用于生物信号测量的设备、方法及非暂时性机器可读介质与流程

本申请要求于2016年3月24日提交的第62/313,053的美国临时申请的权益以及于2016年5月3日提交的第15/145,356号美国申请的权益，所述美国临时申请的公开通过引用全部合并于此。

本公开涉及测量用户的身体信号，更具体地讲，涉及使用基于生物信号或生物测量学的分诊和后续升级的方法和设备。

背景技术：

提供生物信号的可穿戴传感器装置通常具有固有的权衡。例如，提供更多后台监测(backgroundmonitoring)的可穿戴装置通常需要较少的用户参与。在另一示例中，提供不敏感的信号质量的可穿戴装置通常具有较长的电池寿命。提供不敏感的信号质量的可穿戴装置还可具有更好的用户舒适度/接受度。通常，可以通过提供较少的信息内容来为可穿戴装置提供更长的电池寿命。因此，可穿戴传感器装置通常提供具有最大用户舒适度/接受度、长的电池寿命和不敏感的传感器信号的后台监测。

一些可穿戴传感器可在用户没有参与的情况下连续地从用户获取信息，从而允许对异常状况进行不显著的、接近连续的监测或者提供健康和/或疾病状态的趋势。虽然这样的可穿戴传感器(例如，血管容积图(ppg)、皮肤电反应(gsr)传感器、生物阻抗传感器、皮肤温度传感器和血氧计)提供有用的信息，但是这些传感器通常对由于运动或变化的皮肤接触引起的噪声污染敏感。这些传感器还可能不被作为临床研究/可能不被接受，因此与诊断评估不相关。

其他传感器和/或诊断过程，虽然更加在临床上可接受和相关，但是对于用户来说可能不方便使用。因此，不能通过接近连续的监测(例如，心电图(ecg)、阻抗心电图(icg)、核心体温和眼球震颤测试)来采集来自这样的传感器的数据。

技术实现要素：

提供了用于基于生物信号或生物测量学的连续分诊和后续升级的方法和设备。根据一个示例性实施例，一种方法可包括：经由用户可穿戴装置的第一传感器在第一模式下从用户获取的第一信号，以及对第一信号进行处理来确定是否进入第二模式以向用户提供进一步的信息。另一示例性实施例可包括：用户可穿戴装置的第一传感器，被配置为在第一模式下从用户获取第一信号；诊断处理器，被配置为对第一信号进行处理来确定是否进入第二模式以向用户提供进一步的信息。另一示例性实施例可包括存储机器可执行指令的非暂时性机器可读介质，所述机器可执行指令在被执行时使得计算系统控制以下操作，包括：通过用户可穿戴装置的第一传感器在第一模式下从用户获取第一信号，通过诊断处理器对第一信号进行处理来确定是否进入第二模式以向用户提供进一步的信息。

另外的方面将在下面的描述中进行阐述和/或通过呈现的示例性实施例的实践而获知。

附图说明

通过结合附图，通过下面示例性实施例的描述，这些和/或其他方面将变得清楚和更容易理解。

图1是示出根据本公开的实施例的电子装置的示图。

图2是根据本公开的实施例的电子装置的高级框图。

图3是根据本公开的实施例的通信网络中的电子装置的示图。

图4是用于在第二模式下获取信号的电子装置向用户输出的示例性通知。

图5是用于确定是否进入第二模式的示例性流程图。

具体实施方式

通过参考下面对实施例和附图的详细描述，本公开的一个或多个实施例的优点和特征可被更容易地理解。

在这方面，本实施例不应被解释为受限于在此阐述的描述。相反，提供这些实施例作为示例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域的普通技术人员全面地传达本实施例的构思。权利要求示出本公开的实施例中的一些实施例。

贯穿说明书，相同的参考标号表示相同的元件。在此使用的包括描述性或技术术语的所有术语应当被解释为具有对于本领域的普通技术人员显而易见的含义。当由于语言的进化、先例、或者新技术的出现而导致术语具有模糊的含义时，本公开中使用的术语的含义应首先通过其在本公开中的使用和/或定义来说明。如果需要进一步说明，则应将术语阐述为本领域普通技术人员在本公开的时间下将理解的本公开的上下文中的术语。

当部件“包括”或“包含”元件时，除非存在与此相反的具体描述，否则该部件还可包括其他元件。本公开的实施例中的术语“单元”表示执行特定功能的软件组件或硬件组件。硬件组件可包括，例如，现场可编程门阵列(fpga)或专用集成电路(asic)。

软件组件可表示可寻址存储介质中的可执行代码和/或可执行代码所使用的数据。因此，软件组件可以是，例如，面向对象的软件组件、类组件和任务组件，并且可包括：进程、函数、属性、过程、子程序、程序代码段、驱动器、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组或变量。

由“单元”提供的功能可被划分到附加的组件和“单元”中。

现在将详细描述实施例，实施例的示例在附图中示出。在这方面，呈现的实施例可具有不同的形式，并且不应被解释为受限于在此阐述的描述。

在下面的描述中，不详细描述公知的功能或结构，以免以不必要的细节而模糊实施例。

图1是示出根据本公开的实施例的电子装置的示图。参照图1，包括用户可穿戴装置100的电子装置具有显示器102、处理器110和处理器112、传感器模块120、电池130、带140和扣环142。传感器模块120可包括传感器122和传感器124。

虽然用户可穿戴装置100可被穿戴在手腕上，但是本公开的各种实施例不必须这样限制。用户可穿戴装置100还可被设计为穿戴在身体的其他部位上，诸如，在手臂上(在前臂、肘部或上臂周围)、在腿上、在胸部周围、像头带一样在头部周围、像颈链一样在咽喉周围以及在耳朵上。用户可穿戴装置100能够与其他电子装置(诸如，智能电话或膝上型计算机)进行通信。这将参照图3被更加详细地描述。

显示器102可输出从用户的身体监测的生理信号以供用户和/或其他人查看。被监测的信号可被称为生物信号或生物测量学数据。监测的信号可以是，例如，脉搏率、脉搏形态(形状)和/或脉搏间隔(心搏间隔)。在用户可穿戴装置100的使用或其他测量装置的使用中，显示器102还可向用户或其他人输出指令以及状态和诊断结果。

处理器110可对监测的信号进行处理以确定是否可能需要更详细的监测和/或不同类型的监测。传感器模块120可包括，例如，在用户穿戴用户可穿戴装置100时接触用户的手腕的传感器122和传感器124。处理器112可控制传感器122和传感器124，并且还可对由传感器122和传感器124监测的信号进行处理。例如，处理器112可从由传感器122和传感器124监测的信号滤除噪声。本公开的各种实施例可使处理器110还执行处理器112的功能。本公开的各种实施例还可具有不同数量的传感器。

传感器122可以是，例如，用于连续地或接近连续地监测脉搏相关的信息的ppg传感器。传感器124可以是以下更敏感类型的传感器：在处理器110确定需要使用更敏感的传感器进一步信号监测时使用的ppg传感器、与被监测的特定信号更相关的传感器、或者对于监测某些生物信号或生物测量学数据可具有例如医疗专业人员更好的使用接受度的传感器。即，可使用具有更好的敏感性、特异性和/或接受度的传感器。传感器124可以是，例如，ecg传感器。

电池130可被配置为将电力提供给用户可穿戴装置100。可使用有线充电系统或无线充电系统对电池130进行充电。带140可环绕在手腕上，并且可通过使用扣环142将用户可穿戴装置100固定在手腕上。

用户可穿戴装置100可提供连续的监测或周期性的监测。特定类型的监测可基于设计和/或基于实施，并且还可包括允许用户选择监测的类型的选项。周期性的监测可使监测周期和非监测周期交替。周期性的监测可允许更长的电池寿命。

图2是根据本公开的实施例的电子装置的高级框图。参照图2，示出显示器102、处理器110、传感器模块120和电池130。可由处理器110来控制到显示器102的输出。显示器102还可包括输入装置(未示出)，诸如，按钮、拨号盘(dials)、触敏屏幕和麦克风。

处理器110可包括cpu200、存储器210、输入/输出(io)接口220、通信接口230和电源管理单元(pmu)240。虽然处理器110被描述为包括这些不同的装置，但是其他实施例可使用对不同的功能进行不同地分组的其他架构。例如，可以以不同的集成电路芯片来进行分组。或者分组可以是组合不同的装置，诸如，将io接口220和通信接口230组合在一起。

cpu200可控制传感器模块120的操作并且从传感器模块120接收监测的信号。cpu200可控制用户可穿戴装置100，包括：对来自传感器模块120的监测的信号进行处理、在显示器102上显示处理的信号、从显示器102接收输入、通过执行存储器210中的指令经由io接口220或通信接口230与各种装置接口互联。cpu200可使用io接口220来与显示器102接口互联。

处理器112可在不同的实施例中使用不同的架构进行操作。例如，处理器112可使用存储器210来存储用于执行的指令，或者处理器112可具有用于它的指令的其自身的存储器(未示出)。虽然一些实施例具有分开的处理器110和处理器112，但是各种实施例不必须这样限制。可以存在控制用户可穿戴装置100的功能的一个处理器110，或者可存在用于用户可穿戴装置100的多个处理器。

存储器210可包括非易失性存储器216和易失性存储器218。操作系统212和应用214可被存储在非易失性存储器216中。本公开的各种实施例可使用基于设计和/或基于实施的不同的存储器架构。

通信接口230可允许用户可穿戴装置100经由，例如，有线协议(诸如，usb)或无线协议(诸如，蓝牙、近场通信(nfc)和wifi)与其他装置进行通信。pmu240可控制从外部源接收电力、对电池130进行充电以及将电力分配给用户可穿戴装置100的不同部分。

图3是根据本公开的实施例的通信网络中的电子装置的示图。参照图3，示出用户可穿戴装置100和智能电话300。用户可穿戴装置100可使用通信接口230与智能电话300进行通信。所述通信可经由用户可穿戴装置100与智能电话300之间的通信信号302。通信信号320可经由有线通信协议或无线通信协议。虽然未示出，但是可经由用户可穿戴装置100与智能电话300之间的一个或多个通信单元来发送通信信号302。例如，用户可穿戴装置100和智能电话300可属于相同的网络或者不同的网络。

用户可穿戴装置100的应用214中的一个应用可允许智能电话300经由通信信号302来控制用户可穿戴装置100的至少一些操作。例如，用户可穿戴装置100可将由处理器110处理的结果输出到显示器102，和/或相同的结果可被发送到智能电话300。然后，用户可在用户可穿戴装置100上或者智能电话300上选择选项。

选项可以是，例如，使用比直至现在所使用的传感器122更敏感的用户可穿戴装置100上的传感器124，使用可能需要由用户穿戴的另一监测装置，或者使用传感器122重复监测。

由于智能电话300具有较大的显示器，因此对于用户可更容易在智能电话300上而不是在用户可穿戴装置100上选择选项。然而，应注意，对于用户可穿戴装置100的操作，智能电话300可能通常不是必要的。

图4是用于在第二模式下获取信号的电子装置向用户输出的示例性通知。参照图4，当不需要用户介入时，状态可被显示在显示器102上。该状态可指示，例如，在监测的第一模式下没有检测到异常，其中，监测的第一模式是用户可穿戴装置100在不需要用户的介入动作的情况下连续地或接近连续地监测用户。该状态可以是，例如，在一些实施例中可测量用户的脉搏的传感器122没有检测到超出具有用户的特征的典型人的正常范围的脉搏。该特征可包括，例如，性别、身高和体重。这些特征可直接输入到用户可穿戴装置100，或经由，例如，智能电话300输入到用户可穿戴装置100。

当可被称为诊断处理器的处理器110确定来自传感器122的监测的信号指示需要进行进一步的测量时，可在显示器102上显示针对用户的指令。该指令可指示，例如，用户需要将用户可穿戴装置100在手腕上调整为更紧，使得传感器124(可以是比传感器122更敏感的传感器)可获取更精确的读数。或者，该指令可指示用户应该在继续第二模式下的进一步监测之前休息一段时间。或者，该指令可指示用户需要穿戴更专业的另一监测装置。

本公开的各种实施例可包括用于不同类型的监测的不同指令，其中，不同指令包括指示用户咨询医疗专业人员的指令。因此，用户可穿戴装置100可根据用户和/或医疗专业人员的需要而具有不同级别的指令和监测。

根据一些实施例，传感器122可在第一模式下监测后台获取的信号数据，以确定是否进入第二模式下的分诊状态。进入分诊状态可能需要用户参与(例如，安装(fit)的改变或行为的改变)，以触发可具有比第一传感器装置(诸如，传感器122)更高的功耗的第二传感器装置(诸如，传感器124)的使用。对于提高的信号质量可需要更高的功耗，以改变信号获取的信号的类型和/或处理获取的信号，和/或以执行用户的生理监测的高级方法。

图5是用于确定是否进入第二模式的示例性流程图。参照图5，示出操作500至操作512。在操作500，用户可穿戴装置100进入第一模式以经由传感器122监测用户的生物信号或生物测量学数据中的一些。传感器122可获取由于传感器122与用户之间的不理想接触以及由于传感器122比例如传感器124或外部传感器(未示出)不敏感而导致的低质量的传感器信号。

如果传感器122是ppg传感器，则获取的生物信号将与用户的脉搏相关。用户可穿戴装置100可在被打开时通过在后台的操作开始获取，而在获取期间没有用户输入。对于一些类型的生物信号获取，用户可能需要在获取之前输入一些信息。该信息可以是，例如，可能与处理生物信号相关的性别、身高和体重。

在操作502，传感器122获取生物信号。在操作504，处理器110和/或处理器112基于获取的生物信号来确定是否进入第二模式。处理器110和/或处理器112可，例如，基于预定的阈值，或者由于获取的生物信号与来自用户的先前的生物信号不同，来确定来自传感器122的获取的生物信号可能不正常。先前的生物信号可能已在先前的会话中获取或者可能已被下载到用户可穿戴装置100并被存储在存储器210中。

如果处理器110和/或处理器112确定不进入第二模式，则传感器122继续在操作502从用户获取生物信号。如果处理器110和/或处理器112确定进入第二模式，则在操作506，用户可穿戴装置100将指令显示在显示器102上。该指令可以是，例如，使用更敏感的传感器124或外部传感器(未示出)进一步获取生物信号。或者，该指令可用于不需要额外的传感器测量的一些处理。例如，该指令可以是访问医生以进行更详细的测试。

传感器124可以是传统的传感器和/或提供比传感器122更相关和/或更敏感的传感器信号。传感器124的使用可能需要用户执行提供更好的诊断和/或感测能力的特定过程。例如，可指示用户系紧带140以允许传感器124与用户的皮肤之间的更好的接触。或者可告诉用户在一段时间内摆好姿势或保持静止，或者将用户身体上的传感器模块120或外部传感器保持在一个或多个特定的位置/方向以使来自身体部位的信号质量最大。

使用户的姿势处于特定的位置可允许对原本不可观察的特定测量量进行观察。例如，可要求用户抬起他们的手臂以查看静水压力改变如何影响他们手臂中的血流量。在没有使用户移动他们的手臂的情况下，不能够获取该信息。

在另一实施例中，传感器122可获取皮肤温度，并且用户可穿戴装置100可确定温度高于用户的预定阈值温度。显示器102可向用户输出指令，以使用口腔温度计或颞温度计执行温度测量。

在另一实施例中，由传感器122获取的生物信号可指示显著增加的血醇水平的光谱特征。因此，用户可穿戴装置100可在显示器102上向用户提供指令，以执行水平凝视眼球震颤测试，来确定用户的清醒状态和他/她操作车辆的能力。

在另一实施例中，传感器122可从手腕穿戴装置获取gsr信号，并且用户可穿戴装置100可确定gsr信号指示不满足用户的预定阈值的交感神经系统激活的水平。这可触发用户可穿戴装置100向用户提供一个或多个问题，确定他/她的认知状态以尝试识别改变的精神状态。

在操作508，如果将使用更敏感的传感器来获取生物信号，则用户可穿戴装置100可在操作510使用比传感器122更敏感的传感器124获取生物信号。可对生物信号进行处理以确定诊断或下一步的动作。如果生物信号没有通过用户可穿戴装置100的第二传感器被获取，则，在本公开的实施例中，用户可穿戴装置100可在操作500进入第一模式。例如，如果在操作506给出访问医生的指令或者如果外部传感器被用于生物信号的进一步监测，则用户可穿戴装置100在操作500进入第一模式可能发生。此外，虽然如果不需要使用第二传感器进一步监测，则实施例可在操作500进入第一模式，但是本公开的各种实施例不必须这样限制。例如，用户可穿戴装置100可进入待机状态直到用户输入用于在操作500开始生物信号获取的输入为止。被采取的特定行动将基于设计和/或实施决定。

在操作512，在对由传感器124获取的信号进行处理之后，可向用户提供生物监测的结果。可告诉用户执行，例如，心电图(ecg)记录以诊断心率反常/异常。即使传感器124是ecg传感器，在一些情况下，可存在用于获得通过外部装置执行的另一ecg记录的指令。外部装置的监测可能需要在医生的办公室进行，或者如果用户具有能够进行ecg记录的外部装置，则外部装置的监测可由用户进行。

各种实施例已经描述了被定向为监测用户的生物信号或生物测量学数据中的一些的用户可穿戴装置100；然而，其他实施例可监测与本公开中提及的那些生物信号不同的生物信号。

此外，虽然由于在操作506的指令可能已经采取了一些动作(例如，皮肤温度、血醇水平、gsr和信号)，但是各种实施例可在操作508和操作510继续进行更精确的测量。

本公开的各种实施例可被编写为计算机程序，并且可以以使用非暂时性计算机可读记录介质执行程序的通用数字计算机来实现本公开的各种实施例。

非暂时性计算机可读记录介质可包括，例如，磁性存储介质(例如，rom、软盘和硬盘)和光学记录介质(例如，cd-rom或dvd)。

虽然已经参照附图描述了本公开的各种实施例，但是本领域的普通技术人员将理解，在不脱离如权利要求限定的本公开的精神和范围的情况下，可在形式和细节上进行各种改变。因此，上面的实施例及其所有的方面仅是示例并不是限制。