CN108471948A - 健康监视器贴片 - Google Patents

Abstract

包括至少一个生理传感器和数字处理器的健康监视器贴片被配置成粘附到对象的皮肤。健康监视器贴片还可以包括加速度计并且可以检测心脏波形、由对象执行的活动和对象的身体取向。在一些实施方式中，健康监视器贴片可以是一次性的并且用于门诊患者监视。还描述了噪声消除和卷盘式制造的方面。

Description

健康监视器贴片

技术领域

本技术涉及配置成监视对象的生理参数(心率、心率变异性、呼吸频率等)和/或由对象执行的身体活动的可穿戴装置。

背景技术

当前存在可以由用户穿戴以监视由用户执行的身体活动的小传感装置。作为示例， ActiPed+(可从美国康涅狄格州的谢尔顿的FitLinxx购买)是可以夹到鞋上并且用于监视用户的行走和奔跑活动的小装置。当用户行走或奔跑时，机载加速度计输出被存储在装置上以供随后传送至计算机系统的数据。计算机系统可以分析数据以确定活动类型，并且计算各种活动参数(例如，活动的持续时间、总步数、行进距离和燃烧的热量)。数据分析的结果可以被呈现在计算机的显示器上，以便用户可以回顾他的或她的活动的细节。结果可以被存储，以便用户可以维护锻炼疗法的记录并且跟踪锻炼目标的进展，或者以便数据可以被医务人员用于跟踪从疾病或损伤的恢复。其他的现代活动监视器以不同的准确度执行类似功能。

大多数活动监视器被配置成附着到对象的衣服或捆绑到对象的肢体。例如，一些活动监视器可以夹在衣服上，或者可以被配置成夹在鞋上或系在鞋中。附接到衣服的活动监视器通常不适于感测对象的生理参数。可以穿戴在对象的手腕或脚踝上的一些活动监视器可能适于感测心率，但是这些监视器通常不能测量心脏波形的细节以获得例如心率变异性(HRV)或诸如心律失常的心脏异常的信息。

发明内容

描述了能够粘附到对象的在心脏附近的皮肤上的健康监视器贴片。在一些实施方式中，健康监视器贴片包括柔性防水带，并且被设计成长期穿戴。带上的两个监视器电极可以接触对象的皮肤并且用于收集心脏波形数据。可以包括至少第三电极来抑制电噪声并且改善由健康监视器贴片收集的数据的质量。可以分析心脏波形数据以确定对象的各种生理参数，例如心率、心率变异性、热量燃烧、静息心率、从锻炼中恢复、呼吸频率等。健康监视器贴片还可以包括加速度计，根据该加速度计，可以分析加速度数据以确定与对象的运动相关联的参数(例如，对象的身体取向、对象执行的活动的类型、对象执行的活动的强度等)。

健康监视器贴片的一些实施方式可以包括可以容纳健康监视器贴片的电气部件的柔性带组件以及粘附到柔性带组件的可更换的电极带。可更换的电极带可以提供对象与柔性带组件之间的可更换粘附和电连接。健康监视器贴片的其他实施方式可以是单次使用的一次性带，其包括用于附着到对象的皮肤的粘附层和电子器件。一次性健康监视器贴片可以是适用于单次使用应用、例如用于门诊患者的健康监视的低成本装置。

例如在美国专利申请公开No.2015-0119728和美国专利申请公开No.2013-0217979中描述的，健康监视器贴片可以包括加速度计、处理器和将健康监视器贴片适配成执行各种不同功能和数据分析的机器可读指令，这两项申请的全部公开内容通过以上引用并入本文。

根据一些实施方式，一种健康监视器贴片可以包括心脏传感器，心脏传感器包括被配置成接收来自对象的皮肤上的两个位置的两个信号的两个监视器电极。健康监视器贴片还可以包括噪声电极，该噪声电极被配置成接收来自对象的在与两个监视器电极的两个位置分开的位置处的皮肤的信号。健康监视器贴片还可以包括电子组件，该电子组件包括被配置成处理来自两个监视器电极的信号的处理器。

一些实施方式涉及用于操作健康监视器贴片的方法。一些操作方法可以包括以下动作：在健康监视器贴片的两个监视器电极处接收两个电信号，其中，两个监视器电极接触对象的皮肤并且分隔开一定距离；将来自两个监视器电极的电信号通过两个导电路径传导到安装在健康监视器贴片内的电子电路的两个信号输入端；接收来自接触对象的皮肤并且位于两个监视器电极之间的噪声电极的电信号；以及将来自噪声电极的电信号传导到至少部分地延伸越过两个导电路径的导电屏蔽件(conductive shield)，例如ESD屏蔽件。导电屏蔽件也可以延伸越过电子电路。

结合附图根据下面的描述可以更充分地理解本教示的上述及其他方面、实施方式和特征。

附图说明

技术人员将理解，本文所述的附图仅出于说明的目的。要理解的是，在一些情况下，本发明的各种方面可能被扩大或放大示出以便于理解本发明。在附图中，同样的附图标记贯穿各种附图一般指代同样的特征、功能上类似和/或结构上类似的元件。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在示出本教示的原理上。附图并不旨在以任何方式限制本教示的范围。

图1A描绘了根据一些实施方式的健康监视器贴片的平面图；

图1B描绘了根据一些实施方式的健康监视器贴片的正视图；

图1C描绘了根据一些实施方式的健康监视器贴片的底侧视图；

图2A描绘了根据一些实施方式的一次性健康监视器贴片的平面图；

图2B描绘了根据一些实施方式的一次性健康监视器贴片的正视图；

图2C描绘了根据一些实施方式的一次性健康监视器贴片的底侧视图；

图3示出了根据一些实施方式的可以包括在健康监视器贴片中的电子部件；

图4描绘了根据一些实施方式的一次性健康监视器贴片的分解图。

图5示出了根据一些实施方式的健康监视器贴片的电路中的噪声抑制配置和导电粘附；

图6示出了根据一些实施方式的柔性带组件中的注入导体；

图7A描绘了根据一些实施方式的用于可更换的电极带的部件的分解图；

图7B描绘了根据一些实施方式的可更换的电极带的横截面；

图8示出了心脏波形；以及

图9示出了利用健康监视器贴片获得的心脏波形。

结合附图，根据下面阐述的详细描述，本发明的特征和优点将变得更明显。

具体实施方式

在图1A中描绘了健康监视器贴片100的示例实施方式。根据一些实施方式，健康监视器贴片可以由柔性材料形成并且被配置成粘附到人的皮肤。健康监视器贴片可以包括用于感测对象的运动和/或活动的至少一个加速度计，以及/或者可以包括电极、一个或更多个激光器、一个或更多个发光二极管、一个或多个光电二极管、一个或更多个温度传感器和/或用于感测对象的一个或更多个生理参数的其它传感器。本发明人已经认识并领会到，具有可以直接接触对象的皮肤的电极和/或其他传感器的柔性贴片型装置可以提供常规计步器可能不能提供的关于对象的生物物理参数(例如心脏波形、体温、呼吸频率、血氧水平、血糖水平等)的更准确的信息。为了获得可靠的心脏波形信号，这样的贴片装置优选地位于对象的心脏附近并且包括间隔开一定距离的两个或更多个电极。因此，健康监视器贴片优选地是柔性的，使得当对象运动时，感测电极能够保持与对象的皮肤接触。

本发明人还认识到并领会到，与捆绑到对象的手腕或脚踝的常规活动监视器相比，附接到对象的躯干的健康监视器贴片能够提供关于对象的姿态(躺着、坐着、站立)的更可靠信息。当识别对象正在执行的活动的类型(例如，区分划船与骑车或者区分骑车与跑步)或者识别对象的静止状态时，躯干取向可能是有帮助的。当监视患者时，躯干取向也可能是有帮助的。例如，伴随有指示患者已经从躺着的姿态改变为竖直和/或步行取向的数据的增加的心率可能是没有意义的，然而在患者保持躺着的姿态时的增加的心率可能需要监护者的注意。

本发明人进一步构思了提供根据一些实施方式的防水健康监视器贴片以及根据一些实施方式的低成本一次性健康监视器贴片的结构、电路、处理和材料的组合。下面描述健康监视器贴片的其他细节。

再参照图1A，健康监视器贴片100可以包括第一端部区域110a和第二端部区域110b。健康监视器贴片可以包括柔性带组件105，柔性带组件105可以具有或可以不具有中心开口120。对于包括中心开口的实施方式，一个或更多个柔性肋(flexible rib)107可以连接第一端部区域110a和第二端部区域110b。对于不具有中心开口120的实施方式，柔性带组件105的中心部分可以较薄或以其它方式被配置成在第一端部区域与第二端部区域之间提供柔性弯曲和扭曲。根据一些实施方式，健康监视器贴片100的宽度W可以在大约10mm与大约50mm之间。

在图1B中描绘了健康监视器贴片100的正视图。在一些实施方式中，健康监视器贴片可以如附图中所示的那样在端部区域110a、110b处包括扩大的瓣。健康监视器贴片的电子器件可以容纳在瓣内。健康监视器贴片100的总长度L可以在大约50mm与大约150mm之间。健康监视器贴片的高度H可以在大约3mm与大约10mm之间。柔性带组件可以包括柔性聚合物，例如但不限于硅树脂。

根据一些实施方式，如图1B所示，可更换的电极带150可以临时粘附到健康监视器贴片100的下表面。可更换的电极带可以提供柔性带组件与对象的皮肤之间的粘附、电连接和防水密封。可更换的电极带可以从柔性带组件105的下表面剥离并且用新的可更换的电极带150进行更换。例如，用户可以将健康监视器贴片100粘附到他们的皮肤一段时间(例如，一天或几天、一周或更长时间)，然后移除健康监视器贴片，更换可更换的电极带150，并且然后将健康监视器贴片重新粘附到他们的皮肤，以继续监视活动和生理参数。

图1C中示出了根据一些实施方式的具有可更换的电极带150的健康监视器贴片的底侧视图或皮肤侧视图。可更换的电极带可以包括被配置成粘附到对象的皮肤的粘附表面152。可更换的电极带可以包括提供与对象的皮肤的电接触并且与柔性带组件105内的电子电路系统电连接的两个或更多个电极160a、160b。在一些实施方式中，第一监视器电极160a位于可更换的电极带150的第一端，并且第二监视器电极160b位于可更换的电极带的第二端。第一监视器电极与第二监视器电极之间的距离D可以在大约50mm与大约90mm之间。在一些实施方式中，第一监视器电极160a和第二监视器电极160b可以包括水凝胶电极，或者可以包括用于接触对象的皮肤的其他柔性电极。根据一些实施方式，可更换的电极带150的宽度可以在大约10mm与大约50mm之间。

在一些情况下，可以存在被定位成与第一监视器电极160a和第二监视器电极160b分开的一个或更多个噪声电极170。如所示的，在一些实施方式中，(一个或更多个)噪声电极170可以位于监视器电极160a、160b之间。噪声电极也可以包括水凝胶电极或其他柔性电极。对于一些实现方式，噪声电极170可以大约位于第一监视器电极与第二监视器电极之间的半途处。在其他实施方式中，可以将一个或更多个噪声电极放置成较靠近第一监视器电极和第二监视器电极中的一个或另一个，或者放置在带150上的其他位置处。噪声电极可以提供与对象的皮肤的电接触，并且还电连接到柔性带组件105内的噪声消除电路系统。

在图2A中描绘了健康监视器贴片的第二实施方式。如所示的，在一些实施方式中，一次性健康监视器贴片200可以包括柔性带组件205，柔性带组件205包括第一端部区域210a以及第二端部区域210b。一次性健康监视器贴片200的长度L和宽度W可以具有与上面结合图1A描述的健康监视器贴片100近似相同的相应尺寸。参照图2B，一次性健康监视器贴片200可以具有较低的轮廓和在大约2mm与大约8mm之间的高度。柔性带组件205可以沿其长度在高度上更为均匀，并且由多个柔性材料层形成。在一些实施方式中，它可以包括容纳装置的电子器件(例如，PCB组件和电池)的凸出端部区域210a、210b。

一次性健康监视器贴片200可以不具有可更换的电极带150，而是可以包括粘附表面252。一次性健康监视器贴片200可以具有位于粘附表面252之上的释放衬里(releaseliner)(图7A中所示)，该释放衬里可以紧接将一次性健康监视器贴片粘附到对象的皮肤之前被移除。一次性健康监视器贴片可以在对象上操作大约1天到大约14天之间，然后被移除并且丢弃。

在图2C中描绘了根据一些实施方式的一次性健康监视器贴片200的粘附表面252的平面图。粘附表面252可以容纳第一监视器电极260a和第二监视器电极260b。根据一些实施方式，监视器电极可以分隔开大约50mm到大约90mm之间的距离。在监视器电极之间或者在粘附表面252上的一些其他位置处，可以存在一个或更多个噪声电极270。监视器电极可以提供到患者皮肤以及一次性健康监视器贴片内的感测和数据分析电路系统的电连接。一个或更多个噪声电极可以提供到对象的皮肤以及一次性健康监视器贴片200内的噪声消除电路系统的电连接。在一些实施方式中，可以存在穿过粘附表面252的一个或更多个开口，以使来自一个或更多个发光装置286(例如，(一个或更多个)激光器、(一个或更多个)LED)的辐射通过并且使背向散射光通过以到达一个或更多个光电二极管287。

在操作中，健康监视器贴片可以收集来自其一个或更多个传感器的生理数据(例如，心脏数据、温度数据、血氧数据等)和/或运动数据(例如，加速度计数据)。在一些实施方式中，一些数据可以由健康监视器贴片的机载处理器进行处理或预处理。在一些实现方式中，所收集的数据可以被卸载到可以处理所收集的数据的远程装置(例如，智能电话、膝上型计算机、平板计算机、计算机等)。在健康监视器贴片上累积的数据可以经由无线连接来下载。在通过以上引用并入的美国专利申请公开No.2015-0119728中更详细地描述了数据处理和数据传输的示例。

图3描绘了根据一些实施方式的可以在健康监视器贴片中实现的一些部件和示例电路300。如所示的，健康监视器贴片的电路系统可以例如包括电源305(例如，至少一个电池或能量采集芯片以及唤醒和电力管理电路350)，电源305提供并且管理向加速度计330、数字处理器310、存储器320和收发器340中的一个或更多个的电力传送。处理器310可以耦接到唤醒电路、加速度计、存储器和收发器中的一个或更多个。电源305和/或处理器310可以耦接到另外的部件，例如一个或更多个生理传感器354。

本文使用的术语“数字处理器”或“处理器”可以指代至少一个微控制器、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或数据处理逻辑电路系统。“数字处理器”或“处理器”也可以用于指代包括多于一个特定数据处理装置的上述数字处理装置的任何组合。

处理器可以被配置成接收和处理来自健康监视器贴片上的一个或更多个传感器(例如，来自加速度计330和/或一个或更多个生理传感器354)的数据。处理器310还可以被配置成读取数据和将数据写入存储器320，并且发送和接收来自收发器340的数据。根据一些实施方式，唤醒电路350可以适于感测何时健康监视器贴片未被使用，并且作为响应，减少内部电路300的功耗。唤醒电路还可以适于感测何时健康监视器贴片被放置以使用，并且作为响应，激活内部电路300的一个或多个元件。

在一些实施方式中，处理器310可以例如包括低功率8位处理器，其被配置成在睡眠模式操作中汲取低电力，并且能够在被激活时以每秒数百万条指令(MIPS)进行操作。合适的处理器的一个示例是可从德克萨斯州奥斯汀市的硅实验室公司(SiliconLaboratories Inc.)购买的8051F931处理器。处理器的另一示例是可从挪威奥斯陆的北欧半导体公司(Nordic semiconductor)购买的nRF51822处理器，然而在其他实施方式中，可以替选地采用任何其他合适的处理器或微处理器。在一些实现方式中，处理器310可以支持与其他装置的无线电频率通信。根据一些实施方式，平衡-不平衡转换器(balun)(例如，可从瑞士日内瓦的意法半导体公司(ST Microelectronics)购买的BAL-NRF02D3)可以用于对天线与处理器之间的RF信号进行匹配。

处理器310可以例如包括用于存储数据和/或机器可读指令的各种类型的机载存储器(例如，闪存、SRAM和XRAM)，并且可以通过内部振荡器或外部振荡器进行时钟控制。在一些实施方式中，当处理器是活动的并且处理数据时，处理器可以例如通过内部高频振荡器(例如，以约25MHz或更高的频率进行操作的振荡器)进行时钟控制，并且当处理器基本上不活动并且处于睡眠模式时，处理器替选地通过(处理器的外部或内部的)低频振荡器进行时钟控制。以低频对处理器的时钟控制可以例如降低睡眠模式期间的处理器的功耗。低频时钟控制可以在一些实施方式中处于小于高频时钟控制的50％的频率处、在一些实施方式中处于小于高频时钟控制的20％的频率处、在一些实施方式中处于小于高频时钟控制的10％的频率处、在一些实施方式中处于小于高频时钟控制的5％的频率处、在一些实施方式中处于小于高频时钟控制的2％的频率处、在一些实施方式中处于小于高频时钟控制的1％的频率处以及此外在一些实施方式中处于小于0.1％的频率处。

在各种实施方式中，处理器310可以被配置成：从加速度计330接收加速度数据，并且根据被加载至处理器上且在处理器上执行的预编程机器可读指令来处理所接收到的数据。处理器110可以例如被配置成接收模拟和/或数字输入数据，并且可以包括机载模数和数模转换器以及机载定时器或时钟。根据一些实施方式，处理器还可以被配置成接收和分析来自与用户的皮肤接触的电极的心脏波形数据。在一些实施方式中，处理器还可以被配置成通过唤醒和电力管理电路系统350接收电力。在一些实施方式中，处理器可以与电力管理电路系统350的一部分或全部协作，或者包括电力管理电路350的一部分或全部，并且便利于激活和去激活健康监视器贴片内的一个或更多个电路元件。

在一些实施方式中，处理器310可以被配置成以多个不同时钟频率操作。相比于以高时钟频率操作时，当以低时钟频率操作时，处理器通常将消耗较少电力。在一些实施方式中，处理器可以例如被配置成：当健康监视器贴片没有运动时，处于“睡眠”模式并且以低时钟频率操作；并且当检测到健康监视器贴片的运动时，循环通过若干操作状态。作为一个示例，当处于睡眠模式时，处理器可以以小于10Hz的速率对数据进行采样并且汲取小于约30微安。

在一些实施方式中，加速度计330可以例如包括多轴加速度计和/或陀螺仪，其被配置成沿至少两个基本上正交的空间方向感测加速度。加速度计330可以例如包括基于微机电系统(MEMS)技术的三轴加速度计。在一些实现方式中，可以另外地或替选地使用一个或更多个单轴加速度计。在一些实施方式中，加速度计330可以被配置成提供一个或更多个模拟数据流输出(例如，与加速度计的每个轴对应的X、Y、Z数据输出)，这些数据流输出分别表示沿相应轴的加速度的大小和方向。合适的加速度计的一个示例是可从纽约伊萨卡的Kionix公司购买的Kionix KXSC7型的加速度计。合适的加速度计的另一示例是可从瑞士日内瓦的意法半导体公司购买的LIS2DH加速度计。加速度计330可以例如提供随后可以被转换成数字数据的模拟输出数据，或者可以提供表示加速度值的数字输出数据。

加速度计330可以通过若干参数来表征。在这些参数当中可以例如是灵敏度值和采样率值。作为示例，加速度计的模拟灵敏度可以在一些实施方式中在大约每重力值100毫伏(mV)(100mV/G)与大约200mV/G之间，在一些实施方式中在大约200mV/G与大约400mV/G之间，在一些实施方式中在大约400mV/G与大约800mV/G之间，以及此外在一些实施方式中在大约800mV/G与大约1600mV/G之间。当被配置成提供数字输出时，加速度计的采样率可以例如在一些实施方式中在大约每秒每轴10个样本(10S/sec-A)与大约20S/sec-A之间，在一些实施方式中在大约20S/sec-A与大约40S/sec-A之间，在一些实施方式中在大约40S/sec-A与大约80S/sec-A之间，在一些实施方式中在大约80S/sec-A与大约160S/sec-A之间，在一些实施方式中在大约160S/sec-A与大约320S/sec-A之间，并且此外在一些实施方式中在大约320S/sec-A与大约640S/sec-A之间。将理解，在一些实施方式中，较高的采样率可以提高所测量的加速度的质量。

将理解，在一些实施方式中，加速度计330可以与一个或更多个模数转换器组合，以便以上述采样率提供表示加速度值的数字输出数据。当数字输出数据由加速度计提供时，加速度计的灵敏度可以以每重力常数的比特(b/G)为单位表示。作为示例，提供数字输出数据的加速度计可以在一些实施方式中具有多于大约2b/G的灵敏度，在一些实施方式中具有多于大约4b/G的灵敏度，在一些实施方式中具有多于大约6b/G的灵敏度，在一些实施方式中具有多于大约8b/G的灵敏度，在一些实施方式中具有多于大约10b/G的灵敏度，在一些实施方式中具有多于大约12b/G的灵敏度，或者甚至在一些实施方式中具有更高值的灵敏度。

根据一些实施方式，健康监视器贴片还可以包括除运动传感器352和加速度计330之外的一个或更多个传感器。例如，健康监视器贴片可以包括被配置成感测对象的至少一个生理参数的至少一个生理传感器354(例如，心脏传感器、温度传感器、血糖传感器、血氧传感器等)。生理传感器在一些实施方式中可以包括被配置成提供到对象的皮肤的电连接的一个或更多个电极。可以用在生理传感器中的其他部件包括但不限于压力换能器、声换能器、温度感测元件(例如，热阻器、红外传感器)、光源(例如，LED或激光二极管)以及光电探测器。)生理传感器的一个说明性示例包括可从马萨诸塞州诺伍德的Analog Devices公司购买的AD8232 ECG芯片。这样的芯片可以与被布置成接触对象的皮肤的电极进行组合。

生理传感器354可以包括各种信号处理电子器件和相关电路系统。例如，生理传感器354可以包括处理来自监视电极或其他检测器的接收信号的输入放大器和噪声滤波器。输入放大器可以包括低噪声放大器和差分放大器。生理传感器354可以在一些实现方式中至少部分地设置在与健康监视器贴片相同的封装中，或者可以形成为要在分开的位置处附接至对象的并且根据预定的通信协议无线地或者经由有线链路将数据发送到健康监视器贴片的单独的监视器。在一些实现方式中，生理传感器的一部分(例如，信号处理部分)可以包含在健康监视器贴片的印刷电路板组件上，而用于传感器的电极或检测器可以位于PCB组件的外部。在一些情况下，健康监视器贴片的中央处理器可以包括生理传感器的一部分并且处理来自电极或其他检测器的信号以确定一个或更多个生理参数。可以由一个或更多个生理传感器354感测的生理参数的示例包括但不限于心脏波形、心率、心率变异性、心律失常、皮肤温度、核心温度、呼吸频率、体积描记波形、EKG波形、血氧水平、血糖水平、水化、血压等。

在一些实施方式中，健康监视器贴片可以包括在处理器310的外部并且处理器310能够访问的存储器320。存储器320可以是以下类型的存储器中的任意一个或组合：RAM、SRAM、DRAM、ROM、闪存。存储器320可以例如用于存储和/或缓存来自加速度计330和/或生理传感器354的原始数据、针对处理器310的机器可读指令、供处理器使用以用于处理加速度计数据和/或生理数据的程序数据以及/或者表示活动的活动数据。在一些实施方式中，存储器320可以另外地或替选地用于存储关于健康监视器贴片的健康的诊断信息，例如电池寿命、错误状态等，以及/或者关于装置的技术信息，例如存储器大小、重力灵敏度、重量、电池型号、处理器速度、操作软件的版本、用户接口需求等。在一些实施方式中，存储器还可以用于存储与用户相关的信息，例如，用户体重、身高、性别、年龄、训练目标、具体锻炼计划、可以用于识别用户进行的活动的用户活动特定数据或者表示所识别的活动的过程数据。根据一些实施方式，存储器320可以存储代谢当量(MET)、校准值和用于确定各种活动的健康益处水平的健康指导方针数据的表格。

在一些实施方式中，存储器320可以另外地或替选地用于存储例如经由有线或无线链路从外部装置接收到的数据结构和/或代码。数据结构和/或代码可以例如用于更新由健康监视器贴片使用的一个或更多个数据处理应用。例如，一种类型的数据结构可以是表示活动数据模式的数据，该活动数据模式可以用于识别先前未被健康监视器贴片识别的特定类型的活动，例如，新活动或特定于健康监视器贴片的各个用户的活动。作为另一示例，数据结构可以包括下面描述的针对新活动定义或针对可识别的活动重新定义的隶属函数。根据一些实施方式，数据结构可以例如包括在活动进行期间获得的一个或更多个样本加速度计迹线和生理数据，以及/或者可以包括通过对加速度计迹线的处理而得到的识别数据(例如，隶属函数)，该加速度计迹线可以用于由健康监视器贴片执行以识别活动的算法中。另外，在一些实施方式中，存储器320可以用于存储对由健康监视器贴片执行的算法的更新和/或替换。存储的数据结构和算法可以例如用于对健康监视器贴片的功能进行重新编程和/或扩展，以识别新活动或先前未被健康监视器贴片识别的活动以及/或者提高针对所识别的活动计算的结果的准确度或置信度。

在一些实施方式中，存储器320还可以用于存储由处理器310使用以表征检测到的活动的校准数据和/或转换数据。校准数据可以例如用于提高检测到的活动参数(例如，步长、速度)的准确度以及/或者提高根据检测到的活动计算的健身量度的准确度。转换数据可以例如用于将检测到的活动转换成所花费的人类能量的量，例如燃烧的热量、代谢当量等。

根据一些实施方式，健康监视器贴片可以包括收发器340以及/或者一个或更多个数据通信端口(例如，USB端口、RF通信端口、蓝牙端口)，用于在健康监视器贴片与例如计算机、平板计算机、手机、便携式通信装置、数据处理器、传感器、另一智能传感器或多用途传感器的一个或更多个外部装置之间传送数据，这一个或更多个外部装置中的任一个可以被配置成与例如互联网或局域网的网络中的其他类似装置进行通信。健康监视器贴片可以例如被配置成通过有线或无线端口经由收发器340与选自以下列表的任何装置或组合或装置进行通信：个人计算机、膝上型计算机、平板计算机、PDA、手表、MP3播放器、iPod、移动电话、例如血糖仪、血压监视器或InR仪的医疗装置、电子交互游戏设备、智能训练设备以及汽车系统。可以例如经由收发器340在健康监视器贴片与外部装置之间传输从存储器320检索到的数据或要存储在存储器中的数据。在一些实施方式中，从健康监视器贴片发送的数据可以被配置用于路由至数据服务装置，该数据服务装置适于处理从健康监视器贴片接收到的数据。

在一些实施方式中，用于健康监视器贴片的内部电子器件的电力可以由至少一个电池305提供并且由唤醒和电力管理电路350管理。电池可以是小的，例如纽扣电池类型，并且可以例如包括能够再充电或能够替换的一个或更多个锂类型电池。仅作为一个示例，可以使用具有大约230mAh的容量的单个锂硬币或纽扣电池、3伏特电池(可从瑞士伊廷根的Renata SA购买的CR2032型)。健康监视器贴片的另一实施方式可以包括一个或更多个CR1616型的电池，然而在各种实施方式中可以替选地使用任何合适类型的电池。在一些实施方式中，健康监视器贴片可以包括发电或能量收集硬件(例如，被配置成将机械运动转换成电流的压电材料或发电机、太阳能电池、RF或热转换器)。机载生成的电力可以被存储在电池或例如超级电容器的电荷存储部件中。在一些实现方式中，生成的电流可以经由二极管电桥被提供给存储部件。合适的能量收集装置的一个示例是可从科罗拉多州利特尔顿市的Infinite Power Solutions公司购买的微能量电池MEC225。在一些实施方式中，发电部件可以结合可再充电电池被用作健康监视器贴片的电源。根据一些实施方式，电压调节器芯片(例如，可从德克萨斯州达拉斯市的德州仪器购买的TPS78001)可以用于在将电力传递至健康监视器的部件之前对来自至少一个电源的电力进行调节。

根据一些实施方式，健康监视器贴片的电池305可以被无线地再充电。例如，健康监视器贴片可以包括能够感应地耦合来自交变磁场的电磁能量的导电线圈。来自线圈的电流可以被提供给整流电路，该整流电路将交变电流转换成可以用于对电池305充电的直流电流。

在一些实现方式中，唤醒和电力管理电路系统350可以包括运动传感器352，其结合唤醒和电力管理电路系统350、以可以表示要监视的活动的方式识别健康监视器贴片正在移动的时间。唤醒和电力管理电路系统350可以例如包括用以启用、禁用、降低和/或提高到图3所示的各种电路元件的电力的逻辑控制电路系统。用于唤醒和电力管理电路系统的逻辑控制电路系统可以例如包括处理器310利用的硬件和机器可读指令或者可以包括专用集成电路利用的硬件和机器可读指令。

在一些实施方式中，运动传感器352可以包括例如压电元件的一个或更多个力敏开关，其被配置成生成表示健康监视器贴片经历的加速度的量的电信号。在其他实施方式中，运动传感器352可以另外地或替选地包括当健康监视器贴片经受加速度时闭合电路或打开电路的一个或更多个接触开关，例如，“管中球(ball-in-tube)”开关。当开关闭合的频率超过预先选择的值时，可以例如发起唤醒。在其他实施方式中，传感器352可以另外地或替选地包括仅当健康监视器贴片经历超过预先选择的值的加速度时才闭合的一个或更多个力敏接触开关。

根据一些实施方式，健康监视器贴片可以包括电光显示器(例如，液晶显示器、OLED显示器、一个或更多个LED)并且被配置成识别一个或更多个敲击序列(tappingsequence)和/或运动姿势(例如，以8字形图案、圆形图案、来回线性图案来移动装置)。响应于敲击序列或姿势的识别，健康监视器贴片可以激活显示器以传送存储在贴片上的信息或信息的概要。敲击序列或姿势可以对应于特定的信息询问，健康监视器贴片可以通过用显示相关信息来进行指示以对该特定信息询问进行响应。根据一个实施方式，可以以特定方式敲击健康监视器贴片，并且作为响应激活多个LED以指示用户已达到活动目标的近似百分比(例如，照亮10个LED中的8个以发出近似80％的信号)。活动目标可以由医生用户使用例如可以与健康监视器贴片进行无线通信的计算机或智能电话的另一电子装置预先编程到健康监视器贴片中。关于向一个或更多个活动目标的进展的信息可以由该装置传送(例如，步行了3英里目标的30％、跑了8英里目标的60％、游了60圈目标的90％、实现了当天的可信健康益处活动的70％、实现了一周的推荐数量的健康信用的50％等)。显示器也可用于响应于特定敲击序列或姿势传送其他信息，例如，电池寿命、步速比较(超前或落后最佳的活动步速)、心率、燃烧的热量等。

还可以使用无线通信协议(例如，蓝牙、蓝牙LE、蓝牙智能、修改的蓝牙协议、Wi-Fi等)将数据传送到健康监视器贴片并且从健康监视器贴片传送数据。例如，无线收发器和天线可以与健康监视器贴片包括在一起，并且用于向远程装置发送数据和从远程装置接收数据，远程装置例如是智能电话、智能手表、计算机、平板计算机等。

根据一些实施方式，健康监视器贴片可以包括至少一个光源286和至少一个光电探测器287。至少一个光源和光电探测器可以例如用于感测对象的一个或更多个生理参数，例如血氧水平、体积描记法波形、血糖水平、血流速率等。在一些实施方式中，光源286可以包括高亮度红外线(IR)光电二极管和较短波长的光电二极管。近年来，铟镓氮LED技术的进步已产生具有降低的结电压和增强的辐射强度两者的装置。使用InGaN技术并且应用在本申请要求其优先权的美国专利公开No.13/840,098中描述的电力管理技术，可以提供可以在一个或更多个纽扣电池氧化银电池上运行一周或更多周的、能够测量心率和/或其他生理参数的健康监视器贴片。光电探测器287可以是任何合适的光电探测器(例如，可以包括波长滤波器的一个或更多个硅光电二极管)，并且可以被安装以检测从对象散射或反射的来自光源的光。

图4描绘了根据一些实施方式的一次性健康监视器贴片400的分解图。一次性健康监视器贴片的柔性带组件可以包括第一PCB组件405、电池305和多个柔性材料。至少一些柔性材料或层可以包括由固体材料(例如，聚合物膜、布、聚合物或布网等)形成的片，其向健康监视器贴片提供抗张强度和形状保持性。例如，一个或更多个层可以包括柔性粘附带或膜。根据一些实施方式，一些层可以沉积为流体或凝胶。在一些情况下，PCB组件可以包括柔性PCB。

根据一些实施方式，电池带445可以提供电池305的第一端子(例如，正端子)与电池导体480之间的连接。电池带和导体可以由导电金属和/或导电聚合物形成(例如，可以涂覆有或不涂覆有包括银的膜的导电碳乙烯基膜。电池305可以是直径在大约10mm与大约20mm之间的纽扣电池型电池，并且可以被定位成与有助于对电池的两个端子进行电隔离的绝缘环410相邻。电池的第二端子可以电连接到噪声/接地导体470。噪声/接地导体还可以连接到一次性健康监视器贴片400上的噪声电极270。根据一些实现方式，噪声/接地导体470可以进一步连接到位于PCB组件405上的接地触点(未示出)。

可能具有连接到一次性健康监视器贴片的监视器电极的另外的导体。例如，第一监视器导体460a可以提供第一监视器电极260a与PCB组件405的第一信号输入焊盘(未示出)之间的电连接。第二监视器导体460b可以提供第二监视器电极260b和PCB组件405上的第二信号输入焊盘(未示出)之间的电连接。第一监视器导体460a、第二监视器导体460b、电池导体480和噪声/接地导体470可以由导电聚合物形成，该导电聚合物可以是粘附剂或者可以不是粘附剂。在一些实施方式中，这些导体可以由碳乙烯基聚合物或涂覆的乙烯基聚合物形成。可以用于柔性导体的涂覆的乙烯基聚合物的示例是可从北卡罗来纳州马修斯的Coveris Advanced Coatings购买的6355型。在一些实现方式中，一个或更多个导体可以由柔性PCB形成。在一些实施方式中，第一监视器导体460a、第二监视器导体460b、电池导体480和噪声/接地导体470可以从导电聚合物的膜切割或冲压而成。

在导体下方可以是导体可以被粘附到的导体粘附层425。当一次性健康监视器贴片在对象身上弯曲时，导体粘附层425可以将导体保持在适当位置。在一些实施方式中，导体粘附层425可以是电绝缘的硅树脂粘附层。根据一些实现方式，导体粘附层425可以在相对的侧上具有粘附表面(例如，双侧粘附剂)。导体粘附层425的示例是可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的96022型的硅树脂粘附剂。根据一些实施方式，导体粘附层425可以从粘附剂材料的膜切割和/或冲压而成。

根据一些实施方式，可以具有位于电池和信号导体之上的导电粘附元件415。导电粘附元件可以在相对的侧上具有粘附表面。这些元件可以由柔性导电粘附膜形成为与导体460a、460b、470、480相似的形状。导电粘附元件415可以提供下层导体与PCB组件上的接触焊盘和电池305上的端子之间的电连接。导电粘附元件415还可以将下层导体、PCB组件和电池粘附到一起成为柔性组件。根据一些实施方式，可以由可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的9719型的粘附膜来形成导电粘附元件。导电粘附元件415可以从导电粘附剂的膜切割或冲压而成。

在一些情况下，绝缘层430可以位于导体粘附层425的下方。绝缘层430可以向下层提供一些刚度并且帮助保持监视器电极260a、260b和噪声电极270。在一些情况下，绝缘层430可以包括在一侧上具有粘附表面的泡沫材料，其示例是可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的1774W型。例如，粘附表面可以面向导体460a、460b、470、480。绝缘层430可以由材料的膜切割或冲压而成。

在一些实施方式中，可以具有粘附到绝缘层430的表面粘附层435。表面粘附层430的示例是可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的96022型的硅树脂粘附剂，然而也可以使用其他合适的粘附层。根据一些实施方式，表面粘附层430可以从粘附剂材料的膜切割和/或冲压而成。

根据一些方面，皮肤粘附层490可以附接到绝缘体层430。皮肤粘附层490可以包括粘附表面252，粘附表面252提供对对象皮肤的持久粘附。任何合适的皮肤粘附剂材料都可以用于皮肤粘附层490。根据一些实施方式，可以使用可从加利福尼亚州格伦代尔的艾利丹尼森公司(Avery Dennison)购买的合适的丙烯酸皮肤粘附剂作为皮肤粘附层490。皮肤粘附层490的一个示例是可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的1626W型的Tegaderm粘附剂，然而也可使用其他生物相容性粘附层。在一些实现方式中，可从威斯康星州欧克莱尔的Adhesive R&D公司购买的H011型的水胶体粘附剂可用于皮肤粘附层。皮肤粘附层490可以包括粘附表面之上的释放衬里(未示出)，其在将一次性健康监视器贴片400粘附到对象之前被移除。示例性释放衬里是可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的1361型衬里。在一些实现方式中，皮肤粘附层490可以从材料的膜切割和/或冲压而成。

一次性健康监视器贴片400的上层可以包括在电池305、PCB组件405和大部分导电粘附元件415之上延伸的绝缘粘附层450和静电放电(ESD)屏蔽件455。在一些情况下，绝缘粘附层450中可以存在允许噪声/接地导体470电连接到ESD屏蔽件455的孔或凹口，ESD屏蔽件455可以被定位成与绝缘粘附层450相邻。绝缘粘附层450可以在相对的侧上具有粘附表面，或者可以具有单个粘附表面。示例性绝缘粘附层是可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的9474LE型的粘附剂，然而在其他实施方式中也可以使用其他绝缘粘附层。在相对的侧上具有不同粘附性质的示例性双侧绝缘粘附层(例如，差异粘附剂)包括可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的9425型的粘附剂。绝缘粘附层450可以从粘附剂材料的膜切割和/或冲压而成。

在一些实施方式中，ESD屏蔽件455可以在第一监视器导体460a的至少一部分和第二监视器导体460b的至少一部分之上延伸。ESD屏蔽件可以进一步经由噪声/接地导体470电连接到噪声电极270。ESD屏蔽件可以与第一监视器导体和第二监视器导体绝缘，但是被定位成非常靠近(例如，小于大约2mm)这两个导体(例如，在一些位置处被布置为平行板)。根据一些实施方式，ESD屏蔽件可以由导电聚合物形成。示例性导电聚合物是可从北卡罗来纳州马修斯的Coveris Advanced Coatings购买的6355型的涂覆的碳乙烯基膜，然而也可以使用未涂覆的导电膜。

根据一些实施方式，跨对象的皮肤传输的电噪声可以被噪声电极270拾取并且传导到ESD屏蔽件455。然后，由于在第一监视器导体460a和第二监视器导体460b上面的ESD的紧密靠近度，该噪声可以从ESD屏蔽件耦合到第一监视器导体460a和第二监视器导体460b中。在一些实施方式中，耦合到每个监视器电极的信号的量可以具有相似的幅度(例如，在大约±15％内)。差分放大器可以布置在PCB组件405的信号输入端处以对从第一监视器电极260a和第二监视器电极260b接收到的信号进行放大。由于噪声被耦合到两个导体和差分放大器的输入端中，所以其可以经由共模抑制被减少或消除。

根据一些实施方式，可以具有在覆盖一次性健康监视器贴片400的在ESD屏蔽件455之上附接的粘附剂覆盖层402。粘附剂覆盖层402可以包括布、泡沫、柔性聚合物(例如硅树脂)或任何其它合适的柔性材料。在一些实施方式中，覆盖层402可以包括用于绝缘层430的相同材料的第二层。覆盖层可以从材料的膜切割或冲压而成。在一些情况下，覆盖层402和绝缘层430可以包括密封的泡沫或合适的抗水或防水材料以减少水进入PCB组件405和电池305。

根据一些实施方式，在图5的正视图中描绘了一次性健康监视器贴片的一些部件。该图示出了PCB组件405，其经由导电粘附元件(被描绘为灰线)和第一监视器导体460a连接到第一监视器电极260a。PCB组件405还经由导电粘附元件(灰线)和第二监视导体460b电连接到第二监视器电极260b。电池305及其导体未在图5中示出以简化绘图。

在一些实现方式中，ESD屏蔽件455被设置在PCB组件405、第一监视器导体460a和第二监视器导体460b之上。ESD屏蔽件455与导电粘附元件之间可以存在绝缘粘附层450。绝缘层可以包括在ESD屏蔽件455与位于噪声/接地导体470之上的导电粘附元件415之间的开口452(也在图4中描绘出)。当健康监视器贴片的层全部被压在一起时，开口允许在ESD屏蔽件455与噪声电极270之间形成电连接。

对于一些实现方式，在图6的正视图中描绘了重复使用的健康监视器贴片100的进一步的细节。该图示出了根据一些实施方式的在图1A至图1C中所示的装置的部件的布置。在柔性带组件105内，可以存在PCB组件405和电池305。柔性带组件105还可以包括导电元件(未全部示出)，该导电元件提供电池的端子与PCB组件上的电源/接地焊盘和一个或更多个噪声电极或感测部件之间以及PCB组件上的信号输入端与监视器电极160a、160b之间的电连接。噪声电极和监视器电极可以位于可更换的电极带150上，可更换的电极带150被示出为与柔性带组件分离。

根据一些实施方式，健康监视器贴片的各种部件之间可能存在电连接。例如，可以使用图案化的柔性PCB来形成监视器电极与PCB组件405之间的电连接。本发明人已经认识并领会到，柔性导体(例如柔性PCB)与较为刚性的电气部件(例如，PCB组件405)之间的连接可以通过在该柔性导体的界面处添加应变消除材料来改善。例如，可以添加硅树脂、聚酰亚胺或热定型粘附剂以增强并且提供柔性导体与较为刚性的电气部件之间的接合处的应变消除。

在一些实施方式中，柔性带组件105可以部分地由柔性硅树脂形成。例如，硅树脂可以以凝胶或流体形式施加到模具中以覆盖健康监视器贴片的电子部件。所产生的硅树脂壳体605可以延伸以完全包围电池305、PCB组件405和相关联的导体。然后硅树脂可以被固化，使得组件105可以是高度柔性且完全防水的。防水外壳可以允许健康监视器贴片被穿戴在对象身上并且被浸入水中。此外，用于可更换的电极带150的粘附剂与硅树脂壳体605和对象的皮肤形成防水密封。本发明人已经认识并领会到，感测心率的常规活动监视器在被浸入水中时运转不良或完全不运转。硅树脂外壳可以允许健康监视器贴片监视游泳者、冲浪者、风帆冲浪者、风筝冲浪者等的活动和生理参数。

由于在一些实现方式中，机载电池可以完全包装在硅树脂中，所以可以使用无线充电对机载电池进行再充电。在一些实施方式中，线圈和整流电路可以被包括在健康监视器贴片中，使得电磁能量可以从无线充电器无线地耦合到线圈。耦合到线圈的能量可以被整流并用于对电池充电。

虽然硅树脂提供了灵活且鲁棒的环境密封，但是它是电绝缘体。本发明人已经构思了局部修改硅树脂，使得能够实现通过硅树脂到可更换的电极带150的监视器电极和噪声电极的电连接。根据一些实施方式，电连接不需要在硅树脂壳体605的表面处的金属线或非柔性金属焊盘。

根据一些实施方式，硅树脂壳体可以在与可更换的电极带150上的监视器电极160a、160b和(一个或更多个)噪声电极170的位置对应的表面位置处注入碳或其他导电材料。例如，柔性带组件105可以包括第一注入监视器电极660a和第二注入监视器电极660b。柔性带组件还可以包括一个或更多个注入噪声电极670。

根据一些实施方式，可以使用双注入工艺来形成碳注入电极。例如，可以使用未经固化的碳注入硅树脂的第一注入来在正确位置处形成注入电极660a、660b、670。导电碳粉可以被预先混合到硅中以使硅树脂是导电的。然后可以使用第二硅树脂注入来形成柔性带组件的剩余壳体605。第二硅树脂注入可以包括绝缘硅树脂。第一注入在第二注入之前可以是未经固化的、部分固化的或完全固化的。

内部导体672(例如，柔性PCB上的导体或由柔性导电膜制成的导体)可以电连接到相应的注入电极。(并非所有的导体都在图6中示出。)例如，可以将碳注入硅树脂注入导体的暴露端部周围。然后导体可以提供到PCB组件405上的信号输入端或到ESD屏蔽件455的电连接。注入电极可以提供导体与可更换的电极带上的另一导电元件之间的电连接。

在图7A中示出了显示可更换的电极带150的进一步细节的实施方式。部件在图7A中以分解正视图示出并且在图7B中以组装正视图示出。在一些实现方式中，可更换的电极带可以包括密封可更换的电极带的顶部粘附表面的第一释放衬里710和覆盖可更换的电极带的皮肤粘附表面152的第二释放衬里712。在一些实现方式中，第一释放衬里和第二释放衬里可以是可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的1361型释放衬里，然而在其他实施方式中也可以使用其他衬里。第一释放衬里可以在将可更换的电极带150粘附到柔性带组件105的底部(皮肤侧)表面之前被移除。第二释放衬里可以在将柔性带组件和可更换的电极带粘附到对象的皮肤之前被去除。

可更换的电极带150还可以包括贴片粘附层720，贴片粘附层720提供可更换的电极带到柔性带组件105(例如，硅树脂壳体605)的粘附。在一些情况下，贴片粘附层可以在相对的侧上包括粘附表面722、726。在一些实现方式中，粘附表面可以由相同材料形成。在其他实施方式中，粘附表面可以由不同材料形成。由相同材料形成的双侧粘附剂的示例可以包括可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的96042或9474LE型的粘附剂。在相对的侧上具有不同粘附性质的示例性双侧粘附剂(例如，差异粘附剂)包括可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的9425型的粘附剂。贴片粘附层可以被配置成在第一粘附侧722上粘附到硅树脂，并且在第二粘附侧726上粘附到可更换的电极带的下层。

在一些实施方式中，贴片粘附层720可以包括当第一释放衬里710被移除时暴露导电粘附盘730的通孔725。根据一些实施方式，通孔725可以具有在大约5mm与大约20mm之间的直径。导电粘附盘730可以具有比通孔725的直径大近似2mm至近似6mm的直径。

在一些实现方式中，导电粘附盘730可以由可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的9713型的导电粘附剂形成，但是在一些情况下也可以使用其他导电粘附剂。导电粘附盘730可以在一侧上粘附到注入硅树脂电极660a、660b、670并且在相对的侧上粘附到导电盘740，并且在注入电极和导电盘之间提供电连接。导电粘附盘730也可粘附到贴片粘附层720并将导电盘740保持在期望位置(例如，对准到电极160a、160b、170)。柔性导电盘740可以由例如可从北卡罗来纳州马修斯的Coveris Advanced Coatings公司购买的6355型的碳乙烯膜的导电聚合物形成，但是在一些情况下也可以使用其他导电膜。根据一些实施方式，导电盘740的直径可以比导电粘附盘730的直径小近似1mm与近似6mm之间。在一些实施方式中，导电盘740的直径可以等于或大于导电粘附盘730的直径。

可更换的电极带150还可以包括皮肤粘附层750。皮肤粘附层750可以是电绝缘的并且包括将导电盘740暴露到下层电极160a、160b、170的通孔745。通孔745的直径可以小于或大于导电盘740的直径。皮肤粘附层750的示例是可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的1626W型的Tegaderm粘附剂，但是也可以使用其他生物相容性粘附层。在一些实现方式中，可从威斯康星州欧克莱尔市的Adhesive R&D公司购买的H011型的水胶体粘附剂可以用于皮肤粘附层750。

根据一些实施方式，皮肤粘附层750的通孔745可以容纳监视器电极160a、160b和(一个或更多个)噪声电极170。这些电极可以由水凝胶形成，例如可从威斯康星州欧克莱尔市的Adhesive R&D公司购买的X863水凝胶，然而也可以使用任何其他合适的水凝胶。在一些情况下，电极的直径可以在近似5mm与近似20mm之间。在一些实施方式中，电极的直径可以在近似8mm与近似16mm之间。

在一些实现方式中，电极160a、160b、170中的一个或更多个可以被粘附环765横向包围。根据一些实施方式，粘附环可以是绝缘的。粘附环可以由可从明尼苏达州圣保罗的3M公司购买的1774W型的粘附剂形成，然而也可以使用其他粘附剂来形成粘附环765。

图7B示出了被压制在一起以将不同层和部件结合到组件中的可更换的电极组件150的部件。在一些实施方式中，水凝胶可以在将层和其他部件压制在一起之后并且在施加第二释放衬里712之前被注入。根据一些实施方式，当制造组件时，可更换的电极组件150的柔性层和部件(除了水凝胶电极之外)可以被切割和/或冲压成合适的形状。再参照图4，当制造组件时，一次性健康监视器贴片400的柔性层和部件(除了水凝胶电极、PCB组件和电池之外)可以被切割和/或冲压成合适的形状。本发明人已经认识并领会到，可更换的电极组件150和一次性健康监视器贴片400的多个层和部件可以使用卷盘式(reel-to-reel)或“转炉(converter)”制造工艺来形成和组装。这可以极大地降低用于生产健康监视器贴片或可更换的电极带的制造成本。

在一些实施方式中，一次性健康监视器贴片或可更换的电极带的两个或更多个“层级(level)”可以使用转炉工艺来组装以形成第一合成物(composite)。分别地，两个或更多个另外的层级可以使用转炉工艺来组装以形成第二合成物。然后，这两种合成物可以使用转炉工艺来组装。

例如并参照图7A，可以通过从第一卷(roll)(层级1)展开释放衬里710、从包括贴片粘附层720的第二卷(层级2)在片材中冲压出通孔725、并且从包括导电粘附剂的第三卷(层级3)对导电粘附盘730打孔，来在转炉工艺中组装第一合成物。对层进行打孔可以允许盘730(或其他部件)被微弱地保持在片材中，并且随后在接合到另一层时从片材中断裂开或撕裂开。

三个层级然后可以被压制在一起以形成第一合成物，并且可以去除来自导电粘附辊的多余材料。可以使用类似的处理来组装导电盘740(层级4)、皮肤粘附层750(层级5)和粘附环765(层级6)以形成第二合成物。然后可以在转炉工艺中将第一合成物和第二合成物对准并压制在一起。随后，可以注入水凝胶电极160a、160b、170并且施加第二释放衬里712。最后，可以从组装的合成物冲压出可更换的电极组件150并且对可更换的电极组件150进行封装。在其他实施方式中可以使用其他合适的制造工艺。

根据一些实现方式，当运行时，健康监视器贴片(重复使用的或一次性的)可以连续地或间断地检测对象的完整PQRST波形轮廓或PQRST波形轮廓的部分。在图8中描绘了PQRST波形轮廓的图示。检测到的波形可以(例如，通过处理器310、数字信号处理电路系统或任何合适的信号处理电路系统)被处理以确定一个或更多个生理参数。例如，可以通过健康监视器贴片根据心脏波形确定的生理参数可以包括例如心率、心搏间期(IBI)、心率变异性(HRV)、心律失常和呼吸频率。

根据一些实施方式，可以使用电子滤波来对心脏波形进行预处理。例如，可以使用滤波来减少噪声、通过或阻止某些频率分量，或者强化PQRST波形的方面，使得可以例如通过处理器310更准确地确定特定参数(例如，心率、HRV、心律失常等)。在图9中绘制了由示例性实施方式的健康监视器贴片记录的心脏波形910。该信号已经由机载电路系统进行预处理以强化R波形的方面，使得可以更准确地确定心率。根据一些实施方式，可以采用不同的信号处理方案来强化所选的心脏波形的方面，使得记录或分析的波形可以不同于图8和图9中所示的那些。

根据一些实现方式，健康监视器贴片的电力节省可以至少部分地基于从心脏传感器接收到的心脏数据和/或从加速度计接收到的运动数据。基于心脏数据的电力节省方法可以与基于运动数据的电力节省方法并行或结合使用。在一些情况下，电力节省操作模式可以部分地基于对象的健康状况来确定。例如，康复中的患者或存在健康损害的个体可能需要较为连续和/或全面地监视心脏波形和/或活动/运动数据，而对于健康的个体而言可能需要较少地监视心脏波形和活动数据。可以经由与健康监视器贴片的无线通信或经由健康监视器贴片可识别的敲击序列或姿势来选择或设置电力节省模式选项。

为了延长电池寿命，健康监视器贴片可以根据对象的状态来循环通过消耗不同电力量的一个或更多个操作模式。仅作为电力节省的一个说明性实施方式，可以通过系统处理器分析运动数据以确定对象处于不活动状态(例如，坐着、躺着、坐在交通工具中等)。然后健康监视器贴片可以确定至少加速度计的电力可以被减少。在一些实施方式中，与加速计相关联的电路系统和处理算法可以进入睡眠模式或减少电力模式。在一些实施方式中，同一健康监视器贴片的心脏传感器也可以进入其中不记录完整心脏波形的睡眠模式。相反，可以记录和/或处理心脏波形的一部分(例如仅R波部分)或者不记录和/或处理心脏波形。在一些实现方式中，可以间断地(例如，跳过记录之间的一个或更多个心跳)记录和处理心脏波形的一部分。在其他实施方式中，心脏传感器可以在已经检测到对象的不活动状态的情况下继续感测完整心脏波形(例如，监视患者的心脏参数)。

在一些实施方式中，当健康监视器贴片基于来自加速度计的数据确定对象处于活动状态时，全功率连续检测模式可以被自动激活。在一些实现方式中，健康监视器贴片的电力管理电路可以在对象活动时将心脏传感器置于电力节省状态。例如，健康监视器贴片可以确定对象的心率在活动期间是稳定的，并且然后可以将心脏传感器置于其中连续地或间断地监视心搏周期的部分的电力节省状态。

电力节省模式的其他示例包括但不限于心跳检测模式、QRS检测模式和全波模式。在心跳检测模式中，心脏监视器可以在对象的每个心跳之间睡眠一段时间并且及时唤醒以仅确定心脏波形中的足以指示心搏间期(IBI)的点或定时。例如，心脏传感器可以及时唤醒以检测对应于R波的心脏波形的一部分。在一些实现方式中，心脏信号可以被馈送到比较器或处理器，该比较器或处理器被配置成检测R波的阈值越过或斜率变化(例如，峰值的位置)。与捕获和分析心脏波形的一部分所需的电路系统相比，比较器可能需要较少的功率来进行操作。

在QRS检测模式下，心脏传感器可以在对象的每个心跳之间睡眠一段时间并且及时“唤醒”以捕获QRS波形用于随后的分析。根据一些实现方式，例如，QRS波形可以由处理器针对心律失常、心率变异性和/或呼吸频率来进行分析。在一些实施方式中，呼吸速率可以根据跨多个心搏周期的R波的包络来确定。

在全波操作模式下，心脏监视器可以连续操作，以捕获针对多次心跳的完整心脏波形。例如可以定期地执行全波操作模式以确认P波或R波的定时，并且确定心脏监视器在心跳之间的睡眠间期。在一些实现方式中，全波操作模式可以在对象变为处于活动状态时执行，或者可以在发现对象的活动适度和/或剧烈时执行。在一些实现方式中，用户可以通过与健康监视器贴片进行无线通信或在健康监视器贴片上敲击以下序列来命令连续监视心脏波形和/或其他生理参数而不考虑用户的活动：该序列能够由运动传感器检测到并且由健康监视器贴片的处理器处理并且识别为记录全波连续数据的命令。

在通过上面的引用并入的美国专利申请公开No.2015-0119728中描述了电力节省模式和处理心脏信号的另外的实施方式。

本申请引用的包括但不限于专利、专利申请、文章、书籍、论文和网页的所有文献和相似材料通过引用将其全文明确地合并于此，而与这样的文献和相似材料的格式无关。在所合并的文献和相似材料中的一个或更多个不同于本申请或与本申请矛盾的情况下，包括但不限于定义的术语、术语使用、描述的技术等，以本申请为准。

本文使用的章节标题仅出于组织的目的，并且并不被解释为以任意方式限制描述的主题。

虽然本文描述和示出了各种发明实施方式，但是本领域的普通技术人员将容易想到用于执行功能以及/或者获得本文所述的结果和/或一个或更多个优点的各种其他手段和/或结构，以及这样的变化和/或修改中的每个被认为在本文所述的发明实施方式的范围内。更一般地，本领域的技术人员将易于理解，本文所述的所有参数、尺寸、材料和配置意为示例性的，并且实际的参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用发明的教示的一个或更多个具体应用。本领域的技术人员通过使用仅例程实验将识别或能够确认本文所述的具体发明实施方式的许多等同方案。因此，应当理解，仅作为示例呈现了上述实施方式，并且在所附权利要求书及其等同方案的范围内，发明实施方式可以以与具体描述和要求保护的方式不同的方式来实践。本公开的发明实施方式针对本文所述的每个个别特征、系统、物品、材料和/或方法。另外，如果这样的特征、系统、物品、材料和/或方法并非互相不一致，则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料和/或方法中的任意组合被包括在本公开的发明范围内。

可以以众多方式中的任意方式实现本发明的上述实施方式。例如，可以使用硬件、软件或其组合实现一些实施方式。当至少部分在软件中实现实施方式的任何方面时，可以在设置在单个计算机中或者分布在多个计算机之间的任意合适的处理器或处理器集合上执行软件代码。

在这方面，例如处理来自监视器电极和噪声电极的信号的本发明的各种方面可以被至少部分实施为编码有一个或更多个程序的计算机可读存储介质(或多个计算机可读存储介质)(例如，计算机存储器、一个或更多个软盘、致密盘、光盘、磁带、闪存、现场可编程门阵列或其他半导体装置中的电路配置或者其他有形计算机存储介质或非暂态介质)，这一个或更多个程序当在一个或更多个计算机或其他处理器上被执行时，执行实现上面讨论的技术的各种实施方式的方法。一个或更多个计算机可读介质可以是便携式的，使得其上存储的一个或更多个程序可以被加载至一个或更多个不同的计算机或其他处理器上以实现如上所述的本技术的各种方面。

可以在硬件、软件、固件或其组合中实现上述健康监视器贴片的各种方面。例如，包含处理数据、处置数据和/或通信的健康监视器贴片的任意操作方面可以被实现为能够由处理器执行并且实施在至少一个有形计算机可读存储装置上的存储机器可读指令。可以在健康监视器贴片的数字处理器上执行或运行指令。在一些实现方式中，可以在结合健康监视器贴片的操作来操作的中央集线器或服务器上运行指令。

术语“程序”或“软件”在本文以一般意义来使用，以指代可以用于对计算机或其他处理器进行编程以实现如上所讨论的本技术的各种方面的任意类型的计算机代码或机器可执行指令集。此外，应当理解，根据该实施方式的一个方面，当被执行时执行本技术的方法的一个或更多个计算机程序不需要驻留在单个处理器上，而是可以以模块化方式分布在很多不同处理器之间以实现本技术的各种方面。

计算机可执行指令可以以多种形式如程序模块由一个或更多个计算机或其他装置执行。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、部件、数据结构等。通常，可以如各种实施方式所期望地组合或分布程序模块的功能。

另外，本文所述的技术可以被实施为已经提供了其至少一个示例的方法。可以以任意合适的方式对作为方法的一部分所执行的动作进行排序。因此，可以构造以不同于所示的顺序执行动作的实施方式，其可以包括同时执行一些动作，尽管这些动作在示例性实施方式中被示出为顺序动作。

如本文定义和使用的所有定义应当被理解成支配字典定义、通过引用而合并的文献中的定义和/或定义的术语的通常含义。

除非清楚地相反指示，否则如本文在说明书中和权利要求书中所用的不定冠词“一(a)”和“一个(an)”可以用于意指“至少一个”。

如本文在说明书中和权利要求书中所用的短语“和/或(以及/或者)”应当被理解成意指这样结合的元素、即在一些情况下结合呈现而在其他情况下分开呈现的元素中的“两者中任一/两者”。用“和/或(以及/或者)”列出的多个元素应当以相同形式解释，即，这样结合的元素中的“一个或更多个”。除了由“和/或”子句具体识别的元素之外，还可以可选地存在与具体识别的那些元素相关或不相关的其他元素。因此，作为非限制性示例，当与开放式语言如“包括”一起使用时，对“A和/或B(A以及/或者B)”的引用在一种实施方式中可以仅指代A(可选地包括除B之外的元素)；在另一实施方式中可以仅指代B(可选地包括除A之外的元素)；在又一实施方式中可以指代A和B两者(可选地包括其他元素)等。

如本文在说明书中和权利要求书中所用的，“或(或者)”应当被理解成具有与如上定义的“和/或(以及/或者)”相同的含义。例如，当分开列表中的项时，“或(或者)”或者“和/或(以及/或者)”应当被解释为包括性的，即，包括多个元素或元素列表中的至少一个元素并且还包括多于一个元素，以及可选地包括另外的未列出的项。仅清楚地相反指示的术语，如“……的仅一个”或“……的恰好一个”或者当在权利要求书中使用时的“由……组成”将指代包括多个元素或元素列表中的恰好一个元素。一般地，如本文所用的术语“或(或者)”，仅当在前面具有排他性术语如“两者中任一个”、“……的一个”、“……的仅一个”或“……的恰好一个”时被解释为表示排他性替选方案(即“一个或另一个但并非两者”)。“基本上由……组成”当在权利要求书中使用时应当具有其如专利法领域所用的通常含义。

如本文在说明书中和权利要求书中所用的，引用一个或更多个元素的列表的短语“至少一个”应当被理解成意指选自元素列表中的任一个或更多个元素中的至少一个元素，但是不一定包括元素列表内具体列出的每一个元素的至少一个并且不排除元素列表中的元素的任意组合。该定义还允许，除了短语“至少一个”所引用的元素列表内具体识别的元素之外，还可以可选地存在与具体识别的那些元素相关或不相关的元素。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”(或者等同地“A或B中的至少一个”，或者等同地“A和/或B中的至少一个”)在一种实施方式中可以指代至少一个A，可选地包括多于一个的A，而不存在B(并且可选地包括除B之外的元素)；在另一实施方式中可以指代至少一个B，可选地包括多于一个的B，而不存在A(并且可选地包括除A之外的元素)；在又一实施方式中可以指代至少一个A，可选地包括多于一个的A，以及至少一个B，可选地包括多于一个的B(并且可选地包括其他元素)，等等。

权利要求书不应当被解读为限于所描述的顺序或元素，除非指出有该含义。应当理解，在不背离所附权利要求书的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以进行形式和细节上的各种改变。要求保护落入所附权利要求书及其等同方案的精神和范围内的所有实施方式。

Claims (30)

1.一种健康监视器贴片，其被配置成粘附到对象的皮肤，所述健康监视器贴片包括：

心脏传感器，其包括两个监视器电极，所述两个监视器电极被配置成接收来自所述对象的皮肤上的两个位置的两个信号；

噪声电极，其被配置成接收来自所述对象的在与所述两个位置分隔开的位置处的皮肤的信号；以及

处理器，其被配置成处理来自所述两个监视器电极的信号。

2.根据权利要求1所述的健康监视器贴片，其中，所述噪声电极被配置成接收来自所述对象的在所述两个位置之间的位置处的皮肤的信号。

3.根据权利要求2所述的健康监视器贴片，还包括连接到所述噪声电极的导电屏蔽件，其中，所述导电屏蔽件在连接在所述两个监视器电极与所述处理器之间的两个导体的至少部分之上延伸。

4.根据权利要求3所述的健康监视器贴片，其中，所述导电屏蔽件和两个导体被布置成使得由所述噪声电极检测到的噪声从所述导电屏蔽件耦合到所述两个导体。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的健康监视器贴片，还包括差分放大器，所述差分放大器被配置成接收来自所述两个监视器电极的输入信号并且提供表示心脏波形的输出信号。

6.根据权利要求3或4所述的健康监视器贴片，其中，所述处理器被设置在印刷电路板(PCB)组件上，并且所述导电屏蔽件包括在所述PCB组件之上延伸的静电放电(ESD)屏蔽件。

7.根据权利要求6所述的健康监视器贴片，其中，所述健康监视器贴片被形成为柔性带并且所述ESD屏蔽件包括导电聚合物膜。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的健康监视器贴片，还包括包围所述处理器的硅树脂壳体，其中，所述两个监视器电极和噪声电极包括在所述硅树脂壳体的表面处的导电硅树脂区域，所述导电硅树脂区域注入有导电材料。

9.根据权利要求8所述的健康监视器贴片，还包括可更换的电极带，所述可更换的电极带被配置成粘附到所述表面，并且提供所述两个监视器电极与位于所述可更换的电极带上的两个水凝胶监视器电极之间以及所述噪声电极与水凝胶噪声电极之间的电连接。

10.根据权利要求9所述的健康监视器贴片，其中，所述水凝胶噪声电极位于所述可更换的电极带上且在所述两个水凝胶监视器电极之间。

11.根据权利要求9所述的健康监视器贴片，其中，所述可更换的电极带包括导电粘附盘，所述导电粘附盘被配置成粘附到所述两个监视器电极中的一个，并且提供到所述两个水凝胶监视器电极中的一个的电连接。

12.根据权利要求9所述的健康监视器贴片，其中，所述可更换的电极带包括：

贴片粘附层，其具有用于所述两个水凝胶监视器电极和所述水凝胶噪声电极的第一通孔；

皮肤粘附层，其具有用于所述两个水凝胶监视器电极和所述水凝胶噪声电极的第二通孔；以及

位于所述第一通孔和所述第二通孔处的水凝胶电极组件。

13.根据权利要求12所述的健康监视器贴片，其中，所述水凝胶电极组件包括：

由导电粘附带形成的导电粘附盘；

由柔性导电聚合物膜形成的并且连接至所述导电粘附盘的导电盘；以及

与所述导电盘接触的水凝胶电极。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的健康监视器贴片，还包括粘附在一起以形成所述健康监视器贴片的多个柔性且柔韧的粘附层级，其中，所述两个监视器电极和噪声电极包括水凝胶电极。

15.根据权利要求14所述的健康监视器贴片，其中，所述层级中的第一层级包括：

第一粘附元件，其由导电粘附带形成并且被布置成电连接所述两个监视器电极中的第一监视器电极和其上设置有所述处理器的印刷电路板(PCB)组件处的第一信号输入端；以及

第二粘附元件，其由导电粘附带形成并且被布置成电连接所述两个监视器电极中的第二监视器电极和在所述PCB组件处的第二信号输入端。

16.根据权利要求15所述的健康监视器贴片，其中，所述层级中的第二层级包括在所述第一粘附元件和所述第二粘附元件之上延伸的ESD屏蔽件。

17.根据权利要求16所述的健康监视器贴片，还包括第三粘附元件，所述第三粘附元件由导电粘附带形成并且被布置成电连接所述噪声电极和所述ESD屏蔽件。

18.根据权利要求15所述的健康监视器贴片，其中，所述第一粘附元件和所述第二粘附元件在第一侧上粘附到导体并且在第二相对侧上粘附到绝缘层。

19.根据权利要求1至4中任一项所述的健康监视器贴片，还包括加速度计和/或陀螺仪，其中，所述处理器被配置成处理来自所述加速度计和/或陀螺仪的信号以确定所述对象的身体取向。

20.一种利用可穿戴健康监视器贴片来检测心脏波形的方法，所述方法包括：

在所述健康监视器贴片的两个监视器电极处接收两个电信号，其中，所述两个监视器电极与对象的皮肤接触并且被分隔开一定距离；

将来自所述两个监视器电极的电信号通过两个导电路径传导到安装在所述健康监视器贴片内的电子电路的两个信号输入端；

接收来自在与所述两个监视器电极分隔开的位置处接触所述对象的皮肤的噪声电极的电信号；以及

将来自所述噪声电极的电信号传导到在所述两个导电路径的至少部分之上延伸的导电屏蔽件。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述噪声电极被布置成在所述两个监视器电极之间的位置处接触所述对象的皮肤。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，所述两个导电路径至少部分地由导电粘附带形成。

23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其中，所述健康监视器贴片包括粘附在一起的多个柔性且柔韧的粘附层级，并且其中，所述两个监视器电极和所述噪声电极包括水凝胶电极。

24.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其中，传导来自所述两个监视器电极的电信号包括部分地通过导电注入硅树脂来传导所述电信号。

25.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，还包括将信号从所述导电屏蔽件耦合到所述两个导电路径。

26.根据权利要求25所述的方法，还包括在差分放大器的输入端处接收来自所述两个监视器电极的两个电信号。

27.根据权利要求26所述的方法，还包括通过包括在所述电子电路系统中的处理器处理来自所述差分放大器的信号以确定心率变异性。

28.根据权利要求26所述的方法，还包括通过包括在所述电子电路系统中的处理器处理来自所述差分放大器的信号以确定呼吸频率。

29.根据权利要求26所述的方法，还包括通过包括在所述电子电路系统中的处理器处理从安装在所述健康监视器贴片内的加速度计接收到的信号以确定所述对象的身体取向。

30.根据权利要求26所述的方法，还包括通过包括在所述电子电路系统中的处理器处理从安装在所述健康监视器贴片内的加速度计接收到的信号以确定所述对象正在执行的活动的类型。