具有与身体运动脱开的感测元件的生理监测装置的制造方法_5

文档序号:9567873阅读:来源:国知局
感测元件316可以包括上面描述的感测装置16的所有功能。例如,感测元件316可以包括??至少一个能量发射器20 (图3),该能量发射器20构造为将能量引导至耳朵的目标区域;以及至少一个检测器22 (图3),该检测器22构造为检测来自目标区域和/或与目标区域相邻的区域的能量响应信号,如上所描述的,以感测来自对象的身体的生理信号。利用示出的监测装置310的构造,优选地可以将感测元件316偏置,以引导并且/或者检测来自在耳朵的对耳屏与外耳之间的耳朵区域的能量,这是由于已经发现该区域提供了足够高的血液流动信号强度,同时对运动伪影还是弹性。
[0118]在一些实施例中,监测装置310包括信号处理器26 (图3),该信号处理器26构造为接收并且处理由该至少一个检测器22产生的信号。监测装置310可以包括其他部件,诸如,用于该至少一个检测器22的输出的一个或者多个模数转换器(未示出)、用于移除时变环境干扰效应的一个或者多个滤波器(诸如光学滤波器)(未示出)、用于移除在能量响应信号中的运动伪影的一个或者多个模拟和/或数字滤波器等等,如本领域的技术人员可理解的。监测装置3可以包括各种其他装置,诸如,其他类型的生理传感器和环境传感器(未示出)。监测装置310也可以包括用于与远程装置通信的至少一个无线模块(未示出)和/或至少一个存储器存储装置(未示出)。示例性无线模块可以包括无线芯片、天线或者RFID标签。在一些实施例中,无线模块可以包括低范围无线芯片或者芯片组,诸如,Bluetooth?、ANT+、和/或ZigBee芯片。电池(未示出),诸如,锂聚合物电池或者其他便携式电池,可以包括在监测装置310内,并且可以例如经由USB充电端口充电。
[0119]监测装置210和310的小尺寸可以排除用于信号处理电子设备(26)和电池电源的空间。为此,这些监测装置也可以附接/有线连接至容置有必要的电子设备和/或电池电源的另外的结构。各种构造可以用于这些另外的结构,并且是本领域的技术人员所已知的。例如,监测装置210、310可以有线连接至智能手机、无线“大奖章”、和/或用于供电、信号处理或者视听通信的MP3播放器。而且,在图3中示出的电子设备中的至少一些可以位于这种另外的结构中,而不是位于监测装置210、310其自身中。
[0120]现在参考图12和图13,示出了根据本发明的其他实施例的监测装置410。所示出的监测装置410包括构造为固定至对象的附器A (例如,臂、腕、手、手指、脚趾、腿、脚、颈等)的传感器带420以及经由偏置元件412可移动固定至传感器带420的感测元件416。偏置元件412构造为推动感测元件416与附器A的一部分接触。偏置元件412使传感器带420的运动与感测元件416脱开。
[0121 ] 传感器带420具有第一质量,并且感测元件416具有小于第一质量的第二质量。例如,在一些实施例中,传感器带的质量可以比感测元件的质量大至少10%、可以比感测元件的质量大至少20%、可以比感测元件的质量大至少30%、可以比感测元件的质量大至少40%、可以比感测元件的质量大至少50%、可以比感测元件的质量大至少60%、可以比感测元件的质量大至少70%、可以比感测元件的质量大至少80%、可以比感测元件的质量大至少90%、可以比感测元件的质量大至少100%、可以比感测元件的质量大至少200%或者更多等等。通常,传感器带的质量优选地比传感器元件的质量大足够程度,从而使得传感器带用作用于监测装置的主要参考(机械支撑参考)标准。
[0122]感测元件416可以包括上面描述的感测装置16的所有功能。例如,概括地说,感测元件416可以包括:至少一个能量发射器20 (图3),该能量发射器20构造为在附器A的目标区域处引导能量;以及至少一个检测器22 (图3),该检测器22构造为检测来自目标区域和/或与目标区域相邻的区域的能量响应信号,如上所描述的,以感测来自对象的身体的生理信号。在一些实施例中,偏置元件412可以包括构造为检测偏置元件112和/或感测元件116的运动的运动传感器(例如,图3中的24)。
[0123]在一些实施例中,监测装置410包括信号处理器26 (图3),该信号处理器26构造为接收并且处理由该至少一个检测器22产生的信号。监测装置410可以包括其他部件,诸如,用于该至少一个检测器22的输出的一个或者多个模数转换器(未示出)、用于移除时变环境干扰效应的一个或者多个滤波器(诸如光学滤波器)(未示出)、用于移除在能量响应信号中的运动伪影的一个或者多个模拟和/或数字滤波器、无源电子部件等等,如本领域的技术人员可理解的。监测装置410可以包括多个其他装置,诸如,其他类型的生理传感器和环境传感器(未示出)。监测装置410也可以包括用于与远程装置通信的至少一个无线模块(未示出)和/或至少一个存储器存储装置(未示出)。示例性无线模块可以包括无线芯片、天线或者RFID标签。在一些实施例中,无线模块可以包括低范围无线芯片或者芯片组,诸如,Bluetooth?、ANT+、和/或ZigBee芯片。电池(未示出),诸如,锂聚合物电池或者其他便携式电池,可以包括在监测装置410内,并且可以例如经由USB充电端口充电。
[0124]在一些实施例中,导光件及其相关联的光学设备,如图6和图7所示,可以集成到感测元件416 (以及图14中的516)中。如利用上面描述的耳机式监测装置10,感测元件416可以另外地包括构造为主要感测传感器元件416自身的运动的至少一个能量发射器和/或至少一个能量检测器,从而,利用处理器(例如,图3中的26),该运动信号可以为从来自感测元件416收集的生理信号衰减运动噪声提供合适的运动噪声参考。
[0125]在一些实施例中,传感器元件416可以包括顶部分441和相对的底部分443。能量发射器和/或检测器可以位于底部分443上以感测来自戴着监测装置410的对象的附器的生理信息,并且能量发射器和/或检测器可以位于顶部分441上以感测传感器元件416相对于传感器带420、配重422、和/或传感器带420的内表面442的运动。散射在传感器元件416的顶部分441与传感器带420的内表面442之间的能量可以与在这两个表面(S卩,感测元件顶部分441与传感器带内表面442)之间的运动一致,并且如前面提到的,该信息可以用作运动噪声衰减的噪声参考。
[0126]在一些实施例中,发射器和/或检测器可以交替地设置在传感器带420的内表面442上,而不是设置在传感器元件416的顶部分441上,或者,在内表面442与感测元件顶部分441之间可以设置有至少一个发射器和检测器。在另一实施例中,由设置在至少一个面(即,传感器带内表面442、感测元件顶部分441)上的至少一个能量发射器发出的能量在强度上通过在两个部分(即,传感器带内表面442、感测元件顶部分441)之间的运动(位移)来调制,并且通过设置在这两个部分(即,传感器带内表面442、感测元件顶部分441)中的至少一个上的能量检测器来检测。应该注意,关于监测装置10的主体的对应面和感测元件16的对应面,本发明的实施例也同样可以应用至图2的耳机式监测装置10。
[0127]在示出的实施例中,监测装置410可以包括构造为固定至对象的附器A的第二带430,该第二带与传感器带420是相邻、间隔隔开的关系。至少一个连接构件或者桥接件432连接传感器带和第二带。通常,桥接件432的目的是至少部分地使传感器带420与第二带430之间的运动脱开。可以利用多个连接构件432,而没有限制。该至少一个连接构件432可以放置为与感测元件416相隔一定距离,以增加传感器带420与感测元件416的运动的脱开。
[0128]对于总体生理感测,可以不需要添加第二带430 ;然而,具有第二带430却可以帮助进一步使感测元件416与围绕该附器的其他基本电子设备的运动脱开。例如,第二带430可以包含电源(例如,电池等)和各种更重的电子部件。在这种情况下,第二带430可以具有比传感器带420的质量更大的质量,该传感器带420又可以具有比感测元件416的质量更大的质量。在一些实施例中,配重422可以嵌入在传感器带420内或者附接至传感器带420,以帮助将感测元件416保持压入对象的附器A中。
[0129]在一些实施例中,配重422可以位于传感器带420的与感测元件416的面积相对的面积中,在其他实施例中,配重422可以是分布式重量,该重量根据将作为因素计入的距感测元件416的距离的数学函数而分布。作为特定示例,配重422的密度可以与距感测元件416的径向距离成比例,从而使得峰值密度处于传感器带420的与感测元件416的面积相对的面积中。配重422可以是在结构上可以由传感器带422支撑的几乎任何材料。在一些实施例中,配重422可以是用于传感器带420的外壳的更大总质量塑料或者更高密度的塑料。
[0130]在一个或者多个导光件集成到感测元件416中的实施例中,导光件可以通过连接构件432将光传送至第二带430,从而使得发射器和/或检测器电子设备也可以位于第二带430上。这可以进一步减小感测元件416和/或传感器带420的总质量。
[0131]在一些实施例中,一个或者多个运动传感器(例如,图3中的24)可以集成到总带410的多个区域中。例如,一个或者多个运动传感器可以位于传感器带420、第二带430、偏置元件412和/或传感器元件416中。这些区域中的每个区域可以具有不同的运动特性,这取决于用户运动的类型,并且由此产生的运动伪影可以使如由与感测元件416相关联的检测器(例如,图3的22)检测到的生理信号恶化。处理器(例如,图3中的26)可以组合(例如,经由混合、平均、相减、应用变换和/或等等)来自每个运动传感器的信号,以更加有效地描述运动噪声的特征,从而促进更加有效地从由感测元件416的检测器检测到的生理信号衰减运动伪影。而且,因为来自每个运动传感器的运动信号在用户运动期间可以不同,所以处理器可以另外地构造为通过处理来自多个运动传感器的运动信号而识别用户运动的类型。作为具体示例,存在为本领域的技术人员已知的许多示例,来利用特性的多轴线加速计输出信号一一S卩,强度、频率和/或放置在不同位置处的多个加速计的瞬态响应,所述输出信号是在用于描述不同类型的移动的特征的特性运动期间测得的。
[0132]本发明的实施例不限于所示出的传感器带420和第二带430的布置。在本发明的其他实施例中,传感器带420和第二带430相对于彼此的布置可以与在图12中示出的布置不同。在一些实施例中,传感器带420可以附接至一对第二带430,从而使得传感器带定位在每个第二带之间(例如,中心传感器带420,第二带430在传感器带420的一侧上)。根据本发明的实施例,可以利用各种带构造,只要传感器带420和第二带430的重量基本脱开,从而使得带未刚性地联接在一起。
[0133]参考图14和图15,示出了根据本发明的其他实施例的监测装置510。所示出的监测装置510包括构造为固定至对象的附器(例如,臂、腕、手指、脚趾、腿、颈等)的带520。带520包括内表面520a和外表面520b。多个偏置元件512从内表面520a径向向外延伸成间隔隔开的关系,并且构造为与附器接触。感测元件516固定在偏置元件512的一个内。如图15所示出的,感测元件516在偏置元件的一个内凹进,从而使得能量发射器20和检测器22不与附器接触,但是通过偏置元件512相对于附器保持稳定。在另一实施例中,感测元件516可以从偏置元件512向外延伸,从而使得能量发射器20和检测器22与附器接触并且相对于附器保持稳定。
[0134]偏置元件512可以由硅树脂、聚合材料、橡胶、软塑料、其他弹性体材料、或者可以用作缓冲垫的其他可压缩材料形成。在一些情况下下,偏置元件512可以是填有流体的固体元件,或者可以是由一个或者多个可压缩材料、层和/或包覆成型零件构成的异质元件。可以利用各种形状、构造和材料来实施偏置元件512,而没有限制。偏置元件512帮助将感测元件516接近附器(或者抵靠附器)地保持就位。偏置元件512可以具有从约10 (类型00-ASTM D2240)到80 (类型A-ASTM D2240)的硬度计硬度范围以及约20到50邵氏A的硬度范围。可以用作偏置元件512的示例性弹性材料包括但不限于硅树脂(美国密歇根州,米德兰,Dow Corning Corp.)。然而,可以使用各种其他材料。
[0135]感测元件516可以包括上面描述的感测装置16的所有功能。例如,感测元件516可以包括:至少一个能量发射器20 (图3),该能量发射器20构造为在附器的目标区域引导能量;以及至少一个检测器22 (图3),该检测器22构造为检测来自目标区域和/或与目标区域相邻的区域的能量响应信号,如上文所描述的。在一些实施例中,一个或者多个偏置元件512包括构造为检测偏置元件512和/或感测元件516的运动的运动传感器(未示出)。
[0136]在一些实施例中,监测装置510包括信号处理器26 (图3),该信号处理器26构造为接收并且处理由该至少一个检测器22产生的信号。监测装置510可以包括其他部件,诸如,用于该至少一个检测器22的输出的一个或者多个模数转换器(未示出)、用于移除时变环境干扰效应的一个或者多个滤波器(诸如光学滤波器)(未示出)、用于移除在能量响应信号中的运动伪影的一个或
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