CN103584871A - 用于测量和记录用户生命体征的系统 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于响应于用户的单个动作来测量和记录与用户的生命体征有关的数据的系统。该系统包括基本单元，该基本单元包括计算机系统，固定到所述基本单元的第一侧面和底面的金属层，孔，从所述基本单元的底面延伸的挠性轴，和可枢转地安装在所述基本单元的第二侧面的延伸部件。该系统在位于所述第一侧面的所述金属层上接纳所述用户的拇指，在所述基本单元和所述延伸部件之间接纳食指，在位于所述底面的所述金属层上接纳嘴唇，并在所述挠性轴上接纳舌头，来捕捉所述生命体征数据并将所述数据传送到远程位置。

Description

用于测量和记录用户生命体征的系统
背景技术
本申请一般性的涉及测量和记录用于健康监测应用的身体生命体征的系统，所述生命体征如血液中的氧含量，呼吸特征，心电信号(心电图或ECG)，心率，血压和体温。
目前的系统使用多个传感器连接到一个基本单元，能够总体测量全部生命体征。这些集成的单元仍然需要用户将两个或更多个传感器连接到身体上的特定位置。例如，用于测量血氧的传统脉搏血氧饱和度测量系统包括连接到用户的手指的传感器，口腔体温计需要放置在舌下或臂下，红外温度计被放置在耳道中，ECG传感器需要两个放置在心脏旁的传感器，大多数血压监测仪器使用无论是听诊或示波方法都需要在用户的手臂上佩戴臂带。这些系统有其局限性，因其体积庞大或严重依赖于电源和/或需要多个附件并由用户做出多个动作以测量和记录生命体征数据。
因此，在行业中需要一种利用用户的一个动作来检测并记录所有重要的生命体征的系统。
发明内容
本申请了提供一种用于响应用户单个动作来测量和记录有关所述用户生命体征数据的系统，所述系统被配置来分析并将所述数据传递到远程位置。所述系统包括一个基本单元，所述基本单元包括一个计算机系统，固定到所述基本单元的第一侧面和底面的金属层，孔，从所述基本单元的所述底面延伸的挠性轴，和可枢转地安装在所述基本单元第二侧面上的延伸部件，其特征在于：该系统被配置为在位于所述第一侧面的所述金属层上接纳所述用户的拇指，在所述基本单元和所述延伸部件之间接纳食指，在位于所述底面的所述金属层上接纳唇，并在所述挠性轴上接纳舌头，以捕捉所述生命体征数据并将所述数据传递到所述远程位置。
附图说明
以下附图公开了本发明一个或多个实施例，对本发明的实施例的详细介绍将结合以下附图进行。
图1示出了本发明的某些实施例的立体图；
图2示出了本发明的某些实施例的立体图；
图3示出了本发明的某些实施例的使用状态侧视图；
图4示出了本发明的某些实施例的计算机系统的方框图；
图5示出了本发明的某些实施例的使用状态侧视图；
图6示出了本发明的某些实施例的使用状态前视图；
图7示出了在本发明的某些实施例中分析的心电图波形；
图8示出了一系列在本发明的某些实施例中分析的心电图波形；
图9示出了本发明的某些实施例的立体图；和
图10示出了本发明的某些实施例的立体图。
具体实施方式
图1-3示出了用于测量用户的生命体征的系统的某些实施例。系统100包括一个基本单元，所述基本单元包括孔101，延伸部件102，包括一个计算机系统的内部壳体103，弯形金属垫104，传感头105，基本单元延伸201，舌头搁置区203，挠性轴204，孔(通气开口)206，气涨轴207，底部金属层208和触摸屏307。延伸部件102可以通过本领域中任何已知组件如一个压缩弹簧，可枢转地安装到基本单元延伸201上。
在本发明的某些实施例中，延伸部件102上附有第一发光二极管(LED)装置，基本单元延伸201上附有第二LED装置。这些LED装置可包括任何在该领域已知的组件，如灯或探测器，其可以包括光体积描记器(photoplethysmograph，PPG)或体积描记器(plethysmograph)。光体积描记器常用于脉搏血氧计，所述脉搏血氧计用来确定动脉血氧饱和度和随着脉搏的跳动测量动脉血液的体积的变化。脉搏血氧计设备包含两个发光二极管：一个属于红光带(660纳米)和一个属于红外光带(940纳米)。氧合血红蛋白吸收红外光，而脱氧血红蛋白吸收可见红光。脉搏血氧计设备还包含传感器，所述传感器每秒钟数百次的检测红光/红外光吸收比例。一种优选的计算所述吸收的算法源自比尔-朗伯定律(Beer-LambertLaw)，所述定律用入射光强度乘以在溶剂中穿过的距离、溶质溶度和溶质消光系数的乘积的负指数幂来确定投射光强度。
图4示出了计算机系统，其中包括：印刷电路板(PCB)单元400，处理器401，模拟前端(AFE)单元402，所述AFE单元402提供对气流传感器403进行模拟滤波、偏置和数字化，气流传感器403用于检测用户身体发出的呼吸和声学声音。AFE单元402还提供对位于金属垫104以及底部金属层208上的ECG和温度垫404进行模拟滤波，偏置和数字化。LED控制器单元408对位于延伸部件102和基本单元延伸201上的、用于检测和PPG相关的数据的LED灯405和LED-检测器406提供滤波，偏置和数字化，或反之亦然。电池控制器单元409从电池源407给该系统的所有电子器件提供电源。射频(RF)控制器410提供用于向系统100发送和从系统100接收数据的无线连接。LCD控制器411在触摸屏307上显示信息并从用户接收输入。
图3和图5-6示出处于使用状态的本发明的某些实施例。用户500使用左手300握住系统100。用户的左手拇指301放置在弯型的金属垫104上，左手食指306放在延伸部件102和基本单元延伸201之间。系统100被左手300持有并被放置在用户的口中，这样在挠性轴204上的传感头105是在用户舌头以下，且用户舌头位于气涨轴207以下，其中舌头触碰(或搁置在)舌搁置区203。在这个位置，通气开口206是在用户的舌头以上，嘴唇被放置在底部金属层208上，以使得用户可以通过流经孔101和206的空气利用鼻子来呼吸。
在此设置中，系统100的计算机系统感测到放置在金属垫104上的拇指301和底部的金属层208之间的电信号从而构造出如图7所示的ECG信号。随后计算机系统基于图7中的ECG信号计算所有心脏相关数据，也被称为“QRS”复合波。随着用户的呼吸，所述计算机系统通过流进和流出孔101和206的空气流量感测到所述空气流，因此，产生呼吸数据。传感头105测量用户的舌下体温。当用户的左手食指306放在延伸部件102和基本单元延伸201之间时，LED检测器基于LED光的反射测量和PPG相关的数据。在此配置中，将食指放置在LED灯405和LED-检测器406之间。
基于所构建的ECG信号800和PPG信号802，可以构建如图8所示的脉搏传导时间(“PTT”)。PTT定义为在病人的动脉系统中心跳产生的压强脉冲的传导时间，在现有技术中已被证明与心脏收缩压和舒张压相关联。QRS波群800显示心脏中心室的初始去极化，并且非正式地，标记心跳801和随后的压强脉冲的开始。如上所述，脉搏血氧饱和度是在用户的左手食指上测量的。光波形随时间变化的特性表示由传播的压力脉冲引起的手指表层下动脉的脉搏率和体积吸光度的变化。
PTT的测量确定了在QRS波群801的最大点(表示心室去极化的顶点)和由803表示尾端的光波形804的底部(表示压力脉冲的开始)之间的时间。PTT主要取决于动脉的顺应性，压力脉冲的传播距离(这近似于病人的手臂长度603或604)，和血压。为了考虑和病人相关的属性，例如动脉的顺应性，采用传统的血压臂带来“校准”基于PTT的血压测量。在所述校准过程中，给病人佩戴血压臂带进行一次或多次血压测量，然后移除该臂带。更进一步，血压测量校准以及PTT的变化被用来确定患者的血压和血压变化。PTT通常和血压成反比，即，PTT降低表示血压升高。
在本发明的某些实施例中，生命体征数据在触摸屏307上被显示给用户。在图9中托座单元900给系统100充电，并在每次使用后清洁和消毒所述系统。托座单元900可以使用各种LED颜色907，908，909或910，按钮906，以及通过内置扬声器和麦克风911的语音命令与用户互动。此外，托座单元900具有到互联网的无线(Wi-Fi)或有线连接(以太网)，所述连接允许系统100使用短波频率，如蓝牙来通信。这种配置允许建立基于云的计算机应用与系统100的双向沟通。因此，系统100能够传输所有的生命体征数据到互联网，并接收来自外部云应用的新的编程程序。托座单元900也可以有选择地与其他设备，如体重秤，血液检测试剂盒，血压臂带或其他医疗用具进行通信。
托座单元900从墙上的电源插座901获取电源。每次使用后，用户抬起围绕枢轴点903的盖904将系统100放在托座单元900内。可选地，托座单元900还包括活动跟踪单元902。参照图10，活动跟踪器单元902包括顶面1000，运动传感器，所述传感器通过枢轴点1003和1001的夹子1004连接到使用者的身体，最好是在男性汗衫和女性胸罩带上。通过接入端口1005，把活动跟踪器单元902放在托座单元900的槽内，利用托座单元900来给活动跟踪器单元902充电。活动跟踪器和托座单元900也可以无线通信。应当理解，活动跟踪器单元902可以收集更多的使用者的身体和/或活动的数据
在操作时，如图6所示，用户500从托座单元900移除系统100(通常刷完牙之后，或在其他时间)，并用左手300将其放置在口中，同时以站立姿势放松右手604，而左手臂603处于弯曲的姿势。当听到指示用户从口取出系统100的可听见的声音时，计算机系统通常在小于30秒的时间内准确地计算并捕获全部身体生命体征。然后清洗系统100并放回到托座单元900。用户可以选择性地在触摸屏307上检视数据或通过登录到一个帐户并查看数据来访问一个网站。
在一个实施例中，如果系统检测到任何生命体征的值在正常范围之外时，系统产生警报和告警。该系统可以生成包含这些信息的消息(例如，电子邮件或SMS消息)，并将该消息发送到医生、用户、和/或任何由用户选择的人。
在另一个实施例中，在感测生命体征的操作期间系统100可以获取人体唾液样本。人体唾液在许多方面和血液相似，因此可以开发探测器以获取，分析和检测关于身体的其他非生命体征数据，如血糖水平，流感A或B，酒精或药物水平和DNA分析。
应当理解，本发明在一些实施例中所描述的系统的组件可以包括任何在本领域中已知的材料，如金属和模制塑料，并且可以具有任何颜色，大小和/或尺寸。
在本技术领域的普通技术人员可以理解，许多的设计配置可能可以具备本发明的系统的功能的好处。因此，虽然给出了本发明的实施例的各种各样的配置和安排，但是本发明的范围由下面的权利要求的宽度来体现，而不仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种用于响应用户的单个动作来测量和记录有关所述用户的生命体征数据的系统，所述系统被配置用于分析并将所述数据传递到远程位置，所述系统包括：
基本单元，包括计算机系统，固定到所述基本单元的第一侧面和底面的金属层，孔，和从所述基本单元的所述底面延伸的挠性轴；和
可枢转地安装到所述基本单元的第二侧面的延伸部件；
其中所述系统被配置以在位于所述第一侧面的所述金属层上接纳所述用户的拇指，在所述基本单元和所述延伸部件之间接纳所述用户的食指，在位于所述底面的所述金属层上接纳所述用户的嘴唇，和在所述挠性轴上接纳所述用户的舌头，以捕获所述生命体征数据并传送所述数据至所述远程位置。
2.根据权利要求1所述的系统，还包括一个显示器，其被配置以接收来自所述用户的输入，并将生命体征数据显示给所述用户。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述延伸部件包括被配置作为一个体积描记器使用的发光二极管装置。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机系统被配置为如果所述用户的生命体征数据的任何值不在正常范围内，则发送一个警报给一个实体。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机系统基于由所述金属层检测到的电信号生成心电图信号。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机系统检测基于所述用户呼吸通过所述孔的气流，并根据所检测到的气流产生呼吸数据。
7.根据权利要求1所述的系统，还包括一个检测器，其被配置来测量和记录有关所述用户的非生命体征的数据。
8.根据权利要求1所述的系统，还包括一个托座单元，其被配置为对所述基本单元和所述延伸部件进行储存，清洗和消毒。
9.根据权利要求8所述的系统，还包括一个活动跟踪器单元，其被配置来收集和所述用户的活动有关的数据。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述托座单元包括通信装置，所述通信装置被配置为将所述生命体征数据无线地传送到所述远程位置和其他装置。
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