BR112020003456A2 - dispositivo de detecção de frequência cardíaca e sistemas e métodos relacionados - Google Patents

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Gerardo Perez-Camargo
Stuart Kyle Neubarth
Mark Alan Donavon
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Société des Produits Nestlé S.A.
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Abstract

A presente invenção refere-se a algumas modalidades que podem incluir um dispositivo para detectar frequência cardíaca. Em diversas modalidades, o dispositivo pode compreender ao menos um sensor capacitivo de deslocamento acoplado a uma tira. Em muitas modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode compreender dois eletrodos. Em algumas modalidades, os dois eletrodos podem compreender um eletrodo de transmissão externo e um eletrodo de recepção interno. Em várias modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode detectar um pulso pela geração de um sinal associado a uma alteração de distância entre a pele de um usuário do dispositivo e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento. Outras modalidades de aparelhos, métodos e sistemas relacionados também são fornecidas.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE DETECÇÃO DE FREQUÊNCIA CARDÍACA E SISTEMAS E MÉTODOS RELACIONADOS".
REFERÊNCIA REMISSIVA A PEDIDOS DE DEPÓSITO CORRELATOS
[001] Este pedido reivindica a prioridade sobre o pedido provisório de patente US n° 62/553202, depositado na sexta-feira, 1 de setembro de 2017, cuja descrição está incorporada neste documento a título de referência.
CAMPO DA TÉCNICA
[002] A presente descrição refere-se, de modo geral, a dispositivos para detectar frequência cardíaca, variabilidade da frequência cardíaca, intervalos entre batimentos cardíacos, frequência respiratória e intervalos respiratórios, e refere-se, mais particularmente, a dispositivos de frequência cardíaca com ao menos um sensor capacitivo de deslocamento.
ANTECEDENTES
[003] De forma semelhante às tendências observadas nas tecnologias de monitoramento da saúde humana e condicionamento físico, estão rapidamente surgindo produtos na categoria de animais de estimação, aproveitando as tecnologias existentes e as emergentes para a obtenção de dados biométricos e comportamentais de um animal individual, os quais podem ser então traduzidos em percepções personalizadas sobre a saúde atual e preditiva do animal. Emoções como medo ou alegria afetam de uma maneira não voluntária a velocidade dos batimentos cardíacos (frequência cardíaca ou FC) e o ritmo cardíaco (tempo entre os batimentos ou variabilidade da frequência cardíaca ou VFC). A detecção de alterações na FC e na VFC ajuda a fornecer informações sobre as alterações no estado emocional dos amimais de estimação. Os donos do animal de estimação querem ter informações sobre o bem-estar de seus animais de estimação quando eles não podem estar juntos. Os donos de animal de estimação podem querer ter informações remotas sobre o estado emocional de seus animais de estimação durante o trabalho ou durante viagens. Os donos de animal de estimação também podem ter informações sobre o bem-estar de seus animais de estimação enquanto o animal de estimação está na tosa, em hotéis para cães ou com um passeador de cães. Além disso, alterações na FC e na respiração podem ajudar a detectar alterações na função cardíaca e na respiração, e essas alterações podem alertar os donos de animal de estimação sobre a necessidade de levar o animal de estimação ao veterinário. A capacidade de se obter dados sobre a frequência cardíaca e a variabilidade da frequência cardíaca de uma pessoa ou animal pode oferecer uma rica fonte de dados para identificar as percepções sobre o humor e a saúde tanto atuais quanto preditivas personalizadas do indivíduo. Embora tenham sido observadas tecnologias atuais que permitem a obtenção de sinais relacionados à frequência cardíaca e à variabilidade da frequência cardíaca com exatidão em animais domésticos quando em repouso, a movimentação ou o movimento do animal introduz componentes de ruído nesses sinais, o que reduz significativamente a exatidão e a confiabilidade disponíveis nos dados. Portanto, há uma necessidade de uma abordagem relacionada à frequência cardíaca e à obtenção de sinais de frequência cardíaca que possa aumentar significativamente a confiabilidade e a exatidão dos dados além da capacidade de outras tecnologias atuais.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[004] A presente descrição refere-se, de modo geral, a dispositivos para detectar frequência cardíaca, variabilidade da frequência cardíaca, intervalos entre batimentos cardíacos, frequência respiratória, e intervalos respiratórios. A descrição refere-se mais particularmente a dispositivos de frequência cardíaca com ao menos um sensor capacitivo de deslocamento.
[005] Uma modalidade compreende um dispositivo para detectar uma frequência cardíaca, sendo que o dispositivo compreende: ao menos um sensor capacitivo de deslocamento acoplado a uma tira, sendo que o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento compreende ao menos dois eletrodos, e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento detecta um pulso pela geração de um sinal associado a uma alteração de distância entre a pele de um usuário do dispositivo e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento.
[006] Uma outra modalidade compreende um sistema para determinar uma frequência cardíaca, sendo que o sistema compreende: ao menos um sensor capacitivo de deslocamento acoplado a uma tira, sendo que o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento compreende ao menos dois eletrodos e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento detecta um ou mais pulsos pela geração de um sinal associado a uma alteração de distância entre a pele de um usuário do sistema e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento; e um processador de sinal que recebe um ou mais sinais do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento, o um ou mais sinais compreendendo informações sobre o um ou mais pulsos, sendo que o processador de sinal detecta, a partir das informações, um ou mais pulsos de pico do um ou mais pulsos e determina uma forma de onda de frequência cardíaca a partir deles.
[007] Uma outra modalidade compreende um método para determinar uma frequência cardíaca que compreende: detectar um ou mais pulsos usando ao menos um sensor capacitivo de deslocamento para gerar um sinal que está relacionado a uma alteração de uma distância entre o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento e a pele de um usuário do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento, sendo que o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento compreende: dois eletrodos que compreendem um eletrodo de transmissão externo; e um eletrodo de recepção interno; e converter um ou mais sinais do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento em uma forma de onda de frequência cardíaca, sendo que o um ou mais sinais compreendem informações sobre o um ou mais pulsos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[008] A Figura 1 ilustra uma vista em elevação frontal de um sistema de computador que é adequado para implementar ao menos parte de um sistema de computador central.
[009] A Figura 2 ilustra um diagrama de blocos representativo dos elementos exemplificadores incluídos nas placas de circuito dentro de um chassi do sistema de computador da Figura 1.
[0010] A Figura 3 ilustra um diagrama de blocos representativo de um sistema, de acordo com uma modalidade.
[0011] A Figura 4 ilustra um diagrama de blocos representativo de uma porção do sistema da Figura 3, de acordo com uma modalidade.
[0012] A Figura 5 ilustra um diagrama de blocos representativo de uma outra porção do sistema da Figura 3, de acordo com uma modalidade.
[0013] A Figura 6 ilustra um fluxograma de um método, de acordo com uma modalidade.
[0014] A Figura 7 ilustra um fluxograma de um método, de acordo com uma modalidade.
[0015] A Figura 8 ilustra um dispositivo de detecção de frequência cardíaca, de acordo com uma modalidade.
[0016] A Figura 9 ilustra gráficos de dados associados a uma modalidade.
[0017] A Figura 10 ilustra um dispositivo de detecção de frequência cardíaca, de acordo com uma outra modalidade.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0018] Para simplicidade e clareza de ilustração, as figuras ilustram o modo geral de construção, e as descrições e os detalhes das características e técnicas bem conhecidas podem ser omitidos para evitar obscurecer desnecessariamente a presente descrição. Adicionalmente, os elementos nas figuras não são necessariamente desenhados em escala. Por exemplo, as dimensões de alguns dos elementos nas figuras podem ser exageradas em relação a outros elementos para ajudar a melhorar a compreensão de modalidades da presente descrição. Os mesmos números de referência em diferentes figuras denotam os mesmos elementos.
[0019] Os termos "primeiro", "segundo", "terceiro", "quarto" e similares na descrição e nas reivindicações, se existirem, são usados para distinguir entre elementos similares e não necessariamente para descrever uma ordem sequencial ou cronológica específica. Deve-se compreender que os termos assim usados são intercambiáveis sob circunstâncias adequadas de modo que as modalidades descritas neste documento sejam, por exemplo, capazes de operar em sequências diferentes das ilustradas neste documento ou de outro modo descritas neste documento. Além disso, os termos "incluir" e "ter" e qualquer variação dos mesmos são destinados a cobrir uma inclusão não exclusiva, de modo que um processo, método, sistema, artigo, dispositivo ou aparelho que compreende uma lista de elementos não esteja necessariamente limitado a esses elementos, mas possa incluir outros elementos não expressamente listados ou inerentes a tal processo, método, sistema, artigo, dispositivo ou aparelho.
[0020] Os termos "esquerda", "direita", "parte frontal", "parte traseira", "topo", "fundo", "acima", "abaixo" e similares na descrição e nas reivindicações, se existirem, são usados para propósitos descritivos e não necessariamente para descrever posições relativas permanentes. Deve-se compreender que os termos assim usados são intercambiáveis sob circunstâncias adequadas de modo que as modalidades do aparelho, métodos e/ou artigos de fabricação descritos neste documento sejam, por exemplo, capazes de operar em outras orientações além das ilustradas neste documento ou descritas de outra forma.
[0021] Os termos "acoplar", "acoplado(a)", "acopla", "acoplamento", e similares devem ser amplamente compreendidos e se referir à conexão de dois ou mais elementos mecanicamente e/ou de outra maneira. Dois ou mais elementos elétricos podem ser acoplados eletricamente entre si, mas podem não ser acoplados mecanicamente ou de outro modo entre si. O acoplamento pode ser para qualquer período de tempo, por exemplo, permanente, semipermanente ou apenas por um instante. "Acoplamento elétrico" e similares devem ser entendidos amplamente e incluem um acoplamento elétrico de todos os tipos. A ausência dos termos "de modo removível", "removível" e similares, próximo à palavra "acoplado" e similares, não significa que o acoplamento etc. em questão seja ou não removível.
[0022] Como definido na presente invenção, o termo "aproximadamente" pode, em algumas modalidades, significar dentro de mais ou menos dez por cento do valor declarado. Em outras modalidades, "aproximadamente" pode significar dentro de mais ou menos cinco por cento do valor declarado. Em modalidades adicionais, "aproximadamente" pode significar dentro de mais ou menos três por cento do valor declarado. Em ainda outras modalidades, "aproximadamente" pode significar dentro de mais ou menos um por cento do valor declarado.
[0023] Algumas modalidades podem incluir um dispositivo para detectar frequência cardíaca. Em diversas modalidades, o dispositivo pode compreender ao menos um sensor capacitivo de deslocamento acoplado a uma tira. Em muitas modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode compreender dois eletrodos. Em algumas modalidades, os dois eletrodos podem compreender um eletrodo de transmissão externo e um eletrodo de recepção interno. Em várias modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode detectar um pulso pela geração de um sinal associado a uma alteração de distância entre a pele de um usuário do dispositivo e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento.
[0024] Algumas modalidades compreendem um sistema. Em muitas modalidades, o sistema pode compreender ao menos um sensor capacitivo de deslocamento acoplado a uma tira. Em algumas modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode compreender dois eletrodos. Em algumas modalidades, os dois eletrodos compreendem um eletrodo de transmissão externo e um eletrodo de recepção interno. Em muitas modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode detectar um pulso pela geração de um sinal associado a uma alteração de distância entre a pele de um usuário do dispositivo e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento. Em muitas modalidades, o sistema pode adicionalmente compreender um processador de sinal que recebe um ou mais sinais do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento, sendo que o um ou mais sinais compreendem informações sobre o um ou mais pulsos, sendo que o processador de sinal detecta, a partir das informações, um ou mais pulsos de pico do um ou mais pulsos e determina uma forma de onda de frequência cardíaca a partir deles.
[0025] Algumas modalidades incluem um método. Em algumas modalidades, um método pode compreender a detecção de um ou mais pulsos usando ao menos um sensor capacitivo de deslocamento para gerar um sinal que está relacionado a uma alteração de uma distância entre o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento e a pele de um usuário do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento. Em muitas modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode compreender dois eletrodos. Em algumas modalidades, os dois eletrodos podem compreender um eletrodo de transmissão externo e um eletrodo de recepção interno. Em algumas modalidades, o método pode adicionalmente compreender a conversão de um ou mais sinais do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento em uma forma de onda de frequência cardíaca, sendo que o um ou mais sinais compreendem informações sobre o um ou mais pulsos.
[0026] Voltando aos desenhos, a Figura 1 ilustra uma modalidade exemplificadora de um sistema de computador 100, sendo que a totalidade ou uma porção deste pode ser adequada para (i) implementar parte ou a totalidade de uma ou mais modalidades das técnicas, métodos e sistemas e/ou (ii) implementar e/ou operar parte ou a totalidade de uma ou mais modalidades dos módulos de armazenamento de memória descritos na presente invenção. Como exemplo, um chassi diferente ou separado de um chassi 102 (e seus componentes internos) pode ser adequado para implementar parte ou a totalidade de uma ou mais modalidades das técnicas, métodos e/ou sistemas descritos na presente invenção. Além disso, um ou mais elementos do sistema de computador 100 (por exemplo, um monitor 106, um teclado 104 e/ou um mouse 110 etc.) também podem ser adequados para implementar parte ou a totalidade de uma ou mais modalidades das técnicas, métodos e/ou sistemas descritos na presente invenção. O sistema de computador 100 pode compreender um chassi 102 que contém uma ou mais placas de circuito (não mostradas), uma porta de Barramento Serial Universal (USB - Universal Serial Bus) 112, uma Memória Somente de Leitura em formato de Disco Compacto (CD-ROM - Compact Disc Read-Only Memory) e/ou unidade de Disco de Vídeo Digital (DVD - Digital Video
Disc) 116 e um disco rígido 114. Um diagrama de blocos representativo dos elementos incluídos nas placas de circuito dentro do chassi 102 é mostrado na Figura 2. Uma unidade central de processamento (CPU - central processing unit) 210 na Figura 2 é acoplada a um barramento do sistema 214 na Figura 2. Em várias modalidades, a arquitetura da CPU 210 pode ser compatível com qualquer uma dentre uma variedade de famílias de arquitetura comercialmente distribuídas.
[0027] Continuando com a Figura 2, o barramento de sistema 214 também é acoplado a uma unidade de armazenamento de memória 208, onde a unidade de armazenamento de memória 208 pode compreender (i) memória volátil (ou seja, transitória), como, por exemplo, memória somente de leitura (ROM - read only memory) e/ou (ii) memória não volátil (ou seja, não transitória), como, por exemplo, memória de acesso aleatório (RAM - random access memory). A memória não volátil pode ser memória não volátil removível e/ou não removível. No entanto, a RAM pode incluir RAM dinâmica (DRAM - dynamic RAM), RAM estática (SRAM - static RAM) etc. Adicionalmente, a ROM pode incluir ROM programada por máscara, ROM programável (PROM), ROM programável somente uma vez (OTP), memória programável apagável somente de leitura (EPROM), ROM programável eletricamente apagável (EEPROM) (por exemplo, ROM eletricamente alterável (EAROM) e/ou memória flash) etc. O(s) módulo(s) de armazenamento de memória das várias modalidades reveladas na presente invenção pode(m) compreender a unidade de armazenamento de memória 208, uma unidade externa de armazenamento de memória (não mostrada), como, por exemplo, uma unidade eletrônica de armazenamento de memória equipada com USB acoplada à porta de barramento serial universal (USB) 112 (Figuras 1 a 2), disco rígido 114 (Figuras 1 a 2), uma unidade de CD-ROM e/ou DVD para uso com uma unidade de CD-ROM e/ou DVD 116 (Figuras 1 a 2), disquete para uso com uma unidade de disquete (não mostrado), um disco óptico (não mostrado), um disco magneto-óptico (agora mostrado), fita magnética (não mostrada) etc. Adicionalmente, o(s) módulo(s) de armazenamento de memória não volátil ou não transitória referem-se às porções do(s) módulo(s) de armazenamento de memória que são memória não volátil (ou seja, não transitória).
[0028] Em vários exemplos, as porções do(s) módulo(s) de armazenamento de memória das várias modalidades reveladas na presente invenção (por exemplo, as porções dos módulo(s) de armazenamento de memória não volátil) podem ser codificadas com uma sequência de código de boot adequada para restaurar o sistema de computador 100 (Figura 1) para um estado funcional após uma reinicialização do sistema. Além disso, as porções do(s) módulo(s) de armazenamento de memória das várias modalidades reveladas na presente invenção (por exemplo, as porções do(s) módulo(s) de armazenamento de memória não volátil) podem compreender microcódigo como um Sistema Básico de Entrada-Saída ("BIOS" - Basic Input-Output System) operável com o sistema de computador 100 (Figura 1). Nos mesmos exemplos ou em exemplos diferentes, as porções do(s) módulo(s) de armazenamento de memória das várias modalidades reveladas na presente invenção (por exemplo, as porções do(s) módulo(s) de armazenamento de memória não volátil) podem compreender um sistema operacional, que pode ser um programa de software que gerencia os recursos de hardware e software de um computador e/ou uma rede de computadores. O BIOS pode inicializar e testar componentes do sistema de computador 100 (Figura 1), bem como carregar o sistema operacional. No entanto, o sistema operacional pode desempenhar tarefas básicas como, por exemplo, controlar e alocar memória, priorizar o processamento de instruções, controlar dispositivos de entrada e saída, facilitar a comunicação por rede e gerenciar arquivos. Sistemas operacionais exemplificadores podem compreender um dos seguintes: (i) Sistema operacional (OS) Microsoft® Windows® da Microsoft Corp. de Redmond, Washington, Estados Unidos da América, (ii) Mac® OS X da Apple Inc. de Cupertino, Califórnia, Estados Unidos da América, (iii) UNIX® OS, e (iv) Linux® OS. Sistemas operacionais adicionalmente exemplificadores podem compreender um dos seguintes: (i) o sistema operacional iOS® da Apple Inc. de Cupertino, Califórnia, Estados Unidos da América, (ii) o sistema operacional Blackberry® da Research In Motion (RIM) de Waterloo, Ontário, Canadá, (iii) o sistema operacional WebOS da LG Electronics de Seul, Coreia do Sul, (iv) o sistema operacional Android™ desenvolvido pela Google, de Mountain View, Califórnia, Estados Unidos da América, (v) o sistema operacional Windows Mobile™ da Microsoft Corp. de Redmond, Washington, Estados Unidos da América, ou (vi) o sistema operacional Symbian™ da Accenture PLC de Dublin, Irlanda.
[0029] Como usado na presente invenção, "processador" e/ou "módulo de processamento" significa qualquer tipo de circuito de computação, por exemplo, mas não se limitando a um microprocessador, um microcontrolador, um controlador, um microprocessador de computação de conjunto de instruções complexas (CISC - complex instruction set computing), um microprocessador de computação de conjunto de instruções reduzidas (RISC - reduced instruction set computing), um microprocessador de palavras de instrução muito longas (VLIW - very long instruction word), um processador gráfico, um processador de sinal digital, ou qualquer outro tipo de processador ou circuito de processamento capaz de realizar as funções desejadas. Em alguns exemplos, o um ou mais módulos de processamento das várias modalidades reveladas na presente invenção podem compreender uma CPU 210.
[0030] Na modalidade representada na Figura. 2, vários dispositivos de E/S, como um controlador de disco 204, um adaptador gráfico 224, um controlador de vídeo 202, um adaptador de teclado 226, um adaptador de mouse 206, um adaptador de rede 220 e outros dispositivos de E/S 222 podem ser acoplados ao barramento do sistema 214. Um adaptador de teclado 226 e um adaptador de mouse 206 são acoplados ao teclado 104 (Figuras 1 a 2) e ao mouse 110 (Figuras 1 a 2), respectivamente, do sistema de computador 100 (Figura 1). Embora o adaptador gráfico 224 e o controlador de vídeo 202 sejam indicados como unidades distintas na Figura 2, o controlador de vídeo 202 pode ser integrado ao adaptador gráfico 224, ou vice-versa, em outras modalidades. Um controlador de vídeo 202 é adequado para o monitor 106 (Figuras 1 a 2) para exibir imagens em uma tela 108 (Figura 1) do sistema de computador 100 (Figura 1). Um controlador de disco 204 pode controlar o disco rígido 114 (Figuras 1 a 2), a porta USB 112 (Figuras 1 a 2) e a unidade de CD-ROM 116 (Figuras 1 a 2). Em outras modalidades, unidades distintas podem ser usadas para controlar cada um destes dispositivos separadamente.
[0031] Um adaptador de rede 220 pode ser adequado para conectar o sistema de computador 100 (Figura 1) a uma rede de computadores por comunicação com fio (por exemplo, um adaptador de rede com fio) e/ou comunicação sem fio (por exemplo, um adaptador de rede sem fio). Em algumas modalidades, o adaptador de rede 220 pode ser conectado ou acoplado a uma porta de expansão (não mostrada) no sistema de computador 100 (Figura 1). Em outras modalidades, o adaptador de rede 220 pode ser construído no sistema de computador 100 (Figura 1). Por exemplo, o adaptador de rede 220 pode ser construído no sistema de computador 100 (Figura 1) ao ser integrado ao conjunto de chips da placa-mãe (não mostrado), ou implementado por meio de um ou mais chips de comunicação dedicados (não mostrados), conectado através de um PCI (interconector de componentes periféricos) ou um barramento de PCI Express do sistema de computador 100 (Figura 1) ou porta USB 112 (Figura 1).
[0032] Voltando agora à Figura 1, embora muitos outros componentes do sistema de computador 100 não sejam mostrados, tais componentes e sua interconexão são bem conhecidos dos versados na técnica. Consequentemente, outros detalhes referentes à construção e à composição do sistema de computador 100 e das placas de circuito dentro do chassi 102 não são discutidos neste documento.
[0033] No entanto, quando o sistema de computador 100 está em funcionamento, instruções de programa (por exemplo, instruções de computador), armazenadas em um ou mais do(s) módulo(s) de armazenamento de memória das várias modalidades reveladas na presente invenção, podem ser executadas pela CPU 210 (Figura 2). Ao menos uma porção das instruções de programa, armazenadas nesses dispositivos, pode ser adequada para realizar ao menos parte das técnicas e métodos descritos na presente invenção.
[0034] Adicionalmente, embora o sistema de computador 100 seja ilustrado como um computador do tipo desktop na Figura 1, pode haver exemplos em que o sistema de computador 100 pode assumir um fator de forma diferente, embora ainda tenha elementos funcionais similares àqueles descritos para o sistema de computador 100. Em algumas modalidades, o sistema de computador 100 pode compreender um único computador, um único servidor, ou um grupo ou conjunto de computadores ou servidores, ou uma nuvem de computadores ou servidores. Tipicamente, um grupo ou conjunto de servidores pode ser utilizado quando a demanda pelo sistema de computador 100 excede a capacidade razoável de um único servidor ou computador. Em certas modalidades, o sistema de computador 100 pode compreender um computador portátil, como um computador do tipo laptop. Em certas outras modalidades, o sistema de computador 100 pode compreender um dispositivo eletrônico móvel, por exemplo, um smartphone. Em certas modalidades adicionais, o sistema de computador 100 pode compreender um sistema integrado.
[0035] Passando agora aos desenhos, a Figura 3 ilustra um diagrama de blocos representativo de um sistema 300, de acordo com uma modalidade. O sistema 300 é meramente exemplificador e as modalidades do sistema não estão limitadas às modalidades apresentada na presente invenção. O sistema 300 pode ser empregado em muitas diferentes modalidades ou exemplos não especificamente ilustrados ou descritos na presente invenção. Em algumas modalidades, certos elementos ou módulos do sistema 300 podem desempenhar vários métodos e/ou atividades desses métodos. Nessa ou em outras modalidades, os métodos e/ou as atividades dos métodos podem ser realizados por outros elementos ou módulos adequados do sistema
300.
[0036] De modo geral, portanto, o sistema 300 pode ser implementado com hardware e/ou software, conforme descrito na presente invenção. Em algumas modalidades, parte ou a totalidade o hardware e/ou software pode ser convencional, ao passo que nessas ou em outras modalidades, parte ou a totalidade do hardware e/ou software pode ser customizada (por exemplo, otimizada) para implementar parte ou a totalidade das funcionalidades do sistema 300 descritas na presente invenção.
[0037] Em diversas modalidades, o sistema 300 pode compreender um sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e um sistema de exibição 360. Em algumas modalidades, o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e o sistema de exibição 360 podem ser, cada um, um sistema de computador 100 (Figura 1), conforme descrito acima, e podem ser, cada um, um único computador, um único servidor, ou um grupo ou conjunto de computadores ou servidores. Em muitas modalidades, o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 pode compreender o dispositivo 800 (Figura 8).
[0038] Em muitas modalidades, o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e/ou o sistema de exibição 360 podem, cada um, compreender um ou mais dispositivos de entrada (por exemplo, um ou mais teclados, um ou mais blocos de teclas, um ou mais dispositivos apontadores, por exemplo, um mouse de computador ou mouses de computador, uma ou mais telas sensíveis ao toque, um microfone etc.) e/ou podem, cada um, compreender um ou mais dispositivos de exibição (por exemplo, um ou mais monitores, uma ou mais telas sensíveis ao toque, projetores etc.). Nessas ou em outras modalidades, um ou mais dos dispositivos de entrada podem ser similares ou idênticos ao teclado 104 (Figura 1) e/ou a um mouse 110 (Figura 1). Adicionalmente, um ou mais dos dispositivos de exibição podem ser similares ou idênticos ao monitor 106 (Figura 1) e/ou à tela 108 (Figura 1). Os(s) dispositivo(s) de entrada e o(s) dispositivo(s) de exibição pode(m) ser acoplado(s) ao(s) módulo(s) de processamento e/ou ao(s) módulo(s) de armazenamento de memória do sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e/ou do sistema de exibição 360 por um meio com fio e/ou um meio sem fio, e o acoplamento pode ser direto e/ou indireto, bem como local e/ou remoto. Como um exemplo de um meio indireto (que também pode ou não pode ser um meio remoto), uma chave de teclado-vídeo-mouse (KVM - keyboard-video-mouse) pode ser utilizada para acoplar o(s) dispositivo(s) de entrada e o(s) dispositivo(s) de exibição ao(s) módulo(s) de processamento e/ou ao(s) módulo(s) de armazenamento de memória. Em algumas modalidades, a chave KVM também pode fazer parte do sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e/ou do sistema de exibição 360. De maneira similar, o(s)
módulo(s) de processamento e o(s) módulo(s) de armazenamento de memória podem ser locais e/ou remotos um em relação ao outro.
[0039] Em muitas modalidades, o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e/ou o sistema de exibição 360 podem ser configurados para se comunicarem com um ou mais computadores de usuário (não mostrados). Em algumas modalidades, o sistema de detecção de frequência cardíaca e/ou o sistema de exibição 360 podem se comunicar ou realizar interface (ou seja, interagir) com um ou mais computadores de cliente através de uma rede 330. Em algumas modalidades, a rede 330 pode ser uma internet, ou uma intranet que não está aberta ao público. Consequentemente, em muitas modalidades, o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e/ou o sistema de exibição 360 (e/ou o software utilizado por esses sistemas) podem se referir a um back end do sistema 300 operado por um operador e/ou administrador do sistema 300, e os computadores de usuário (e/ou o software utilizado por esses sistemas) podem se referir a um front end do sistema 300 utilizado por um ou mais usuários 350, respectivamente. Nessas ou em outras modalidades, o operador e/ou administrador do sistema 300 pode gerenciar o sistema 300, o(s) módulo(s) de processamento do sistema 300 e/ou o(s) módulo(s) de armazenamento de memória do sistema 300 usando o(s) dispositivo(s) de entrada e/ou o(s) dispositivo(s) de exibição do sistema 300.
[0040] No entanto, em muitas modalidades, o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e/ou o sistema de exibição 360 também podem ser configurados para se comunicarem com uma ou mais bases de dados. A uma ou mais bases de dados podem ser armazenadas em um ou mais módulos de armazenamento de memória (por exemplo, módulo(s) de armazenamento de memória não transitória), os quais podem ser similares ou idênticos ao um ou mais módulo(s) de armazenamento de memória (por exemplo, módulo(s) de armazenamento de memória não transitória) descritos acima com relação ao sistema de computador 100 (Figura 1). Também, em algumas modalidades, para qualquer base de dados em particular da uma ou mais bases de dados, aquela base de dados em particular pode ser armazenada em um único módulo de armazenamento de memória do(s) módulo(s) de armazenamento de memória e/ou o(s) módulo(s) de armazenamento de memória não transitória, que armazenam a uma ou mais bases de dados ou o conteúdo daquela base de dados em particular, pode(m) ser espalhado(s) ao longo de diversos do(s) módulo(s) de armazenamento de memória e/ou do(s) módulo(s) de armazenamento de memória não transitória que armazenam a uma ou mais bases de dados, dependendo do tamanho da base de dados em particular e/ou da capacidade de armazenamento do(s) módulo(s) de armazenamento de memória e/ou do(s) módulo(s) de armazenamento de memória não transitória.
[0041] A uma ou mais bases de dados podem, cada uma, compreender um conjunto estruturado (por exemplo, indexado) de dados e podem ser gerenciadas por quaisquer sistemas adequados de gerenciamento de base de dados configurados para definir, criar, consultar, organizar, atualizar e gerenciar base(s) de dados. Sistemas exemplificadores de gerenciamento de base de dados podem incluir a base de dados MySQL (Linguagem de Consulta Estruturada - Structured Query Language), a base de dados PostgreSQL, a base de dados Microsoft SQL Server, a base de dados Oracle, a base de dados SAP (Sistemas, Aplicações e Produtos - Systems, Applications, & Products) e a base de dados IBM DB2.
[0042] No entanto, a comunicação entre o sistema de detecção de frequência cardíaca 320, o sistema de exibição 360 e/ou a uma ou mais bases de dados pode ser implementada usando qualquer forma adequada de comunicação com fio e/ou sem fio. Consequentemente,
o sistema 300 pode compreender quaisquer componentes de software e/ou hardware configurados para implementar a comunicação com fio e/ou sem fio.
Adicionalmente, a comunicação com fio e/ou sem fio pode ser implementada usando qualquer topologia ou qualquer combinação de topologias de rede de comunicação com fio e/ou sem fio (por exemplo, anel, linha, árvore, barramento, malha, estrela, daisy chain, híbrido etc.) e/ou protocolos (por exemplo, protocolo(s) de rede de área pessoal ("PAN" - personal area network), protocolo(s) de rede de área local ("LAN" - local area network), protocolo(s) de rede de área ampla ("WAN" - wide area network), protocolo(s) de rede de celulares, protocolo(s) de rede de energia etc.). Protocolo(s) PAN exemplificadores podem compreender Bluetooth, Zigbee, barramento serial universal (USB) sem fio, Z-Wave etc.; protocolo(s) LAN e/ou WAN exemplificadores podem compreender o Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE - Institute of Electrical and Electronic Engineers) 802.3 (também conhecido como Ethernet), IEEE 802.11 (também conhecido como WiFi) etc.; e protocolo(s) de rede de celulares sem fio exemplificadores podem compreender Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM - Global System for Mobile Communications), Serviços Gerais de Pacotes por Rádio (GPRS - General Packet Radio Service), Acesso Múltiplo por Divisão de Código (CDMA - Code Division Multiple Access), Evolução de Dados Optimizados (EV-DO - Evolution-Data Optimized), Taxas de Dados Ampliadas para a Evolução do GSM (EDGE - Enhanced Data Rates for GSM Evolution), Sistema de Comunicações Móvel e Universal (UMTS - Universal Mobile Telecommunications System), Telecomunicações Sem Fio Digitais Aprimoradas (DECT - Digital Enhanced Cordless Telecommunications), AMPS Digital (IS- 136/Acesso Múltiplo por Divisão de Tempo ("TDMA" - Time Division Multiple Access)), Rede Digital Aprimorada Integrada ("iDEN" -
Integrated Digital Enhanced Network), Acesso de Pacote de Alta Velocidade Evoluído ("HSPA+" - Evolved High-Speed Packet Access), Evolução de Longo Prazo ("LTE" - Long-Term Evolution), WiMAX etc. O software e/ou hardware de comunicação específico implementado pode depender das topologias de rede e/ou protocolos implementados, e vice-versa. Em muitas modalidades, um hardware de comunicação exemplificador pode compreender hardware de comunicação com fio que inclui, por exemplo, um ou mais barramentos de dados, como, por exemplo, barramento(s) serial(ais) universal(ais), um ou mais cabos de comunicação por rede, como, por exemplo, cabo(s) coaxial(ais), cabo(s) de fibra óptica e/ou cabo(s) de par trançado, qualquer outro cabo de dados adequado, etc. Adicionalmente, um hardware de comunicação exemplificador pode compreender hardware de comunicação sem fio que inclui, por exemplo, um ou mais transceptores de rádio, um ou mais transceptores de infravermelho etc. Um hardware de comunicação exemplificador adicional pode compreender um ou mais componentes de comunicação por rede (por exemplo, componentes de modulador-desmodulador, componentes de porta de conexão, etc.)
[0043] Continuando nos desenhos, a Figura 8 ilustra um dispositivo 800 para detectar frequência cardíaca. Em muitas modalidades, o dispositivo 800 pode compreender ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 acoplado a uma tira 809. Em algumas modalidades, a tira 809 pode compreender ao menos um entre um arnês, uma cinta, um colete, uma coleira, ou uma peça de vestuário. Em algumas modalidades, a tira 809 pode ser configurada para ser usada sobre a pele de um animal (por exemplo, um colete usado por um cão). Em muitas modalidades, ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 pode compreender dois eletrodos. Em algumas modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode compreender mais que dois eletrodos.
Em muitas modalidades, os dois eletrodos podem compreender um eletrodo de transmissão externo 811 e um eletrodo de recepção interno
813. Em algumas modalidades, os dois eletrodos podem compreender um primeiro eletrodo configurado para transmitir um ou mais sinais e um segundo eletrodo configurado para receber um ou mais sinais. Em algumas modalidades, o eletrodo de transmissão externo 811 e o eletrodo de recepção interno 813 podem ser concêntricos. Em algumas modalidades, o eletrodo de transmissão externo 811 e o eletrodo de recepção interno 813 podem ser círculos concêntricos. Em outras modalidades, o eletrodo de transmissão externo 811 e o eletrodo de recepção interno 813 podem ser lineares com seus centros geométricos alinhados juntos. Em várias modalidades, o dispositivo 800 pode compreender mais que um sensor capacitivo de deslocamento que pode ser colocado em intervalos aproximadamente equidistantes ao longo da tira 809. Em algumas modalidades, ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 pode adicionalmente compreender um eletrodo terra. Em diversas modalidades, ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 pode compreender ao menos um eletrodo de transmissão externo 811 e mais que um eletrodo de recepção interno
813.
[0044] Em muitas modalidades, ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 pode detectar um pulso pela geração de um sinal associado a uma alteração de distância entre a pele de um usuário do dispositivo e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento. Em algumas modalidades, ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 pode detectar uma frequência cardíaca, um intervalo entre batimentos cardíacos, uma frequência respiratória e/ou um intervalo respiratório pela geração de um sinal associado a uma alteração de distância entre a pele de um usuário (por exemplo, o usuário 350 (Figura 3) ou um animal de estimação do usuário 350
(Figura 3)) do dispositivo 800 e ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807. Em algumas modalidades, o usuário pode ser um cão ou um gato, ou outro animal de estimação e/ou animal similar. Em algumas modalidades, a variabilidade da frequência cardíaca pode ser determinada pela medição de um tempo entre batimentos cardíacos do usuário do dispositivo 800. Conforme adicionalmente discutido abaixo, em muitas modalidades, um processador (por exemplo, o processador 526 (Figura 5)) pode ser utilizado para processar o sinal gerado por ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 para extrair informações associadas à frequência cardíaca e/ou à respiração do usuário (por exemplo, o usuário 350 (Figura 3)) (por exemplo, frequência cardíaca, intervalo entre batimentos cardíacos, frequência respiratória e/ou intervalo respiratório).
[0045] Em muitas modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode medir a alteração em uma distância entre o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento e a pele de um usuário do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pela detecção da proximidade capacitiva. Com relação à Figura 10, o dispositivo 1000 pode ser um dispositivo de detecção de frequência cardíaca. Em algumas modalidades, o dispositivo 1000 pode ser similar ao dispositivo 800 (Figura 8). Em muitas modalidades, o dispositivo 1000 pode compreender ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 1007. Em muitas modalidades, ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 1007 pode compreender ao menos um eletrodo de transmissão externo 1011 e ao menos um eletrodo de recepção interno
1013. Em muitas modalidades, o eletrodo de transmissão externo 1011 pode ser similar ao eletrodo de transmissão externo 811 (Figura 8) e o eletrodo de transmissão interno 1013 pode ser similar ao eletrodo de transmissão interno 813 (Figura 8).
[0046] Em algumas modalidades, uma fonte de energia pode fornecer tensão de excitação de CA 1003 aplicada ao eletrodo de transmissão externo 1011. Em algumas modalidades, um conversor de capacitância para digital pode compreender a fonte de energia para tensão de excitação de CA 1003 e um conversor analógico/digital 1009. Em muitas modalidades, a resolução de capacitância do conversor de capacitância para digital pode ser de aproximadamente 164 femtofarads.
Em várias modalidades, o consumo de energia do conversor de capacitância para digital pode ser de aproximadamente 700 microamperes a 3,3 volts.
Em muitas modalidades, o eletrodo de recepção interno 1013 pode receber um sinal do eletrodo de transmissão externo 1011 devido ao acoplamento capacitivo entre o eletrodo de transmissão externo 1011 e o eletrodo de recepção interno 1013. Conforme um objeto 1019 (por exemplo, a pele do usuário ou pessoa que veste a peça se eleva durante um batimento cardíaco ou pulso) se aproxima do eletrodo de transmissão externo 1011 do dispositivo e do eletrodo de recepção interno 1013, o acoplamento capacitivo pode desviar o sinal na direção oposta ao eletrodo de recepção interno 1013. Em muitas modalidades, o desvio do sinal na direção oposta ao eletrodo de recepção interno 1013 pode fazer com que a amplitude do sinal seja reduzida.
Em diversas modalidades, um sinal pode ser produzido com base ao menos em parte em uma alteração na distância devido parcialmente ao desvio do sinal na direção oposta ao eletrodo de recepção interno 1013. Em algumas modalidades, a alteração na distância pode ser de aproximadamente 0,01 centímetro (cm) até aproximadamente 3 cm.
Em algumas modalidades, um pulso da artéria carótida pode causar a dilação da superfície da artéria, o que pode resultar em uma elevação de aproximadamente 0,01 cm sobre a pele de um animal.
Em muitas modalidades, a alteração na distância pode depender ao menos parcialmente do tamanho do animal, da raça do animal e/ou do tipo de pelagem do animal.
Em muitas modalidades, o sinal gerado pode ser convertido em um sinal digital de saída 1005.
[0047] Voltando à Figura 8, em diversas modalidades, ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 pode ser colocado no pescoço de um usuário (por exemplo, o usuário 350 (Figura 3)) e próximo a uma artéria carótida do usuário (por exemplo, o usuário 350 (Figura 3)). Em muitas modalidades, ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 não toca a pele do usuário. Em muitas modalidades, ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 é um sensor de deslocamento sem contato. Em algumas modalidades, ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 pode ser colocado no tórax do usuário (por exemplo, o usuário 350 (Figura 3)).
[0048] Em várias modalidades, o dispositivo 800 pode adicionalmente compreender uma matriz de sensores capacitivos. Em muitas modalidades, a matriz de sensores capacitivos pode compreender ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807. Em algumas modalidades, a matriz de sensores capacitivos pode compreender ao menos dois sensores capacitivos de deslocamento. Em algumas modalidades, a matriz de sensores capacitivos pode compreender uma matriz linear. Em algumas modalidades, a matriz de sensores capacitivos pode compreender uma matriz bidimensional (por exemplo, sobre uma superfície interna de um colete).
[0049] Em muitas modalidades, o dispositivo 800 pode adicionalmente compreender um ou mais sensores de inércia. Em algumas modalidades, o um ou mais sensores de inércia podem detectar uma movimentação gerada por um movimento do usuário (por exemplo, o usuário 350 (Figura 3)) do dispositivo. Em algumas modalidades, o movimento do usuário (por exemplo, o usuário 350 (Figura 3)) pode estar associado à caminhada, corrida ou qualquer outro movimento corporal do usuário que não está associado à respiração. Em algumas modalidades, ao menos uma porção do um ou mais sensores de inércia pode ser colocalizada com ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807. Como um exemplo, em algumas modalidades, ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 e a ao menos uma porção do um ou mais sensores de inércia podem estar localizadas no lado esquerdo do tórax do usuário (por exemplo, o usuário 350 (Figura 3)) e/ou uma outra porção do um ou mais sensores de inércia e um sensor capacitivo de deslocamento diferente podem estar localizados no lado direito do tórax do usuário (por exemplo, o usuário 350 (Figura 3)) para equilibrar o peso da tira no usuário.
[0050] Voltando ao sistema de detecção de frequência cardíaca 320 na Figura 5, em muitas modalidades, o sinal de saída de ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 (Figura 8) pode ser uma forma de onda. Em muitas modalidades, a forma de onda pode compreender informações associadas à frequência cardíaca e/ou à respiração do usuário (por exemplo, o usuário 350 (Figura 3)) (por exemplo, a frequência cardíaca, o intervalo entre batimentos cardíacos, a frequência respiratória e/ou o intervalo respiratório). Em algumas modalidades, o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 pode compreender um ou mais eletrodos 522 (por exemplo, o eletrodo de transmissão externo 811 e o eletrodo de recepção interno 813 (Figura 8)), o conversor 524, o processador 526 e o comunicador
528.
[0051] Em algumas modalidades, o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 (Figura 5) pode processar o sinal gerado pelo ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 (Figura 8), de acordo com um método 600 (Figura 6). Discutindo as Figuras 6 e 9 juntas, em muitas modalidades, o método 600 pode processar o sinal gerado pelo ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 (Figura 8).
[0052] A Figura 9 ilustra 7 gráficos que representam aproximadamente 20 segundos de dados capturados pelo ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 (Figura 8). Em muitas modalidades, o sinal de saída do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 (Figura 8) compreende uma representação digital (por exemplo, numérica) de um valor de capacitância detectado pelos eletrodos (por exemplo, o eletrodo de transmissão externo 811 e o eletrodo de recepção interno 813 (Figura 8) conforme enviado na atividade 605 (Figura 6). Esse sinal de saída pode ser bruto ou não processado e compreende informações relacionadas à respiração e aos batimentos cardíacos do cão. O gráfico 1 na Figura 9 ilustra a saída de atividade 605.
[0053] Voltando aos desenhos, a Figura 6 ilustra um fluxograma de um método 600, de acordo com uma modalidade. O método 600 é meramente exemplificador e não está limitado às modalidades apresentadas na presente invenção. O método 600 pode ser empregado em várias modalidades ou exemplos diferentes não especificamente ilustrados ou descritos na presente invenção. Em algumas modalidades, o dispositivo de detecção de frequência cardíaca 800 (Figura 8) e/ou o dispositivo 1000 (Figura 10) podem ser utilizados em associação com o método 600. Em algumas modalidades, as atividades do método 600 podem ser realizadas na ordem apresentada. Em outras modalidades, as atividades do método 600 podem ser realizadas em qualquer ordem adequada. Em ainda outras modalidades, uma ou mais das atividades do método 600 podem ser combinadas ou ignoradas. Em muitas modalidades, o sistema 300 (Figura 3) pode ser adequado para realizar o método 600 e/ou uma ou mais das atividades do método 600. Nessas ou em outras modalidades, uma ou mais das atividades do método 600 podem ser implementadas como uma ou mais instruções de computador configuradas para serem executadas em um ou mais módulos de processamento e configuradas para serem armazenadas em um ou mais módulos de armazenamento de memória não transitória 412, 422 e/ou 462 (Figura 4). Esses módulos de armazenamento de memória não transitória podem fazer parte de um sistema de computador como o sistema de dispositivo de frequência cardíaca 320 (Figuras 3 e 4) e/ou o sistema de exibição 360 (Figuras 3 e 4). O(s) módulo(s) de processamento pode(m) ser similar(es) ou idêntico(s) ao(s) módulo(s) de processamento descrito(s) acima com relação ao sistema de computador 100 (Figura 1).
[0054] Em muitas modalidades, o método 600 pode compreender uma atividade 610 de filtragem do sinal da atividade 605 com um filtro passa-alta. Em algumas modalidades, o filtro passa-alta pode compreender uma frequência de corte de aproximadamente 1 Hertz (Hz). Em muitas modalidades, a atividade 610 pode remover sinais de movimento lento, por exemplo sinais gerados pela respiração, a fim de remover um deslocamento a partir dos dados gerados pela atividade 605. O gráfico 2 (Figura 9) ilustra a saída da atividade 610.
[0055] Em várias modalidades, o método 600 pode adicionalmente compreender uma atividade 615 de filtragem do sinal por meio de um filtro passa-baixa. Em muitas modalidades, a atividade 615 pode compreender a remoção de ruído de alta frequência usando o filtro passa-baixa. Em algumas modalidades, uma frequência de corte do filtro passa-baixa pode ser de aproximadamente 10 Hz. O gráfico 3 (Figura 9) ilustra a saída da atividade 615. Em algumas modalidades, a sequência de atividades 610 e 615 é invertida.
[0056] Em diversas modalidades, o método 600 pode adicionalmente compreender uma atividade 620 de processamento do sinal para restaurar uma linha de base. Em algumas modalidades, a atividade 620 pode compreender o processamento do sinal para definir uma linha de base numérica igual a zero. Em várias modalidades, a atividade 620 pode usar um algoritmo de restauração de linha de base
(por exemplo, restauração de DC). Em algumas modalidades, pode ser utilizado o seguinte algoritmo (em código PYTHON), sendo que y_bp é o sinal de entrada e y_dcr é o sinal de saída: #dc restore baseline = np.zeros(len(y_bp)) y_dcr = np.zeros(len(y_bp)) dcr = np.mean(y_bp) decay_rate = 0.96 for i in range(len(y_bp)): if (y_bp[i] < dcr): dcr = y_bp[i] baseline[i] = dcr y_dcr[i] = y_bp[i] - dcr dcr = dcr*decay_rate
[0057] Em algumas modalidades, esse processamento pode enfatizar um ou mais picos no sinal que podem ocorrer devido aos batimentos cardíacos. O gráfico 4 (Figura 9) ilustra a saída da atividade
620.
[0058] Em diversas modalidades, o método 600 pode adicionalmente compreender uma atividade 625 para detectar um ou mais batimentos cardíacos e rejeitar ruído pelo processamento do sinal com um algoritmo de "detecção de pico com vazamento". Em muitas modalidades, pode ser utilizado o seguinte algoritmo (em código PYTHON), sendo que y_dcr é a entrada e y_pdl é a saída: #peak detection, leaky pd_decay = 0.96 pdl = min(y_dcr) y_pdl = np.zeros(len(y_dcr)) for i in range(len(y_pdl)):
if (y_dcr[i] > pdl): pdl = y_dcr[i] y_pdl[i] = pdl pdl = pdl*pd_decay
[0059] O gráfico 5 (Figura 9) ilustra a saída da atividade 625.
[0060] Em algumas modalidades, o método 600 também pode compreender a atividade 630 de determinação de um limiar e detecção de um batimento cardíaco. Em muitas modalidades, para detectar batimentos cardíacos a partir do sinal do gráfico 5 (Figura 9), a atividade 630 pode compreender a determinação de um valor limiar como a média do sinal. O valor limiar pode ser mostrado como a linha tracejada no gráfico 5 (Figura 9). Em muitas modalidades, um batimento cardíaco pode ser detectado quando o sinal possui uma borda em elevação que cruza o valor limiar (ou seja, a linha tracejada). O gráfico 6 (Figura 9) ilustra a saída da atividade
630. Como mostrado no gráfico 6 (Figura 9), cada pico vertical indica um batimento cardíaco detectado. O sinal no gráfico 6 (Figura 9) pode ser utilizado para medir a variação entre batimentos. Em algumas modalidades, a atividade 600 também pode compreender a atividade 635 de exibição do batimento cardíaco.
[0061] Em muitas modalidades, para verificar se o dispositivo de detecção de batimentos cardíacos (por exemplo, o dispositivo 800 (Figura 8)) está detectando corretamente os batimentos cardíacos do usuário (por exemplo, o usuário 350 (Figura 3)), um ou mais batimentos cardíacos de um monitor de frequência cardíaca baseado em eletrocardiograma (ECG) podem ser coletados simultaneamente com o sinal capacitivo. O um ou mais batimentos cardíacos registrados a partir do monitor baseado em ECG são ilustrados no gráfico 7 (Figura 9). No caso desse conjunto de dados de aproximadamente 20 segundos, o tempo dos batimentos cardíacos detectados pelo dispositivo de detecção de batimentos cardíacos (por exemplo, o dispositivo 800 (Figura 8)) no gráfico 6 corresponde ao tempo dos batimentos cardíacos do monitor baseado em ECG no gráfico 7 (Figura 9).
[0062] Continuando nos desenhos, a Figura 7 ilustra um fluxograma de um método 700, de acordo com uma modalidade. O método 700 é meramente exemplificador e não está limitado às modalidades apresentadas na presente invenção. O método 700 pode ser empregado em várias modalidades ou exemplos diferentes não especificamente ilustrados ou descritos na presente invenção. Em algumas modalidades, o dispositivo de detecção de frequência cardíaca 800 (Figura 8) pode ser utilizado em associação com o método 700. Em algumas modalidades, as atividades do método 700 podem ser realizadas na ordem apresentada. Em outras modalidades, as atividades do método 700 podem ser realizadas em qualquer ordem adequada. Em ainda outras modalidades, uma ou mais das atividades do método 700 podem ser combinadas ou ignoradas. Em muitas modalidades, o sistema 300 (Figura 3) pode ser adequado para realizar o método 700 e/ou uma ou mais das atividades do método 700. Nessas ou em outras modalidades, uma ou mais das atividades do método 700 podem ser implementadas como uma ou mais instruções de computador configuradas para serem executadas em um ou mais módulos de processamento e configuradas para serem armazenadas em um ou mais módulos de armazenamento de memória não transitória 412, 422 e/ou 462 (Figura 4). Esses módulos de armazenamento de memória não transitória podem fazer parte de um sistema de computador como o sistema de dispositivo de frequência cardíaca 320 (Figuras 3 e 4) e/ou o sistema de exibição 360 (Figuras 3 e 4). O(s) módulo(s) de processamento pode(m) ser similar(es) ou idêntico(s) ao(s) módulo(s) de processamento descrito(s) acima com relação ao sistema de computador 100 (Figura 1).
[0063] Em muitas modalidades, o método 700 pode compreender uma atividade 705 de detecção de um ou mais pulsos usando ao menos um sensor capacitivo de deslocamento para gerar um sinal que está relacionado a uma alteração de uma distância entre o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento e a pele de um usuário do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento.
Em muitas modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode compreender dois eletrodos que compreendem um eletrodo de transmissão externo (por exemplo, o eletrodo de transmissão externo 811 (Figura 8)) e um eletrodo de recepção interno (por exemplo, o eletrodo de recepção interno 813 (Figura 8)). Em algumas modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode ser similar ao menos um sensor capacitivo de deslocamento 807 (Figura 8). Em várias modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode ser fixado a uma tira (por exemplo, a tira 809 (Figura 8)). Em algumas modalidades, os dois eletrodos podem compreender um primeiro eletrodo configurado para transmitir um ou mais sinais e um segundo eletrodo configurado para receber um ou mais sinais.
Em algumas modalidades, o eletrodo de transmissão externo e o eletrodo de recepção interno podem ser concêntricos.
Em algumas modalidades, o eletrodo de transmissão externo e o eletrodo de recepção interno podem ser círculos concêntricos.
Em algumas modalidades, o eletrodo de transmissão externo e o eletrodo de recepção interno podem ser lineares.
Em várias modalidades, o dispositivo de detecção de batimentos cardíacos (por exemplo, o dispositivo 800 (Figura 8)) pode compreender mais que um sensor capacitivo de deslocamento que pode ser colocado em intervalos aproximadamente equidistantes ao longo da tira.
Em algumas modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode adicionalmente compreender um eletrodo terra.
Em diversas modalidades, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pode compreender ao menos um eletrodo de transmissão externo e mais que um eletrodo de recepção interno.
[0064] Em uma modalidade, um eletrodo poderia ser um eletrodo terra, como um fio metálico que se estende ao redor da coleira ou a própria coleira caso a coleira seja feita de um material eletricamente condutivo ou um tecido com fibras eletricamente condutivas em seu interior. Nessa modalidade, o eletrodo ativo seria um adesivo metálico localizado no interior da coleira com um isolante que o separa do eletrodo terra principal da tira da coleira.
[0065] Em uma outra modalidade, a capacitância entre os eletrodos não é detectada ao se fazer um eletrodo transmitir e o outro receber. Uma forma comum de fazer isso é tornar a capacitância de um eletrodo em relação a terra (ou à tira) parte de um circuito ressonante do oscilador. Quando isso é realizado, a frequência da oscilação muda conforme a capacitância entre o eletrodo e a terra muda. A saída do oscilador passa então para um conversor de frequência/tensão para obter um sinal que pareceria ser basicamente o mesmo que aquele de um sensor baseado em AD7746. Essa técnica de detecção capacitiva de eletrodo simples é o princípio do instrumento musical bem conhecido chamado "Teremim", em que alterações extremamente pequenas na capacitância entre a "antena" (um eletrodo simples) e o aterramento afetam o passo de um oscilador de áudio.
[0066] Em muitas modalidades, a atividade 705 pode compreender a aplicação de uma tensão de excitação de corrente alternada (CA) ao eletrodo de transmissão externo como mostrado na Figura 10 e discutido acima. Em algumas modalidades, a detecção do um ou mais pulsos pode adicionalmente compreender o uso de uma matriz de sensores capacitivos de deslocamento, em que a matriz de sensores capacitivos de deslocamento compreende o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento. Em muitas modalidades, a matriz de sensores capacitivos pode compreender ao menos um sensor capacitivo de deslocamento. Em algumas modalidades, a matriz de sensores capacitivos pode compreender ao menos dois sensores capacitivos de deslocamento. Em algumas modalidades, a matriz de sensores capacitivos pode compreender uma matriz linear. Em algumas modalidades, a matriz de sensores capacitivos pode compreender uma matriz bidimensional (por exemplo, sobre uma superfície interna de um colete).
[0067] Em diversas modalidades, o método 700 também pode compreender uma atividade 710 de conversão de um ou mais sinais do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento em uma forma de onda de frequência cardíaca, sendo que o um ou mais sinais compreendem informações sobre o um ou mais pulsos. Em muitas modalidades, a atividade 710 pode ser similar ao método 600 (Figura 6). Em algumas modalidades, o método 700 pode adicionalmente compreender uma atividade de detecção de uma movimentação gerada por um movimento do usuário do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pelo uso de um ou mais sensores de inércia. Em algumas modalidades, o método 700 pode adicionalmente compreender uma atividade de filtragem da forma de onda de frequência cardíaca pela remoção dos dados relacionados à movimentação gerada pelo movimento do usuário do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento. Em algumas modalidades, o método 700 também pode compreender uma atividade 715 de exibição de uma frequência cardíaca com base ao menos em parte na forma de onda de frequência cardíaca.
[0068] Voltando à Figura 4, a Figura 4 ilustra um diagrama de blocos de uma porção do sistema 300 que compreende o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e/ou o sistema de exibição 360, de acordo com a modalidade mostrada na Figura 3. Cada um entre o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e/ou o sistema de exibição 360 é meramente exemplificador e não está limitado às modalidades apresentadas na presente invenção. Cada um entre o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e/ou o sistema de exibição 360 pode ser empregado em diversas modalidades ou exemplos diferentes não especificamente ilustrados ou descritos na presente invenção. Em algumas modalidades, certos elementos ou módulos do sistema de detecção de frequência cardíaca 320 e/ou do sistema de exibição 360 podem realizar diversos procedimentos, processos e/ou ações. Em outras modalidades, os procedimentos, processos e/ou ações podem ser realizados por outros elementos ou módulos adequados.
[0069] Em muitas modalidades, o sistema de detecção de frequência cardíaca 320 pode compreender módulos de armazenamento de memória não transitória 412 e 422, e o módulo de exibição pode compreender um módulo de armazenamento de memória não transitória 462. O módulo de armazenamento de memória 412 pode ser denominado um módulo sensor 412, e o módulo de armazenamento de memória 422 pode ser denominado um módulo de processamento de sinal 422. O módulo de armazenamento de memória 462 pode ser denominado um módulo de exibição 462.
[0070] Em muitas modalidades, o módulo sensor 412 pode armazenar instruções de computação configuradas para serem executadas em um ou mais módulos de processamento e realizar uma ou mais ações relacionadas à detecção. Em várias modalidades, o módulo sensor 412 pode armazenar instruções de computação configuradas para serem executadas em um ou mais módulos de processamento e realizar uma ou mais ações do método 700 (Figura 7) (por exemplo, a atividade 705 (Figura 7)) ou uma ou mais ações do método 600 (Figura 6) (por exemplo, a atividade 605 (Figura 6)). Em algumas modalidades, o módulo de processamento de sinal 422 pode armazenar instruções de computação configuradas para serem executadas em um ou mais módulos de processamento e realizar uma ou mais ações do método 700 (Figura 7) (por exemplo, a atividade 710 (Figura 7) e/ou as atividades 610, 615, 620 e/ou 625 (Figura 6)).
[0071] Em algumas modalidades, o módulo de exibição 462 pode armazenar instruções de computação configuradas para serem executadas em um ou mais módulos de processamento e realizar uma ou mais ações do método 700 (Figura 7) (por exemplo, a atividade 715 (Figura 7)) ou uma ou mais ações do método 600 (Figura 6) (por exemplo, a atividade 635 (Figura 6)).
[0072] Embora um dispositivo de detecção de frequência cardíaca e sistemas e métodos relacionados tenham sido descritos acima, será compreendido pelos versados na técnica que diversas alterações podem ser feitas sem sair do espírito ou escopo da descrição. Consequentemente, a descrição de modalidades se destina a ilustrar o escopo da descrição e não se destina a ser limitante. Pretende-se que o escopo da descrição seja limitado somente até onde exigido pelas reivindicações anexas. Por exemplo, para os versados na técnica, será prontamente compreendido que qualquer elemento das Figuras 1 a 9 pode ser modificado, e que a discussão acima sobre certas dessas modalidades não necessariamente representa uma descrição completa de todas as possíveis modalidades. Por exemplo, uma ou mais das atividades das Figuras 6 a 7 pode incluir diferentes atividades e/ou podem ser realizadas por vários módulos diferentes e em diversas ordens diferentes.
[0073] Em uma outra modalidade, a invenção fornece um sensor de campo magnético, como o circuito integrado de bússola de 3 eixos ST micro LSM303 montado com o sensor capacitivo. Os sinais da bússola de 3 eixos também podem ser utilizados para detectar a movimentação de um cão. As informações sobre a movimentação do cão podem ser utilizadas para identificar e remover artefatos de movimentação no sinal do sensor capacitivo.
[0074] A substituição de um ou mais elementos reivindicados constitui reconstrução e não reparação. Adicionalmente, benefícios, outras vantagens e soluções de problemas foram descritos com relação às modalidades específicas. Os benefícios, vantagens, soluções de problemas e qualquer elemento ou elementos que possam causar qualquer benefício, vantagem ou solução que ocorrerem ou se tornarem mais pronunciados, no entanto, não devem ser interpretados como características ou elementos críticos, necessários ou essenciais de qualquer reivindicação ou de todas as reivindicações, a menos que tais benefícios, vantagens, soluções ou elementos sejam mencionados nessa reivindicação.
[0075] Além disso, as modalidades e as limitações reveladas neste documento não são dedicadas ao público sob a doutrina de dedicação se as modalidades e/ou limitações: (1) não são expressamente reivindicadas nas reivindicações; e (2) são possivelmente equivalentes a elementos expressos e/ou a limitações nas reivindicações sob a doutrina de equivalentes.

Claims (26)

REIVINDICAÇÕES
1. Dispositivo para detectar uma frequência cardíaca, caracterizado por compreender ao menos um sensor capacitivo de deslocamento acoplado a uma tira, em que o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento compreende ao menos dois eletrodos, e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento detecta um pulso pela geração de um sinal associado a uma alteração de distância entre a pele de um usuário do dispositivo e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento.
2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento compreender um eletrodo de transmissão e um eletrodo de recepção.
3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o eletrodo de transmissão e o eletrodo de recepção estarem em disposição concêntrica ou em disposição linear.
4. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a tira compreender ao menos um entre um arnês; uma cinta; um colete; ou uma coleira.
5. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente uma matriz de sensores capacitivos de deslocamento, a matriz de sensores capacitivos de deslocamento compreende o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento.
6. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a matriz de sensores capacitivos de deslocamento compreender ao menos dois sensores capacitivos de deslocamento.
7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os ao menos dois sensores capacitivos de deslocamento serem colocados em intervalos equidistantes ao longo da tira.
8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,
caracterizado por compreender adicionalmente um ou mais sensores de inércia, em que o um ou mais sensores de inércia detectam uma movimentação gerada por um movimento do usuário do dispositivo.
9. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento ser colocado no pescoço do usuário e adjacente a uma artéria carótida do usuário.
10. Sistema para determinar uma frequência cardíaca, o sistema caracterizado por compreender: i) ao menos um sensor capacitivo de deslocamento acoplado a uma tira, em que o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento compreende ao menos dois eletrodos e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento detecta um ou mais pulsos pela geração de um sinal associado a uma alteração de distância entre a pele de um usuário do sistema e o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento; e ii) um processador de sinal que recebe um ou mais sinais do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento, o um ou mais sinais compreendem informações sobre o um ou mais pulsos, em que o processador de sinal detecta, a partir das informações, um ou mais pulsos de pico do um ou mais pulsos e determina uma forma de onda de frequência cardíaca a partir deles.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento compreender um eletrodo de transmissão; e um eletrodo de recepção.
12. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o eletrodo de transmissão e o eletrodo de recepção estarem em disposição concêntrica ou em disposição linear.
13. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por a tira compreender ao menos um entre um arnês; uma cinta; um colete;
ou uma coleira.
14. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender adicionalmente uma matriz de sensores capacitivos de deslocamento, a matriz de sensores capacitivos de deslocamento compreende o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por a matriz de sensores capacitivos de deslocamento compreender ao menos dois sensores capacitivos de deslocamento.
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por os ao menos dois sensores capacitivos de deslocamento serem colocados em intervalos equidistantes ao longo da tira.
17. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender adicionalmente um ou mais sensores de inércia, em que o um ou mais sensores de inércia detectam uma movimentação gerada por um movimento do usuário do dispositivo.
18. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento ser colocado no pescoço do usuário e próximo a uma artéria carótida do usuário.
19. Método para a determinação de uma frequência cardíaca, caracterizado por compreender: detectar um ou mais pulsos usando ao menos um sensor capacitivo de deslocamento para gerar um sinal que está relacionado a uma alteração de uma distância entre o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento e a pele de um usuário do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento, o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento compreende: dois eletrodos que compreendem: um eletrodo de transmissão externo; e um eletrodo de recepção interno; e converter um ou mais sinais do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento em uma forma de onda de frequência cardíaca, o um ou mais sinais compreendem informações sobre o um ou mais pulsos.
20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o eletrodo de transmissão externo e o eletrodo de recepção interno serem concêntricos.
21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por ao menos um sensor capacitivo de deslocamento ser fixado a uma tira; e a tira compreender ao menos um entre: um arnês; uma cinta; um colete; ou uma coleira.
22. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por a detecção do um ou mais pulsos compreender adicionalmente o uso de uma matriz de sensores capacitivos de deslocamento, a matriz de sensores capacitivos de deslocamento compreende o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento.
23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por a matriz de sensores capacitivos de deslocamento compreender ao menos dois sensores capacitivos de deslocamento.
24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por os ao menos dois sensores capacitivos de deslocamento serem colocados em intervalos equidistantes ao longo da tira.
25. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por compreender adicionalmente: detectar uma movimentação gerada por um movimento do usuário do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento pelo uso de um ou mais sensores de inércia; e filtrar a forma de onda de frequência cardíaca pela remoção dos dados relacionados à movimentação gerada pelo movimento do usuário do ao menos um sensor capacitivo de deslocamento.
26. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por o ao menos um sensor capacitivo de deslocamento ser colocado no pescoço do usuário e próximo a uma artéria carótida do usuário.
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