝置。

在一個實施例中，本發(fā)明提供一種用于測量心臟的電活動并且可穿戴在身體部位上的裝置。該裝置包括：帶條(strap)，可配置為用于配合在身體部位上。該條帶還具有當被用戶穿戴時接觸身體部位的內表面以及背對身體部位的外表面。該裝置還包括：第一傳感器，被布置條帶的內表面上。第一傳感器可以被配置為與身體部位接觸。該裝置還包括扣(clasp)，被連接到帶條的一部分并且具有第二傳感器。第二傳感器與第一傳感器電絕緣。當將帶條保持在身體部位上的扣接觸用戶的不同身體部位時，第一傳感器和第二傳感器被配置為接收指示用戶的心電圖(ECG)信號的數(shù)據(jù)。

在另一實施例中，本發(fā)明提供一種采用穿戴在用戶的身體部位上的裝置測量心臟的電活動的方法。該裝置具有可以被配置為用于配合在身體部位上的帶條。該裝置還包括被布置在帶條上的第一傳感器以及連接到帶條的一部分的扣。該扣具有與第一傳感器電絕緣的第二傳感器。該方法包括確定第一傳感器是否與身體部位接觸。該方法還包括確定在該扣處的電絕緣的第二傳感器是否與用戶的不同身體部位接觸；以及響應于確定第一傳感器與身體部位接觸并且電絕緣的第二傳感器與用戶的不同身體部位接觸，從第一傳感器和第二傳感器接收指示用戶的心電圖(ECG)信號的數(shù)據(jù)。

在另一個實施例中，本發(fā)明提供一種用于測量心臟的電活動并且可穿戴在身體部位上的裝置。該裝置包括可以被配置為用于配合在身體部位上的帶條。該條帶還具有當被用戶穿戴時接觸身體部位的內表面以及背離身體部位的外表面。該裝置還包括：第一傳感器，被布置條帶的內表面上并且與身體部位接觸。該裝置還包括具有第二傳感器的扣。第二傳感器與第一傳感器電絕緣。該裝置還包括布置在帶條上的處理器。該處理器耦合到第一傳感器和第二傳感器。當用戶的不同身體部位接觸第二傳感器時，該處理器還從第一傳感器和第二傳感器傳送指示用戶的心電圖(ECG)信號的數(shù)據(jù)。

附圖說明

當結合附圖閱讀時，可以更好地理解在上述發(fā)明內容中描述的特征和功用以及以下本一般性發(fā)明構思的特定實施例的下面的詳細描述，在附圖中：

圖1是示出模塊化傳感器平臺的實施例的示圖。

圖2是圖1的模塊化傳感器平臺的實施例。

圖3是示出模塊化傳感器平臺的另一實施例的示圖。

圖4是示出模塊化傳感器平臺的一個實施例的框圖，該模塊化傳感器平臺包括與包含基本計算單元和電池的組件連接的帶寬傳感器模塊。

圖5是對于關于手腕所使用的實施例、在接觸帶安裝的傳感器的情況下的手腕橫截面圖。

圖6是示出相對于關于手腕的使用具有自對準傳感器陣列系統(tǒng)的模塊化傳感器平臺的另一實施例的示圖。

圖7是示出在進一步的實施例中包括示例傳感器和光電單元自對準傳感器陣列系統(tǒng)的模塊化傳感器平臺的組件的框圖。

圖8和圖9示出模塊化可穿戴傳感器平臺的另一實施例的不同示圖。

圖10示出根據(jù)本發(fā)明的實施例所使用的模塊化可穿戴傳感器平臺的操作流程圖400。

針對示出本發(fā)明的一般性發(fā)明構思的目的，在附圖中示出了特定實施例。然而，應當理解，本發(fā)明不限于附圖所示的布置和手段(instrumentality)。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細參考在附圖中示出其示例的本一般性發(fā)明構思的實施例，在附圖中，貫穿附圖相同的附圖標記指代相同的元件。下面在參考附圖的同時描述實施例，以解釋本一般性發(fā)明構思。

在詳細解釋本發(fā)明的任何實施例之前，要理解，本發(fā)明不限于其到在下面的描述中闡述的或在附圖中示出的組件的構造和布置的細節(jié)的應用。

通過參考下面的詳細描述和附圖可以更容易地理解本發(fā)明的優(yōu)點和特征以及實現(xiàn)它們的方法。然而，本一般性發(fā)明構思可以以各種方式實踐或實現(xiàn)的許多不同形式體現(xiàn)，并且不應當被解釋為限于在此闡述的實施例。相反，提供這些實施例使得本公開將是充分的和完整的并且將向本領域的技術人員全面地傳達一般性發(fā)明構思，以及本一般性發(fā)明構思由所附的權利要求限定。在附圖中，為了視覺清晰，夸大層和區(qū)域的厚度。

另外，本文檔中使用的措辭和術語是用于描述的目的，而不應當被視為限制性的。在描述本發(fā)明的上下文中(特別是在所附權利要求的上下文中)術語“一”和“一個”和“該”以及類似的指代的使用被解釋為覆蓋單數(shù)和復數(shù)兩者，除非在此另有指示或與上下文明顯矛盾。術語“包括”、“具有”、“包含”和“包含有”將被解釋為開放式術語(即，意思是“包括，但不限于，”)，除非另有說明。

對本領域的普通技術人員還應當清楚的是，附圖中所示的系統(tǒng)是實際系統(tǒng)可能像的樣子的模型。所描述的模塊和邏輯結構中的一些能夠被實現(xiàn)在由微處理器或類似裝置執(zhí)行的軟件中，或者被實現(xiàn)在使用包括例如專用集成電路(“ASIC”)的各種組件的硬件中。如“處理器”的術語可以包括或指代硬件和/或軟件兩者。大寫的使用不隱含特定的含義或者應當簡單地推斷。

同樣地，當在此使用時，術語“組件”或“模塊”意味著但不限于軟件或硬件組件，諸如執(zhí)行特定任務的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或ASIC。組件或模塊可有利地被配置為駐留在可尋址存儲介質中并且被配置為在一個或多個處理器上執(zhí)行。因此，通過示例的方式，組件或模塊可以包括諸如軟件組件、面向對象的軟件組件、類組件和任務組件的組件、進程、函數(shù)、屬性、程序、子例程、程序代碼片段、驅動、固件、微碼、電路、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)結構、表、數(shù)組和變量。針對組件和組件或模塊所提供的功能可以被組合成更少的組件和組件或模塊，或者進一步分離成額外的組件和組件或模塊。

除非另有定義，否則本文使用的所有技術和科學術語具有與本發(fā)明所屬領域的普通技術人員通常所理解的相同的含義。此外，除非另有定義，否則在通常使用的字典中定義的所有術語應當具有它們的普通含義。注意到，本文所提供的任何和所有示例或示例性術語的使用僅旨在更好地說明一般性發(fā)明構思并且不限制本發(fā)明的范圍，除非另有說明。

本發(fā)明的實施例涉及一種提供用于通過用戶的身體部位監(jiān)視心電圖(ECG)的可穿戴裝置的系統(tǒng)。本申請將2013年12月31日提交的第61/922,671號美國臨時申請的全部內容通過引用并入本文。

圖1和圖2是示出模塊化可穿戴傳感器平臺的實施例的示圖。圖1和圖2描繪了可穿戴傳感器平臺10的實施例的透視圖，而圖3描繪了可穿戴傳感器平臺10的另一實施例的分解側視圖。盡管圖1和圖2中的可穿戴傳感器平臺的組件可以基本上相同，但是模塊和/或組件的位置可以不同。

在圖1所示的實施例中，可穿戴傳感器平臺10可以被實現(xiàn)為配合在身體部位——在此，用戶的手腕——上的智能手表或其它可穿戴裝置。

可穿戴傳感器平臺10可以包括基本模塊18、帶條或帶12、扣34、電池22和耦合到帶12的傳感器模塊16。在一些實施例中，可穿戴傳感器平臺10的模塊和/或組件可由端用戶(例如，消費者、患者、醫(yī)生等)移除。然而，在其他實施例中，可穿戴傳感器平臺10的模塊和/或組件由制造商集成到可穿戴傳感器平臺10，并且可能意在無法由端用戶移除?？纱┐鱾鞲衅髌脚_10可以是防水的或水密封的。

帶或帶條12可以是單件的或模塊化的。帶12可以由織物制成。例如，考慮寬范圍的可扭轉和可擴展的彈性網(wǎng)狀物/織物。帶12也可以被配置為多帶或模塊化鏈接。在特定實現(xiàn)方式中，帶12可以包括閂鎖或扣機制，以使表保持就位。在特定實施例中，帶12將包含連接各種事項之中的(among other things)基本模塊18和傳感器模塊16的布線(未示出)。也考慮基本模塊18和傳感器模塊16之間單獨的或與布線組合的無線通信。

傳感器模塊16可以可移除地附接在帶12上，使得傳感器模塊16被定位在可穿戴傳感器平臺10的底部，或者以另一種方式說，被定位在基本模塊18的相對端。以這樣的方式定位傳感器模塊16以將其放置為與用戶的手腕的下側的皮膚至少部分接觸，以允許傳感器單元28從用戶感測生理數(shù)據(jù)。傳感器單元28的(一個或多個)接觸表面可被定位在高于、等于或低于傳感器模塊16的表面處，或被定位為這種定位的一些組合。

基本模塊18附接到帶12上，使得基本模塊18被定位在可穿戴傳感器平臺10的頂部。以這樣的方式定位基本模塊18以將其放置為與手腕的頂側至少部分接觸。

基本模塊18可以包括基本計算單元20和在其上可以提供圖形用戶界面(GUI)的顯示器26。基本模塊18執(zhí)行功能，包括，例如，顯示時間、執(zhí)行計算和/或顯示數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括從傳感器模塊16收集的傳感器數(shù)據(jù)。除了與傳感器模塊16通信之外，基本模塊18可以與穿戴在用戶的不同的身體部位上的(一個或多個)其它傳感器模塊(未示出)無線通信，以形成人體局域網(wǎng)絡；或與其他可無線訪問裝置(未示出)——如智能電話、平板設備、顯示器或其他計算裝置——無線通信。如將關于圖4更加全面地討論地，基本計算單元20可以包括處理器36、存儲器38、輸入/輸出40、通信接口42、電池22和諸如加速計/陀螺儀46和溫度計48的傳感器集合44。例如，在其他實施例中，基本模塊18也可以是其它尺寸、情況和/或形式因子，諸如過大、同軸、圓形、矩形、正方形、橢圓形、方形(Carre)、車廂型(Carage)、酒桶型(Tonneau)、不對稱等。

傳感器模塊16從用戶收集數(shù)據(jù)(例如，生理、活動數(shù)據(jù)、睡眠統(tǒng)計和/或其他數(shù)據(jù))，并且與基本模塊18通信。傳感器模塊16包括被容置在傳感器板30中的傳感器單元28。對于特定實現(xiàn)方式，因為諸如手表的便攜式裝置具有非常小的體積和有限的電池電力，所以所公開類型的傳感器單元28可能特別適合于手表中傳感器測量的實現(xiàn)方式。在一些實施例中，傳感器模塊16可調節(jié)地附接到帶12上，使得基本模塊18未被固定地定位，而是可以依賴于手腕的生理構成被不同地配置。

傳感器單元28可以包括光學傳感器陣列、溫度計、皮膚電響應(galvanic skin response，GSR)傳感器陣列、生物阻抗(BioZ)傳感器陣列、心電圖(ECG)傳感器或其任何組合。傳感器單元28可以獲取關于外界的信息，并且將其提供給可穿戴模塊化傳感器平臺10。傳感器28還可以與其他組件一起運作，以向用戶提供用戶或環(huán)境的輸入和反饋。例如，微機電系統(tǒng)(“MEMS”)加速度計可以被用于測量諸如位置、運動、傾斜、沖擊和振動的信息供處理器36使用。也可以采用(一個或多個)其他傳感器。傳感器模塊16還可以包括傳感器計算單元32。傳感器單元28還可以包括生物傳感器(例如，脈搏、脈搏血氧飽和度、體溫、血壓、體脂等)、用于檢測物體接近的接近檢測器以及環(huán)境傳感器(例如，溫度、濕度、環(huán)境光、壓力、高度、羅盤等)。

在其他實施例中，扣34也提供了ECG電極。當觸摸扣34時，一個或多個傳感器單元28和扣34上的ECG電極可形成完整的ECG信號電路。傳感器計算單元32可以分析數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)執(zhí)行操作(例如，計算)，對數(shù)據(jù)進行傳達(communicate)，以及在一些實施例中，可以存儲由傳感器單元28收集的數(shù)據(jù)。在一些實施例中，傳感器計算單元32從傳感器單元28的傳感器中的一個或多個接收(例如，指示ECG信號的數(shù)據(jù))，并且處理所接收的數(shù)據(jù)以形成信號的預定表示(例如，ECG信號)。

傳感器計算單元32也可以被配置為將數(shù)據(jù)和/或所接收的數(shù)據(jù)的處理后的形式傳達到一個或多個預定接收方——例如，基本計算單元20——以用于進一步處理、顯示、通信等。例如，在特定實現(xiàn)方式中，基本計算單元20和/或傳感器計算單元確定數(shù)據(jù)是否是可靠的，并且確定對于用戶的數(shù)據(jù)的信任度的指示。

因為傳感器計算單元32可以被集成到傳感器板30，所以其由圖1中的虛線示出。在其它實施例中，傳感器計算單元32可以被省略或位于可穿戴傳感器平臺10上的其他位置或遠離可穿戴傳感器平臺10。在可以省略傳感器計算單元32的實施例中，基本計算單元20可以執(zhí)行另外地將由傳感器計算單元32執(zhí)行的功能。通過傳感器模塊16和基本模塊18的組合，數(shù)據(jù)可以被收集，傳送，存儲，分析，傳送并且呈現(xiàn)給用戶。

圖1所描繪的可穿戴傳感器平臺10類似于在圖2和圖3中所描繪的可穿戴傳感器平臺10。因此，可穿戴傳感器平臺10包括帶12、電池22、扣34、包括顯示器/GUI 26的基本模塊18、基本計算單元20、包括傳感器單元28的傳感器模塊16、傳感器板30以及可選的傳感器計算單元32。然而，如從3圖中可以看出地，特定模塊的位置已經(jīng)變更。例如，與圖1的扣34相比，圖3的扣34更接近顯示器/GUI 26。類似地，在圖3中，采用基本模塊18來容置電池22。在圖1所示的實施例中，電池22被容置在帶12上，與顯示器26相對。然而，應當理解的是，在一些實施例中，電池22對基本模塊18充電，并且可選地對基本模塊18的內部電池(未示出)充電。以這種方式，可穿戴傳感器平臺10可以被持續(xù)地穿戴。因此，在各種實施例中，模塊和其他組件的位置和/或功能可以改變。

圖3是示出模塊化可穿戴傳感器平臺10和包括基本模塊18的組件的一個實施例的示圖。可穿戴傳感器平臺10類似于圖1和圖2的可穿戴傳感器平臺10，并且因此包括具有相似附圖標記的類似組件。在此實施例中，可穿戴傳感器平臺10可以包括帶12和附接到帶12的傳感器模塊16。可移除傳感器模塊16還可以包括附接到帶12的傳感器板30以及附接到傳感器板30的傳感器單元28。傳感器模塊16還可以包括傳感器計算單元32。

可穿戴傳感器平臺10包括類似于基本計算單元20的圖3的基本計算單元20以及圖3的一個或多個電池。例如，可以提供類似于圖1和圖2的電池22的永久和/或可移除電池22。在一個實施例中，基本計算單元20可以通過通信接口42與傳感器計算單元32通信或控制傳感器計算單元32。在一個實施例中，通信接口42可以包括串行接口?；居嬎銌卧?0可以包括處理器36、存儲器38、輸入/輸出(I/O)40、顯示器26、通信接口42、傳感器44和電力管理單元88。

處理器36、存儲器38、I/O 40、通信接口42和傳感器44可以經(jīng)由系統(tǒng)總線(未示出)耦合在一起。處理器36可包括具有一個或多個核心的單個處理器，或具有一個或多個核心的多個處理器。處理器36可被配置有I/O 40，以接受，接收，轉換和處理由用戶給出的口頭音頻命令。例如，可以使用音頻編解碼器。處理器36可以執(zhí)行操作系統(tǒng)(OS)和各種應用90的指令。處理器36可以對裝置組件之間的命令交互和通過I/O接口的通信進行控制。OS 90的示例可以包括但不限于Linux Android^TM、Android Wear和Tizen OS。

存儲器38可以包括包含不同存儲器類型的一個或多個存儲器，例如，包括隨機存取存儲器(“RAM”)(例如，動態(tài)隨機存取存儲器(“DRAM”)和靜態(tài)隨機存取存儲器(“SRAM”))、只讀存儲器(“ROM”)、高速緩存、虛擬存儲器微驅動、硬盤、微SD卡和閃速存儲器。I/O 40可以包括輸入信息和輸出信息的組件的集合。包括具有接受輸入、輸出或其他處理后的數(shù)據(jù)的能力的I/O 40的示例組件包括麥克風、消息發(fā)送(messaging)、相機和揚聲器。I/O 40還可以包括音頻芯片(未示出)、顯示控制器(未示出)和觸摸屏控制器(未示出)。在圖4所示的實施例，存儲器38處于處理器36外部。在其他實施例中，存儲器38可以是嵌入處理器36的內部存儲器。

通信接口42可以包括用于支持單向或雙向無線通信的組件，并且可以包括在一些實現(xiàn)施方式用于通過網(wǎng)絡的無線通信的無線網(wǎng)絡接口控制器(或類似組件)，在其它實現(xiàn)方式中的有線接口或多個接口。在一個實施例中，通信接口42主要用于遠程接收數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括在顯示器26上顯示和更新的流數(shù)據(jù)。然而，在替選實施例中，除了傳送數(shù)據(jù)之外，通信接口42也可以支持語音傳輸。在示例性實施例中，通信接口42支持低功率和中功率射頻(RF)通信。在特定實現(xiàn)方式中，無線通信的示例類型可以包括藍牙低功耗(BLE)、WLAN(無線局域網(wǎng))、WiMAX、無源射頻識別(RFID)、網(wǎng)絡適配器和調制解調器。然而，在另一實施例中，無線通信的示例類型可以包括WAN(廣域網(wǎng))接口、Wi-Fi、WPAN、多跳網(wǎng)絡或諸如3G、4G、5G或LTE(長期演進)的蜂窩網(wǎng)絡。例如，其他無線選項可以包括超寬帶(UWB)和紅外。除了諸如經(jīng)由接觸的串行通信和/或通用串行總線(“USB”)通信的無線之外，通信接口42還可以包括其它類型的通信裝置(未示出)。例如，微USB類型USB、閃存驅動器或其他有線連接可以與通信接口42一起使用。

在一個實施例中，顯示器26可以與基本計算單元20集成；而在另一實施例中，顯示器26可以位于基本計算單元20的外部。顯示器26可以是平的或彎曲的，例如，彎曲成可穿戴傳感器模塊平臺10被定位在其上的身體部位(例如，手腕、腳踝、頭部等)的近似曲率。

顯示器26可以是觸摸屏或受控手勢。顯示器26可以是OLED(有機發(fā)光二極管)顯示器、TFT LCD(薄膜晶體管液晶顯示器)或其他適當?shù)娘@示技術。顯示器26可以是有源矩陣。示例顯示器26可以是有源矩陣有機發(fā)光二極管(“AMOLED”)顯示器或超級液晶顯示器(“SLCD”)。顯示器可以是三維的或柔性的。傳感器44可以包括任意類型的微機電系統(tǒng)(MEMS)傳感器。例如，這樣的傳感器可以包括加速度計/陀螺儀46和溫度計48。

電力管理單元88可以耦合到電源22并且可以包括傳達和/或控制至少基本計算單元20的電力功能的微控制器。電力管理單元88與處理器36通信，并且協(xié)調電力管理。在一些實施例中，電力管理單元88確定電力水平是否下降低于特定閾值水平。在其它實施例中，電力管理單元88確定是否已經(jīng)經(jīng)過針對輔助充電的時間量。

電源22可以是永久的或可移動的電池、燃料電池或光伏電池等。電池22可以是可廢棄的(disposal)。在一個實施例中，電源22可以包括可再充電的，例如，可以使用鋰離子電池等。電力管理單元88可以包括電壓控制器和用于對電池22再充電的充電控制器。在一些實現(xiàn)方式中，一個或多個太陽能電池可以用作電源22。也可以通過AC/DC電源對電源22供電或充電?？梢酝ㄟ^非接觸或接觸充電對電源22充電。在一個實施例中，電力管理單元88也可以經(jīng)由電力接口52傳達和/或控制電池電力到可移除傳感器模塊16的供給。在一些實施例中，電池22嵌入在基本計算單元20中。在其他實施例中，電池22位于基本計算單元20的外部。

也可以使用其他可穿戴裝置配置。例如，可穿戴傳感器模塊平臺可以被實現(xiàn)為腿或臂帶、胸帶、手表、頭帶、用戶穿戴服裝的制品(諸如舒適緊身襯衫)，或足以保證傳感器單元28與用戶皮膚上的接近位置接觸以獲得精確和可靠數(shù)據(jù)的用戶穿戴的任何其它物理裝置或裝置的集合。

圖5是手腕14的橫截面的示圖。更具體地，通過示例的方式，圖6是示出可穿戴傳感器模塊10的實現(xiàn)方式的示圖。圖6的頂部示出用戶的手腕14的橫截面周圍包裹的可穿戴傳感器模塊10，而圖6的底部示出在扁平的位置上的帶12。

根據(jù)此實施例，可穿戴傳感器模塊10至少包括光學傳感器陣列54，并且還可以包括可選傳感器，諸如皮膚電響應(GSR)傳感器陣列56、生物阻抗(BioZ)傳感器陣列58和心電圖(ECG)傳感器60或可以包括傳感器陣列的任何組合。

根據(jù)另一實施例，傳感器單元28配置為包括被布置或布局在帶12上的離散傳感器的陣列的(一個或多個)傳感器陣列，使得當帶12被穿戴在身體部位上時，每個傳感器陣列可以跨越或以其他方式尋址(address)特定血管(即，靜脈、動脈或毛細管)，或具有與血管無關的高電響應的區(qū)域。

更具體地，如在圖5圖和6中可以看出地，傳感器陣列可以被布局為基本上與血管(例如，橈動脈14R和/或尺動脈14U)的縱向軸線垂直并且與血管的寬度重疊，以獲得最佳信號。在一個實施例中，可以穿戴帶12，使得包括(一個或多個)傳感器陣列的傳感器單元28接觸用戶的皮膚，但不是太緊以防止帶12在身體部位——諸如用戶的手腕14——上的任何移動或在傳感器接觸點處使用戶產(chǎn)生不適。

在另一個實施例中，傳感器單元28可以包括光學傳感器陣列54，光學傳感器陣列54可以包括可以測量相對血流、脈搏和/或血氧水平的光體積描記(PPG)傳感器陣列。在此實施例中，光學傳感器陣列54可以被布置在傳感器模塊16上，使得光學傳感器陣列54被定位為足夠接近動脈——諸如橈動脈和/或尺動脈——以獲取具有足夠的精度和可靠性的充足測量。

現(xiàn)將討論光學傳感器陣列54的進一步細節(jié)。通常，依賴于使用情況，離散光學傳感器55中的每個的配置和布局可以變化很大。在一個實施例中，光學傳感器陣列54可以包括離散光學傳感器55的陣列，其中，每個離散光學傳感器55是至少一個光電探測器62和位于鄰近光電探測器62的至少兩個匹配光源64組合。在一個實施例中，離散光學傳感器55中的每個可以以大約0.5mm至2mm的預定距離在帶12上與其鄰居隔開。

在一個實施例中，光源64可以各自包括發(fā)光二極管(LED)，其中，離散光學傳感器55中的每個中的LED發(fā)射不同波長的光。LED發(fā)射的示例光色彩可以包括綠色、紅色、近紅外和紅外波長。光電探測器62中的每個將所接收的光能轉換成電信號。在一個實施例中，信號可以包括反射光體積描記信號。在另一個實施例中，信號可以包括透射光體積描記信號。在一個實施例中，光電探測器62可以包括光電晶體管。在替選實施例中，光電探測器62可以包括電荷耦合器件(CCD)。

圖7是示出在進一步實現(xiàn)方式中用于可穿戴傳感器模塊的組件的另一配置的框圖。在本實現(xiàn)方式中，ECG 60、生物阻抗傳感器陣列58、GSR陣列56、溫度計48以及光學傳感器陣列54可以耦合到控制和接收來自帶12上的傳感器的數(shù)據(jù)的光電單元66。在另一實現(xiàn)方式中，光電單元66可以是帶12的一部分。在替選實現(xiàn)方式中，光電單元66可以與帶12分離。

光電單元66可以包括ECG和生物阻抗(BIOZ)模擬前端(AFE)76、78、GSR AFE 70、光學傳感器AFE 72、處理器36、模擬-數(shù)字轉換器(ADC)74、存儲器38、加速度計46、壓力傳感器80和電源22。

當在本文中使用時，AFE 68可以包括相對應的傳感器與ADC 74或處理器36之間的模擬信號調整電路接口。ECG和BIOZ AFE 76、78采用ECG傳感器60和生物阻抗傳感器陣列58交換信號。GSR AFE 70可以與GSR陣列56交換信號，并且光學傳感器AFE 72可以與光學傳感器陣列54交換信號。在一個實施例中，GSR AFE 70、光學傳感器AFE 72、加速度計46和壓力傳感器80可以經(jīng)由總線86被耦合到ADC 74。ADC 74可以將物理量——諸如電壓——轉換為表示振幅的數(shù)字。

在一個實施例中，ECG和BIOZ AFE 76、78、存儲器38、處理器36和ADC 74可以包括微控制器82的組件。在一個實施例中，GSR AFE 70和光學傳感器AFE 72也可以是微控制器82的一部分。在一個實施例中，例如，處理器36可以包括精簡指令集計算機(RISC)，諸如ARM Holdings的Cortex 32位RISC ARM處理器核心。在圖7所示的實施例中，存儲器38是嵌入微控制器82中的內部存儲器。在其他實施例中，存儲器38可以位于微控制器82的外部。

根據(jù)示例性實施例，處理器36可以執(zhí)行校準和數(shù)據(jù)獲取組件84，其可以執(zhí)行傳感器校準和數(shù)據(jù)獲取功能。在一個實施例中，傳感器校準功能可以包括用于將一個或多個傳感器陣列自對準到血管的處理器。在一個實施例中，可以在啟動時，在從傳感器接收數(shù)據(jù)之前，或者在操作期間以周期性的間隔執(zhí)行傳感器校準。

在另一實施例中，傳感器單元28還可以包括皮膚電響應(GSR)傳感器陣列56，其可以包括可以測量隨著濕度等級而變化的皮膚的電導的四個或更多個GSR傳感器。傳統(tǒng)上，可以使用兩個GSR傳感器沿皮膚表面測量電阻。根據(jù)本實施例的一個方面，GSR傳感器陣列56被示出包括四個GSR傳感器，其中，可以選擇使用四個GSR傳感器中的任意兩個。在一個實施例中，GSR傳感器56可以在帶上以2mm至5mm間隔開。

在另一實施例中，傳感器單元28還可以包括生物阻抗(BioZ)傳感器陣列58，其可以包括測量對通過組織的電流的流動的生物電阻抗或對抗的四個或更多個BioZ傳感器59。傳統(tǒng)上，只需要兩個電極集合來測量生物阻抗，一個集合用于“I”電流，而另一個集合用于“V”電壓。然而，根據(jù)示例性實施例，可以提供生物阻抗傳感器陣列58，其包括至少四個到六個生物阻抗傳感器59，其中，可以針對“I”電流對和“V”電壓對選擇電極中的任意四個?？梢允褂脧陀闷鬟M行選擇。在示出的實施例中，生物阻抗傳感器陣列58被示出跨越動脈，諸如橈動脈或尺動脈。在一個實施例中，BioZ傳感器59可以在帶上以5mm至13mm間隔開。在一個實施例中，包括BioZ傳感器59的一個或多個電極可以與GSR傳感器56中的一個或多個復用。

在又一實施例中，帶12可以包括一個或多個心電圖(ECG)傳感器60，其在一段時間上測量用戶心臟的電活動。此外，帶12還可以包括用于測量溫度或溫度梯度的溫度計48。

根據(jù)可調節(jié)傳感器支撐結構的示例性實施例，通過靈活橋結構支撐的一系列傳感器可以沿帶從邊緣到邊緣地串聯(lián)連接。例如，可以在手腕14周圍穿戴這種具有橋支撐傳感器的帶。當在諸如手腕14的測量點(site)周圍穿戴時，由于帶遵從手腕14的變化拓撲，因此手腕14的變化拓撲可能導致(一個或多個)力被同時地施加到橋。

其他種類的設備也可以被用來提供與用戶的交互；例如，提供給用戶的反饋可以是任何形式的感覺反饋(例如，視覺反饋、聽覺反饋或觸覺反饋)；并且來自用戶的輸入可以以任何形式接收，包括聲音、語音或觸覺輸入。

這里所描述的系統(tǒng)和技術可以在包括后端組件(例如，作為數(shù)據(jù)服務器)或包括中間件組件(例如，應用服務器)或包括前端組件(例如，具有圖形用戶界面或Web瀏覽器的客戶端計算機，用戶可以通過圖形用戶界面或Web瀏覽器與這里所描述的系統(tǒng)和技術的實現(xiàn)方式進行交互)的計算系統(tǒng)中實現(xiàn)，或者在這樣的后端、中間件或前端組件的任意組合中實現(xiàn)。系統(tǒng)的組件可以通過任何形式或介質的數(shù)字數(shù)據(jù)通信(例如，通信網(wǎng)絡)相互連接。通信網(wǎng)絡的示例包括局域網(wǎng)(“LAN”)、廣域網(wǎng)(“WAN”)和因特網(wǎng)。

計算系統(tǒng)可以包括客戶端和服務器。客戶端和服務器一般相互遠離，并且通常通過通信網(wǎng)絡交互?？蛻舳撕头掌髦g的關系憑借在相應的計算機上運行的并且彼此具有客戶端-服務器關系的計算機程序來產(chǎn)生。例如，可以在模塊化傳感器平臺10的特定實現(xiàn)方式中采用各種基于云的平臺和/或其它數(shù)據(jù)庫平臺，以接收數(shù)據(jù)和向模塊化傳感器平臺10發(fā)送數(shù)據(jù)。一種這樣的實現(xiàn)方式是用于多模態(tài)(modal)交互的架構(未示出)。這種架構可以被用作可穿戴裝置——如模塊化傳感器平臺10——與其他裝置、網(wǎng)站、在線服務和app(應用)的較大云之間的人工智能層。這種架構也可以用于翻譯(例如，通過監(jiān)視和比較)來自具有存檔數(shù)據(jù)的模塊化傳感器平臺10的數(shù)據(jù)，然后其可以用于例如向用戶或醫(yī)療專業(yè)人士報警關于狀況的變化。該架構還可以便于模塊化傳感器平臺10與其他信息之間的交互，諸如社交媒體、體育、音樂、電影、電子郵件、文本消息、醫(yī)院、處方，僅舉幾例。

圖8和圖9是示出模塊化可穿戴傳感器平臺或裝置300的另一實施例的不同視圖的示例?？纱┐鱾鞲衅髌脚_300類似于可穿戴傳感器平臺10，并且因此包括具有相似標號的類似組件。在此實施例中，可穿戴傳感器平臺300包括可選智能裝置或基本模塊302、帶條或帶304以及附接到帶304的傳感器模塊308。在一些其它實施例中，可穿戴傳感器平臺300不包括可選基本模塊302。在一些實施例中，基本模塊302包括類似于圖4的通信接口42的接口(未示出)。在一些實施例中，模塊化可穿戴傳感器平臺或裝置300是智能手表或智能電話。

在圖8和圖9所示的實施例中，傳感器模塊308選擇性地可移除，并且還包括附接到帶304的傳感器板312和附接到傳感器板312的傳感器單元316。在此實施例中，傳感器單元316還包括第一ECG電極或傳感器320。在一些實施例中，ECG傳感器320包括一個或多個類型的抗菌和/或生物相容材料，諸如鈦、不銹鋼、銀、銅、鋁等。傳感器模塊308還包括類似于圖3的傳感器計算單元32的處理器或傳感器計算單元314。可穿戴傳感器平臺300還包括用于將帶304保持在圖5的手腕14的至少一部分上的扣324。

在圖8和圖9所示的實施例中，帶304包括第一部分328，該第一部分328可以通過扣324被緊固到第二部分332。應當理解，第一部分328和第二部分332指代帶304的不同部分，并且不限于帶304的端部。帶304具有多種可選固定大小以可穿戴在不同手腕尺寸上。例如，帶304可以具有從對于小手腕的約135mm到對于大手腕的約210mm范圍變化的不同長度。在一些實施例中，帶304是可調節(jié)帶，以穿戴在不同手腕尺寸上。在另外的其他實施例中，帶304包括裝配在圖5的手腕14上的多個子帶(未示出)，用于使得環(huán)手腕14中及其周圍的空氣流通，從而提供了額外的舒適性。在另外的其他實施例中，帶304是僅保持手腕14的一部分的手鐲狀帶(未示出)。此外，帶304通常由化學惰性材料、醫(yī)用級材料、低過敏性硅樹脂、橡膠、石墨等組成。

在圖8和圖9所示的實施例中，傳感器模塊308被布置在帶304的內表面336上。這樣，第一ECG傳感器320也被布置在帶304的內表面336上。在一些實施例中，傳感器板312輪廓符合手腕14。當裝置300被佩戴在手腕14上時，傳感器板312并且因此第一ECG傳感器320可以與圖5的手腕14的下側的皮膚接觸。在其它實施例中，傳感器板312是柔性板。當選擇性地按下時，傳感器板312并且因此第一ECG傳感器320被壓靠到腕部14的皮膚，從而接觸手腕14的皮膚。在另外的其他實施例中，第一ECG傳感器320還遠離傳感器板312或傳感器模塊308被布置在帶304的內表面336上。在這樣的實施例中，第一ECG傳感器320可以被結合到帶304的內表面336。在一些實施例中，帶304的內表面336具有帶紋理的表面，以使滑動最小化。

在圖8和圖9所示的實施例中，扣324具有在其上的集成第二ECG傳感器340。第二ECG傳感器340與第一ECG傳感器320電絕緣，例如，通過帶304。在這樣的實施例中，第二ECG傳感器340嵌入或結合到扣324的靜止部分344。靜止部分344包括一個或多個槽(未示出)，從扣324的旋轉部分348突出的一個或多個止動器(未示出)可以與一個或多個槽接合，從而將第一端328緊固到第二端332。在本實施例中，旋轉部分348可以是非金屬的，而靜止部分344的第二ECG傳感器340包括一個或多個類型的抗菌和/或生物相容材料，諸如鈦、不銹鋼、銀、銅、鋁等。另外，在圖8和圖9所示的實施例中，第二ECG傳感器340或靜止部分344是凸狀的容器(receptacle)。然而，在其他實施例中，第二ECG傳感器340或靜止部分344是用于接收用戶的不同部位——例如，另一只手的手指——的凹狀或鋸齒狀容器。

在一些實施例中，與帶304的內表面336中的第一ECG傳感器320相對地，扣324從外部被布置在帶304上。也就是說，內表面336上的第一ECG傳感器320可以直接與扣324相對地位于帶304上。以這種方式，當手指或其他身體部位按壓第二ECG傳感器340時，壓力被施加在第一ECG傳感器320上，以使得第一ECG傳感器320與下面的皮膚之間的導電性更好。以這種方式，為了舒適可以寬松地穿戴帶304，在該情況下第一ECG傳感器320可能與皮膚接觸不良，但在進行測量時仍然可以被壓入以適當?shù)慕佑|。

在其他實施例中，扣324包括在扣324的內表面上(未示出)的多個突起(未示出)，并且?guī)?04包括用于接合突起的多個相對應的接收脊部(未示出)。以這種方式，可以通過調節(jié)突起將接合接收脊部的位置來調節(jié)帶304的長度。在這樣的實施例中，扣324還包括用于將扣324固定到帶304的一個或多個止動機構。

在一些實施例中，扣324包括接合可以在帶304中被模制的多個齒(未示出)中的一個或多個的一個或多個彈簧加載閂鎖(未示出)。以這種方式，可以通過閂鎖來拉動帶304，以自動地棘齒推動到在齒之間的鎖定位置。為了從鎖定位置釋放扣324，扣324還包括可以被向內按壓從而從相對應的齒釋放接合的閂鎖的一個或多個閂鎖按鈕。

在其他實施例中，額外的傳感器可以被放置在扣324內。例如，光電容積描記(PPG)傳感器可以被結合到靜止部分344。以這種方式，當手指或其他身體部位被壓靠到第二ECG傳感器340或扣34時，可以單獨或同時執(zhí)行PPG測量以獲得ECG信號。

在另外的其他實施例中，靜止部分344包括兩個不同感測部分—第二ECG傳感器340和電容式傳感器(未示出)。在這樣的實施例中，第二ECG傳感器340繼續(xù)測量ECG信號，而電容式傳感器可以用于例如喚醒裝置300或在正常使用裝置300期間需要輸入的一些其他功能。同時觸摸第二ECG傳感器340和電容式傳感器兩者從而允許裝置300的多任務處理。

在圖8和圖9所示的實施例中，扣324是帶扣類型的扣。在其他實施例中，例如，依賴于應用和用戶偏好，扣324可以具有其它尺寸和形式因子，諸如，三折、蝶形、手鐲擴展等。

圖10示出圖8的模塊化可穿戴傳感器平臺300的操作流程圖400。在步驟404處，圖9的處理器314確定第一ECG傳感器320是否已經(jīng)緊靠圖5的手腕14，從而允許第一ECG傳感器320從手腕14感測數(shù)據(jù)。在一些實施例中，如以上所討論地，第一ECG傳感器320被布置在類似于圖8和圖9的傳感器板312的柔性傳感器板上。在這樣的實施例中，用戶可以緊固帶304或者使得帶304壓靠到手腕14，從而使得第一ECG傳感器320與手腕14的下面的皮膚接觸。

在步驟408處，圖9的處理器314確定第二ECG傳感器340或扣324是否已經(jīng)緊靠用戶的另一部位，從而允許第二ECG傳感器340從用戶感測數(shù)據(jù)。例如，在一些實施例中，圖4的顯示器26顯示文字、圖形和圖標的組合以提示用戶采用用戶的不同身體部位來觸摸或按住(press and hold)圖8的扣324、靜態(tài)部分344和/或第二ECG電極340。對此，用戶可以抬起手腕14以及因此抬起扣324，并且觸摸他的額頭。替選地，用戶可以采用另一只手的手指觸摸扣324、靜態(tài)部分344和/或第二ECG電極340。以這種方式，圖9的處理器314確定是否已經(jīng)完成從手腕14通過用戶的心臟并且到用戶的其它部位的ECG電路。

在步驟412處，圖9的處理器314通過第一ECG傳感器320和第二ECG傳感器340來從完成的電路接收指示ECG信號的數(shù)據(jù)。在一些實施例中，如步驟416中所示，圖9的處理器314還處理接收的數(shù)據(jù)。例如，圖9的處理器314處理接收的數(shù)據(jù)，以形成信號的預定表示，諸如，ECG信號。在一些實施例中，如步驟420中所示，圖9的處理器314將接收的數(shù)據(jù)或處理后的數(shù)據(jù)傳送到一個或多個預定接收方——例如，基本計算單元20——以用于進一步處理，顯示，傳輸?shù)取?/p>

已經(jīng)根據(jù)示出的實施例描述了本發(fā)明，而實施例可能存在變化，并且任何變化將落入本發(fā)明的精神和范圍內。例如，可以使用硬件、軟件、包含程序指令的計算機可讀介質或其組合實現(xiàn)示例性實施例。根據(jù)本發(fā)明編寫的軟件將被存儲在某種形式的計算機可讀介質——諸如存儲器、硬盤或CD/DVD-ROM——中，并且由處理器來執(zhí)行。

盡管已經(jīng)參考特定實施例描述了本發(fā)明，但是本領域技術人員將理解，在不背離本發(fā)明的范圍的情況下可以進行各種改變以及可以替換等同物。另外，在不背離其范圍的情況下，可以做出許多修改以使特定情況或材料適應本發(fā)明的教導。因此，不意在將本發(fā)明限制到所公開的特定實施例，而是本發(fā)明將包括落入所附權利要求的范圍之內的所有實施例。

此外，另外，在附圖中描述的邏輯流不要求所示的特定順序或連續(xù)順序來達到期望的結果。此外，可以提供其他步驟，或者從所描述的流可以刪除步驟，以及其它組件可被添加到所描述的系統(tǒng)或從所描述的系統(tǒng)中移除。因此，其他實施例在所附權利要求的范圍之內。