可穿戴脉搏压力波感测设备的制作方法

背景技术：

心脏病是在美国的死亡的主要原因，导致每年约六十万例死亡(在美国所报告的死亡中的近31％)。高血压(高血压病)是针对心脏病的最容易理解的风险因素之一。高血压是针对中风、心脏病发作、心力衰竭、动脉瘤的风险因素，并且是肾衰竭的主要原因。仅在美国，据估计，高血压直接导致每年几十亿的医疗费用、每天近1000例死亡。高血压是重大的公共健康问题，并且没有什么将比控制血压挽救更多的生命。

不幸的是，高血压没有可见的警告标志或症状，并且许多人甚至没有意识到他们有高血压。这是特别不幸的，因为高血压是可治疗的：生活方式的改变，特别是饮食和运动，是已知在预防高血压的发展中有效的。此外，许多药物可用于治疗高血压。因此，预防许多心脏病相关死亡的关键可能只是知道风险。

尽管如此，血压读取在消费者空间中尚未获得很多关注。高血压仍然通常通过不频繁的筛查(例如，在年度检查、健康活动处等)或当寻求针对不相关的医疗问题的医疗保健时被标识。

技术实现要素：

本文所描述的可穿戴脉搏压力波感测设备的实现方式通常提供一种使用可穿戴设备来测量行进通过动脉的脉搏压力波的非侵入性方式。在一种实现方式中，设备包括安装结构，该安装结构在靠近下层动脉的区域上可附接到用户。在该安装结构上设置有压力传感器阵列，其中的每个压力传感器能够被机械地耦合到用户的靠近下层动脉的皮肤。另外，存在设置在该安装结构上的一个或多个动脉位置传感器，其标识用户皮肤上可能覆盖动脉的位置。使用阵列中的最接近所标识的位置的压力传感器来测量脉搏压力波。

应当注意，提供前述发明内容来以简化形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。其唯一目的是以简化形式呈现所要求保护的主题的一些概念，作为下面呈现的更详细描述的前序。

附图说明

参考以下描述、所附权利要求和附图，将更好地理解本公开的具体特征、方面和优点，其中：

图1是可穿戴脉搏压力波感测设备的示例性实现方式的简化图。

图2是以简化形式示出使用本文所描述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式测量行进通过动脉的脉搏压力波的过程的示例性实现方式的流程图。

图3是以简化形式图示以下过程的示例性实现方式的流程图：采用多个动脉位置传感器(多个动脉位置传感器中的每一个位于压力传感器附近)以标识用户皮肤上的可能覆盖被测量的动脉的位置，并且使用该信息来标识阵列中最接近所标识的位置的压力传感器。

图4是以简化形式图示了以下过程的示例性实现方式的流程图：采用多个基于图像的动脉位置传感器来标识用户皮肤上可能覆盖被测量的动脉的位置，并且使用该信息来标识阵列中最接近所标识的位置的压力传感器。

图5是以简化形式图示了以下过程的示例性实现方式的流程图：测量脉搏压力波并使用波的形态来计算各种心血管指标。

图6是描绘构成示例性系统以用于与本文所描述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式一起使用的通用计算设备的图。

具体实现方式

在可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式的以下描述中，参考形成其一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了其中可以实践可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式的具体版本。应当理解，在不脱离其范围的情况下，可以利用其他实现方式并且可以做出结构上的改变。

还要注意，为了清楚，在描述本文所述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式时将采用特定的术语，并且不希望这些实现方式限于所选择的特定术语。此外，应当理解，每个特定术语包括以广泛相似的方式操作以实现相似目的的所有技术等同物。本文中对“一种实现方式”或“另一实现方式”或“示例性实现方式”或“备选实现方式”的引用意味着结合实现方式描述的特定特征、特定结构或特定特性可以被包括在脉搏压力波感测的至少一种实现方式中。在说明书中的各个位置出现的短语“在一种实现方式中”、“在另一种实现方式中”、“在示例性实现方式中”和“在备选实现方式中”不一定全部指代相同的实现方式，也不是与其他实现方式相互排斥的单独的或备选的实现方式。此外，表示可穿戴脉搏压力波感测的一种或多种实现方式的处理流程的顺序不固有地指示任何特定顺序或暗示其任何限制。

如本文所使用的，术语“组件”、“系统”、“客户端”等旨在指代计算机相关实体、或硬件、软件(例如，执行中)、固件或其组合。例如，组件可以是在处理器上运行的进程、对象、可执行文件、程序、函数、库、子例程、计算机、或软件和硬件的组合。通过图示的方式，在服务器上运行的应用和该服务器均可以是组件。一个或多个组件可以驻留在进程内，并且组件可以位于一个计算机上和/或分布在两个或多个计算机之间。术语“处理器”通常被理解为指代诸如计算机系统的处理单元的硬件组件。

此外，就在该详细描述或权利要求中使用术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、其变体和其他类似词语而言，这些术语旨在以类似于与作为开放转换词的术语“包括”的方式是包含性的，而不排除任何附加或其他元件。

1.0脉搏压力波感测

当人的心脏排出血液时，产生压力波。该压力波沿身体中的动脉行进，该压力波受整体血压、动脉内壁和动脉的刚度/顺应性影响。在动脉中的给定点处的压力传感器可以转换该压力(因为其随时间变化)并记录所得到的脉搏压力波。由人心脏的左心室的收缩生成的入射波与从动脉系统的周边反射回来的波的组合形成脉搏压力波。压力传感器通常有两种形式：侵入性和非侵入性。侵入性形式是插入动脉中的导管，在导管尖端上具有压力传感器。这种类型的压力感测是记录脉搏压力波的最准确的方式。非侵入性方法包括将压力传感器放置在动脉之上的皮肤表面上并施加力，使得改变的动脉内的脉搏压力通过动脉壁传输到传感器。通常非侵入性地感测的动脉是径向的、颈动脉和股动脉(但是也可以感测位于皮肤表面附近的任何其他动脉)。用于转换脉搏压力波的压力传感器通常被称为血压计。如将在下面的部分中更详细地描述的，可以分析由血压计感测的脉搏压力波的形态，以确定关于心血管系统的状态和健康的重要信息。

1.1可穿戴脉搏压力波感测设备

本文所述的可穿戴脉搏压力波感测设备的实现方式通常适用于上述脉搏压力波的非侵入性血压计测量。从以下更详细的描述将理解，本文所述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式由于各种原因是有利的。例如，本文所述的可穿戴脉搏压力波感测设备的实现方式促进了用于评估心血管健康的成本有效且容易的方式。所描述的实现方式还可以通过使具有高血压的用户意识到它来帮助避免许多心脏病相关的死亡。一旦给定用户知道其具有高血压，则本文所述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式可以促进对用户的心血管生命体征进行常规监测，并且鼓励用户通过咨询医生并做出适当的生活方式改变来治疗他们的高血压。在没有疼痛和不适的情况下，所描述的实现方式还以非侵入性和非入侵性(例如，被动的)方式在身体上的位置处测量脉搏压力波，并且因此允许用户常规地测量/监测他们的心血管生命体征。

从以下更详细的描述还将理解，本文所述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式可以在各种应用中使用，并且还可以在各种类型的计算设备中实现。可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式也易于操作，并且不限于由受过训练的医疗技术人员或医生在受控医疗设置(例如，实验室或医生办公室)中使用。

此外，由于所描述的实现方式可穿戴在用户身体上，所以动态自动血压计是可能的，并且因此在用户是静止或运动的同时(包括当用户参与或执行各种各样的身体活动时)，便于在一天的正常过程中在一个或多个机会时间方便和自动测量心血管生命体征。从以下更详细的描述将理解，本文所述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式不需要用户确保压力传感器直接覆盖动脉。相反，本文所述的实现方式自动选择压力传感器并且在没有对设备进行任何精确操纵的情况下感测血压计信号。

图1示出了可穿戴脉搏压力波感测设备的示例性实现方式。设备100包括安装结构102，安装结构102在靠近下层动脉的区域上可附接到用户。另外，设备100包括设置在安装结构102上的压力传感器阵列。阵列中的每个压力传感器104能够被机械地耦合到用户的靠近下层动脉的皮肤。可穿戴脉搏压力波感测设备100还包括设置在安装结构102上的一个或多个动脉位置传感器106(图1中所示的多个动脉位置传感器106)，其标识用户皮肤上可能覆盖动脉的位置。然后使用被标识为最接近所标识的位置的阵列的压力传感器104来测量行进通过动脉的脉搏压力波。

在一个版本中，压力传感器是机械类型的，例如但不限于压阻式压力传感器，压阻式压力传感器在脉搏到达时通过皮肤感测下层动脉的运动。每个压力传感器的面对用户的表面的形状可以是任何期望的(正方形、矩形、三角形等)。压力传感器可以全部具有相同的面对表面、不同的面对表面或面对表面的任何组合。

在一个版本中，压力传感器涂覆有皮肤传感器接口材料，其接触用户的皮肤，并且由于脉搏压力波行进通过传感器下方的动脉而传播表示皮肤运动的压力波。在一个版本中，每个压力传感器被单独涂覆，使得其涂层不在压力传感器中的任何其他压力传感器上延伸。在另一版本中，压力传感器中的两个或多个压力传感器具有公共涂层。在一个版本中，涂层是单个固化的硅凝胶层。涂层的轮廓形状可以是确保与用户的皮肤充分接触但不会对用户造成不适当不适的任何实用的形状。例如，在一个版本中，涂层采取从安装结构突出的球形帽的形状(或类似的弯曲形状)。涂层的刚度的范围可以在硬和软之间。在操作中，涂覆的压力传感器被向下压到用户的皮肤上，以确保下层动脉的运动到传感器的有效传输。硬涂层确保由通过动脉的脉搏压力波所引起的运动的更好传输，但即使只有轻微的压力被施加到皮肤，但对于用户而言，其不会像较软的涂层那样舒适。虽然软涂层比硬涂层更舒适，但它也不会传输运动。因此，在一个版本中，涂层刚度被制成平衡有效的运动传输与舒适度。备选地，在一个版本中，涂覆的压力传感器具有多层结构，多层结构试图最大化由通过动脉的脉搏压力波引起的运动的传输，同时试图使用户的舒适度最大化。在该版本中，存在由非致敏、低过敏性和非刺激性材料(例如，软的、固化的硅凝胶)制成的皮肤接合层。在皮肤接合层和压力传感器之间是由最佳地传输动脉压力波运动的材料(例如，硬的、固化的硅凝胶)制成的层。

在一个版本中，涂覆的压力传感器从具有固定长度的上述安装结构突出。该固定长度可以是针对涂覆的压力传感器中的每一个的任何期望的长度。在一个版本中，涂覆的压力传感器中的所有涂覆的压力传感器具有相同的长度，并且在其他版本中，涂覆的压力传感器中的一个或多个涂覆的压力传感器与其他传感器相比具有不同的长度。

备选地，涂覆的压力传感器可以是可延伸和可回缩的，以从具有可调节长度的安装结构突出。在一个版本中，可延伸的涂覆的压力传感器以任何适当的方式被配置为弹簧负载的(诸如经由弹簧针(pogopin)布置)。弹簧负载的涂覆的压力传感器延伸出来以接触皮肤的表面，并在其上施加轻微的压力。这种相同的可延伸的涂覆的压力测量传感器方案可以使用其他方法被实现，诸如使用电动机械致动器、或膨胀和收缩空气或流体填充的囊状物的微流体泵(其进而延伸和回缩涂覆的压力传感器)。在后两个版本中，涂覆的压力传感器被延伸的距离和它们施加在皮肤上的压力的量可以被控制并设置到确保动脉运动的有效传输同时不会对用户引起不适的水平。

压力传感器阵列可以形成任何期望的图案。例如，在一个版本中，传感器形成可以相对于用户身体以任何方向定向的线。在另一个版本中，采用三个压力传感器以形成三角形图案。该版本可以提供比线性版本更大的下层动脉的有效“视场”。为了本说明书的目的，短语“视场”是指由传感器覆盖的区域。在另一个版本中，采用四个或多个压力传感器的网格(诸如图1中所示)。网格可以呈现传感器的矩形、三角形或随机间隔。传感器也可以更小以便于更多地适应可用空间。

在一个版本中，其上设置有涂覆的压力传感器的上述安装结构能够以这样的方式被保持在用户上的位置中：使得涂覆的传感器在下层动脉的附近与用户的皮肤接触并施加向下的压力。例如，在一个版本中，涂覆的压力传感器被安装在带的一侧上，带被粘附到覆盖动脉的用户身体的一部分，或缠绕在覆盖动脉的用户身体的一部分周围并且针对其被紧固(经由紧密性可动态调节的任何适当的固定方案)。在其中带被缠绕在用户身体的一部分周围的情况下，其可以被配置为缠绕在人的手腕(如手表)、或前臂、或上臂(如在运动期间通常用于保持移动电话或音乐播放器的臂带)、或躯干、或大腿、或小腿、或踝等周围。通常地，条带可以被缠绕在其周围并被收紧的、以及下层动脉中的哪个运动可以被感测的人的身体上的任何地方将是可行的位置。在其中带被粘附到身体的情况下，不仅前述位置可行，而且其他位置也可行。

在一个版本中，其中压力传感器被安装在安装结构上的带上的位置是柔性的，以便容易地符合带覆盖的用户身体的部分的轮廓。在另一个版本中，其中压力传感器被安装在安装结构上的带上的位置是刚性的。例如，带可以包括用于安装压力传感器的刚性平台，刚性平台具有在两个方向上延伸的柔性部分，用于将其附接到用户的身体。在其中带被附接在用户的手腕周围的情况下，其可以类似于具有形成上述刚性部分的手表主体的手表。前一个柔性版本的有利之处在于，涂覆的压力传感器能够更好地接触用户皮肤的表面，并且当向其施加轻微的压力时保持接触(诸如通过收紧被缠绕在用户身体的一部分周围的条带)。这确保了动脉运动到压力传感器的有效传递，并且对于用户来说比刚性版本更舒适。然而，尽管在涂覆的压力传感器之间可能具有变化的接触和接触压力，但是由于上述刚性安装平台，上述刚性版本的实现较不复杂。

1.1.1标识最接近所标识的位置的压力传感器

一个或多个动脉位置传感器被采用以标识用户皮肤上的可能覆盖被测量的动脉的位置。然后，该信息被用于标识最接近所标识的位置的阵列的压力传感器。如前所述，用户不需要精确地放置可穿戴脉搏压力波感测设备，使得其压力传感器之一直接覆盖动脉。因此，自动标识压力传感器中的哪一个最接近下层动脉的可能位置是有利的，因为位于最靠近动脉的压力传感器通常将比在从下层动脉偏移的位置处被放置在皮肤上的压力传感器更好地感测在该位置处由通过动脉的脉搏压力波引起的运动。

在一个版本中，动脉位置传感器被采用以标识用户身体的部分上的哪里被可穿戴脉搏压力波感测设备覆盖，使得当脉搏压力波通过下层动脉时发生最大皮肤位移。最大皮肤位移的位置被认为是下层动脉的可能位置。在一个版本中，动脉位置传感器采取反射光学传感器(例如，采用发光二极管(led)和光电二极管的类型)的形式。在另一版本中，动脉位置传感器采取超声传感器的形式。

在操作中，计算机实现的过程可以被用于测量行进通过动脉的脉搏压力波。参考图2，在一个版本中，计算设备(诸如在以下示例性操作环境部分中描述的适当的计算设备)采用一个或多个动脉位置传感器来标识靠近被测量的动脉的区域中的用户皮肤上的位置，当脉搏压力波通过该区域中的动脉时，该位置呈现用户皮肤的最大位移(过程动作200)。例如，在其中动脉位置传感器是反射光学传感器或超声传感器的情况下，可以采用常规的位移测量方法来完成上述任务。然后确定压力传感器阵列中的哪个压力传感器最接近用户皮肤上的所标识的位置(过程动作202)。选择该压力传感器(过程动作204)，并且使用所选择的压力传感器测量行进通过动脉的脉搏压力波(过程动作206)。

在一个版本中，多个动脉位置传感器用于标识下层动脉的上述可能位置。在该版本中，每个压力传感器具有被相邻地定位的动脉位置传感器(诸如图1中所示)。如果特定的动脉位置传感器比其他动脉位置传感器测量到的更大的皮肤位移，则其被相邻地定位的压力传感器被指定为最接近下层动脉的压力传感器。更具体地，参考图3，在一种实现方式中，采用以下过程来找到最接近的压力传感器。首先，采用多个动脉位置传感器来测量当脉搏压力波通过下层动脉时用户皮肤的位移(过程动作300)。每个动脉位置传感器与压力传感器阵列中的不同压力传感器相关联并且被定位为与其相邻。然后确定多个动脉位置传感器中的哪个动脉位置传感器测量到用户皮肤的最大位移(过程动作302)。然后将所标识的动脉位置传感器测量到最大位移的用户皮肤上的位置指定为下层动脉的可能位置(过程动作304)。然后标识与测量到用户皮肤的最大位移的动脉位置传感器相关联的压力传感器(过程动作306)，并且将其指定为最接近下层动脉的压力传感器(过程动作308)。

在一个版本中，一个或多个基于图像的动脉位置传感器(例如，可见光或红外光电荷耦合设备)来标识下层动脉的前述可能位置。在该版本中，基于图像的传感器被安装在压力传感器阵列周围或附近。并且使用常规方法被校准，使得被捕获的图像中的像素被映射到相对于阵列中的每个压力传感器的物理位置。给定该配置，参考图4，在一种实现方式中，采用以下过程来选择压力传感器并且使用其来测量行进通过动脉的脉搏压力波。使用一个或多个基于图像的动脉位置传感器来捕获图像(过程动作400)。然后将常规图像分析应用于所捕获的图像，以可视地标识用户皮肤上可能覆盖被测量的动脉的位置(过程动作402)。接下来使用前述压力传感器的映射位置来确定压力传感器阵列中的哪个压力传感器最接近用户皮肤上所标识的位置(过程动作404)。选择该压力传感器(过程动作406)，并且使用所选择的压力传感器测量行进通过动脉的脉搏压力波(过程动作408)。

注意，在任何前述动脉位置传感器版本中的任一版本中，一旦压力传感器之一被选择，则其他压力传感器可以被可选地关断。此外，如果其他压力传感器被关断，则它们可以被周期性地重新激活，并且适当的前述过程被重复以选择将用于测量行进通过动脉的将来的脉搏压力波的压力传感器。

1.1.2去除非动脉运动贡献

注意，压力传感器不仅测量动脉运动，而且还测量由于用户的其他运动引起的噪声。由于可穿戴脉搏压力波感测设备意图由用户长时间穿戴，所以当脉搏压力波被测量时，用户可能正在运动。在压阻式压力传感器的情况下，该非固定的运动将被感测并且与动脉运动不可区分。为了补偿该噪声运动，由压力传感器输出的信号被过滤，以尽可能多地去除非动脉运动贡献。

在一个版本中，使用压力传感器信号本身来滤除信号中的非动脉运动贡献。简而言之，这需要使用常规方法来标识每个压力传感器中的、跨传感器基本上一致的输出信号的部分。该一致的贡献近似于非动脉运动贡献，因为其对于每个传感器应当是类似的，而动脉运动贡献将根据它们与下层动脉的相对位置而在压力传感器之间变化。然后使用常规的信号处理方法减去对之前被标识为最接近下层动脉的可能位置的压力传感器的信号的非动脉运动贡献，留下动脉运动贡献的近似值。如本说明书中稍后将更详细地描述的，输出信号的该动脉运动贡献部分将呈现公知的脉搏波形，脉搏波形的形态可以被分析以导出多个心血管指标。

在备选版本中，使用一个或多个非动脉运动传感器来滤除压力传感器信号中的非动脉运动贡献。更具体地，再次参考图1，在一个版本中，前述可穿戴脉搏压力波感测设备100还包括设置在安装结构102上的一个或多个非动脉运动传感器108(图1中示出了其中的两个)。非动脉运动传感器108测量不是由动脉的运动引起的、靠近下层动脉的区域中的用户身体的运动。然后使用常规信号处理方法，从先前被标识为最接近下层动脉的可能位置的压力传感器的信号中去除从非动脉运动传感器108导出的非动脉运动信号。这留下了动脉运动贡献的近似值。如前所述，输出信号的该动脉运动贡献部分将呈现公知的脉搏波形，脉搏波形的形态可以被分析以导出多个心血管指标。

在一种实现方式中，加速度计或陀螺仪或两者被采用作为非动脉运动传感器。加速度计直接测量将噪声引入压力传感器输出信号的非动脉运动。陀螺仪测量角运动，但是可以使用常规方法容易地分析该输出，以导出类似于由加速度计测量的值的线性值。在其中加速度计和陀螺仪被采用的情况下，加速度计输出和转换的陀螺仪输出可以以任何适当的常规方式被组合，以产生表示非动脉运动的共识信号。

1.1.3心血管指标

如前所述，从被选择为最接近下层动脉的可能位置的压力传感器的输出信号中提取的脉搏波形可以使用常规方法被分析以测量各种心血管指标。例如但不限于，脉搏波形可以被用于确定穿戴脉搏压力波感测设备的人的心率，以及人的心率随时间的变化。另外，所提取的脉搏波形可以用于计算人的增强指数。增强指数测量心脏如何努力地抵抗由循环系统的外围反射回来的压力波。

脉搏压力波的到达时间也是有用的信息，并且可以从脉搏波形确定。该到达时间可以与其他数据结合使用，以计算脉搏传导时间(ptt)和脉搏波速度(pwv)。一般来说，ptt是指由从用户的心脏排出的血液生成的脉搏压力波通过用户的动脉从用户身体上的一个动脉部位行进到用户身体上的另一个动脉部位所花费的时间量。例如，在本文描述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式中，其中设备附接到用户的手腕，ptt是指脉搏压力波从用户的心脏、通过它们的动脉、行进到手腕上的动脉(例如，桡动脉)所花费的时间量。如在医学和心血管健康领域中所认识到的，脉搏传导时间和其他心血管指标(诸如血压、动脉顺应性和动脉壁的硬化)之间存在已知的相关性。尽管其他身体指标(诸如用户的身高、体重和年龄、以及刚描述的用户身体上的两个动脉部位之间的动脉距离以及其他类型的身体指标)影响用户的血压，但是ptt测量可以被用于基于刚描述的ptt和血压之间的已知相关性来确定用户的血压。

对于pwv，该术语被用于指代脉搏压力波通过用户的动脉从用户身体上的一个动脉部位行进到用户身体上另一个动脉部位的速度。在其中脉搏压力波感测设备被穿戴在用户手腕上的先前描述的示例性版本中，pwv是指脉搏压力波从用户的心脏、通过他们的动脉、行进到手腕的平均速度。如在医学和心血管健康领域中所认识到的，脉搏波速度与心血管疾病(诸如高血压)之间存在已知的相关性。更具体地，随着人的年龄的增长，他们的动脉通常变得更僵硬。这种增加的动脉硬度使得人的心脏更努力工作，并且还使得脉搏压力波更快地行进通过他们动脉，从而增加他们的心血管疾病(诸如高血压)的风险。

在一种实现方式中，使用一个或多个计算设备(诸如在下文示例性操作环境部分中描述的那些计算设备之一)以及在其上执行的计算机程序来完成前述心血管指标的计算以及对从压力传感器、动脉位置传感器和非动脉运动传感器输出的信号的先前描述的处理。再次参考图1，在一种实现方式中，可穿戴脉搏压力波感测设备100还包括设置在安装结构102上的、用于前述处理和计算的计算设备110。附加地，可穿戴脉搏压力波感测设备100可以可选地包括适当的常规存储组件112，用于存储完成前述处理和计算所需的任何数据，以及存储处理和计算的结果。此外，可穿戴脉搏压力波感测设备100可以可选地包括用于与远程计算设备通信的适当的常规通信组件114。例如，通信组件可以被用于接收执行前述处理和计算所需的数据，或者传输所计算的心血管指标。任何通信方案可以被采用。例如，通信可以经由诸如因特网或专有内联网的计算机网络。注意，在图1中使用的虚线框指示可选组件。

鉴于上述内容并参考图5，在一个版本中，计算设备由计算机程序的程序模块引导，以首先接收从一个或多个动脉位置传感器输出的信号(过程动作500)。然后使用从一个或多个动脉位置传感器输出的接收到的信号来标识当脉搏压力波通过动脉时在用户皮肤上的靠近动脉的区域中呈现最大位移的位置(过程动作502)。接下来确定压力传感器阵列中的哪个压力传感器最接近用户皮肤上的所标识的位置(过程动作504)，并选择该压力传感器(过程动作506)。接收当脉搏压力波行进通过动脉时从所选择的压力传感器输出的信号(过程动作508)，并且分析该信号以确定各种心血管指标(过程动作510)。这些指标可以被存储或传输或存储并传输。

1.1.4腕带的实现方式

如前所述，本文所描述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式包括被穿戴在手腕上的版本。这些腕带版本提供了包括附加的有利特征和配置的机会。例如，在一个版本中，腕带采用腕表的形式，并且在另一个版本中，腕带采取具有所有其伴随的计算、显示和通信能力的所谓的“智能手表”的形式。注意，给定智能手表的用户界面能力，本文所描述的采用这种形式的可穿戴感测实现方式可以经由常规手段被配置为向穿戴者显示信息。例如，可以向用户显示用于操作腕带实现方式的指令以及所计算的心血管指标。

进一步注意，假定手腕的下侧(即，手掌侧)靠近动脉(诸如桡动脉)，压力传感器、动脉位置传感器和非动脉运动传感器在表带的、接触手腕该部分的部分上的放置是有利的。

2.0示例性操作环境

本文描述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式可使用许多类型的通用或专用计算系统环境或配置来操作。图6图示了通用计算机系统的简化示例，利用该通用计算机系统可以实现如本文所述的可穿戴脉搏压力波感测设备的各个方面和元件。注意，在图6所示的简化的计算设备10中，由虚线或短划线表示的任何框表示简化的计算设备的备选实现方式。如下所述，这些备选实现方式中的任何或全部可以与贯穿本文档描述的其他备选实现方式结合使用。简化的计算设备10通常存在于至少具有一些最小计算能力的设备中，诸如个人计算机(pc)、服务器计算机、手持计算设备、膝上型计算机或移动计算机、诸如蜂窝电话和个人数字助理(pda)的通信设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络pc、小型计算机、大型计算机以及音频或视频媒体播放器。

为了实现本文所描述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式，设备应当具有足够的计算能力和系统存储器，以使得能够进行基本的计算操作。具体地，图6中所示的简化的计算设备10的计算能力通常由一个或多个处理单元12示出，并且还可以包括一个或多个图形处理单元(gpu)14，其中之一或者两者与系统存储器16通信。注意，简化的计算设备10的处理单元12可以是专用的微处理器(诸如数字信号处理器(dsp)、超长指令字(vliw)处理器、现场可编程门阵列(fpga)或其他微控制器)，或者可以是具有一个或多个处理核心的常规中央处理单元(cpu)。

另外，简化的计算设备10还可以包括其他组件，诸如，例如通信接口18。简化的计算设备10还可以包括一个或多个常规计算机输入设备20(例如，触摸屏、触敏表面、定点设备、键盘、音频输入设备、基于声音或语音的输入和控制设备、视频输入设备、触觉输入设备、用于接收有线或无线数据传输的设备等)或这些设备的任何组合。

类似地，与简化的计算设备10以及与可穿戴感测的任何其他组件或特征的各种交互(包括对一个或多个用户或与可穿戴感测相关联的其他设备或系统的输入、输出、控制、反馈和响应)由各种自然用户界面(nui)场景使能。由可穿戴感测使能的nui技术和场景包括但不限于允许一个或多个用户以“自然”方式(没有由诸如鼠标、键盘、远程控制器等输入设备施加的人为限制)与可穿戴感测交互的接口技术。

通过使用各种技术来实现这种nui实现方式，这些技术包括但不限于使用从用户语音导出的nui信息或经由麦克风或其他传感器捕获的发声。这种nui实现方式还通过各种技术的使用被使能，各种技术包括但不限于从用户的面部表情以及从用户的手、手指、手腕、手臂、腿、身体、头部、眼睛等的位置、运动或取向导出的信息，其中这样的信息可以使用各种类型的2d或深度成像设备(诸如立体或飞行时间相机系统、红外相机系统、rgb(红、绿和蓝)相机系统等或这些设备的任何组合)被捕获。这种nui实现方式的进一步示例包括但不限于从触摸和触笔识别、姿势识别(在屏幕上和邻近屏幕或显示表面)、空中或基于接触的姿势、用户触摸(在各种表面、对象或其他用户上)、基于悬停的输入或动作等导出的nui信息。这样的nui实现方式还可以包括但不限于，单独地或与其他nui信息组合来使用评估当前或过去的用户行为、输入、动作等的各种预测机器智能过程，以预测信息(诸如用户意图、期望和/或目标)。不管基于nui的信息的类型或来源，这样的信息然后可以被用于发起、终止或以其他方式控制本文所描述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式的一个或多个输入、输出、动作或功能特征，或与其交互。

然而，应当理解，前述示例性nui情景可以通过将人为约束或附加信号的使用与nui输入的任何组合相组合被进一步增强。这样的人为约束或附加信号可以由诸如鼠标、键盘和远程控制的输入设备施加或生成，或者由各种远程或用户穿戴的设备施加或生成，远程或用户穿戴的设备诸如加速度计、用于接收表示由用户肌肉生成的电信号的肌电信号的肌电图(emg)传感器、心率监视器、用于测量用户流汗的电镀皮肤传导传感器、用于测量或以其他方式感测用户脑活动或电场的可穿戴或远程生物传感器、用于测量用户身体温度变化或差异的可穿戴或远程生物传感器等。从这些类型的人为约束或附加信号导出的任何这样的信息可以与任何一个或多个nui输入组合，以发起、终止或以其他方式控制本文所描述的可穿戴脉搏压力波感测设备实现方式的一个或多个输入、输出、动作或功能特征，或与其交互。

简化的计算设备10还可以包括其他可选组件，诸如一个或多个常规计算机输出设备22(例如，显示设备24、音频输出设备、视频输出设备、用于发送有线或无线数据传输的设备等)。注意，用于通用计算机的典型通信接口18、输入设备20、输出设备22和存储设备26是本领域技术人员公知的，并且将不在本文中详细描述。

图6中所示的简化的计算设备10还可以包括各种计算机可读介质。计算机可读介质可以是能够由计算机10经由存储设备26访问的任何可用介质，并且可以包括用于信息(诸如计算机可读或计算机可执行指令、数据结构、程序模块或其他数据)的存储的可拆卸28和/或不可拆卸30的易失性和非易失性介质。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质。计算机存储介质是指有形的计算机可读或机器可读介质或存储设备，诸如数字通用盘(dvd)、蓝光盘(bd)、紧凑盘(cd)、软盘、磁带驱动、硬盘驱动、光学驱动、固态存储器设备、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、cd-rom或其他光盘存储装置、智能卡、闪存(例如，卡、棒和键驱动)、磁带盒、磁带、磁盘存储装置、磁条或其他磁存储设备。此外，传播的信号不被包括在计算机可读存储介质的范围内。

诸如计算机可读或计算机可执行指令、数据结构、程序模块等的信息的保留还可以通过使用各种前述通信介质(与计算机存储介质相对)中的任一种来实现以编码一个或多个调制数据信号或载波、或其他传输机制或通信协议，并且可以包括任何有线或无线信息传递机制。注意，术语“调制数据信号”或“载波”通常是指以在信号中编码信息的方式设置或改变其特性集中的一个或多个特性的信号。例如，通信介质可以包括有线介质和无线介质，有线介质诸如承载一个或多个调制数据信号的有线网络或直接有线连接，无线介质诸如声学、射频(rf)、红外、激光和用于传输和/或接收一个或多个调制的数据信号或载波的其他无线介质。

此外，实现本文所描述的各种可穿戴脉搏压力波感测实现方式中的一些或全部的软件、程序和/或计算机程序产品或其部分可以被存储、接收、传输或从计算机可读或机器可读介质或存储设备以及以计算机可执行指令或其他数据结构形式的通信介质的任何期望的组合中读取。附加地，可以使用产生软件、固件、硬件或其任何组合的标准编程和/或工程技术来将所要求保护的主题实现为方法、装置或制品，以控制计算机实现所公开的主题。如本文所使用的术语“制品”旨在涵盖可从任何计算机可读设备或介质访问的计算机程序。

本文所描述的可穿戴脉搏压力波感测实现方式可以在由计算设备执行的计算机可执行指令(诸如程序模块)的广泛上下文中被进一步描述。通常，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。可穿戴脉搏压力波感测实现方式还可以被实践在分布式计算环境中，其中任务由一个或多个远程处理设备执行，或者在通过一个或多个通信网络链接的一个或多个设备的云内被执行。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括介质存储设备的本地和远程计算机存储介质两者中。附加地，前述指令可以部分或全部被实现为硬件逻辑电路，该硬件逻辑电路可以包括处理器或可以不包括处理器。

备选地或附加地，可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件执行本文所描述的功能。例如但不限于，可以使用的硬件逻辑组件的示例性类型包括现场可编程门阵列(fpga)、专用集成电路(asic)、专用标准产品(assp)、系统级芯片系统(soc)、复杂可编程逻辑器件(cpld)等。

3.0其他实现

注意，可以以期望的任何组合来使用贯穿本说明书的任何或所有前述实现方式，以形成附加的混合实现方式。此外，尽管已经使用对结构特征和/或方法动作特定的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中限定的主题不一定限于上述具体特征或动作。相反，上述的具体特征和动作被公开为实现权利要求的示例形式。

以上描述的内容包括示例实现方式。当然，为了描述所要求保护的主题的目的，不可能描述组件或方法的每个可想到的组合，但是本领域普通技术人员可以认识到，许多进一步的组合和置换是可能的。因此，要求保护的主题旨在包括落入所附权利要求的精神和范围内的所有这样的改变、修改和变化。

关于由上述组件、设备、电路、系统等执行的各种功能，用于描述这样的组件的术语(包括对“装置”的引用)旨在对应(除非另有说明)执行所描述的组件的指定功能的任何组件(例如，功能等同物)，即使在结构上不等同于执行本文所示的所要求保护的主题的示例性方面中的功能的所公开的结构。在这方面，还将认识到，上述实现方式包括具有计算机可执行指令的系统以及计算机可读存储介质，用于执行所要求保护的主题的各种方法的动作和/或事件。

存在实现上述实现方式的多个方式(诸如适当的应用编程接口(api)、工具箱、驱动程序代码、操作系统、控制装置、独立或可下载的软件对象等)，其使得应用和服务能够使用本文所描述的实现方式。从api(或其他软件对象)的角度以及从根据本文所阐述的实现方式操作的软件或硬件对象的角度，所要求保护的主题考虑这种用途。因此，本文描述的各种实现方式可以具有完全在硬件中、或部分在硬件中并且部分在软件中、或完全在软件中的方面。

已经关于若干组件之间的交互描述了前述系统。应当理解，这样的系统和组件可以包括根据上述的各种排列和组合的那些组件或特定的子组件、特定的组件或子组件中的一些、和/或附加组件。子组件还可以被实现为通信地耦合到其他组件而非被包括在父组件(例如，分层组件)内的组件。

附加地，注意，一个或多个组件可以被组合成提供聚合功能的单个组件或被划分为若干单独的子组件，并且任何一个或多个中间层(诸如管理层)可以被提供以通信地耦合到这些子组件，以便于提供集成的功能。本文所描述的任何组件还可以与本文中未具体描述的、但本领域技术人员通常已知的一个或多个其他组件交互。

4.0权利要求支持和进一步的实现方式

以下段落总结了本文档中可以要求保护的实现方式的各种示例。然而，应当理解，下面总结的实现方式不旨在限制可以根据前述描述要求保护的主题。此外，可以以贯穿前述描述所描述的实现方式中的一些或全部、以及在一个或多个附图中示出的任何实现方式、以及下面描述的任何其他实现方式的任何期望的组合来要求保护以下总结的实现方式中的任一种或全部。另外，应当注意，以下实现方式旨在鉴于贯穿本文档所描述的前述描述和附图而被理解。

在一种实现方式中，可穿戴脉搏压力波感测设备包括：安装结构，安装结构在靠近下层动脉的区域上可附接到用户；设置在安装结构上的压力传感器阵列，压力传感器阵列中的每个压力传感器能够被机械地耦合到靠近下层动脉的用户的皮肤；以及设置在安装结构上的一个或多个动脉位置传感器，其标识用户的皮肤上的可能覆盖动脉的位置。脉冲压力波使用阵列中的最接近所标识的位置的压力传感器被测量。

在一种实现方式中，压力传感器阵列中的压力传感器被涂覆有皮肤传感器接口材料，皮肤传感器接口材料具有从安装结构突出的形状，以便每当可穿戴脉搏压力波感测设备由用户穿戴时，皮肤传感器接口材料都接触用户皮肤。在一个版本中，压力传感器阵列中的压力传感器被单独地涂覆有皮肤传感器接口材料。在另一个版本中，压力传感器阵列中的两个或多个压力传感器被共同地涂覆有皮肤传感器接口材料。在一个版本中，一个或多个经涂覆的压力传感器包括单个皮肤接口和动脉压力波运动传输层，其由在用户的皮肤上舒适并且有效地传输动脉压力波运动的材料制成。在另一个版本中，一个或多个经涂覆的压力传感器包括多层构造，多层构造包括由在用户的皮肤上舒适的材料制成的皮肤接口层，以及设置在皮肤接口层和压力传感器之间的层，该层由有效地传输动脉压力波运动的材料制成。如前所述，本部分中在前述段落中的任何段落中描述的实现方式和版本也可以彼此组合，并与在本部分之前描述的一种或多种实现方式和版本组合。例如，之前实现方式和版本中的一些或全部可以与上述实现方式组合，其中一个或多个经涂覆的压力传感器包括单个皮肤接口和动脉压力波运动传输层，或者其中一个或多个经涂覆的压力传感器包括多层构造。

在一种实现方式中，压力传感器中的一个或多个压力传感器包括延伸和回缩以改变经涂覆的压力传感器从安装结构突出的距离的装置。在一个版本中，装置包括弹簧负载的弹簧针或电机械致动器、或具有流体填充或空气填充囊状物的微流体泵中的至少一项。如前所述，本部分中在前述段落中的任何段落中描述的实现方式和版本也可以彼此组合，并与在本部分之前描述的一种或多种实现方式和版本组合。例如，之前实现方式和版本中的一些或全部可以与上述实现方式组合，其中一个或多个压力传感器包括延伸和回缩以改变经涂覆的压力传感器从安装结构突出的距离的装置。

在一种实现方式中，前述一个或多个动脉位置传感器标识用户皮肤上靠近下层动脉的区域中的位置，该位置呈现用户皮肤的最大位移，因为该位置可能覆盖动脉。在一个变体中，动脉位置传感器包括反射光学传感器或超声传感器。

在一种实现方式中，可穿戴脉搏压力波感测设备还包括设置在安装结构上的一个或多个非动脉运动传感器，其测量在靠近下层动脉的区域中的用户的身体的、不由动脉运动引起的运动。从一个或多个非动脉运动传感器输出的、表示在靠近下层动脉的区域中用户的身体的非动脉运动的一个或多个信号被用于去除从阵列中的压力传感器输出的信号的、可归因于非动脉运动的一部分，该压力传感器被标识为最接近地覆盖动脉的可能位置。在一个版本中，一个或多个非动脉运动传感器包括加速度计或陀螺仪或两者。

在一种实现方式中，前述安装结构包括带，其被粘附到靠近下层动脉的区域，或者被缠绕在该区域周围并且针对该区域被收紧。在一个版本中，靠近下层动脉的区域是用户的手腕。

在一种实现方式中，可穿戴脉搏压力波感测设备被用在用于测量行进通过动脉的脉搏压力波的过程中。可穿戴脉搏压力波感测设备包括压力传感器阵列，压力传感器被机械地耦合到靠近动脉的用户的皮肤。该过程使用计算设备来执行以下过程动作。可穿戴脉搏压力波感测设备中的一个或多个动脉位置传感器被用于在靠近动脉的区域中的用户的皮肤上的位置，当脉搏压力波通过区域中的动脉时，该位置呈现用户的皮肤的最大位移。然后确定压力传感器阵列中的哪个压力传感器最接近用户的皮肤上的所标识的位置，并且选择被确定为最接近所标识的位置的压力传感器。然后使用所选择的压力传感器测量行进通过动脉的脉搏压力波。

在一种实现方式中，采用一个或多个动脉位置传感器来标识在靠近动脉的区域中的用户的皮肤上的、当脉搏压力波通过区域中的动脉时呈现用户的皮肤的最大位移的位置的过程动作包括：采用多个动脉位置传感器来测量当脉搏压力波通过下层动脉时用户的皮肤的位移，每个动脉位置传感器与压力传感器阵列中的不同压力传感器相关联并且被定位为与该不同压力传感器相邻；标识当脉搏压力波通过动脉时多个动脉位置传感器中的哪个动脉位置传感器测量到用户的皮肤的最大位移；以及将其中所标识的动脉位置传感器测量到用户的皮肤的最大位移的用户皮肤上的位置指定为下层动脉的可能位置。在一个版本中，确定压力传感器阵列中的哪个压力传感器最接近用户的皮肤上的所标识的位置的过程动作包括：标识与动脉位置传感器相关联的压力传感器，当脉搏压力波通过动脉时，该动脉位置传感器测量到用户的皮肤的最大位移；以及将所标识的压力传感器指定为最接近下层动脉的压力传感器。

在一种实现方式中，采用一个或多个动脉位置传感器来标识在靠近动脉的区域中的用户的皮肤上的、当脉搏压力波通过区域中的动脉时呈现用户的皮肤的最大位移的位置的过程动作，以及确定压力传感器阵列中的哪个压力传感器最接近用户的皮肤上所标识的位置的过程动作，包括以下动作。当脉搏压力波通过形成动脉时，采用一个或多个动脉位置传感器来测量用户皮肤的位移。采用一个或多个动脉位置传感器来测量当脉搏压力波通过下层动脉时用户的皮肤的位移，每个动脉位置传感器包括基于图像的动脉位置传感器，其已经被校准，使得由基于图像的动脉位置传感器捕获的图像中的像素被映射到相对于阵列中的每个压力传感器的位置。使用一个或多个动脉位置传感器来捕获用户的皮肤的图像；分析所捕获的图像以当脉搏压力波通过动脉时视觉地标识用户的皮肤的最大位移的位置；以及使用压力传感器的经映射的位置来确定压力传感器阵列中的哪个压力传感器最接近用户的皮肤上的所标识的位置。

在一种实现方式中，可穿戴脉搏压力波感测设备是用于分析行进通过用户动脉的脉搏压力波的系统的一部分。该系统包括带，该带被粘附到靠近用户的身体的下层动脉的区域，或者被缠绕在该区域周围并且针对该区域被收紧；设置在带上的压力传感器阵列，压力传感器阵列中的每个压力传感器被机械地耦合到靠近下层动脉的用户的皮肤；以及设置在带上的一个或多个动脉位置传感器，其标识用户的皮肤上可能覆盖动脉的位置。此外，该系统包括执行计算机程序的程序模块的计算设备。计算设备由计算机程序的程序模块引导，以接收从一个或多个动脉位置传感器输出的信号；使用从一个或多个动脉位置传感器输出的接收信号，标识当脉搏压力波通过时靠近动脉的区域中的用户的皮肤上、呈现用户的皮肤的最大位移的位置；确定压力传感器阵列中的哪个压力传感器最接近用户皮肤上的所标识的位置；选择被确定为最接近所标识的位置的压力传感器；当脉搏压力波行进通过动脉时，接收从所选择的压力传感器输出的信号；以及分析接收到的压力传感器信号。在一个版本中，用于分析接收到的压力传感器信号的程序模块包括子模块，该子模块用于确定以下至少一项：穿戴脉搏压力波感测设备的用户的心率、用户的心率随时间的变化、使用从接收到的压力传感器信号提取的脉搏波形而计算的用户增强指数、以及与其他数据结合使用以计算脉搏传输时间或脉搏波速度或两者的脉搏压力波的到达时间。

在各种实现方式中，脉搏波测量过程通过用于使用压力传感器阵列中的压力传感器来测量行进通过动脉的脉搏压力波的步骤被实现，压力传感器被机械地耦合到靠近动脉的用户的皮肤。

例如，在一种实现方式中，脉搏波测量过程包括使用计算设备来执行以下过程动作：用于采用一个或多个动脉位置传感器来标识当脉搏压力波通过区域中的动脉时在靠近动脉的区域中的用户的皮肤上的、呈现用户的皮肤的最大位移的位置的步骤；用于确定压力传感器阵列中的哪个压力传感器最接近用户皮肤上所标识的位置的步骤；用于选择被确定为最接近所标识的位置的压力传感器的步骤；以及用于使用所选择的压力传感器测量行进通过动脉的脉搏压力波的步骤。

在各种实现方式中，可穿戴脉搏压力波感测设备由用于测量脉搏压力波的装置实现。例如，在一种实现方式中，可穿戴脉搏压力波感测设备包括：安装装置，其在靠近下层动脉的区域上可附接到用户；设置在安装装置上的压力传感器阵列装置，其中的每个压力传感器能够被机械地耦合到靠近下层动脉的用户的皮肤；以及设置在安装结构上的一个或多个动脉位置传感器装置，其标识用户的皮肤上可能覆盖动脉的位置。脉搏压力波使用阵列中的最接近所标识的位置的压力传感器被测量。