CN114010169A - 生命体征监测系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及生命体征监测系统。本发明涉及一种能够测量多个生命体征的监测系统。所述监测系统可以包括多个传感器，包括但不限于，电极、压电传感器、温度传感器和加速度计。所述监测系统能够以一种或多种操作模式操作诸如，例如：电容测量模式、电测量模式、压电测量模式、温度测量模式、加速度测量模式、阻抗测量模式和待机模式。基于所述测量值，所述监测系统可以分析所述用户的睡眠，向所述用户提供反馈和建议，并且/或者可以调节或控制所述环境条件以改善所述用户的睡眠。所述监测系统还能够分析所述用户的所述睡眠，而无需将不舒适的探针直接接触或附接到所述用户，并且不必在未知环境(例如，医疗设施)中分析所述睡眠。

Description

生命体征监测系统

本申请是国际申请日为2017年8月11日、发明名称为“生命体征监测系统”的进入中国国家阶段的PCT国际申请No.201780049410.7的分案申请。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2016年8月12日提交的美国临时专利申请62/374,615的优先权，该美国临时专利申请全文以引用方式并入本文。

技术领域

本发明整体涉及用于测量一个或多个用户的生命体征的监测系统和方法。

背景技术

传统上，监测人的睡眠或生命体征需要昂贵且笨重的设备。一些系统要求在医疗设施中远离家庭执行监测，并且/或者要求设备附接于人或直接接触人，这可能导致不适并且可能由于人的睡眠中断而导致不准确的分析。此外，这些系统被配置为基于一种类型的测量或操作模式确定生命体征。而且，这些系统被配置为仅监测单个人；这些系统不仅缺乏监测多个用户的能力，而且还缺乏将第一用户的分析结合到第二用户的分析中，第二用户的睡眠可能受第一用户的影响。

发明内容

本发明涉及一种能够为一个或多个用户测量多个生命体征的监测系统。监测系统可以包括多个传感器，包括但不限于，电极、压电传感器、温度传感器和加速度计。监测系统能够以一种或多种操作模式操作诸如，例如：电容测量模式、电测量模式、压电测量模式、温度测量模式、加速度测量模式、阻抗测量模式和待机模式。基于测量值，监测系统可以执行功能诸如，分析用户的睡眠，向用户提供反馈和建议，并且/或者可以调节或控制环境条件以改善用户的睡眠。监测系统还能够将系统动态地分割为多个部分以考虑多个用户。每个部分都可以通过独立控制和独立测量为对应的用户定制，以为用户提供唯一的独立睡眠分析。监测系统可以利用来自一个用户的信息评估另一个用户的睡眠。监测系统可以在家中利用或者可以是便携式的，为用户提供了可以使用监测系统的位置的灵活性。监测系统还能够分析用户的睡眠，而无需将不舒适的探针直接接触或附接到用户，并且不必在未知环境(例如，医疗设施)中分析睡眠。

附图说明

图1示出了根据本公开的示例的监测系统的示例性框图。

图2A至图2B示出了根据本公开的示例的示例性垫中包括的层的顶视图和透视图。

图2C至图2F示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。

图2G示出了根据本公开的示例的用于电容测量的示例性过程流。

图2H示出了根据本公开的示例的示例性垫中包括的层的示例性透视图。

图3A示出了根据本公开的示例的包括垫的示例性监测系统的剖视图。

图3B至图3C示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。

图3D-1和图3D-2示出了根据本公开的示例的用于动态地切换用于电容测量值的一个或多个电极的示例性过程流。

图3E示出了根据本公开示例的包括切换矩阵的示例性垫的剖视图。

图4A至图4C示出了根据本公开的示例的示例性垫中包括的层的顶视图、透视图和剖视图。

图4D-1和图4D-2示出了根据本公开的示例的用于电容测量和电测量的示例性过程流。

图4E示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。

图4F示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。

图5A示出了根据本公开的示例的包括多个截面的示例性监测系统的顶视图。

图5B-1至图5B-3示出了根据本公开的示例的用于将垫动态地分割为多个截面的示例性过程流。

图5C示出了根据本公开的示例的包括多个截面的示例性监测系统的顶视图。

图6A至图6B示出了根据本公开的示例的示例性垫中包括的层的顶视图和透视图。

图6C至图6D示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。

图6E-1和图6E-2示出了根据本公开的示例的用于电容测量、电测量和压电测量的示例性过程流。

图7A至图7B示出了根据本公开的示例的垫中包括的示例性层的顶视图。

图7C至图7D示出了根据本公开的示例的包括设置在压电传感器上的电极的示例性垫的顶视图和剖视图。

图7E至图7G示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。

图8A示出了根据本公开的示例的垫的示例性层的顶视图，该垫包括多个电极、多个压电传感器和多个温度传感器。

图8B至图8C示出了根据本公开的示例的包括温度传感器的监测系统的剖视图和俯视图。

图8D示出了根据本公开的示例的用于温度测量的示例性过程流。

图9示出了根据本公开的示例的垫的示例性层的顶视图，该垫包括多个电极、多个压电传感器、多个温度传感器和多个加速度计。

图10A示出了根据本公开的示例的被配置用于ICG测量的垫中包括的示例性层的顶视图。

图10B示出了根据本公开的示例的对应电路图。

图10C示出了根据本公开的示例的被配置用于阻抗测量的示例性过程流。

图11A至图11C示出了根据本公开的示例的监测系统随时间的测量模式。

具体实施方式

在以下对示例的描述中将引用附图，在附图中以例示的方式示出了可被实施的特定示例。应当理解，在不脱离各个示例的范围的情况下，可使用其他示例并且可作出结构性变更。

图1示出了根据本公开的示例的监测系统的示例性框图。系统199可包括垫102、电源103、相机108和控制系统140。垫102可被搁置在床(未示出)上或任何类型的装置上、附接于床或任何类型的装置或者与床或任何类型的装置接触，该装置被配置为支撑一个或多个人类用户、一个或多个宠物等。垫102可以被配置为覆盖，例如，可由床的一个或多个框架搁置、附接或支撑的床垫的全部或一部分。在一些示例中，垫102可以是柔性的。在一些示例中，垫102可以是至少部分刚性的。垫102可包括床单、毛毯、羽绒被、枕头或枕套或枕芯中的一种或多种。垫102可以是独立的单元，其可以放置在床上或者可以结合到用作睡眠/休息布置的一部分的织物或纺织品中。

电源102可被配置为向系统199提供电力。在一些示例中，电源可被配置为耦接到电源插座。在一些示例中，电源可耦接到电池和充电站或功率源。在一些示例中，电源可以被配置为从充电元件诸如磁性圆盘接收电力。在一些示例中，充电元件可以包括感应线圈，并且电力可以经由电磁场传输到监测系统。

系统199可包括相机108和控制系统140。相机108可以是被配置成执行一个或多个功能的视频相机，包括但不限于，确定用户身体的定位、确定用户身体的位置、确定用户身体的温度、以及确定局部环境的温度。监测系统可以被配置为利用来自相机108的信息结合来自一个或多个传感器(例如，电极182、压电传感器134、温度传感器138、加速度计142和电传感器182)的信息用于睡眠分析和反馈。

控制系统140可被配置为控制一个或多个参数。例如，控制系统140可以包括温度传感器139，其可以测量控制系统并向控制系统提供关于室温的信息。在一些示例中，控制系统140可以被配置为通过有线(例如，使用电缆)或无线通信与垫102通信。控制面板140可以包括触摸面板和/或显示器，并且可以被配置为与用户和/或计算机交互。例如，控制面板140可以显示心率、心率波动、呼吸率、呼吸率波动、用户的移动和用户的温度。在一些示例中，控制面板140可以显示关于用户睡眠的分析和/或可以提供改善用户睡眠的建议。

垫102可以包括一个或多个电极182、一个或多个压电传感器134、多个温度传感器138以及一个或多个加速度计142。系统199中包括的电极和传感器可以包括下文讨论的一个或多个功能和配置。系统199可以包括控制器，该控制器被配置为确定一个或多个测量值，诸如BCG测量值123、ECG测量值183、加速度测量值143、温度测量值139和ICG测量值133。虽然图1示出了垫102包括四种不同类型的传感器，但是本公开的示例可以包括监测系统，该监测系统包括一种或多种不同类型的传感器。

虽然控制系统140可以包括在系统199中，但是本公开的示例可以包括控制系统140与系统199独立且不同的布置。系统199可以通过有线或无线(例如，局域网)通信部件将信息(例如，温度测量值、加速度测量值、ICG测量值、ECG测量值和BCG测量值)发送到控制系统140。在一些示例中，控制系统140可包括：收发器，以从系统199接收信息；以及控制器或处理器，以处理用于分析的信息(例如，用于确定心率、心率波动、呼吸率和呼吸率波动)。

图2A至图2B示出了根据本公开的示例的示例性垫中包括的层的顶视图和透视图。示例性垫可以包括层220和层230。层220可以包括电极222。本文提到的“电极”可以是单独连接的导电单元，用于驱动或感测的目的。在一些示例中，电极222可以被配置为覆盖层222的大部分(例如，大于75％)区域并且可以是连续的(即，离散的材料块)。层230可以包括多个电极232。电极222、多个电极232或两者可以包括任何导电材料，包括但不限于，银、铜、金、铝、钢、黄铜、青铜和石墨。在一些示例中，电极222和多个电极232可以包括相同的材料。在一些示例中，示例性垫可以包括层240。例如，层240可以被配置为从一个或多个材料或层(例如，床垫)处提供支撑或电绝缘。在一些示例中，层240可以包括一个或多个电极(未示出)。尽管图2A至图2B示出了层220包括一个电极并且层230包括多个电极，但是每个层可以包括任何数量的电极。

图2C至图2F示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。示例性垫可以配置有相对于其他层的任何数量的层和/或层的布置。例如，如图2C所示，层220可以位于层230的一侧，并且层240可以位于层230的另一侧。设置在层220上的电极222可以位于与用户298相对的层220的一侧。电极232可以位于层230与层240之间。电极242可以位于层240与电极232相对的一侧。

在一些示例中，如图2D中所示，电极222可以位于层220的一侧，比层220更靠近用户298。电极232可以位于层220的与用户298相对的一侧，并且在层220与层230之间。在一些示例中，如图2E中所示，电极232可以定位成比电极222更靠近用户298。电极232可以设置在层230上，并且电极222可以设置在层220上。层230可以比电极232更靠近用户298。另外，示例性垫可以包括层240，其位于电极222的与层220相对的一侧上。在一些示例中，如图2F所示，层220和电极222可以比层230和电极232更靠近用户。尽管附图示出了设置在对应层上的一个或多个电极，但是本公开的示例可以包括完全或部分地嵌入在层内或者至少部分地布置在层上的一个或多个电极。尽管附图示出了位于示例性垫一侧上的用户298，但是本公开的示例可以包括能够用作监测系统的示例性垫，而不管侧面用户298位于何处。此外，当用户298位于垫的中心或边缘时，示例性监测系统能够起作用。

电极222、电极232和/或电极242可以配置有一个或多个功能。例如，电极222和电极232可以被配置为测量多个电容值。电极222可以配置为感测电极，并且多个电极232可以配置为驱动电极。在一些示例中，电极222可以被配置为驱动电极，并且多个电极232可以被配置为感测电极。当施加外力时，例如，通过用户298的体重，电极222可以移动靠近电极232，这继而又可以造成电极之间(即感测电极与驱动电极)的互电容的改变(例如，增加)。在一些示例中，可以一次一个地刺激包括在多个电极232中的电极，并且可以通过感测电路测量与刺激电极222相关联的电容。在一些示例中，电极222可以包括电耦合在一起的导电材料的一个或多个截面。在一些示例中，电容的改变可以与电极232与电极222之间的距离相关。可以基于电容的改变获得由用户298施加的力的力量或强度的一个或多个图像。

在一些示例中，电容感测可以包括测量电极222、多个电极232或两者处的电容相对于某些参考(诸如接地或接地层)的电容。由于至少部分地存在用户的身体，所以可以改变相对于参考接地的电容。在一些示例中，感测可以包括电阻感测，其中用户的力或体重可以造成电极电接触。可以驱动电极并且可以造成导电路径；电接触电极可以造成电阻的改变(可以测量为电流的改变)。

在一些示例中，电极242(图2C中示出)可以被配置为屏蔽层，以屏蔽监测系统免受环境噪声的影响。在一些示例中，电极242可以耦接到驱动电路，并且驱动电路可以将电极242驱动到给定电压。在一些示例中，电极242可以接地。尽管在图2D至图2F中未示出电极242和层240，但是本公开的示例可以包括任何数量的基板和被配置用于屏蔽的任何数量的层。

电容测量值可用于检测用户身体在垫上的定位、位置和/或移动。图2G示出了根据本公开的示例的用于电容测量的示例性过程流。驱动电路可以刺激一个或多个驱动电极，从而与一个或多个感测电极创建互电容(过程250的步骤252)。感测电路可以耦接到一个或多个感测电极。感测电路可以测量感测电极处的电容的任何改变，其中电容的改变可能是由于用户的力或体重改变了电极之间的距离(过程250的步骤254)。耦接到感测电路的控制器或处理器可以形成用户在垫上的定位和/或位置的图像(过程250的步骤256)。控制器或处理器可以确定哪个驱动电极和/或感测电极不受用户的力或体重影响(过程250的步骤258)。当电容测量值低于预先确定的阈值时，控制器可以禁用或断开驱动电极和/或感测电极连接，以节省功率，例如(过程250的步骤260)。测量的电容值可用于形成心电图描记器(BCG)测量值的至少一部分(过程250的步骤262)。在一些示例中，测量的电容值可用于测量用户身体的位移。可以在预先确定的时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置改变时重复该过程(过程250的步骤264)。

在过程250的步骤262中进行的BCG测量可以包括由于微小的身体移动引起的电极特性的改变(例如，由每次心跳时用户血液流动造成)。当泵送血液时，用户的身体可以来回移动(例如，沿纵向方向)，并且可以通过记录或监测电容随时间的改变来测量这种来回移动。在一些示例中，监测系统可以被配置为使得来自位于用户的直接外围(即，与位于用户的身体正下方的电极相邻)的电极的测量值包括在BCG测量值中；这是因为位于直接外围的电极可能比位于用户身体正下方的电极对身体移动更敏感(例如，测量值可能受到整体移动的影响)。BCG测量可以至少部分地用于测量心率、心率波动、呼吸率和/或呼吸率波动。

在一些示例中，垫可包括一个或多个虚设截面。图2H示出了根据本公开的示例的示例性垫中包括的层的示例性透视图。在一些示例中，层220可包括一个或多个虚设截面224。虚设截面224可以被配置为防止相邻电极彼此电容耦合。在一些示例中，虚设截面224可以是浮接的。在一些示例中，虚设截面224可以接地或驱动电路。在一些示例中，层230可以除此之外或另选地包括虚设截面(未示出)。

在一些示例中，垫中包括的层可以在空间上分离。图3A示出了根据本公开的示例的包括垫的示例性监测系统的剖视图。系统399可以包括子垫302和子垫304。在一些示例中，用户398可以位于子垫302与子垫304之间。子垫302和子垫304可以配置有相对于其他层的任何数量的层和/或层的布置。例如，子垫302可以包括层320和电极322。尽管附图示出了比电极322更靠近用户398的层320以及比电极332更靠近用户398的层330，但是本公开的示例可以包括比层330更靠近用户398的电极332，比层320更靠近用户398的电极322，或两者。层330、多个电极332和电极322的设计和/或操作可以分别包括层230、多个电极232和电极222的设计和/或操作，如上所述。子垫304可以包括层330和多个电极332。

对于用户398位于子垫302与子垫304之间，用户398的一个或多个部分可以造成多个电极322与电极332之间的距离的改变。电极之间的距离改变可以由用户身体部位的物理特性(例如，尺寸)和/或用户的定位(例如，用户可以正在侧躺)造成。例如，与其他区域相比，一个或多个区域中的较低互电容可以指示存在位于子垫302与子垫304之间的一个或多个用户的身体部位。在一些示例中，系统399可以被配置为基于电容值粗略估计一个或多个用户的身体部位的位置。例如，如果用户正在平躺着睡(如图3A所示)，则具有较低互电容的区域可以与具有较低轮廓的身体部位(例如，手臂或腿)相关联。具有较高互电容的区域可以与具有较高轮廓的身体部位(例如，胸部)相关联。另选地，较低的互电容可以与位于用户背部的用户相关联，并且较高的互电容可以与位于用户侧的用户相关联。电容测量值可以包括上面讨论的过程250(图2G中所示)或自电容测量值。

在子垫302和子垫304可以接触的一个或多个区域中，电极322可以紧邻电极332，并且互电容可以大于子垫302和子垫304可以接触的区域。在一些示例中，可以逐一刺激多个电极332，并且可以通过耦接到电极322的电路来测量与刺激电极332相关联的电容。在一些示例中，电极322可以包括电耦合在一起的导电材料的一个或多个截面。

图3B至图3C示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。在一些示例中，如图3C所示，系统399可以配置有包括在子垫302中的多个电极332和包括在子垫304中的电极322。尽管图3C示出了比电极322更靠近用户398的层320以及比电极332更靠近用户398的层330，但是本公开的示例可以包括比层330更靠近用户398的多个电极332，比层320更靠近用户398的电极322，或两者。

在一些示例中，子垫302可以包括切换矩阵391，如图3C所示。子垫302可以包括多个电极层，诸如设置在层330上的多个电极332和设置在层340上的多个电极342。切换矩阵391可以被配置为将包括在多个电极332中的一个或多个电极电耦合在一起。系统399能够动态地切换用于电容测量值的一个或多个电极。例如，在第一模式中，用户398可以位于子垫302与子垫304之间。电极322可以配置为感测电极，并且多个电极332可以配置为驱动电极。电容值的改变可能是由于用户的身体部位增加了感测电极与驱动电极之间的分离。在第二模式中，子垫304可以从系统399移除或者位于一定距离处。子垫304与子垫302之间的分离可以防止电极322电容耦合到多个电极332，或者测量的电容值可以低于预先确定阈值。

切换矩阵391可以将多个电极332电耦合在一起。电耦合电极332可以被配置为感测电极，并且多个电极342可以被配置为驱动电极。电容值的改变可能是由于用户的体重施加了可以改变感测电极与驱动电极之间的距离的力。当子垫304返回到系统399并且位于足够近的距离使得电极322可以电容耦合到电极332(或者测量的电容值可以变得大于预先确定阈值)时，系统399可以保持在第二模式或切换到第一模式。

在一些示例中，驱动电路可以不同地驱动两个或多个电极。例如，一个或多个电极可以由驱动电路驱动，而其他电极可以不驱动。系统可以切换哪些电极电容耦合。例如，在第一操作模式中，系统可以驱动位于子垫302(或子垫304)中的电极，以与也位于子垫302(或子垫304)中的感测电极电容耦合。在第二操作模式中，系统可以驱动位于子垫302(或子垫304)中的电极，以与位于子垫304(或子垫302)中的感测电极电容耦合。在一些示例中，系统可以在第一操作模式与第二操作模式之间交替(例如，时间复用)。在一些示例中，可以用不同的刺激信号驱动电极。

图3D-1和图3D-2示出了根据本公开的示例的用于动态地切换用于电容测量值的一个或多个电极的示例性过程流。驱动电路可以刺激垫中包括的一个或多个驱动电极，以与一个或多个感测电极创建电容(过程370的步骤372)。感测电路可以耦接到一个或多个感测电极。感测电路可以确定驱动电极是否可以电容耦合到这些电极(过程370的步骤374)。如果存在电容耦合(或者测量的电容值是否大于预先确定的阈值)，则系统可以切换到测量电容值的第一模式。感测电路可以测量由用户的身体部位造成的电容的任何改变，从而创建驱动电极与感测电极之间的距离的分离或改变(过程370的步骤376)。耦接到感测电路的控制器或处理器可以形成用户身体的定位和/或位置的图像(过程370的步骤378)。该图像可以包括电容值矩阵。控制器或处理器可以确定哪个驱动电极和/或感测电极不受用户身体的存在的影响(例如，创建分离或减小驱动电极与感测电极之间的间隙)(过程370的步骤380)，例如，可以禁用或断开驱动电极和/或感测电极，以节省功率(过程370的步骤382)。测量的电容值可用于形成BCG测量值的至少一部分(过程370的步骤384)。可以在预先确定的时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置改变时重复该过程(过程370的步骤386)。

如果不存在电容耦合或者如果测量的电容值低于预先确定阈值(在过程370的步骤374中确定)，则系统可以切换到测量电容值的第二模式。感测电路可以测量由用户的力造成的任何电容改变，其改变驱动电极与感测电极之间的距离(过程370中的步骤388)。耦接到感测电路的控制器或处理器可以形成用户身体在垫上的定位和位置的图像(过程370的步骤390)。控制器或处理器可以确定哪个驱动电极和/或感测电极不受用户的力或体重的影响(过程370的步骤392)，例如，可以禁用或断开驱动电极和/或感测电极，以节省功率(过程370的步骤394)。测量的电容值可用于形成BCG测量值的至少一部分(过程370的步骤384)。可以在预先确定的时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置改变时重复该过程(过程370的步骤386)。尽管图3D-1和图3D-2将过程370示出为包括在刺激驱动电极之后或同时确定子垫中的电极之间是否存在电容耦合，但是本公开的示例可以在任何时间包括该确定。例如，系统可以被配置为周期性地确定是否存在电容耦合，而不管系统处于哪个步骤。

在一些示例中，子垫能够折叠并且可以包括切换矩阵，以动态地重新配置针对此类情况的测量值。图3E示出了根据本公开示例的包括切换矩阵的示例性垫的剖视图。子垫304可以包括层330、多个电极332和切换矩阵393。在一些示例中，子垫304可以折叠，使得用户398可以位于子垫304的顶部303与子垫304的底部305之间。子垫304可以被配置为测量位于子垫304的顶部303中的多个电极332与位于子垫304的底部305中的多个电极332之间的电容。切换矩阵393可以被配置为将位于子垫304的一个部分(例如，底部305)中的多个电极332中的一些电极耦合在一起。位于该部分(例如，底部305)中的电耦合电极可以与位于子垫304的另一部分(例如，顶部303)中的多个电极332中的一个或多个形成互电容。

为了确定子垫304是否折叠和/或位于紧邻子垫302，可以执行测试扫描。该测试扫描可以包括将一个或多个电极332(或包括在子垫302中的电极)耦接到驱动电路并将其他电极(例如，其他电极332)耦接到感测电路。在一些示例中，该测试可以包括耦接到驱动电路的不同电极与耦接到感测电路的不同电极的多种组合。基于驱动电极和感测电极的组合，其中电容值大于预先确定阈值，可以确定子垫302和子垫304的位置和/或配置。

图4A至图4C示出了根据本公开的示例的示例性垫中包括的层的顶视图、透视图和剖视图。示例性垫可以包括层420、层430和层440。层420可以包括电极422，并且层430可以包括多个电极432。层420、层430、层440、电极422和多个电极432的设计和/或操作可以分别包括层220、层230、层240、电极222和多个电极232的设计和/或操作，如上所述。

在一些示例中，多个电极442可以被配置为具有比电极422和/或多个电极432更高的粒度。粒度的改变可以以一种或多种方式获得，包括但不限于，不同的材料和/或材料特性，耦接电极的不同配置和不同尺寸的电极。在一些示例中，电极422和/或多个电极432可以被配置为具有比多个电极442更高的粒度。在一些示例中，设置在层430上的电极432的数量可以大于设置在层440上的电极442的数量。在一些示例中，设置在层430上的电极432的数量可以小于或等于设置在层440(未示出)上的电极442的数量。在一些示例中，电极422、多个电极432和多个电极442中的两个或多个可以包括任何导电材料，包括但不限于，银、铜、金、铝、钢、黄铜、青铜和石墨。在一些示例中，电极422、多个电极432和多个电极442中的两个或多个可以包括相同的材料。

在一些示例中，示例性垫可以包括附加层(未示出)，其被配置为从一个或多个材料或层(例如，床垫)处提供支撑或电绝缘。在一些示例中，该附加层可以包括一个或多个电极(未示出)。

在一些示例中，监测系统可以包括一个或多个屏蔽电极，以限制系统与外部源的电容耦合。在一些示例中，一个或多个屏蔽电极可以是系统中的独立层。在一些示例中，多个电极432中的一个或多个、多个电极442或两者可以被配置为屏蔽电极。在一些示例中，多个电极432中的一个或多个(和/或多个电极442)可以被配置为测量电信号，并且一个或多个相邻电极432(和/或多个电极442)可以被配置用于屏蔽。

示例性垫可以配置有相对于其他层的任何数量的层和/或层的布置。例如，如图4C所示，层430可以位于层420的一侧，并且层440可以位于层420的另一侧。设置在层430上的多个电极432可以位于层430与用户498相对的一侧。电极422可以位于层420与层440之间，并且多个电极442可以位于层440与电极422相对的一侧。

除了测量电容的改变以形成用户位置的一个或多个图像并形成BCG测量值的至少一部分之外，多个电极442可以被配置用于感测电信号。测量的电信号可用于形成心电图(ECG)测量值的至少一部分。ECG测量值可以包括由于心脏收缩和血流引起的电脉冲的改变。在一些示例中，监测系统可以被配置为使得来自位于用户身体正下方的电极的测量值包括在ECG测量值中，因为这些电极可以与用户的电脉冲具有更高的耦合。在一些示例中，位于用户身体正下方的电极可以通过比位于用户身体的直接外围(即，与用户身体正下方的电极相邻)的电极更少的移动来实现。ECG测量可以至少部分地用于测量心率、心率波动、呼吸率和/或呼吸率波动。

图4D-1和图4D-2示出了根据本公开的示例的用于电容测量和电测量的示例性过程流。在一些示例中，监测系统可以以多种模式操作：用于测量电容值的一种模式(即，第一模式)和用于测量电信号的另一种模式(即，第二模式)。在第一模式期间，驱动电路可以刺激一个或多个驱动电极，从而与一个或多个感测电极创建互电容(过程450的步骤452)。感测电路可以耦接到一个或多个感测电极。感测电路可以测量由用户的力造成的电容的任何改变，其可以改变驱动电极与感测电极之间的距离(过程450的步骤454)。耦接到感测电路的控制器或处理器可以形成用户身体在垫上的定位和/或位置的图像(过程450的步骤456)。控制器或处理器可以确定哪个驱动电极和/或感测电极不受用户的力或体重的影响(过程450的步骤458)，例如，可以禁用或断开驱动电极和/或感测电极，以节省功率(过程450的步骤460)。在一些示例中，控制器可以选择位于用户身体的直接外围或垫的外围的驱动电极和/或感测电极，以用于电容测量。测量的电容值可用于形成BCG测量值的至少一部分(过程450的步骤462)。可以在预先确定的时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置改变时重复第一模式(过程450的步骤464)。在一些示例中，可以在完成第二模式之后重复第一模式(过程450的步骤466)。

在第二模式期间，一个或多个电极可以被配置为测量来自用户心脏的电脉冲(过程450的步骤468)。在一些示例中，可以测量多个电极之间的电势差。控制器或处理器可以确定哪个电极不受用户心脏的电信号的影响(过程450的步骤470)，并且可以禁用或断开这些电极，以节省功率，例如(过程450的步骤472)。在一些示例中，控制器可以选择位于用户身体下方的电极进行电测量。测量的电信号可用于形成ECG测量值的至少一部分(过程450的步骤474)。在一些示例中，电信号可用于确定用户的身体定位、用户的身体位置，用户的心脏位置或其组合(过程450的步骤476)。在一些示例中，步骤456可用于形成用户身体定位和/或位置的粗略估计或粗略图像，并且步骤474可用于形成用户身体定位和/或位置的更详细或更精细的成像器。可以在预先确定的时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置改变时重复第二模式(过程450的步骤478)。在一些示例中，可以在完成第一模式之后重复第二模式(过程450的步骤480)。

尽管图4D-1和图4D-2示出了以第一模式测量开始的控制器，但是本公开的示例可以包括从第二模式测量开始或者以第一模式测量和第二模式测量两者开始。尽管图4D示出了控制器顺序地执行第一模式测量和第二模式测量，但是本公开的示例可以包括同时执行第一模式测量和第二模式测量。而且，本公开的示例可以包括使用在一种模式(例如，第一模式)期间测量的信息用于和/或结合另一种模式(例如，第二模式)。

图4E示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。在一些示例中，多个电极442可以被配置为测量来自用户498的心脏的电信号。对监测系统进行配置使得多个电极442在位于用户498处或其附近可以导致更准确的电信号测量值。在一些示例中，层440可以位于层420的一侧，并且层430可以位于层420的相对侧。多个电极442可以位于层440的一侧，并且用户498可以位于层440的同一侧(未示出)或者位于层440的相对侧。电极422可以位于层420与层430之间。多个电极432可以位于层430与电极422所在的一侧相对的一侧。

图4F示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。在一些示例中，通过包括一个或多个切换矩阵(诸如，切换矩阵491和切换矩阵492)，可以减少包括电极的层的数量和/或可以动态地切换一个或多个电极的功能。切换矩阵491可以被配置为耦合或去耦多个电极432中的一个或多个，并且切换矩阵492可以被配置为耦合或去耦多个电极442中的一个或多个。

在一些示例中，切换矩阵491和切换矩阵492可以被配置用于电容测量。包括在切换矩阵491中的开关可以被配置为使得多个电极432可以彼此电隔离并且耦接到驱动电路。包括在切换矩阵492中的开关可以被配置为使得多个电极442中的电极可以电耦合在一起并且耦接到感测电路。

在一些示例中，切换矩阵491和切换矩阵492可以被配置用于ECG测量和(任选的)屏蔽。包括在切换矩阵491中的开关可以被配置为使得多个电极432可以彼此电隔离。多个电极432可以被配置为测量用户498的电信号。包括在切换矩阵491中的开关可以被配置为使得多个电极442中的电极电耦合在一起并且用作屏蔽层。

在一些示例中，切换矩阵491和切换矩阵492可以被配置为基于用户的身体定位和/或位置在垫中具有不同的粒度。例如，切换矩阵可以在用户的身体部位可能需要更敏感的测量的位置(例如，对应于用户的心脏区域)处将电极去耦以获得更多粒度，或者在可以接受较不敏感的测量的位置(例如，用户身体可能不存在的区域)处耦合电极以获得较小的粒度。

在一些示例中，监测系统可以包括一个或多个切换矩阵，其中切换矩阵可以被配置为将垫分割(例如，分离测量信息)成多个部分。图5A示出了根据本公开的示例的包括多个截面的示例性监测系统的顶视图。系统599可以包括多个电极，诸如多个电极532、多个电极534、多个电极536和多个电极538。多个用户诸如用户596和用户598可以定位于系统599上。系统599可以确定存在多个用户并且可以将系统599分割为多个截面，诸如截面501和截面503。在一些示例中，一个截面(诸如截面501)中的测量可以独立于另一截面(诸如截面503)中的测量而进行。在一些示例中，可以在制造时指定多个截面。在一些示例中，可以使用一个或多个切换矩阵来动态地配置多个截面的尺寸、数量和/或形状。例如，系统599可以将用户598与截面501以及用户596与截面503相关联。对于电容测量，系统599可以使用切换矩阵将截面501耦接到第一驱动和感测电路，并且可以使用相同或另一个切换矩阵将截面503耦接到第二驱动和感测电路。该系统可以被配置为捕获多个图像，其中每个图像可以包括表示用户在给定截面内的定位的测量值矩阵。另外，可以采取多个电信号测量，诸如截面501中的电信号的测量，其可以与截面503中的电信号的测量独立并分开。系统599可以将每个测量与给定用户或给定截面相关联，并且可以执行特定于该用户或截面的分析。

图5B-1至图5B-3示出了根据本公开的示例的用于将垫动态地分割为多个截面的示例性过程流。驱动电路可以刺激一个或多个驱动电极，从而与一个或多个感测电极创建互电容(过程550的步骤552)。在一些示例中，可以刺激所有驱动电极以允许监测系统分隔整个垫。感测电路可以耦接到一个或多个感测电极。感测电路可以测量由用户的力造成的电容的任何改变，从而造成驱动电极与感测电极之间的距离的改变(过程550的步骤554)。控制器可以形成用户身体在垫上的定位和/或位置的图像(过程550的步骤555)。基于该图像，系统可以确定多个用户位于垫上，并且控制器可以将垫分割成多个截面(过程550的步骤556)。在一些示例中，一个或多个切换矩阵可以耦接(或解耦)两个或多个电极，以减小(或增加)粒度(过程550的步骤558)。例如，可能不需要增加的粒度来辨别多个用户身体定位和/或位置的边界，例如，当用户在空间上相隔很远时(例如，不受用户身体影响的多于一个电极可以位于用户之间)。

在一些示例中，可以独立地进行每个截面的测量。每个截面可以以多种模式操作：用于测量电容值的一种模式(即，第一模式)和用于测量电信号的另一种模式(即，第二模式)。在一些示例中，给定截面的操作模式可以独立于其他截面。

在第一截面的第一模式期间(例如，图5A中所示的截面501)，驱动电路可以在第一截面中刺激一个或多个驱动电极(例如，图5A中所示的电极536和电极538)，以在第一截面中与一个或多个感测电极创建互电容(过程550的步骤560A)。感测电路可以耦接到第一截面中的一个或多个感测电极。感测电路可以测量由用户(例如，用户598)的力造成的电容的任何改变，其可以改变与第一截面相关联的驱动电极与感测电极之间的距离(过程550的步骤562A)。耦接到感测电路的控制器或处理器可以形成用户身体在第一截面上的定位和/或位置的图像(过程550的步骤564A)。控制器或处理器可以确定哪个驱动电极和感测电极不受第一截面中的用户的力的影响(过程550的步骤566A)，并且可以禁用或断开第一截面中的驱动电极和/或感测电极(例如，图5A中所示的电极536)以节省功率，例如(过程550的步骤568A)。测量的电容值可用于形成与第一截面相关联的第一BCG测量值的至少一部分(过程550的步骤570A)。可以在预先确定时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置在第一截面中改变时重复第一模式中的第一截面的操作(过程550的步骤572A)。在一些示例中，在完成第二模式中的第一截面的操作之后，可以重复第一模式中的第一截面的操作(过程550的步骤574A)。在一些示例中，第一模式中的第一截面的操作可以取决于第二截面的操作。

在第二模式中的第一截面的操作期间(例如，图5A中所示的截面501)，一个或多个电极(例如，图5A中所示的电极538)可以被配置为测量来自位于第一截面中的用户(例如，用户598)的心脏的电脉冲(过程550的步骤576A)。在一些示例中，可以测量多个电极之间的电势差。控制器或处理器可以确定第一截面中哪个电极不受用户心脏的电信号的影响(过程550的步骤578A)，并且可以禁用或断开这些电极，以节省功率，例如(过程550的步骤580A)。测量的电信号可用于形成第一ECG测量值的至少一部分(过程550的步骤582A)。在一些示例中，电信号可用于确定用户的身体定位、用户的身体位置，用户的心脏位置或其组合(过程550的步骤584A)。在一些示例中，步骤564A(和/或步骤552和步骤554)可用于形成用户身体定位和/或位置的粗略估计或粗略图像，并且步骤584A可用于形成用户身体定位和/或位置的更详细或更精细的成像器。可以在预先确定时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置在第一截面中改变时重复第二模式中的第一截面的操作(过程550的步骤586A)。在一些示例中，在完成第一模式中的第一截面的操作之后，可以重复第二模式中的第一截面的操作(过程550的步骤588A)。在一些示例中，第二模式中的第一截面的操作可以取决于第二截面的操作。

在与操作第一截面相同时间或不同时间，第二截面(例如，图5A中所示的截面503)可以在第一模式下操作。驱动电路可以在第二截面中刺激一个或多个驱动电极(例如，图5A中所示的电极532和电极534)，以在第二截面中与一个或多个感测电极创建互电容(过程550的步骤560B)。感测电路可以耦接到第二截面中的一个或多个感测电极。感测电路可以测量由用户(例如，用户596)的力造成的电容的任何改变，其可以改变与第二截面相关联的驱动电极与感测电极之间的距离(过程550的步骤562B)。耦接到感测电路的控制器或处理器可以形成用户在第二截面上的定位的图像(过程550的步骤564B)。控制器或处理器可以确定哪个驱动电极和感测电极不受第二截面中的用户的力的影响(过程550的步骤566B)，从而在驱动电极与感测电极之间产生分离，并且可以禁用或断开第二截面中的驱动电极和/或感测电极(例如，图5A中所示的电极532)以节省功率，例如(过程550的步骤568B)。测量的电容值可用于形成与第二截面相关联的第二BCG测量值的至少一部分(过程550的步骤570B)。可以在预先确定时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置在第二截面中改变时重复第一模式中的第二截面的操作(过程550的步骤572B)。在一些示例中，在完成第二模式中的第二截面的操作之后，可以重复第一模式中的第二截面的操作(过程550的步骤574B)。在一些示例中，第一模式中的第二截面的操作可以取决于第二截面的操作。

在第二模式中的第二截面的操作期间(例如，图5A中所示的截面503)，一个或多个电极(例如，图5A中所示的电极534)可以被配置为测量来自位于第二截面中的用户(例如，用户596)的心脏的电脉冲(过程550的步骤576B)。在一些示例中，可以测量多个电极之间的电势差。控制器或处理器可以确定第二截面中哪个电极不受用户心脏的电信号的影响(过程550的步骤578B)，并且可以禁用或断开这些电极，以节省功率，例如(过程550的步骤580B)。测量的电信号可用于形成第二ECG测量值的至少一部分(过程550的步骤582B)。在一些示例中，电信号可用于确定用户的身体定位、用户的身体位置，用户的心脏位置或其组合(过程550的步骤584B)。在一些示例中，步骤564B(和/或步骤552和步骤554)可用于形成用户身体定位和/或位置的粗略估计或粗略图像，并且步骤584B可用于形成用户身体定位和/或位置的更详细或更精细的成像器。可以在预先确定时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置在第二截面中改变时重复第二模式中的第二截面的操作(过程550的步骤586B)。在一些示例中，在完成第一模式中的第二截面的操作之后，可以重复第二模式中的第二截面的操作(过程550的步骤588B)。在一些示例中，第二模式中的第二截面的操作可以取决于第一截面的操作。

如果用户数量中的任一个、一个或多个截面的尺寸以及一个或多个截面的位置改变(过程550的步骤590)，则系统可以返回选择截面的数量并将系统分割为选定数量的截面。尽管图5B示出了在步骤588A和步骤588B之后的步骤590，但是本公开的示例可以包括选择截面的数量并且在该过程的任何步骤处将系统分割为选定数量的截面。

在任何时候，控制器可以利用其他(例如，预先确定的)信息来辨别用户并形成截面。例如，如果两个用户彼此接触或彼此紧邻，则控制器可能无法辨别一个或多个电极是在测量一个用户、另一个用户还是两者。控制器可以将测量信息(例如，存储在数据库中或存储器中)与人体解剖结构的特征相关联。例如，如果整个测量图像与一个用户的轮廓不匹配，则控制器可以确定不止一个用户可以使用该系统。控制器可以尝试将测量图像匹配到用户定位的不同组合，并且/或者可以使用其他测量信息(例如，基于电信号的强度的用户心脏的位置)来辨别多个用户。

尽管图5A示出了监测系统被分割为两个部分，但是本公开的示例可以包括任何数量的截面，包括但不限于，一个或多于两个截面。在一些示例中，监测系统能够进一步分割选定截面。图5C示出了根据本公开的示例的包括多个截面的示例性监测系统的顶视图。多个用户诸如用户596、用户597和用户598可以位于系统599上。系统599能够检测多个用户的身体定位和/或位置，并且能够将系统分割为多个截面，例如截面503、截面505和截面507。在一些示例中，系统599可以选择少于所有截面以进一步分割成多个截面，其中分割可以是动态的。例如，用户596和用户598可以位于系统599上。系统599可以检测多个用户的存在并且可以动态地分割为两个截面(例如，包括系统599的左侧和截面503的截面)。位于左侧截面的用户598可以改变身体定位和/或位置。例如，用户598可以移近系统599的上边缘，以便为用户597腾出空间，如图5C所示。系统599可以检测用户598的身体定位和/或位置的改变，并且可以将左侧截面动态地分割成多个截面，诸如截面505和截面507。在一些示例中，动态地分割截面可以包括使用先前讨论的任何或所有技术来测量电容值和/或电信号。在一些示例中，在将左侧截面动态分割为多个截面时，可以保持截面503的尺寸、形状和/或位置。在一些示例中，保持截面503可以包括省略电容和/或电测量，以确定截面503的尺寸、形状和/或位置和/或用户599的身体定位和/或位置。在一些示例中，如果例如不期望用户(例如，用户597)的分析，则可以停用一个或多个截面。

图6A至图6B示出了根据本公开的示例的示例性垫中包括的层的顶视图和透视图。示例性垫可以包括层620和层630。层630、多个电极632和电极622的设计和/或操作可以分别包括层230、多个电极232和电极222的设计和/或操作，如上所述。在一些示例中，示例性垫可以包括附加层(未示出)，其被配置为从一个或多个材料或层(例如，床垫)处提供支撑或电绝缘。在一些示例中，该附加层可以包括一个或多个电极(未示出)。

层630还可以包括一个或多个压电传感器634。压电传感器634可以包括能够响应于材料特性(例如，压力或力)的一个或多个改变而产生一个或多个电信号的传感器。本公开的示例可以包括压阻传感器。用户的心跳可以创建机械脉冲，这可以改变压电传感器634的特性。压电测量值可以形成BCG测量值的至少一部分。在一些示例中，压电传感器634可以位于垫的区域中，其具有比其他区域更大的应变。系统699可以包括任何数量、尺寸和/或形状的压电传感器634。在一些示例中，压电传感器634可以包括通过柔性材料物理连接在一起的刚性材料截面。可以调节压电传感器之间的材料和压电传感器的刚性。在一些示例中，压电传感器634可以与多个电极632的一行或多行交织。在一些示例中，可以激活一些压电传感器634，并且可以基于用户的位置在任何给定时间去激活一些压电传感器634。例如，激活的压电传感器可以位于用户的正下方(或在其直接外围)，而去激活的压电传感器可以位于其他地方。

图6C至图6D示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。示例性垫可以配置有相对于其他层的任何数量的层和/或层的布置。例如，如图6C所示，层620可以位于层630的一侧，并且用户698可以位于层630的另一侧。多个电极632和多个压电传感器634可以位于层620与层630之间。电极622可以位于层620与多个电极632相对的一侧。在一些示例中，如图6D所示，层630可以位于层620的一侧，并且用户698可以位于层620的另一侧。电极622可以位于层620与层630之间。多个电极632和多个压电传感器634可以位于层630与电极622相对的一侧。

电极622、多个电极632和多个压电传感器634可以配置有一个或多个功能。层630、多个电极632和电极622的设计和/或操作可以分别包括层230、多个电极232和电极222的设计和/或操作，如上所述。在一些示例中，多个电极632可以被配置为多功能传感器，其能够在一种模式期间测量电容并且在另一种模式期间测量电信号。在一些示例中，多个电极632中的一些可以被配置为测量电容，并且多个电极632中的其他电极可以被配置为测量电信号。在一些示例中，监测系统可以包括被配置为将电极622的截面(未示出)耦合或去耦在一起的一个或多个切换矩阵(未示出)、多个电极632中的两个或多个、和/或两个或多个压电传感器634。

在一些示例中，监测系统可以以多种模式操作：用于测量电容的第一模式、用于测量电信号的第二模式、以及用于测量压力改变的第三模式。图6E-1和图6E-2示出了根据本公开的示例的用于电容测量、电测量和压电测量的示例性过程流。在第一模式期间，驱动电路可以刺激一个或多个驱动电极，从而与一个或多个感测电极创建互电容(过程650的步骤652)。感测电路可以耦接到一个或多个感测电极。感测电路可以测量由用户的力造成的电容的任何改变，其可以改变驱动电极与感测电极之间的距离(过程650的步骤654)。耦接到感测电路的控制器或处理器可以形成用户身体在垫上的定位和/或位置的图像(过程650的步骤656)。控制器或处理器可以确定哪个驱动电极和/或感测电极不受用户的力或体重的影响(过程650的步骤658)，例如，可以禁用或断开驱动电极和/或感测电极，以节省功率(过程650的步骤660)。测量的电容值可用于形成BCG测量值的至少一部分(过程650的步骤662)。可以在预先确定的时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置改变时重复第一模式(过程650的步骤664)。在一些示例中，可以在完成第二模式之后重复第一模式(过程650的步骤666)。

在第二模式期间，一个或多个压电传感器可以被配置为测量来自用户身体移动的传感器上的压力改变(过程650的步骤668)。控制器或处理器可以确定哪些压电传感器不受由于用户的身体移动引起的压力改变的影响(过程650的步骤670)，并且可以禁用或断开压电传感器，以节省功率，例如(过程650的步骤672)在一些示例中，控制器或处理器可以比较所有或一些压电传感器的应变；可以使位于垫区域的压电传感器比位于其他区域的压电传感器具有更大的应变；并且可以禁用位于其他区域的压电传感器。测量的压电信号可用于形成BCG测量值的至少一部分(过程650的步骤674)。

在一些示例中，电极和压电传感器可以被配置为测量相同类型的信息，但是处于不同的粒度水平。例如，BCG信息可用于确定用户的身体移动。互电容测量(即，步骤654)可用于形成用户身体移动的粗略估计或粗略确定，并且压电测量(即，步骤658)可用于更准确地确定用户的身体移动。尽管用户的呼吸可能造成运动伪影，但是由于用户移动或摇动，呼吸运动可能与整体运动不同。能够区分整体运动与呼吸可以导致更准确的分析。在一些示例中，互电容测量可用于测量用户身体的位移，而压电测量可用于测量用户身体的速度。

可以在预先确定的时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置改变时重复第三模式(过程650的步骤676)。在一些示例中，可以在完成第一模式之后重复第二模式(过程650的步骤678)。尽管图6E示出了以第一模式测量开始的控制器，但是本公开的示例可以包括从第二模式测量开始或者以第一模式测量和第二模式测量两者开始。尽管图6E示出了控制器顺序地执行第一模式测量和第二模式测量，但是本公开的示例可以包括同时执行第一模式测量和第二模式测量。

在一些示例中，监测系统可以包括多个压电传感器。图7A至图7B示出了根据本公开的示例的垫中包括的示例性层的顶视图。压电传感器可以包括任何尺寸和/或分辨率。例如，压电传感器735可以是矩形的和/或具有大于电极732的长度，如图7A所示。层730可以被配置为使得一侧上的压电传感器735可以被配置用于一个用户，而另一侧上的压电传感器735可以被配置用于另一个用户。在一些示例中，压电传感器735可以彼此电隔离，从而允许针对不同用户进行独立测量。在一些示例中，可以启用一些压电传感器735，并且可以禁用一些压电传感器735。当用户在垂直于压电传感器735的长轴的方向上移动时，可以改变启用和禁用的压电传感器735。在一些示例中，在垫的一侧上启用的压电传感器735可以从在另一侧上启用的压电传感器735处纵向移位。层730还可以包括多个电极732。

在一些示例中，压电传感器736可以具有与电极732相同的尺寸，如图7B所示。层730可以包括多个电极732和多个压电传感器736。考虑到较小尺寸和较大数量的压电传感器(例如，与图7A中所示的垫相比)，压电测量的分辨率可以更大。在一些示例中，每个压电传感器736可以包括刚性材料的截面，其可以通过柔性材料物理连接。可以调节压电传感器之间的材料和压电传感器的刚性。多个压电传感器736可以以任何布置定位，包括但不限于，穿过垫的压电传感器736中的一行或多行或压电传感器的行和列矩阵。在一些示例中，每个压电传感器736可以与其他压电传感器736电隔离并独立控制。监测系统可以被配置为形成表示垫上的压力改变的图像。

在一些示例中，一个或多个电极可以设置在一个或多个压电传感器上。图7C至图7D示出了根据本公开的示例的包括设置在压电传感器上的电极的示例性垫的顶视图和剖视图。示例性垫可以包括层720和层730。层720可以包括电极722。层730可以包括多个传感器737。多个传感器737可以包括一个或多个电极732以及一个或多个压电传感器736。传感器737能够测量电极722与电极733之间的电容值、测量来自压电传感器736的压力改变、和/或测量来自电极722和/或电极732的电信号。垫可以配置有每隔一行，包括传感器737(即，设置在压电传感器736上的电极732)，而其他行仅包括电极732，如图7C所示。

图7E至图7G示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。在一些示例中，如图7E所示，系统799可以包括子垫702和子垫704，其中用户798位于子垫702与子垫704之间。子垫702可以包括层720和电极722。在一些示例中，电极722可以沉积在层720的大部分(例如，75％)区域上。电极722可以是连续的(即，离散的材料块)。子垫704可以包括层730、多个电极732和多个压电传感器734。电极722、多个电极732或两者可以包括任何导电材料，包括但不限于，银、铜、金、铝、钢、黄铜、青铜和石墨。在一些示例中，电极722和多个电极732可以包括相同的材料。

电极722和多个电极732可以配置有一个或多个功能。层730、多个电极732和电极722的设计和/或操作可以分别包括层330、多个电极332和电极322的设计和/或操作，如上所述。另外，压电传感器734和压电传感器736的设计和/或操作可以包括压电传感器634的设计和/或操作，如上所述。

在一些示例中，电极722可以包括电耦合在一起的一个或多个导电材料截面，用于电容和/或BCG测量。在一些示例中，电极722可以包括多个电极，并且还可以被配置为能够感测用于ECG测量的电信号的感测电极。

在一些示例中，多个压电传感器734可以被配置为测量由用户的血液加速度引起的机械脉冲造成的压力/力的改变。在一些示例中，多个电极732可以被配置为多功能传感器，其能够在一种模式期间测量电容并且在另一种模式期间测量电信号。在一些示例中，多个电极732中的一些可以被配置为测量电容，并且多个电极732中的其他电极可以被配置为测量电信号。

在一些示例中，系统799可以包括被配置为将电极722的截面(未示出)耦合或去耦在一起的一个或多个切换矩阵(未示出)、多个电极732中的两个或多个、和/或两个或多个压电传感器734。

在一些示例中，子垫702可以包括切换矩阵(未示出)。切换矩阵可以被配置为将包括在多个电极732中的一个或多个电极和/或包括在多个压电传感器734中的一个或多个压电传感器电耦合在一起。该系统能够动态地切换用于电容测量值的一个或多个电极。例如，在第一模式中，用户798可以位于子垫702与子垫704之间。电极722可以被配置为感测电极，并且多个电极732可以被配置为驱动电极。电容值的改变可能是由于用户的身体部位增加了感测电极与驱动电极之间的分离。在第二模式中，子垫704可以从系统799移除或者位于一定距离处。子垫704与子垫702之间的分离可以防止电极722电容耦合到多个电极732，或者测量的电容值可以低于预先确定阈值。

切换矩阵可以将多个电极732电耦合在一起和/或将多个压电传感器734电耦合在一起。电耦合电极732可以被配置为驱动电极，并且电极722可以被配置为感测电极。电容值的改变可能是由于用户的体重施加了可以改变感测电极与驱动电极之间的距离的力。当子垫704返回到系统799并且位于足够近的距离使得电极722可以电容耦合到多个电极732时，系统799可以保持在第二模式或切换到第一模式。

尽管图7E示出了比多个电极732和多个压电传感器734更靠近用户798的层730，以及比电极722更靠近用户798的层720，但是本公开的示例可以包括比层730更靠近用户798的多个电极732和多个压电传感器734、比层720更靠近用户398的电极722、或两者。在一些示例中，子垫702和/或子垫704可以包括被配置为例如从一个或多个材料或层(例如，床垫)处提供支撑或电绝缘的层(未示出)。在一些示例中，如图7F所示，多个电极732和多个压电传感器734可以与层730一起被包括在子垫702中。除此之外或另选地，电极722和层720可以包括在子垫704中。

在一些示例中，可以在子垫之间、子垫中的层之间或两者之间测量电容值。图7G示出了根据本公开的示例的示例性垫的剖视图。在一些示例中，电极722和电极742可以被配置为感测电极，并且多个电极732可以被配置为驱动电极。系统799可以被配置为使得刺激多个电极732中的一些可以与电极722创建互电容，并且刺激多个电极732中的其他可以与电极742创建互电容。以这种方式，测量的电容值的个体或组合可用于确定关于用户睡眠的更多信息。例如，用户798可以定位成其背接触子垫702和手指仅接触子垫704。由于压力的低改变可能与手指移动以及用户手指和位于子垫702中的电极的距离相关联，所以位于子垫702中的电极可能不会检测到用户手指的移动。然而，手指可以接触或紧邻子垫704，因此包括子垫704的一个或多个电极(诸如电极742)能够检测用户的手指移动。在一些示例中，包括在子垫702中的电极可以被配置为测量身体移动中的较大改变，并且子垫704中包括的电极可以被配置为测量身体移动中的较小改变。

在一些示例中，垫可以包括一个或多个温度传感器。图8A示出了根据本公开的示例的垫的示例性层的顶视图，该垫包括多个电极、多个压电传感器和多个温度传感器。层830可以包括多个电极832、多个压电传感器834和多个温度传感器838。多个电极832可以被配置用于测量电容值和/或电信号。多个电极832和多个压电传感器834的设计和/或操作可以分别包括多个电极232和多个压电传感器634的设计和/或操作，如上所述。

多个温度传感器838可以是能够测量温度的任何类型的传感器，包括但不限于，电阻温度计、热敏电阻和热电偶。在一些示例中，多个温度传感器838中的一个或多个可以与电极832和压电传感器834中的一个或多个位于同一层上。在一些示例中，系统可以包括一个或多个温度传感器，诸如温度传感器836，其被配置为测量房间的温度。在一些示例中，温度传感器836可以是位于控制系统(例如，控制系统140)中的温度传感器(例如，图1中所示的温度传感器139)的补充或替代。尽管图8A示出了三种不同类型的传感器(即，电极、压电传感器和温度传感器)，但是本公开的示例可以包括一些但不是全部的不同类型的传感器。

图8B至图8C示出了根据本公开的示例的包括温度传感器的监测系统的剖视图和俯视图。多个温度传感器(例如，图8A中所示的多个温度传感器838)可以包括多组温度传感器，诸如多个温度传感器835、多个温度传感器837和多个温度传感器839。在一些示例中，每组可以包括相同类型的温度传感器。在一些示例中，可以以不同的方式利用来自每组的温度测量值(下面讨论)。在一些示例中，多个温度传感器835可以位于用户898可以位于其中的区域之外。

多个温度传感器837可以被配置为测量局部环境的温度(即，子垫802之间的空间)。在一些示例中，多个温度传感器837可以位于紧邻用户898，但没有位于该用户正下方。在一些示例中，多个温度传感器837可以位于子垫804接触子垫802的位置处或紧邻该子垫(如图8B所示)。多个温度传感器839可以被配置为测量用户898的温度。通过测量用户898和局部环境的温度，监测系统可以对用户睡眠分析中的温度相关联(下面讨论)。

在一些示例中，系统899能够确定用户898的位置，以禁用或断开不受用户体温影响的温度传感器(例如，多个温度传感器835)或者不紧邻用户身体。在一些示例中，多个温度传感器839可以位于用户898下方。在一些示例中，系统899可以被配置为动态地改变哪些温度传感器不与用户相关联，哪些温度传感器与用户898的温度相关联，以及哪些温度传感器与局部环境相关联。可以使用一个或多个开关将任何温度传感器(例如，温度传感器935、温度传感器937和温度传感器939)耦合在一起。

图8D示出了根据本公开的示例的用于温度测量的示例性过程流。在一些示例中，监测系统可以测量垫上的温度并且可以创建温度图像(过程850的步骤852)。监测系统可以确定用户身体的位置(过程850的步骤854)。在一些示例中，监测系统可以利用温度图像将用户身体的边界与温差相关联。在一些示例中，确定用户身体的位置可以包括电容测量、电测量、压电测量或其任何组合中的任一个。例如，由于用户未定位的位置(由多个温度传感器835和多个温度传感器837测量的)和用户所在的位置(由多个温度传感器839测量的)之间的温差，所以多个温度传感器835和多个温度传感器837可以具有与多个温度传感器839不同的温度。基于不同的温度，监测系统可以确定用户身体的位置。在一些示例中，由于子垫802与子垫804之间的间隙(如图8B所示)，所以多个温度传感器837可以具有与多个温度传感器835不同的温度，并且测控系统还可以使用这些差异来确定用户的身体位置，并且/或者将温度传感器与用户的睡眠分析相关联。

在一些示例中，监测系统可以将每个温度传感器分配给某个组(过程850的步骤856)，其中每个组可以对应于垫的区域类型(例如，不紧邻用户的位置、紧邻用户的位置、用户下方的位置)。耦接到温度传感器的控制器可以确定哪些温度传感器对应于不紧邻用户的位置(过程850的步骤858)，并且可以禁用或断开那些温度传感器，以节省功率，例如(过程850的步骤860)测量的温度可以至少部分地用于确定用户身体和局部环境的温度(过程850的步骤862)。本公开的示例可以包括在与测量温度相同的时间或不同的时间测量电容值、电信号和/或压电信号。

在一些示例中，垫可以包括一个或多个加速度计。图9示出了根据本公开的示例的垫的示例性层的顶视图，该垫包括多个电极、多个压电传感器、多个温度传感器和多个加速度计。层930可以包括多个电极932、多个压电传感器934、多个温度传感器938和多个加速度计942。多个电极932和多个压电传感器934的设计和/或操作可以包括多个电极232和多个压电传感器634的设计和/或操作。

多个加速度计942可以是配置用于测量加速度或振动的任何类型的设备。在一些示例中，多个加速度计可以被配置为测量用户身体的速度。在一些示例中，多个加速度计942中的一个或多个可以与电极932、压电传感器934和多个温度传感器938中的一个或多个位于同一层上。在一些示例中，监测系统可以包括一个或多个加速度计，其可以位于与子垫不同的监测系统的区域(例如，图1中所示的床110的结构)中。通过在不同于子垫的位置包括一个或多个独立的加速度计，控制器能够包括或利用来自一个或多个独立加速度计的测量值，以将加速度测量值与其他测量值(例如，电容、电和压电)进行区分。

在上述一个或多个示例性监测系统中，监测系统可以被配置为测量阻抗心动描记术(ICG)。ICG测量可用于测量用户身体的阻抗和总电导率。ICG测量可以至少部分地用于测量心率、心率波动、呼吸率和/或呼吸率波动。在一些示例中，可以通过测量由于用户的电导率引起的阻抗改变来配置用于ICG测量的一个或多个电极。

图10A示出了包括在配置用于ICG测量的垫中的示例性层的顶视图，图10B示出了根据本公开的示例的对应电路图。系统1099可以包括层1030和多个电极，诸如多个电极1032、多个电极1034和多个电极1036。多个电极1034可以位于用户1098的身体正下方。多个电极1036可以位于用户身体的直接外围(即，与用户身体正下方的电极相邻)。多个电极1032可以位于垫的外围。在一些示例中，一个或多个电极可以位于用户身体的直接外围和垫的外围。多个电极1032、多个电极1036或两者可以耦接到驱动电路1096。驱动电路1096可以被配置为驱动电流通过与其耦接的电极。多个电极1034可以耦接到感测电路1097。感测电路1097可以被配置为测量阻抗的改变，并将所测量的阻抗值输送到控制器1095。

在一些示例中，多个电极1032、多个电极1034和多个电极1036中的一个或多个可以被配置用于在一种操作模式下进行电容、电气或阻抗测量，并且可以被配置用于在另一个操作模式期间进行另一个(例如，电容、电气或阻抗)测量。在一些示例中，用于电容测量的驱动电路可以与用于阻抗测量的驱动电路相同。在一些示例中，用于电容测量的驱动电路可以不同于用于阻抗测量的驱动电路。在一些示例中，用于刺激电极以进行阻抗测量的频率可以包括在窄带中。在一些示例中，用于刺激电极以进行阻抗测量的频率可以包括50Hz。

图10C示出了根据本公开的示例的被配置用于阻抗测量的示例性过程流。在一些示例中，监测系统可以以多种模式操作：用于测量电信号的一种模式(即，第一模式)和用于测量阻抗改变的另一种模式(即，第二模式)。在第一模式期间，一个或多个电极可以被配置为测量用户的电信号(过程1050的步骤1052)。在一些示例中，可以测量多个电极之间的电势差。控制器或处理器可以确定哪个电极不受用户心脏电信号的影响(过程1050的步骤1054)，并且可以禁用或断开这些电极，以节省功率，例如(过程1050的步骤1056)。在一些示例中，控制器可以选择位于用户身体下方的电极进行电测量。测量的电信号可用于形成ECG测量值的至少一部分(过程1050的步骤1058)。在一些示例中，电信号可用于确定用户的身体定位、用户的身体位置和/或用户的心脏位置(过程1050的步骤1060)。在一些示例中，步骤1052可用于形成用户身体定位和/或位置的粗略估计或粗略图像，并且步骤1060可用于形成用户身体定位和/或位置的更详细或更精细的成像器。可以在预先确定的时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置改变时重复第二模式(过程1050的步骤1062)。在一些示例中，可以在完成第一模式之后重复第二模式(过程1050的步骤1064)。

在第二模式期间，一个或多个电极可以耦接到驱动电路。可以用刺激频率刺激驱动电极(过程1050的步骤1066)。在一些示例中，可以测量多个电极之间的阻抗差。在一些示例中，控制器可以选择位于用户身体的直接外围的电极(例如，图10A中所示的电极1036)作为驱动电极。在一些示例中，控制器可以选择位于垫的外围的电极(例如，图10A中所示的电极1032)作为驱动电极。一个或多个感测电极可以耦接到感测电路(例如，图10B中所示的感测电路1097)。感测电路可以测量阻抗的改变(过程1050的步骤1068)。测量的阻抗值可用于形成ICG测量值的至少一部分(过程1050的步骤1070)。可以在预先确定的时间间隔之后和/或当用户的身体定位和/或位置改变时重复第二模式(过程1050的步骤1072)。在一些示例中，可以在完成第一模式之后重复第二模式(过程1050的步骤1074)。

监测系统可以在给定时间以一种或多种测量模式配置。例如，如图11A所示，监测系统可以被配置为在不同测量模式之间进行时间复用和循环(例如，t1中的电容测量、t2中的电测量、t3中的压电测量、t4中的温度测量、t5中的加速度测量、以及t6中的阻抗测量)。在一些示例中，如图11B所示，监测系统可以被配置用于响应于用户动作的一个或多个测量。例如，系统可以在t1期间处于待机模式。用户的身体定位可以移动(即，在时间t2期间的用户动作)，并且监测系统可以被配置为在时间t3期间响应于用户动作进行电容和电测量。在一些示例中，如图11C所示，监测系统可以被配置用于响应于条件的一个或多个改变的一个或多个第一测量。例如，监测系统可以被配置为在待机模式在时间t1期间使用控制面板(例如，图1中所示的控制面板140)周期性地测量房间的温度。监测系统可以确定在时间t2期间房间的温度增加到预先确定阈值以上(即，条件的改变)。响应于温度的改变，监测系统可以在时间t3期间测量局部环境的温度和用户的体温。在一些示例中，可以以一个或多个第一测量为条件执行一个或多个第二测量。如果局部环境温度和/或用户体温增加到大于另一预先确定阈值，则用户可能已经转换到不同的睡眠状态，这可能已经影响用户的呼吸率和呼吸率波动。监测系统可以被配置用于在时间t4期间的压电测量，以测量用户的呼吸率和呼吸率波动。

监测系统还可以被配置为通过向用户提供关于用户睡眠的一致性、质量和持续时间的反馈来向用户提供分析。例如，系统可以将一个用户睡眠的中断与另一个用户在床上的移动和/或定位相关联。监测系统可以基于床上其他用户的移动和/或定位来提供反馈，并且可以帮助用户分析和解决他们的睡眠问题。

在一些示例中，系统可以将用户睡眠的中断与一个或多个房间条件(例如，室温、环境光线和环境声音)相关联。在一些示例中，相关性可用于通过控制系统调节房间的温度，并且/或者通过垫的主动加热或冷却来调节局部环境的温度。在一些示例中，监测系统可以确定多个用户的热舒适性可以不同，并且可以使用主动加热和/或冷却来适应热舒适性的差异。在一些示例中，监测系统可以发送一个或多个非系统部件(例如，百叶窗)，以增强环境条件。在一些示例中，监测系统可以包括垫中或者与垫连通的一个或多个致动器。一个或多个致动器可以被配置为例如基于用户的睡眠状态、睡眠持续时间和/或一天中的时间唤醒一个或多个用户。

在一些示例中，监测系统可以将当前睡眠分析和测量与历史睡眠分析和测量进行比较。监测系统可以注意到一段时间内睡眠模式的改变，并且可以提醒用户或提供反馈。

如上所述，本公开的示例可以包括为一个或多个用户测量多个生命体征。附加信息可用于改善测量的信息，分析或用户可能感兴趣的任何其他内容的传递。在一些示例中，测量的信息、分析或其他内容可以包括可以唯一识别用户或可以用于联系或定位用户的个人信息。此类个人信息可包括地理信息、人口信息、电话号码、电子邮件地址、邮件地址、家庭地址或其他识别信息。在一些示例中，可以使用此类个人信息以使用户受益。例如，个人信息可用于向用户递送测量的信息、分析或其他内容。个人信息的使用可以包括但不限于启用对内容的实时和控制传递。

本公开还设想可以使用(例如，测量、收集、分析、披露、传输和/或存储)个人信息的实体将遵守已确立的隐私政策和/或隐私实践。这些隐私政策和/或隐私实践一般可被视为满足(或超过)隐私和安全个人信息的行业或政府要求，并应加以实施和一贯使用。例如，个人信息应当出于合法和合理的理由收集并且不应当在那些目的之外被共享(或销售)。而且，收集的个人信息应仅在接收到用户知情同意之后进行。为了坚持隐私政策和/或隐私实践，实体将采取任何必要的步骤来保护和防止从外部对个人信息的访问。在一些示例中，实体本身可受到第三方评估来证明实体坚持良好建立的通常认可的隐私政策和/或隐私实践。

在一些示例中，用户可选择性地阻止或限制访问和/或使用个人信息。监测系统可包括一个或多个硬件部件和/或一个或多个软件应用，以允许用户选择性地阻止或限制访问和/或使用个人信息。例如，该监测系统可被配置为在注册期间收集个人信息时允许用户选择“加入”或“退出”广告输送服务。在一些示例中，用户可以选择从广告投放服务中扣留哪些信息(例如，家庭地址)。

尽管本公开的示例可包括使用用户个人信息测量生命体征的监测系统和方法，但是本公开的示例也能够在无需用户个人信息的情况下实现一个或多个功能和操作。缺少个人信息的所有或一部分可能不会使得监测系统和方法不能工作。在一些示例中，可基于非用户专用个人(例如，公用可用的)信息向用户选择和/或输送内容。

本发明公开了一种用于确定用户的一个或多个生理信号的系统。该系统可以包括：第一个或多个电极，其被配置为测量一个或多个电信号；第二个或多个电极，其被配置为电容耦合到第一个或多个电极；以及逻辑部件，其被配置为：检测第一个或多个电极与第二个或多个电极之间的电容耦合的多个改变；基于电容耦合的多个改变，确定用户的一个或多个定位、一个或多个身体移动以及一个或多个位置中的至少一个或多个；检测一个或多个电信号；以及至少部分地基于电容耦合的多个改变和一个或多个电信号来确定一个或多个生理信号。除此之外或另选地，在一些示例中，第一个或多个第一电极位于系统的第一部分内，并且第二个或多个第二电极位于系统的第二部分内，第二部分至少部分地与第一部分物理分离。除此之外或另选地，在一些示例中，第一部分包括在床单中，并且第二部分包括在毛毯中。除此之外或另选地，在一些示例中，该系统还包括：一个或多个开关，这些开关被配置为将第一个或多个第一电极中的至少两个电耦合在一起或者将第二个或多个第二电极中的至少两个电耦合在一起，其中逻辑部件还被配置为将电容耦合中的多个改变中的每一个的减小与由于用户的身体将第一个或多个第一电极与第二个或多个第二电极物理分离而导致的间隙的增加相关联。除此之外或另选地，在一些示例中，该系统还包括：具有第一粒度的第一截面；具有第二粒度的第二截面，第二粒度能够与第一粒度不同；以及一个或多个开关，这些开关被配置为将第一个或多个第一电极耦合或去耦在一起、将第二个或多个第二电极耦合或去耦在一起、或两者，以动态地改变第一粒度和第二粒度中的一个或多个。

本发明公开了一种用于确定用户的一个或多个生理信号的方法。该方法可以包括：刺激第一个或多个电极；将第二一个或多个电极耦接到感测电路，这些第二一个或多个电极被配置为电容耦合到第一个或多个电极；检测第二一个或多个电极处的电容耦合的多个改变；基于电容耦合的多个改变，确定用户的一个或多个定位、一个或多个身体移动以及一个或多个位置中的至少一个或多个；使用第二个一或多个电极检测一个或多个电信号；以及至少部分地基于电容耦合的多个改变和一个或多个电信号来确定一个或多个生理信号。除此之外或另选地，在一些示例中，该方法还包括：用至少一个或多个电信号形成心电图描记器信息，其中一个或多个生理信号包括心率、心率波动、呼吸率和呼吸率波动中的一个或多个。除此之外或另选地，在一些示例中，该方法还包括：用至少电容耦合的多个改变形成心冲击描记信息，其中一个或多个生理信号包括心率、心率波动、呼吸率和呼吸率波动中的一个或多个。除此之外或另选地，在一些示例中，该方法还包括：基于电容耦合的多个改变确定整体运动；以及基于一个或多个电信号确定微小的身体移动。除此之外或另选地，在一些示例中，该方法还包括：确定第一一个或多个第一电极中的至少一个与第二一个或多个第二电极中的至少一个之间的电容耦合的改变小于预先确定的阈值；将第一个或多个电极电耦合在一起；刺激第三一个或多个电极，这些第三一个或多个电极被配置为电容耦合到第一一个或多个电极；将第一一个或多个电极耦合到感测电路；以及检测第一一个或多个电极处的电容耦合的第二多个改变。除此之外或另选地，在一些示例中，该方法还包括：通过电耦合或去耦第一一个或多个第一电极中的至少两个、电耦合或去耦第二一个或多个第二电极中的至少两个、或两者，以动态地改变系统的至少一个截面的粒度。除此之外或另选地，在一些示例中，该方法还包括：将电容耦合的多个改变中的第一改变、一个或多个电信号中的第一电信号、或两者与第一用户相关联；以及将电容耦合的多个改变中的第二改变、一个或多个电信号中的第二电信号、或两者与第二用户相关联。除此之外或另选地，在一些示例中，该方法还包括：利用多个温度传感器确定一个或多个温度值；以及基于一个或多个温度值来细化用户的一个或多个定位、一个或多个身体移动、一个或多个位置或两者中的至少一个的确定。除此之外或另选地，在一些示例中，该方法还包括：利用多个温度传感器确定一个或多个温度值；将第一组一个或多个温度值与局部环境相关联；以及将第二组的一个或多个温度值与用户的温度相关联。

本发明公开了一种用于确定用户的一个或多个生理信号的系统。该系统包括：多个电极，这些多个电极被配置为在至少一种操作模式下操作，其中该操作模式包括：电容测量模式、电测量模式和阻抗测量；一个或多个压电传感器，这些一个或多个压电传感器被配置为测量一个或多个机械脉冲；并且逻辑部件还被配置为：确定一个或多个值，这些一个或多个值是使用多个电极的电容耦合、电信号和阻抗的改变中的一个或多个，基于一个或多个值确定用户的一个或多个定位、一个或多个身体动作和一个或多个用户位置中的至少一个或多个；使用一个或多个压电传感器确定一个或多个机械脉冲；以及至少部分地基于一个或多个值和一个或多个机械脉冲来确定一个或多个生理信号。除此之外或另选地，在一些示例中，一个或多个压电传感器包括与柔性材料物理连接的一个或多个刚性材料部分。除此之外或另选地，在一些示例中，一个或多个压电传感器被布置在压电传感器的一行或多行、一列或多列或两者中，每个压电传感器能够独立控制。除此之外或另选地，在一些示例中，一个或多个压电传感器与多个电极交织。除此之外或另选地，在一些示例中，多个电极中的至少一些设置在一个或多个压电传感器上。除此之外或另选地，在一些示例中，该系统还包括：多个温度传感器，这些温度传感器被配置为测量一个或多个温度，其中这些多个温度传感器被布置在温度传感器的一行或多行、一列或多列或两者中，并且其中多个温度传感器与多个电极以及一个或多个压电传感器中的至少一个交织。除此之外或另选地，在一些示例中，该系统还包括：一个或多个加速度计，这些一个或多个加速度计被配置为测量一个或多个加速度值，其中一个或多个加速度计被布置在加速度计中的一行或多行、一列或多列或两者中，并且其中一个或多个加速度计与多个电极、一个或多个压电传感器和一个或多个温度传感器中的至少一个交织。除此之外或另选地，在一些示例中，该系统还包括：一个或多个加速度计，这些一个或多个加速度计被配置为测量一个或多个加速度值，其中一个或多个加速度计中的至少一个位于床的框架上。除此之外或另选地，在一些示例中，该系统还包括：一个或多个致动器，这些一个或多个致动器被配置为向系统提供运动或振动。除此之外或另选地，在一些示例中，该系统还包括：收发器，该收发器被配置为与独立且不同于系统的一个或多个部件通信。除此之外或另选地，在一些示例中，该系统还包括床单、毛毯和枕头中的一个或多个。

本发明公开了一种用于确定用户的一个或多个生理信号的方法。该方法可以包括：刺激第一个或多个电极；将第二一个或多个电极耦接到感测电路，这些第二一个或多个电极被配置为电容耦合到第一一个或多个电极；检测第二一个或多个电极处的电容耦合的多个改变；基于电容耦合的多个改变确定用户的移动信息，该确定具有第一粒度；利用一个或多个压电传感器确定一个或多个机械脉冲；并且基于一个或多个机械脉冲确定用户的移动信息，该确定具有大于第一粒度的第二粒度。

本发明公开了一种分析用户睡眠的方法。该方法可以包括：以至少两种操作模式操作监测系统，该操作模式包括：电容测量模式、电测量模式、压电测量模式、温度测量模式、加速度测量模式、阻抗测量模式和待机模式。除此之外或另选地，在一些示例中，同时操作至少两个操作模式。除此之外或另选地，在一些示例中，操作模式交替。除此之外或另选地，在一些示例中，该方法还包括：检测与系统相关联的条件的一个或多个改变；并且基于条件的一个或多个改变动态地切换到一个或多个操作模式。

尽管上文已描述了各种示例，但应当理解，它们仅是通过举例的方式而非限制的方式来呈现。尽管已参考附图完整描述了示例，但各个图示可针对本公开来描绘示例性架构或其他配置，这样做是为了辅助理解可被包括在本公开中的特征和功能。本公开不限于例示的示例性架构或配置，但可使用多种另选的架构和配置来实施。此外，尽管上文结合各种示例和具体实施描述了本公开，但应当理解，在一个或多个示例中描述的各种特征和功能不限于对利用其进行描述的特定示例的适用性。相反，无论此类示例是否被描述，无论此类特征是否作为所述示例的一部分而被呈现，可将它们单独或以某种组合应用于本公开的其他示例中的一个或多个示例。因此，本公开的广度和范围不应受到上述任何示例的限制。

Claims (20)

1.一种用于监测位于床上的多个用户的系统，所述系统包括：

第一组电极，所述第一组电极被配置为放置在所述床上；

第二组电极，所述第二组电极被配置为放置在所述床上并且被配置为与所述第一组电极电容耦合；以及

处理器，所述处理器被配置为：

接收指示所述第一组电极和所述第二组电极之间的电容变化的一组信号；

响应于接收到该组信号，确定第一用户在所述床上的第一位置和第二用户在所述床上的第二位置；以及

分割所述第一组电极和所述第二组电极以限定包括所述床的第一区域的第一电极子集和包括所述床的第二区域的第二电极子集；其中：

所述第一区域包括所述第一位置；以及

所述第二区域包括所述第二位置。

2.根据权利要求1所述的系统，其中该组信号是第一组信号，并且所述处理器进一步被配置为：

从所述第一电极子集接收第二组信号，所述第二组信号指示位于所述第一区域中的第一组电极和第二组电极之间的电容变化；以及

至少部分地基于所述第二组信号确定所述第一用户的生理参数。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述生理参数是第一生理参数，并且所述处理器进一步被配置为：

从所述第一电极子集接收指示所述第一用户的电信号的第三组信号；以及

至少部分地基于所述第三组信号确定所述第一用户的第二生理参数。

4.根据权利要求3所述的系统，其中：

所述第一生理参数至少部分地基于心电图描记器测量；以及

所述第二生理参数至少部分地基于心电图测量。

5.根据权利要求3所述的系统，其中：

所述第一生理参数包括使用心电图描记器技术测量的所述第一用户的心率、心率波动、呼吸率和呼吸率波动中的至少一个；以及

所述第二生理参数包括使用心电图技术测量的所述第一用户的心率、心率波动、呼吸率和呼吸率波动中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置为：

在接收到该组信号起的预定时间间隔之后，接收指示所述第一组电极和所述第二组电极之间的电容变化的更新的一组信号；

响应于接收到所述更新的一组信号，确定所述第一用户在所述床上的更新位置和所述第二用户在所述床上的更新位置；以及

分割所述第一组电极和第二组电极以限定包括所述床的更新的第一区域的第一更新的电极子集和包括所述床的更新的第二区域的第二更新的电极子集。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器进一步被配置为：

使用所述第一组电极和所述第二组电极检测所述第一用户的身体位置的变化；以及

响应于检测到所述变化，确定所述第一用户在所述床上的更新位置。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述处理器进一步被配置为：

响应于确定所述更新位置，从所述第一电极子集接收更新的第二组信号，所述更新的第二组信号指示位于所述第一区域中的所述第一组电极和所述第二组电极之间的电容变化；以及

至少部分地基于更新的第二组信号确定所述第一用户的更新的生理参数。

9.一种用于测量位于床上的多个用户的生理参数的设备，包括：

柔性垫，包括：

位于所述柔性垫的第一层上的第一组电极；

位于所述柔性垫的第二层上的第二组电极；和

位于所述第一层和所述第二层之间的中间层，所述中间层被配置为响应于重量被施加到所述柔性垫而压缩；其中：

所述柔性垫被配置为放置在所述床上；

所述第一组电极被配置为与所述第二组电极电容耦合；以及

所述柔性垫输出指示所述第一组电极和所述第二组电极之间的电容变化的信号。

10.根据权利要求9所述的设备，其中：

所述第一组电极能够在第一用户和第二用户之间分割，使得所述第一组电极和所述第二组电极的第一子集能够配置为检测躺在所述床的第一区域上的所述第一用户的睡眠活动；以及

所述第一组电极和所述第二组电极的第二子集能够配置为检测躺在所述床的第二区域上的所述第二用户的睡眠活动。

11.根据权利要求9所述的设备，还包括电耦合到所述第一组电极或所述第二组电极中的至少一个的切换矩阵，其中所述切换矩阵被配置为将一个或多个电极与所述第一组电极或第二组电极可操作地连接或断开。

12.根据权利要求9所述的设备，其中：

所述第一组电极包括具有第一电极子集的第一区域和具有第二电极子集的第二区域；以及

所述第一区域具有高于所述第二区域的电极浓度。

13.根据权利要求9所述的设备，其中所述第一组电极的每个电极与所述第二组电极的相应电极配对。

14.根据权利要求9所述的设备，其中所述柔性垫还包括一组压电传感器。

15.根据权利要求9所述的设备，其中所述第一组电极包括：

具有相对于所述柔性垫的第一取向的第一电极；和

具有相对于所述柔性垫的第二取向的第二电极，所述第二取向不同于所述第一取向。

16.根据权利要求9所述的设备，其中所述柔性垫还包括被配置为测量加速度、振动或两者的加速度计。

17.一种用于监测位于床上的多个用户的设备，包括：

处理器，被配置为：

接收指示第一组电极和第二组电极之间的第一电容变化的第一组信号；

使用所述第一组信号来：

确定第一用户在所述床上的第一位置和第二用户在所述床上的第二位置；

分割所述第一组电极和所述第二组电极以限定与所述床的第一区域相关联的第一电极子集以及与所述床的第二区域相关联的第二电极子集，所述第一区域与所述第一用户相关联，所述第二区域与所述第二用户相关联；

从所述第一电极子集接收第二组信号，所述第二组信号指示所述第一区域中的第一组电极和第二组电极之间的电容变化；以及

使用所述第二组信号确定所述第一用户的生理参数。

18.根据权利要求17所述的设备，其中所述处理器进一步被配置为：

接收指示所述第一组电极和所述第二组电极之间的第二电容变化的第三组信号；以及

响应于接收到所述第二组信号，更新所述第一组电极和所述第二组电极的分割。

19.根据权利要求17所述的设备，其中所述处理器被配置为响应于所述第一用户和所述第二用户中的至少一个的检测的移动来接收所述第二组信号。

20.根据权利要求17所述的设备，其中所述处理器被配置为基于从接收到所述第一组信号起的预定时间间隔来接收所述第二组信号。

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