CN103156591A

CN103156591A - 心率监测器

Info

Publication number: CN103156591A
Application number: CN 201110424362
Authority: CN
Inventors: 詹姆斯·布赫海姆; 阿恩·亨尼格
Original assignee: SCROGGIE INDUSTRIAL Corp
Current assignee: SCROGGIE INDUSTRIAL Corp
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-19

Abstract

一种心率监测器，包括靠近用户皮肤且与远端处理系统通信的用户系统。该用户系统包括：用户处理器；用户存储器，耦接至所述用户处理器；时钟信号生成器，耦接至所述处理器；感测系统，耦接至所述处理器以至少测量用户心率；用户收发器，耦接至所述处理器；用户界面，耦接至所述处理器；以及用户天线，耦接至所述收发器。用户电池被耦接至所述用户处理器、用户存储器、时钟信号生成器、感测系统和用户收发器。所述远端处理系统包括：远端处理器；远端存储器，耦接至所述远端处理器；远端收发器，耦接至所述远端处理器；以及远端天线，耦接至所述远端收发器。本发明可补偿和消除运动期间由于光学脉搏传感器相对于皮肤的位移引起的噪声。

Description

心率监测器

技术领域

本公开大致涉及健康监测系统及方法，尤其涉及在各种运动(exercise)情况下对心率的监测。

背景技术

脉搏是心脏跳动的速率，以每分钟跳动数(bpm)来度量(measure)。基础(basil)脉搏是在休息时测量的脉搏。在进行体育活动期间测量的脉搏通常高于基础(basil)脉搏，在体力消耗期间脉搏加快是对心脏效率响应于供血需求的度量。

根据运动是否旨在维持健康、保持/减轻体重、或训练心血管等，参加体育活动的人经常希望通过脉搏测量来监测心率以监测和/或调节用力(exertion)程度。

手动测量脉搏的标准方法是向动脉接近于表层的皮肤处(例如，在手腕、脖子、太阳穴部位、腹股沟、膝盖后部或脚面)施加轻微的压力。然而，在运动期间这样测量脉搏通常是不可行的。因此，许多装置提供使用以某种方式连附到身体的多种传感器中的任意一种来进行的脉搏测量。常见的是将连附到手腕、胸部、脚踝以及上臂的监测器优选地布置在接近皮肤的动脉上方。测量方法可能涉及皮肤接触电极。

现有的无线心率监测器由胸带传感器-发射器和腕表式接收器组成。在运动期间，胸带传感器必须围绕胸部来佩戴。它有两个电极，这两个电极与皮肤持续接触，以检测来自心脏的电性活动(electrical activity)。一旦胸带传感器-发射器已经捕捉到心脏信号，则它将该信息以无线方式持续地传输至腕表。然后，计算每分钟心跳数并将其数值显示在腕表上。

根据胸带传感器-发射器向腕表传输信息所采用的无线技术，无线心率监测器还可以进一步细分为数字式和模拟式。带有模拟胸带传感器-发射器的无线心率监测器是一种普遍类型的心率监测器。然而，如果有其他模拟心率监测器用户在附近运动，则可能会有信号干扰(串扰)。如果发生这种事情的话，腕表就可能无法准确地显示佩戴者的心率。

一种模拟胸带传感器-发射器传输编码后的模拟无线信号。编码后的模拟传输用于在保持与远端心率监测器设备的交互能力的同时减轻(但不是完全消除)串扰程度。

数字式胸带传感器-发射器消除了当另外的心率监测器用户靠近时的串扰问题。基于其本质特性，数字式胸带传感器发射器被设计为只能与它自己的接收器(例如腕表)交流。

无带式心率监测器是腕表式装置，由于其便利性及兼具计时特征，该腕表式装置可能是参加体育训练的用户的优选装置。在某些情况下，用户需要按压装置表面上的导电触点来激活基于指尖处电性感测的脉搏测量序列。然而，这可能需要用户中断体育活动，而且不能一直提供“进行中(in-process)”的测量，因此，可能无法在持续用力期间对心率进行准确确定。

有两种子类型的无带式心率监测器。第一类型的监测器通过检测电脉冲来测量心率。有些腕表式装置具有位于装置底面与皮肤直接接触的电极。这些监测器是精确的(经常称为ECG或EKG精确性)，然而可能更为昂贵。第二种类型的监测器通过使用光学传感器检测经过皮肤附近小血管的脉搏来测量心率。这些基于光学传感器的监测器没有ECG类型的监测器准确，但是可能相对比较便宜。

也可以使用与脉搏血氧相关的光学感测。心率传感器的布置和显示可以与上述装置类似。测量方法是基于照射皮肤表层并且在脉搏周期期间对皮下红血球密度变化敏感的光的反向散射(backscatter)强度。传感器的位移可能带来混淆信号的噪声。

补偿和消除运动期间由于光学脉搏传感器相对于皮肤的位移引起的噪声给脉搏监测装置带来额外的硬件和信号处理负担。补偿和消除混淆实际脉搏的噪声并提供用户友好型装置(例如不需要胸部或脚踝传感器或不需要设置于动脉上方)的信号处理设备和方法将是有利的，并且更便于进行体育训练。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明公开了一种心率监测器，包括两个主要组件。第一腕表式装置测量三类传感器信号，将信号数字化，将其与生成的时钟信号相关联，对信号进行编码以用于传输，并且将编码后的数据传输至第二装置。传输的示例性方法可以是蓝牙(Bluetooth)，当然也可以采用包括硬件有线信号传输等的其他协议。第二装置例如可以是智能手机(例如，iPhone^TM或配置为收发无线数据的等同装置)或其他装置，该装置通过运行应用程序来对所传输的数据进行解码，处理信号以获得噪声补偿后的心率，存储数据，并基于处理后的信号向第一装置传输返回信号。第一装置可以收集附加数据，例如电池寿命、脉冲信号强度等，这些附加数据也可以被传输至第二装置。反过来，第二装置可以向第一装置返回信号，从而用状态指示器来向用户报警，例如低电量电池、脉搏速率太高/太低等等。更详细的信息可以被提供到第二装置的显示器上。

此外，可以将音频数据从第二装置传输到音频耳机，其中该音频耳机或者被耦接至第一装置、或者例如通过进一步经由蓝牙(Bluetooth^TM)来接收无线信号。

附图说明

图1是根据本公开的心率感测用户系统的概念性示意图；

图2是用于与图1的用户系统通信并控制该用户系统的远端处理系统的概念性示意图；

图3是图1的用户系统中的感测系统的概念性示意图；

图4示出用户系统100的底面的概念性视图；

图5示出用户系统100的前表面的概念性视图；

图6示出包括图1的心率感测用户系统和图2的远端处理系统的心率监测器的运行方法。

具体实施方式

图1示出心率用户系统100。用户系统100可以被佩戴在用户的手腕上，但是也可以被佩戴在除了手腕之外的其他位置，例如脚踝、手臂或前臂。用户系统100包括用户处理CPU 105、用户存储器110、时钟信号生成器115、感测系统120、用户收发器125以及用户界面135。CPU 105例如可以直接地或经由总线140耦接至其他指定组件。用户天线145耦接至用户收发器125。用户天线145可以是去往远端处理系统(下文讨论)的无线连接，或者也可以表示去往远端处理系统的直接的有线连接。

电池150被耦接至用户处理器CPU 105、用户存储器110、时钟信号生成器115、感测系统120、用户收发器125和用户界面135，从而给指定元件的所有功能供电。

图2示出用于接收和分析从用户系统100传输过来的信号的远端处理系统200。如同下文将更详细公开的，远端处理系统200可以包括例如执行应用程序以处理被传输的信号的智能手机(例如苹果的iPhone^TM)。可选地，远端处理系统200可以是控制台(console)，例如用于与用户系统100通信或进行交互的专用仪器。例如，远端控制台可以用于医院、健身设施等之中。

作为示例性情形，远端处理系统200可以是在远端CPU 205上执行心率监测应用程序260的智能手机(例如，iPhone^TM)，该应用程序260可以被存储在耦接至远端CPU 205的远端存储器210中。远端处理系统200还可以包括远端天线245和远端收发器225。远端CPU 205可以执行应用程序指令并处理从用户系统100接收的信号，以及基于接收后经过处理的信号生成输出信号，该输出信号经由无线传输(例如Bluetooth^TM等)或经由硬件有线通信被传输至用户系统100。

图3是图1中的用户系统100的感测系统120的概念性示意图。感测系统120包括下文详细描述的血液浓度感测系统310。随着心脏通过动脉将血液泵浦到微细血管，与血压的周期性变化同步地，血液浓度在最小浓度和最大浓度之间周期性地变化。血液浓度感测系统310感测皮下血管中的这种浓度改变，并将信号电平传输至CPU 105。血液浓度感测系统310还可以感测用户系统100相对于用户皮肤的微小位移，因为如果用户系统100相对于皮肤移动，则血液浓度感测系统310可能正在感测的是来自用户皮下血管的不同部位的信息。所感测的信号的这个分量可被认为是噪声，该噪声可能会干扰对心率的真实确定。

通过对位移敏感但是对血液浓度不敏感的传感器能够补偿所述信号。感测系统120还包括位移传感器320。位移传感器以类似于计算机光学鼠标的方式运作，但是对于皮肤表层附近的血液浓度相对不敏感。位移传感器320感测用户系统100相对于皮肤的位置变化，并将对应于该位移的信号发送至CPU 105，但是相对地不包含归因于血液浓度的实质信号。可以将来自位移传感器320的信号和来自血液浓度感测系统310的信号与来自时钟生成器115的信号实时(in time)关联以提供补偿后信号，其中由于位移引起的噪声成分被实质上减少。然后可以对补偿后信号进行分析以更精确地确定心率。

感测系统还包括加速度计330。加速度计330可以是包括能够解析(resolve)沿着三个正交轴的加速度的多个感测元件的芯片组。在加速度感测领域熟知的有微机电系统(MEMS)传感器、电容传感器等。加速度计330可以提供关于用户系统100相对于用户心脏的移动的信息。例如，如果用户系统100是被佩戴在手腕上，并且运动本身要求手腕和手抬高到高于心脏，则相对于当用户系统100处于与心脏相同的高度或低于心脏的高度时可以测量的感测点处的血压最小值和最大值(min/max)而言，随之而来的抬高可能导致感测点处的血压最小值和最大值下降。如果测量的min/max值落在用于确定心率的容许范围之外，则该信息可以用于认证血液浓度测量的合格或不合格。

可以使用一些判断来最有效地使用加速度计350。例如，如果运动包括推举(bench press)，用户的手臂和手不断地抬高至高于胸部，则用户系统被布置在移动相对缓和的位置，例如位于脚踝或小腿上部。然后，加速度计330测量到的信号将不会由于相对于心脏的高度改变引起的血压对于血液浓度测量的影响而指示一漂移的“基线”，更多的数据将合格。

图4示出用户系统100的概念性底面视图400，显示血液浓度感测系统310和位移传感器320的元件。在图4所示的示意图中，光电检测器410位于两个发光二极管(LED)组420之间，然而在本发明的范围内也可以考虑其他光源。如同下文所讨论的，最少只需要一个LED组420，但是多个这种LED能够改善用户系统100的灵敏度和性能。光电检测器410和LED组420位于极为靠近(例如贴近)用户皮肤的位置，并且彼此靠近。从组420中的LED发出的光将穿过有限的皮肤深度，穿过的光的一部分将反向散射并且被光电检测器310检测。如同下文将要描述的，光电检测器410具有至少横跨从绿光到红光的光谱灵敏度，或者具有至少横跨两个LED的光谱带宽的光谱灵敏度。

为了血液浓度感测系统310的运行，LED组420包括绿光LED 424。绿光优选地被皮肤中的红血球吸收。因此，在脉动期间血压和血管血液浓度的收缩提高可以导致反向散射的绿光强度下降。在心脏舒张区段期间，血液浓度较低，导致反向散射的绿光增多。当由光电检测器410提供的感测到的信号电平与时钟信号生成器115同步时，在存储于用户存储器110中并且可以在CPU 105上执行的计算机程序的控制下，可以对所感测的信号电平进行分析，以确定min/max信号的周期性，从而确定心率。

在运动期间，用户系统100可能沿着皮肤发生一定程度的位移。因为这改变了由绿光LED 424照射的具体的微血管脉络，因此，位移信号(可被认为是噪声)可被包括在反向散射的绿光中。因而，与血液浓度无关的位移传感器是有利的。

为了位移传感器320的运行，LED组420包括红光LED 426。从皮肤中的血管组织反向散射的红光不会被血液浓度的变化实质地影响，并且对于皮肤表层附近的血液脉动实质上不灵敏。然而，红光LED 426和光电检测器410可以以类似于对相对于表面(在目前情形下正好是用户的皮肤)的位移敏感的光学鼠标的方式运作。红光LED 426用于感测传感器相对于恰好位于皮下的微血管结构的微小位移。在位移传感器320的具体实现的实施例中，光电检测器410可以是这样的专用图像处理芯片，该图像处理芯片测量光强度的像素间变化以计算用户系统相对于用户皮肤的位移。这种位移在运动过程中是可以预期的。这可能导致信号电平(其具有与体育活动的周期性一致的时间带谱(temporal spectrum))的变化，其会混淆所关注的基本(primary)心率信号。

血液浓度感测系统310和位移传感器320这两者以及共用的光电检测器410的运行是通过在CPU 105的控制下与时钟信号生成器115同步地交替点亮绿光LED 424和红光LED 426来实现的。因此，光电检测器410必须具有对包括两种LED颜色的谱带均敏感的灵敏度。时钟信号速率可以足够高，例如，典型地是1千赫兹或更高，这样用于血液浓度和位移的两种信号均可以表现为准连续(quasi-continuous)的，且具有足够的粒度(granularity)来从每一种信号中提取足够的细节，即，从绿光LED 424中提取血液浓度和位移并且从红光LED 426中只提取位移。

用户CPU 105的功能之一还可以包括将电池电量读取给远端处理系统200的CPU 205，例如经由Bluetooth^TM来传输并向用户系统100返回指令以显示电池电量正常或偏低的指示。

远端CPU 205的另一功能可以是基于接收的传感器信号来确定脉冲信号峰值是太大(导致饱和)还是太弱(导致信噪比(SNR)差)。如果检测到的脉冲太弱，则远端CPU 205可以指示用户CPU 105提高脉冲峰值功率或脉冲宽度，或者如果信号正处于饱和时就减小脉冲峰值功率或脉冲宽度。可选地，远端CPU 205可以指示用户CPU 105提高耦接至光电检测器410的电路中的增益，而如果信号正处于饱和时则减小增益。因为不同的人(例如不同的肤色和光吸收特性)的血压的标准值可能不同，并且血压的标准值也可能随着可变的运动规模(regimen)的演进通过不同程度的动作而显著改变，所以这样做尤其有益。例如，当用户参加体育活动时，血压和血液浓度通常较高，因此需要较少的光来捕捉信号。因而，绿光LED的光的脉搏驱动波动受到血压的影响，并且流向绿光LED的电流可以被控制以省电。

如底面视图400所示，用户系统100还可以包括用于对用户电池150再充电的再充电端口430。

可使用远端处理系统200的远端界面235来创建运动计划。远端界面235例如可以是触摸屏幕(例如在苹果的iphone^TM上见到的触摸屏幕)、智能手机键盘和屏幕、以及计算机控制台的屏幕、键盘和鼠标。可基于包括用户年龄的各种因素来确定最大估计心率。最大估计心率可以对应于动作的极端水平，动作的不同水平可以对应于横跨从最大估计心率往下到对应于休息状态的范围的不同范围，这样，对于运动动作的每一个范围可以建立心率范围。所述动作的典型范围可以对应于休息、中度运动(例如走路)、再往上直到对应于最大推荐活动水平的极限范围，须注意，这种水平只是指导性的，可以进行适当的修改。在选好运动水平后，当接收的传感器信号指示心率低于、落入或高于所选择的运动动作范围的时候，远端处理系统200的CPU 205可以经由收发器145和245与用户系统105通信以传递信号。这样，用户可以控制并监测他/她的活动水平。

现在参见图5，其示出用户系统100的前表面500的概念性视图，用户CPU 105基于从远端系统200接收的动作范围信息可以控制远离用户皮肤的前表面500上的显示特征，所述前表面500因此可以供用户访问。例如，在一个实施例中，显示器前表面上的红光指示器510可以指示心率高于所选择的运动动作的规定范围，用户应当运动得更舒缓一些。相反，绿光指示器520可以指示动作水平低于规定范围，用户应当运动地更剧烈一些。在运动水平合适时，没有灯会亮，指示达到了合适的运动水平。在本发明的范围内可以考虑光指示器和颜色的其他组合。

在用户系统100中还可以包括与远端处理系统200中的可获取功能协同运作的附加功能。例如，远端处理系统200还可以用作存储多个音轨或访问多个无线电台的音频播放器(MP3、iPod ^TM等)，通过在远端处理系统200上运行的适当的娱乐软件应用程序来让其变为可能。参见图5，用户系统100的前表面500上的一组按钮(“+”＝音量升高/音轨前进530，“-”＝音量下降/音轨后退540，以及“选择”S550)使得用户能够选择音频文件或频道和音量。选择按钮S550可以提供娱乐选择功能，例如暂停、播放等。

此外，选择按钮S550可以用作紧急报警按钮。例如，重复地或持续地按压S550可以启动从用户系统100到远端处理系统200的信号以激活警报(例如，紧急报警电话消息(911、私人医师等))。如果远端处理系统200也配置有GPS，则紧急报警消息还可以包括用户位置以及至为重要的(vital)统计信息(例如心率和/或可以指示血压高低的高或低的血液浓度水平)以及用户的标识。

远端系统200可以由用户来携带，例如，佩戴在手腕上、手臂上或腕带上，这样能够容易地看到。因此，远端系统200可以在其显示器(未示出)上显示由应用程序所确定的更详细的信息，例如心率、燃烧的卡路里、跑过的距离等。

图6示出包括用户系统100和远端处理系统200的心率监测器的运行方法600。在方框610中，用户启动并运行远端处理系统200上的心率监测应用程序260。在方框620中，远端处理系统200与用户系统100通信并激活用户系统100的存储在用户存储器110中并可以在用户CPU 105上执行的心跳监测器功能。在方框630中，用户系统CPU 105打开用来控制感测系统120的运行例行程序以及加速度计的运行例行程序，其中该感测系统120包括绿光LED 424、红光LED 426和光电检测器410。所述例行程序控制LED的运行，即控制重复速率、绿光和红光LED的交替时机、LED输出的脉冲宽度、以及光电检测器电路的运行。该程序还可以控制加速度计330和相关电路的运行。在方框640中，CPU 105将来自光电检测器、加速度计和电池电压的模拟信号转换成数字信号，然后将所述数字信号编码成数据包用于传输。在方框650中，由用户系统100的CPU将信号经由收发器225、245(例如Bluetooth^TM)和天线245、345传输至远端处理系统200，该信号包括血液浓度数据、位移数据、加速度计数据、电池电压和时钟信号。可选地，也可以经由硬件有线链路进行传输。在方框660中，远端处理系统200的CPU205处理所接收的数据，并且可以向用户系统100的CPU 105回传各种指令。在这些指令中，包括打开用户系统前表面的红光或绿光LED以指示用户运动得更快(绿光LED)、运动得更慢(红光LED)以及保持相同运动水平(前表面没有LED点亮)的指令。

例如通过返回到方框640来持续地运行该方法，从而获得并编码下一个数据包。

可以在充电期间指示电池电量。例如，当通过充电端口430给用户系统充电时，绿光LED510可以在充电至25％时间歇地闪烁一次，在充电至50％时间歇闪烁两次，在充电至75％时间歇闪烁三次，以及在充电至100％时稳定，等等。

所有的运行情况和运动参数都可以可视地显示在远端处理装置200的用户界面(例如，iPhone^TM的触摸屏幕或计算机屏幕)上。

远端处理装置200的显示器(未示出)可以显示多种数据。可以显示的示例性的信息包括：测量(校正后)的心率的数值，锻炼时间指示器，卡路里计数器，动作水平指示器，运动、暂停和停止软件按键以及音乐功能软件按键，都可以使用多功能按键来访问。也可以考虑其他的功能。

应当理解，所公开的方法中步骤的具体顺序或层级只是示例性过程的示意。应当理解，方法中步骤的具体顺序或层级是可以基于设计偏好而重新组织的。所附的方法权利要求以示例性顺序示出各种步骤的要素，不应当被理解为局限于所示出的具体顺序或层级，除非其中作了特别的说明。

权利要求不是旨在限制本公开的各个方面，而是旨在赋予其与权利要求的语言一致的全部范围。本领域普通技术人员已知的或者后续可知的关于贯穿本公开所描述的各方面的要素的所有结构性和功能性等同物均被通过引用的方式清楚地并入于此，并且旨在被权利要求所涵盖。而且，不管在权利要求中是否明确地记载了这样的内容，此处所公开的内容没有一处是旨在贡献于公众。没有一个权利要求的要素应当基于35 U.S.C.§112第六段来理解，除非该要素使用了“用于......的装置”的短语进行清楚的记载，或者是在方法权利要求的情况下，该要素使用了“用于......的步骤”的短语来记载。

Claims

1.一种心率监测器，包括靠近用户皮肤且与远端处理系统通信的用户系统，

所述用户系统包括：

用户处理器；

用户存储器，被耦接至所述用户处理器；

时钟信号生成器，被耦接至所述处理器；

感测系统，被耦接至所述处理器；

用户收发器，被耦接至所述处理器；

用户界面，被耦接至所述处理器；以及

用户天线，被耦接至所述收发器；

用户电池，被耦接至所述用户处理器、用户存储器、时钟信号生成器、感测系统和用户收发器；以及

远端处理系统包括：

远端处理器；

远端存储器，被耦接至所述远端处理器；

远端收发器，被耦接至所述远端处理器；以及

远端天线，被耦接至所述远端收发器。

2.根据权利要求1所述的心率监测器，所述感测系统还包括：

光学血液浓度感测系统，被耦接至所述用户处理器以感测所述用户皮肤中的血液浓度水平；

光学位移感测系统，被耦接至所述用户处理器以检测由于所述感测系统相对于所述用户皮肤的位移引起的信号；以及

加速度计，被耦接至所述处理器。

3.根据权利要求2所述的心率监测器，所述光学血液浓度感测系统还包括：

一个或多个绿光LED，被耦接至所述用户处理器；以及

光电检测器，被耦接至所述用户处理器。

4.根据权利要求2所述的心率监测器，所述光学位移传感系统还包括耦接至所述用户处理器的一个或多个红光LED。

5.根据权利要求2所述的心率监测器，所述加速度计还包括用于解析三个正交轴的加速度传感器。

6.根据权利要求1所述的心率监测器，所述存储器还包括在所述处理器上可执行的命令的程序，所述命令包括：

控制指令，基于所述控制指令控制所述感测系统并接收从所述感测系统输出的信号；

编码指令，为了经由所述收发器传输给所述远端处理系统，对感测信号进行编码；

解码指令，对从所述远端处理系统接收的返回信号进行解码，所述返回信号是基于从所述远端处理系统接收的编码后的感测信号而确定的；以及

状态指令，用于控制所述用户界面上的状态指示器。

7.根据权利要求1所述的心率监测器，所述用户界面还包括：

第一颜色的LED状态指示器灯；

第二颜色的LED状态指示器灯，其中所述第一颜色的LED灯和第二颜色的LED灯基于状态情况持续地或间歇地点亮；以及

一个或多个按钮，用于生成待被传输至所述远端处理系统的控制信号。

8.根据权利要求7所述的心率监测器，其中，所述第一颜色的LED是红色，所述第二颜色的LED是绿色。

9.根据权利要求7所述的心率监测器，其中，所述状态情况是由低电量电池、电池充电水平、运动动作水平以及所述用户系统和所述远端处理系统之间的通信连接水平至少之一来确定的。

10.根据权利要求7所述的心率监测器，其中，通过按压所述一个或多个按钮生成的控制信号确定待要由所述远端处理系统提供的音频信号和所述音频信号的音量等级。

11.根据权利要求1所述的心率监测器，其中，所述感测系统包括用于对所述用户电池再充电的至少两个端口。

12.根据权利要求2所述的心率监测器，所述远端处理系统存储器还包括在所述远端处理器上可执行的命令的程序，所述命令包括用于分析从所述光学血液浓度感测系统接收的信号以基于峰值检测来确定周期性心率的算法。

13.根据权利要求12所述的心率监测器，所述远端处理系统存储器还包括在所述远端处理器上可执行的命令的程序，所述命令还包括：

位移算法，用于分析从所述光学位移感测系统接收的信号以确定来自所述光学血液浓度感测系统的信号中的噪声成分；以及

心率算法，用于基于从所述光学位移感测系统接收的信号来补偿来自所述光学血液浓度感测系统的信号，以提供补偿后的心率信号，在所述补偿后的心率信号中由于感测系统相对于所述用户皮肤的位移引起的噪声成分的量被减少。

14.根据权利要求13所述的心率监测器，所述远端处理系统存储器还包括在所述远端处理器上可执行的命令的程序，所述命令还包括：

加速度算法，用于分析从所述加速度计接收的信号以确定所述感测系统相对于所述用户的心脏的位移；以及

用于基于加速度计信号来确定来自所述光学血液浓度感测系统的信号是否具有足够的峰值的最大信号值的算法，其中依据所述足够的峰值的最大信号值来确定用户心率。

15.一种利用靠近用户皮肤且与远端处理系统通信的用户系统监测用户心率的方法，所述方法包括：

利用所述用户系统感测指示用户皮肤中血液浓度的光学信号；

利用所述用户系统感测由于所述用户系统相对于所述用户皮肤的位移引起的信号；以及

利用所述用户系统感测由于所述用户系统的加速度引起的信号；

将指示血液浓度的信号、由于所述用户系统相对于用户皮肤的位移引起的信号以及由于所述用户系统的加速度引起的信号传输至远端信号处理系统；以及

基于血液浓度信号、相对位移信号以及加速度信号来确定心率，所述心率是基于通过因所述相对位移信号引起的校正而补偿的指示血液浓度的信号来计算出的；以及

基于所述加速度信号认证所计算出的心率是否合格，所述加速度信号用于确定所述光学血液浓度信号是否具有足够的信号值，其中依据所述足够的信号值来确定用户心率。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，

所述用户系统包括：

用户处理器；

用户存储器，被耦接至所述用户处理器；

时钟信号生成器，被耦接至所述处理器；

感测系统，被耦接至所述处理器以至少测量用户心率；

用户收发器，被耦接至所述处理器；

用户界面，被耦接至所述处理器；以及

用户天线，被耦接至所述收发器；

用户电池，被耦接至所述用户处理器、用户存储器、时钟信号生成器、感测系统和用户收发器；

所述远端处理系统包括：

远端处理器；

远端存储器，被耦接至所述远端处理器；

远端收发器，被耦接至所述远端处理器；以及

远端天线，被耦接至所述远端收发器。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述感测系统包括：

光学血液浓度感测系统，被耦接至所述处理器以感测所述用户皮肤中的血液浓度水平；

光学位移感测系统，被耦接至所述处理器以检测由于所述感测系统相对于所述用户皮肤的位移引起的信号；以及

加速度计，被耦接至所述处理器。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述光学血液浓度感测系统还包括：

一个或多个绿光LED，被耦接至所述用户处理器；以及

光电检测器，耦接至所述用户处理器。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述光学位移传感系统还包括耦接至所述用户处理器的一个或多个红光LED。

20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述加速度计还包括用于解析三个正交轴的加速度传感器。

21.根据权利要求16所述的方法，其中，所述存储器还包括在所述处理器上可执行的命令的程序，所述命令包括：

基于控制指令控制所述感测系统并接收从所述感测系统输出的信号；

为了经由所述收发器传输给所述远端处理系统，对感测信号进行编码；

对从所述远端处理系统接收的返回信号进行解码，所述返回信号是基于从所述远端处理系统接收的编码后的感测信号而确定的；以及

控制所述用户界面上的状态指示器。

22.根据权利要求16所述的方法，其中，所述用户界面还包括：

第一颜色的LED状态指示器灯；

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第一颜色的LED是红色，所述第二颜色的LED是绿色。

24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述状态情况是由低电量电池、电池充电水平、运动动作水平以及所述用户系统和所述远端处理系统之间的通信连接水平至少之一来确定的。

25.根据权利要求22所述的方法，其中，通过按压所述一个或多个按钮生成的控制信号确定待要由所述远端处理系统提供的音频信号和所述音频信号的音量等级。

26.根据权利要求22所述的方法，还包括：

按压所述一个或多个按钮来指示紧急情况；以及

基于所指示的紧急情况向所述远端处理系统传输紧急信号。

27.根据权利要求26所述的方法，还包括由所述远端处理系统基于所指示的紧急情况生成报警消息。

28.根据权利要求16所述的方法，其中，所述用户系统包括用于对所述用户电池再充电的至少两个端口。

29.根据权利要求17所述的方法，其中，所述远端处理系统存储器还包括在所述远端存储器中可存储并且在所述远端处理器上可执行的命令的程序，所述命令包括用于分析从所述光学血液浓度感测系统接收的信号以基于峰值检测确定周期性心率的算法。

30.根据权利要求17所述的方法，其中，所述远端处理系统存储器还包括在所述远端处理器上可执行的命令的程序，所述命令还包括：

分析从所述光学位移感测系统接收的信号以确定来自所述光学血液浓度感测系统的信号中的位移噪声成分；以及

基于从所述光学位移感测系统接收的信号来补偿来自所述光学血液浓度感测系统的信号，以提供补偿后的心率信号，在所述补偿后的心率信号中由于感测系统相对于所述用户皮肤的位移引起的噪声成分的量被减少。

31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述远端处理系统存储器还包括在所述远端存储器中可存储并且在所述远端处理器上可执行的命令的程序，所述命令还包括：

分析从所述加速度计接收的信号以确定所述感测系统相对于所述用户的心脏的位移；以及

基于加速度计信号来确定来自所述光学血液浓度感测系统的信号是否具有足够的信号值，其中依据所述足够的信号值来确定用户心率。

32.一种计算机程序产品，存储于计算机可读介质中，该计算机程序产品包括：

代码，用于：

对来自靠近用户皮肤且与远端处理系统通信的用户系统的信号进行编码；所述用户系统包括：

用户处理器；

用户存储器，耦接至所述用户处理器；

时钟信号生成器，耦接至所述处理器；

感测系统，耦接至所述处理器以至少测量用户心率；

用户收发器，耦接至所述处理器；

用户界面，耦接至所述处理器；以及

用户天线，耦接至所述收发器；

用户电池，耦接至所述用户处理器、用户存储器、时钟信号生成器、感测系统以及用户收发器；以及

对经由所述用户收发器和用户天线从远端系统接收的数据进行解码。

33.一种计算机程序产品，存储在远端系统上的计算机可读介质中，该计算机程序产品包括：

代码，用于：

对来自远端处理系统的用于与靠近用户皮肤的用户系统通信的信号进行编码；所述远端处理系统包括：

远端处理器；

远端存储器，耦接至所述远端处理器；

远端收发器，耦接至所述远端处理器；

远端界面，耦接至所述远端处理器；以及

远端天线，耦接至所述远端收发器；以及

对经由所述远端收发器和所述远端天线从所述用户系统接收的信号进行解码，以确定在所述远端界面上显示的数据。