用于持续心脏监测的可穿戴式装置的制造方法
【专利说明】用于持续心脏监测的可穿戴式装置
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2012年6月18日提交的美国临时申请61/660，987以及于2013年3月14日提交的美国申请13/803，165的优先权，其中的每个申请的全部公开内容并入本文中，以作参考。
技术领域
[0003]本发明涉及心脏监测领域，并且更具体而言，涉及便携式心脏监测领域。
【背景技术】
[0004]到2008年为止，心血管疾病(CVD)影响了 8千多万人，并且在美国是主要的死亡原因。在2008年，与CVD相关的费用是$2977亿美元，并且人们预计到2030年，仅仅在美国，用于CVD的费用每年要达到$1.117万亿美元。为了帮助降低这些费用，推动将当前以医院为中心的反应式医疗保健提供系统变成一种通过扩展性的个性化监测来注重早期检测和诊断的系统。
[0005]连续监测生命体征(例如，心率(HR)和心跳间隔)可以提供早期诊断CVD所需要的数据。需要一种能够测量某些生命体征的便宜的、可穿戴式以及便携式监测器。
[0006]本发明解决了这种需要。
【发明内容】
[0007]一方面，本发明涉及一种生理监测器，用于测量比用户的心跳延迟但是与用户的心跳的速率相同的脉动运动信号(MoCG)。在一个实施方式中，所述系统包括:壳体，其被配置为佩戴在用户的身体上；至少一个MoCG传感器，其位于壳体内，测量比用户的心跳延迟但是与用户的心跳的速率相同的脉动运动信号(MoCG);以及至少一个数据处理器，其单独根据所述至少一个MoCG传感器的输出，计算(i)用户的心率(HR)和活动程度、与(ii)用户的呼吸频率(RR)、心搏量(SV)以及心输出量(CO)中的至少一个。在另一个实施方式中，所述至少一个数据处理器在壳体内。在又一个实施方式中，该系统包括至少一个数据发送器，其耦接至所述至少一个MoCG传感器，其中，所述至少一个数据处理器是从所述至少一个数据发送器中接收数据的远程计算系统的一部分。在又一个实施方式中，所述远程计算系统选自由移动通信装置、可穿戴式装置、移动电话、平板电脑、数据收集装置以及启用网络的医疗装置构成的组。在又一个实施方式中，所述壳体佩戴在用户的一肢(extremity)上。在一个实施方式中，所述壳体佩戴在用户的二头肌上或者邻近。在另一个实施方式中，所述壳体位于用户的手腕上或者邻近。在又一个实施方式中，所述壳体位于用户的躯干上或者邻近。在又一个实施方式中，所述壳体位于用户的脚部上或者邻近。在又一个实施方式中，所述壳体由用户的身体携带。
[0008]在一个实施方式中，所述MoCG传感器包括加速计和陀螺仪中的一个或多个。在另一个实施方式中，该系统包括至少一个光学传感器，其位于壳体内，用于测量用户的光电血管容积图(PPG)。在又一个实施方式中，至少一个数据处理器根据在MoCG中的参考点与在PPG中的参考点之间计算的时间延迟来计算血压(BP)。在又一个实施方式中，所述参考点选自由:该信号的最大值、最小值、最大斜率点、或者最大值和最小值的中间点构成的组。在又一个实施方式中，所述至少一个数据处理器单独地使用所测量的PPG计算(i)用户的HR和RR、与(ii)用户的血氧合(blood oxygenat1n) (Sp02)中的至少一个。在一个实施方式中，该系统在壳体内进一步包括至少一个电路，用于测量用户的心电图(ECG)。在另一个实施方式中，所述至少一个数据处理器响应于在ECG中的峰值与在MoCG中的峰值之间的延迟，计算射血前期(PEP)。在又一个实施方式中，所述至少一个数据处理器从ECG中计算HR和RR0
[0009]在一个实施方式中，该系统进一步包括至少一个光学传感器，用于测量PPG，并且其中，至少一个数据处理器根据用户所测量的ECG和所测量的PPG计算以下中的至少三个:用户的册、8?、!《?、5￥、0)、活动程度、5?02以及PEP。在另一个实施方式中，该系统在壳体内包括用于储存数据的存储器(memory)以及将数据传输给至少一个远程计算装置的发送器。在又一个实施方式中，该系统进一步包括模块，用于在出现至少一个计算出的事件时，为用户提供感官反馈。在又一个实施方式中，该系统进一步包括用于在用户请求时为用户提供感官反馈的模块。
[0010]在一个实施方式中，该系统包括:壳体，其被配置为佩戴在用户的身体上；至少一个MoCG传感器，其位于壳体内，测量比用户的心跳延迟但是与用户的心跳的速率相同的脉动运动信号(MoCG);以及至少一个光学传感器，其位于壳体内，用于测量用户的光电血管容积图(PPG)。在另一个实施方式中，该系统包括至少一个数据处理器，其中，所述至少一个数据处理器单独地根据所述至少一个MoCG传感器的输出，计算(i)用户的心率(HR)和活动程度与(ii)用户的呼吸频率(RR)、心搏量(SV)以及心输出量(CO)中的至少一个。在又一个实施方式中，该系统进一步包括:至少一个数据发送器，其耦接至所述至少一个MoCG传感器以及所述至少一个光学传感器，并且其中，所述至少一个数据处理器是从所述至少一个数据发送器中接收数据的远程计算系统的一部分。在又一个实施方式中，所述远程计算系统选自由移动通信装置、可穿戴式装置、移动电话、平板电脑、数据收集装置以及启用网络的医疗装置构成的组。
[0011]在一个实施方式中，所述至少一个数据处理器根据在MoCG中的参考点与在PPG中的参考点之间计算的时间延迟来计算血压(BP)。在另一个实施方式中，所述至少一个数据处理器单独地使用所测量的PPG计算(i)用户的HR和RR与(ii)用户的血氧合(Sp02)中的至少一个。在另一个实施方式中，该系统在壳体内包括至少一个电路，用于测量用户的心电图(ECG)。在另一个实施方式中，所述至少一个数据处理器响应于在ECG中的峰值与在MoCG中的峰值之间的延迟，计算射血前期(PEP)。在又一个实施方式中，所述至少一个数据处理器从ECG中计算HR和RR。在又一个实施方式中，该系统在壳体内进一步包括用于储存数据的存储器以及将数据传输给至少一个远程计算装置的发送器。在又一个实施方式中，该系统进一步包括用于在出现至少一个计算出的事件时为用户提供感官反馈的模块。在另一个实施方式中，该系统进一步包括用于在用户请求时为用户提供感官反馈的模块。
[0012]在一个实施方式中，该系统包括至少一个数据处理器和存储器，该存储器存储指令，在由至少一个数据处理器执行时，所述指令产生操作，包括:从第一传感器中接收表征在用户的身体(MoCG)内的脉动运动的数据，所述第一传感器是佩戴在用户的身体上的监测器的一部分；单独地根据所接收的数据，为用户计算与心跳相关的参数，包括(i)用户的心率(HR)和活动程度与(ii)用户的呼吸频率(RR)、心搏量(SV)以及心输出量(CO)中的至少一个；以及提供表征与心跳相关的参数的数据。在另一个实施方式中，提供数据包括以下中的至少一个或多个:显示表征与心跳相关的参数的数据的至少一部分，将表征与心跳相关的参数的至少一部分数据传输给远程计算装置，将表征与心跳相关的参数的至少一部分数据载入存储器内，并且将表征与心跳相关的参数的数据的至少一部分储存到数据存储装置内。在又一个实施方式中，所述操作进一步包括:从用于测量用户的光电血管容积图(PPG)的至少一个光学传感器中接收数据，所述至少一个光学传感器是佩戴在用户的身体上的监测器的一部分；根据在MoCG中的参考点与在PPG中的参考点之间计算的时间延迟来计算血压(BP);以及提供表征所计算的血压的数据。在又一个实施方式中，所述操作进一步包括单独地使用所测量的PPG计算(i)用户的HR和RR，以及(ii)用户的血氧合(Sp02)中的至少一个。在一个实施方式中，所述操作进一步包括:从用于测量用户的ECG的至少一个心电图(ECG)传感器中接收数据，所述至少一个ECG传感器是佩戴在用户的身体上的监测器的一部分；以及响应于MoCG、ECG以及PPG，计算以下中的至少三个:用户的HR、RR、SV、CO、活动程度、Sp02以及PEP。
[0013]在另一方面，本发明涉及一种方法，包括以下步骤:从第一传感器中接收表征在用户的身体(MoCG)内的脉动运动的数据，所述第一传感器是佩戴在用户的身体上的监测器的一部分；单独地根据所接收的数据，为用户计算与心跳相关的参数，包括(i)用户的心率(HR)和活动程度与(ii)用户的呼吸频率(RR)、心搏量(SV)以及心输出量(CO)中的至少一个；以及提供表征与心跳相关的参数的数据。在一个实施方式中，提供数据的步骤包括以下中的至少一个或多个:显示表征与心跳相关的参数的至少一部分数据，将表征与心跳相关的参数的数据的至少一部分传输给远程计算装置，将表征与心跳相关的参数的数据的至少一部分载入存储器内，并且将表征与心跳相关的参数的数据的至少一部分储存到数据存储装置内。在另一个实施方式中，该方法进一步包括以下步骤:从用于测量用户的光电血管容积图(PPG)的至少一个光学传感器中接收数据，所述至少一个光学传感器是佩戴在用户的身体上的监测器的一部分；根据在MoCG中的参考点与在PPG中的参考点之间计算的时间延迟来计算血压(BP);以及提供表征所计算的血压的数据。
[0014]在一个实施方式中，该方法进一步包括单独地使用所测量的PPG计算(i)用户的HR和RR与(ii)用户的血氧合(Sp02)中的至少一个。在另一个实施方式中，该方法进一步包括:从用于测量用户的ECG的至少一个心电图(ECG)传感器中接收数据，所述至少一个ECG传感器是佩戴在用户的身体上的监测器的一部分；以及响应于MoCG、ECG以及PPG，计算以下中的至少三个:用户的册、1^、5￥、0)、活动程度、5?02以及PEP。
[0015]在另一方面，本发明涉及一种储存指令的非暂时性计算机程序产品。在一个实施方式中，该产品包括储存的指令，在由至少一个计算系统的至少一个数据处理器执行时，所述指令产生操作，包括:从第一传感器中接收表征在用户的身体(MoCG)内的脉动运动的数据，所述第一传感器是佩戴在用户的身体上的监测器的一部分；单独地