CN114340474A - 用于健康照护的穿戴装置及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于健康照护的穿戴装置(1800,2500)，其中该装置(1800,2500)穿戴于一手指上以用于测量用户的健康数据，包括但不限于心跳速率、血氧饱和度等。该装置(1800,2500)的穿戴大小可针对手指的不同大小进行调整。在一个实施例中，该装置(1800)包括：一主体(1801)，其至少部分地穿戴于用户的手指上；至少一个生理传感器(1804)，其附接至该主体(1801)以用于侦测生理信息；及至少两个分支，其耦接至该主体(1801)以用于固持该手指，同时减少该装置(1800)的移动。至少一个分支的至少一部分是可改变的，使得该装置(1800)的穿戴大小可针对手指的不同大小进行调整。在另一实施例中，至少一个分支的至少一部分是可移动的，使得该装置(2500)的穿戴大小可针对指的不同大小进行调整。

Description

用于健康照护的穿戴装置及其方法
相关申请的交叉引用
本申请主张2019年6月3日提交的题为“用于健康照护的穿戴装置及其方法”的美国临时申请号62/856,465的权益。以上引用的申请的全部公开内容出于所有目的以引用的方式全文并入到本文。
【技术领域】
本发明涉及一种用于健康数据量测量的医疗装置，尤其涉及一种穿戴大小可调整的生理测量装置。
【背景技术】
现今，用于健康数据测量的穿戴装置正成为健康照护行业内非常风行的趋势，并愈来愈多地被使用。在一个主要应用领域中，许多穿戴/便携型装置被设计成在睡眠期间量测用户的健康数据，例如血氧饱和度，以监测任何睡眠障碍的存在，以预先进行诊断及治疗。通常，穿戴装置被设计成由用户整晚穿戴以进行长时间监测。为了减轻长期穿戴的负担、增加用户在长期穿戴期间的舒适性并改善用户的睡眠质量，一个解决方案是将传感器装置穿戴于用户的手指上以在睡眠期间侦测生理信息。
然而，由于不同的用户具有不同的手指大小，其直径通常在15.7mm至21.2mm之间，故应准备具有多种大小的穿戴装置以适配不同的手指大小。对于医院中通常用于监测患者生理信息的可穿戴装置，为不同的患者预留多种大小的穿戴装置是不方便的。
在此类条件下，对于大规模应用需要具有可调整大小的穿戴装置，尤其是穿戴于手指上的穿戴装置。在一个现有解决方案中，可藉由嵌入式螺杆延伸穿戴本体来调整穿戴装置的穿戴大小，如由现有技术参考文献CN105942680及CN107969771所揭示。在另一现有解决方案中，可藉由在穿戴本体的两个部件之间添加延伸部分来调整穿戴装置的穿戴大小，如由现有技术参考文献US20170006978及JP03214654U所揭示。在又一现有解决方案中，可藉由在穿戴本体之间添加例如弹簧的一个或多个柔性部件来调整穿戴装置的穿戴大小，如由现有技术参考文献US5943882及DE202006000690所揭示。在又一现有解决方案中，可藉由在穿戴本体与用户之间插入一个或多个垫片以用于减小环大小来调整穿戴装置的穿戴大小，如由现有技术参考文献US6354106、US7735337及US9743726B1所揭示。在又一现有解决方案中，可藉由以更换不同大小内部穿戴本体来调整穿戴装置的穿戴大小，如由现有技术参考文献US8448464及US20180020980所揭示。在又一现有解决方案中，可藉由机械程序来调整穿戴装置的穿戴大小，例如该机械程序用以在穿戴本体的两个臂的连接末端处配置两个棘轮组件，以便藉由调整两个棘轮的重迭比率来调整穿戴本体的大小，如由现有技术US20180338587A1所揭示。
然而，对于大多数以上解决方案，成本相对较高，且对于长期穿戴而言，其结构不紧凑。一些其他解决方案不适合于长期穿戴，尤其是在夜间佩戴。由于医院的医生或护士要求将穿戴装置应用于不同的患者以整夜侦测其生理信息，故有必要开发一种可调整的穿戴装置，其穿戴大小可易于改变，且对于长期穿戴而言，整个结构是紧凑且舒适的。
【发明内容】
本发明涉及关于一种用于健康照护的穿戴装置及其方法。更具体而言，该穿戴装置穿戴于一手指上以测量用户的健康数据，包括但不限于心跳速率、血氧饱和度等。该穿戴装置的穿戴大小可针对手指的不同大小进行调整。
在一个实施例中，一种用于侦测用户生理信息的穿戴装置包含：主体，其被配置为至少部分地穿戴于用户的一指上；至少一个生理传感器，其附接至该主体以用于经由该指侦测该用户的生理信息；及至少两个分支，其耦接至该主体以用于固持该指，同时减少该穿戴装置的移动，其中该分支中的至少一者的至少一部分是可改变的，使得该穿戴装置的穿戴大小可针对指的不同大小进行调整。
在另一实施例中，一种用于侦测用户生理信息的穿戴装置包含：主体，其被配置为至少部分地穿戴于用户的一指上；至少一个生理传感器，其附接至该主体以用于经由该指侦测该用户的生理信息；及至少两个分支，其耦接至该主体以用于固持该指，同时减少该穿戴装置的移动，其中该分支中的至少一者的至少一部分是可移动的，使得该穿戴装置的穿戴大小可针对指的不同大小进行调整。
【附图说明】
本发明之优点将自本发明的示例性实施例的以下详细描述显而易见，该描述应结合附图进行考虑，在图式中：
图1示出了根据一个实施例的穿戴装置100的示意图。
图2示出了正常人手200的结构。
图3展示了人手的手掌表面与手背表面肤色之间的差异。
图4示出了根据本发明的一个实施例的配置于手指上的传感器101的区位范围。
图5a示出了根据一个实施例的传感器101相对于手指的配置方式。
图5b示出了根据替代实施例的传感器101相对于手指之另一配置方式。
图5c示出了根据本发明的一个实施例的对传感器101与弯折手指之间的接触的较小影响。
图6a至图6c示出了根据替代实施例的具有不同形状的匹配单元104的三种类型的穿戴装置100。
图7展示了根据一个实施例的用于穿戴装置100的较佳穿戴方式。
图8a展示了根据一个实施例的具有压力控制单元的穿戴装置的示意图。
图8b展示了根据替代实施例的具有另一压力控制单元的穿戴装置的示意图。
图9a及图9b展示了根据一个实施例的具有压力控制单元的穿戴装置的侧视图。
图10展示了根据一个实施例的具有无线通信单元的穿戴装置的操作流程图1000。
图11展示了根据一个实施例的穿戴装置的操作流程图1100。
图12是根据一个实施例的如上文所描述的穿戴装置的功能组件的示意性结构。
图13示出了根据一个示例性实施例的具有可拆卸功能组件的穿戴装置的结构。
图14a示出了根据一个实施例的具有用于扩展功能性的一个或多个可扩展接口的穿戴装置的结构。
图14b示出了根据另一实施例的具有用于扩展功能性的外部接口的穿戴装置的结构。
图15展示了根据一个实施例的用于穿戴装置的应用程序系统1500的示意图。
图16是根据一个实施例的用于评估睡眠条件的流程图1600。
图17是根据一个实施例的描述用以操作而评估睡眠条件的评估模型的建置的流程图1700。
图18展示了根据本发明的一个实施例的可调整的穿戴装置1800的示意图。
图19示出了根据本发明的一个实施例的调整成不同大小的穿戴装置1900的操作方式。
图20示出了根据本发明的另一实施例的调整成不同大小的穿戴装置2000的操作方式。
图21示出了根据本发明的另一实施例的具有封闭环圈结构的可调整的穿戴装置2100的示意图。
图22示出了根据本发明的另一实施例的具有封闭环圈结构的可调整的穿戴装置2200的示意图。
图23示出了根据本发明的另一实施例的调整成不同大小的穿戴装置2300的操作方式。
图24示出了根据本发明的另一实施例的调整成不同大小的穿戴装置2400的操作方式。
图25示出了根据本发明的另一实施例的调整成不同大小的穿戴装置2500的示意图。
【具体实施方式】
现在将详细地参考本发明的实施例。虽然将结合此等实施例来描述本发明，但应理解，该等实施例并不意欲限制本发明。本发明包括涵盖于所附申请专利范围之范围内的替代例、修改及等效物。
此外，在本发明之以下详细描述中，阐述众多特定细节以便提供对本发明之透彻理解。然而，一般熟习此项技术者将认识到，本发明可在无此等特定细节的情况下实践。在其他情况下，未详细地描述熟知的方法、程序、组件及电路，以免不必要地混淆本发明之态样。鉴于前述背景，本发明的目标是提供一种用于监测用户的健康状态的穿戴装置。
本发明的以下实施例描述一种由用户携载以用于测量用户的生理信息的示例性穿戴装置。在一个实施例中，穿戴装置至少部分地穿戴于用户身体之一部分上以监测用户的健康状态。在较佳实施例中，穿戴装置至少部分地穿戴于肢体的一个或多个指上以测量用户的生理信息，例如心跳速率、心跳速率变化性、血氧饱和度、光电容积脉搏波(PPG)信号及/或压力。在一个实施例中，肢体的指表示但不限于手的手指及/或脚的脚指，例如手的手指或脚的脚趾(在下文中简单地被称作一个或多个手指或一个或多个脚趾)。在较佳实施例中，穿戴装置至少部分地穿戴于指根附近的位置上以监测用户的健康信息。例如，在一个实施例中，穿戴装置至少部分地穿戴于手指的近端指骨上。在另一较佳实施例中，穿戴装置穿戴于用户的食指上以实现容易且舒适的穿戴。
图1示出了根据一个实施例的穿戴装置100的示意图。一般而言，穿戴装置100可为任何形状，只要其满足能够穿戴于手指上的要求即可。
在一个实施例中，穿戴装置100包含具有开放环圈的主体103以便适应手指的不同大小。此外，穿戴装置100包含传感器101，该传感器附接至主体103，并可操作以用于在穿戴装置100经由主体103穿戴于指(例如手指105)及/或用户的其他类似位置上时感测用户的生物信息。图1的实施例是为了说明目的，且穿戴装置100的结构及穿戴方式不限于该实施例。在一个实施例中，传感器101为包含第一光发射器、第二光发射器及至少一个光侦测器的光学传感器。在一个实施例中，自第一光发射器产生的第一光的波长在850nm至1000nm的范围内，例如红外光，且自第二光发射器产生的第二光的波长在600nm至750nm的范围内，例如可见光。第一光发射器/第二光发射器向手指中的血管发射第一光/第二光，且光侦测器可操作以侦测由手指中的血管反射的第一光/第二光。在一个实施例中，血管可为指的动脉，例如沿着拇指延行的拇主动脉、沿着食指延行的食指桡侧动脉，及/或沿着其他手指延行的指动脉。所侦测到携载用户健康信息的第一光信号和/或第二光信号进一步用以计算用户的健康数据，例如PPG信号、心跳速率、心跳速率变化性及血氧饱和度，以便判定用户的健康状态。在一个实施例中，心跳速率及心跳速率变化性是基于PPG信号判定。
在一个实施例中，用于量测血氧饱和度的传感器101的原理是基于氧合及脱氧血红蛋白的第一光吸收特性及第二光吸收特性。氧合血红蛋白吸收较多的第一光并允许较多的第二光穿过。脱氧(或还原)血红蛋白吸收较多的第二光并允许较多的第一光穿过。基于由手指105的血管反射并由光侦测器侦测到的第一光/第二光，计算IN2/IN1比值以判定血氧饱和度，其中IN1表示侦测到的第一光的强度且IN2表示侦测到的第二光的强度。此外，用户的心跳速率及心跳速率变化性能够基于第一光被侦测。当第一光由手指105的血管反射时，所反射的第一光的强度将随着血管内部的血量而变化。因此，对于每次心跳，血管内部的血量将略微改变，藉此更改可由光侦测器侦测到的第一光的强度。因而，心跳速率及心跳速率变化性可根据侦测到的第一光信号的强度的变化被判定。在替代实施例中，第一光发射器及第二光发射器经整合成一个单元，该单元能够基于控制信号单独地发射第一光及第二光。传感器101的实施例用于说明目的，且包括发射器及侦测器的照明配置不受限于此等实施例。
图2示出了正常人手200的结构。结合图1描述图2。如图2中所展示，主血管位于手200的手指的横向侧附近，相对于手指的手掌表面略微偏移。传统上，穿戴装置穿戴于手指的指尖214上，此是因为指尖214中存在大量的毛细血管，使得相对容易侦测到生物信息。然而，如在前所提及，将穿戴装置穿戴于指尖上对于长期穿戴以连续地监测个体的健康状态而言是不舒适、不方便或不稳定的。因此，较佳的是将穿戴装置100穿戴于用户手指的中间部分213或近端部分212上，以实现较舒适、方便且稳定的长期穿戴。然而，相较于指尖214，手指的中间部分或近端部分中存在较少的毛细血管。为了从手指的血管取得较多的生理信息，较佳地将传感器101定位于主血管211附近。在一个实施例中，传感器101定位于手指的动脉附近以用于经由动脉侦测健康信息。在操作过程中，重要的是将穿戴装置100的传感器101固定在主血管211附近以确保量测量的准确性。
此外，手掌表面322的肤色通常浅于人手的手背表面321，如图3中所示。且在不同的人当中，尤其是对于不同的人类种族，人手的手背表面321处的肤色相较于手的手掌表面322更加多样化。众所周知，黑色素为肤色的主要决定因素。皮肤中黑色素的量愈大，肤色愈深。在操作期间，光会被皮肤的黑色素部分吸收。另外，光吸收率将随着皮肤中黑色素的量增加而增加。换言之，在穿过较深色的皮肤时，较多的光将由其吸收。因此，在手指的手背表面321上，相较于在手掌表面322上，较多的光被吸收，且吸收率因人而异。此外，第一光及第二光的吸收率由于其波长不同而不同。在一个实施例中，相较于波长在600nm至750nm范围内的第一光，波长在850nm至1000nm范围内的较多的第二光被黑色素吸收。如上文所描述，基于氧合及脱氧血红蛋白的第一光吸收特性及第二光吸收特性计算血氧饱和度。因此，由于第一光及第二光因人类肤色的变化而在手背表面321处的吸收率不确定且不均匀，故若定位于手背表面321上，则传感器101的测量准确性将受到显着影响。
为了增强如上文所描述的测量准确性并降低如上文所描述的对测量准确性的影响，传感器101较佳地置放于手指的预定横向区域内，藉此靠近主血管211而定位。在一个实施例中，横向区域为横向侧附近的区域。在指定实施例中，横向区域位于手指的手掌表面322上及横向侧附近，如由圆圈323例示性地所指定。图4示出了根据本发明的一个实施例的手指的横向区域，传感器101位于该横向区域内。结合图1至图3描述图4。如图4中所展示，手指105主要包含骨骼432、包括主血管211的血管，及肌腱433，其中主血管211位于横向侧附近，相对于手掌表面322略微偏移。在一个实施例中，为了从主血管211获得更多信息，传感器101被配置为邻近手掌表面322并在手指105的横向侧(亦即，图4的区域II和/或III)下方定位。在较佳实施例中，横向区域的边缘与横向侧之间的角度范围为20度至50度，此是因为至/自传感器101的所发射光及所反射光较接近主血管211。
此外，传感器101较佳地沿着手指的纵向方向放置，以便将沿着手指的横向方向上不均匀肤色所造成的对穿过皮肤的光的影响降到最低。纵向方向实质上为自指根至指尖(或反之亦然)的方向。横向方向实质上垂直于纵向方向并围绕手指延伸。图5a示出了根据一个实施例的传感器101相对于手指的配置。图5b示出了根据替代实施例的传感器101相对于手指的另一配置。结合图1至图4描述图5a及图5b。如图5a中所展示，传感器101沿着手指的纵向方向544放置。在较佳实施例中，传感器101在手指的横向侧下方的手掌表面322处邻近血管211放置。更具体而言，传感器101包含沿着纵向方向544并接近血管211放置的第一光发射器541及第二光发射器542(或反之亦然)以及光侦测器543，以便经由血管211侦测用户的健康信息。在较佳实施例中，第一光发射器541与光侦测器543之间的距离实质上相同于第二光发射器542与光侦测器543之间的距离。参看图5b，由于光发射器541及542远小于光侦测器543，故光发射器541及542以及光侦测器543中的每一者沿着手指的纵向方向544配置，其中第一光发射器541及第二光发射器542配置于光侦测器543的同一侧处，同时彼此接近。在较佳实施例中，第一光发射器541与光侦测器543之间的距离实质上相同于第二光发射器542与光侦测器543之间的距离。熟习此项技术者可理解，穿戴装置的此类细节仅仅为实例，且所主张之主题不受到如此限制。举例而言，第一光发射器541及第二光发射器542可配置于光侦测器的任一侧处，且第一光发射器541及第二光发射器542中的任一者可配置于另一者上方。
如上文所提及，第一光及第二光之吸收率受到手指的手背表面321中的黑色素显着影响，此可影响测量的准确性。就图5a中所示的配置而言，传感器101在一侧处的配置较紧凑，且传感器101围绕手指的在手掌表面322内的旋转容限得到增强。此是由于光发射器及侦测器沿着纵向方向并相对于横向方向以相同水平配置。相较于光发射器及侦测器沿着横向方向配置，若传感器101围绕手指旋转，则在旋转期间将光发射器及侦测器保持于手掌表面内的容限较大。此外，由于光发射器及侦测器541至543沿着纵向方向544配置于横向侧附近的手掌表面处，故当手指如图5c中所展示而弯折时，受影响的手掌表面545将不会影响传感器101与手指皮肤之间的接触。
在图1的实施例中，穿戴装置100可进一步包括匹配单元104，以导引用户适当地穿戴的穿戴装置100，传感器101定位于目标区位处，并在长期穿戴及测量期间减少穿戴装置100围绕手指105的旋转。在一个实施例中，匹配单元104包含耦接至主体103的至少一个延伸单元，如图1中所展示。在一个实施例中，延伸单元包含配置于主体103的横向侧处的翼形件。取决于所要固定程度，匹配单元104的材料可为刚性或弹性的。当穿戴装置100穿戴于手指105上时，邻近受试者手指105的手指106与匹配单元104耦接，该匹配单元有助于导引用户适当地穿戴该穿戴装置100并减少穿戴装置100的旋转。在较佳实施例中，穿戴装置100包含两个延伸单元，以固持邻近的手指106来增加稳定性。匹配单元104设计为对应手指形状来实现长期舒适穿戴。在替代实施例中，匹配单元104包含具有或不具有开口并耦接至主体103的环圈。当穿戴装置100穿戴于手指105上时，环圈被配置为环绕邻近的手指106，以导引用户适当地穿戴该穿戴装置100并最小化其旋转。
图6a至图6c示出了根据替代实施例的具有不同形状的匹配单元104的三种类型的穿戴装置100。在图6a中，匹配单元104包含两个延伸单元，该两个延伸单元在主体103的横向侧处对称地设置用于与邻近的手指耦接。在图6b中，匹配单元104包含两个延伸单元，该两个延伸单元在主体103的横向侧处配置成朝向邻近的手指偏移，以便适配邻近的手指的形状及结构。就此类配置而言，在穿戴装置100的长期穿戴期间，尤其是在睡眠期间，用户将感觉到较舒适。在图6c中，匹配单元104相对于主体103的配置类似于图6b，但匹配单元104为用于与邻近的手指耦接的具有或不具有开口的环圈。如熟习此项技术者所理解，图6a至图6c中所给出的实施例为实例且并不意欲限制主体103及匹配单元104的结构及机制。在一个实施例中，穿戴装置100进一步包含与传感器101耦接以用于数据处理的处理单元。在替代实施例中，传感器101能够经由有线或无线传输与外部处理器或服务器相通以用于数据处理。
在一个实施例中，穿戴装置100包括功能组件102，如图1中所展示。视情况，功能组件102可为可拆卸的，使得其可装设于穿戴装置100的主体103上及从该主体拆卸。因而，用户可在使用同一功能组件102时容易将主体103替换为另一大小以适配不同人的手指。为了将传感器101装设于手指的适当表面上，亦即，靠近手指105的手掌表面322并自横向侧进行一定的偏移，亦即20度至50度，传感器101附接至主体103的功能组件102经适当地配置使得当穿戴装置100穿戴于用户的手指105上时，功能组件102靠近手指105的横向侧。在一个实施例中，功能组件102可操作以导引用户在适当位置处适当地穿戴该穿戴装置100。举例而言，当穿戴装置100穿戴于食指上且功能组件102朝向拇指突出时，功能组件102的形状设计成匹配拇指的形状以及食指与拇指之间的关系，以便导引用户在适当位置处适当地穿戴该穿戴装置100。
图7展示了根据一个实施例的用于穿戴装置100的较佳穿戴方式。结合图1描述图7。当穿戴装置100经由主体103穿戴于食指105上时，功能组件102朝向拇指707放置，且功能组件102的顶表面与拇指707的横向侧对准，以用于导引用户在适当位置处适当地穿戴该穿戴装置100。在较佳实施例中，穿戴装置100穿戴于食指705的近端指骨上以实现容易且舒适的穿戴。此外，匹配单元104与邻近的手指706耦接，以便在长期穿戴及测量期间，尤其是在睡眠期间，将穿戴装置100对准至适当位置并减少穿戴装置100围绕食指705的旋转。
在一个实施例中，穿戴装置100进一步包含压力控制配置以控制穿戴装置100与手指之间的压力。在使用期间，若穿戴装置100过紧地穿戴于手指上，则其将会阻断血流并影响测量的准确性。若穿戴装置100过松地穿戴于手指上，则将会发生可影响测量准确性的光泄漏。图8a展示了根据一个实施例的具有压力控制单元的穿戴装置100的示意图。图8b展示了根据替代实施例的具有另一压力控制单元的穿戴装置100的示意图。结合图1描述图8a至图8b。图8a及图8b中所给出的实施例为实例且并不限制压力控制单元的结构及机制。如图8a中所展示，具有预定变形系数的可弯曲单元871嵌入至主体103和/或匹配单元104中，以用于适配不同的手指大小。当穿戴装置100穿戴于手指105上时，可弯曲单元871将在手指105上提供适当范围内的夹持力。如图8b中所展示，一个或多个突出部872设置于主体103的内表面上。在一个实施例中，至少一个突出部872由弹性材料制成。在另一实施例中，主体103至少部分地由弹性材料制成。当穿戴装置100穿戴于具有不同大小的不同手指上时，具有突出部872的穿戴装置100将在手指105上提供适当范围内的压力。在其他实施例中，穿戴装置100的松紧度是可调整的，并进一步包含压力传感器以感测穿戴装置100与手指105之间的压力。若压力传感器侦测到压力高于第一临限值或低于第二临限值，则穿戴装置100的松紧度将自动地或由用户手动地调整。
图9a示出了根据一个实施例的具有压力控制配置的穿戴装置100的示意图。图9b示出了根据主题实施例，当穿戴装置100穿戴于手指上时，压力控制如何对手指起作用。结合图1描述图9a至图9b。如图9a中所展示，主体103包含环圈结构，该环圈结构被配置为当穿戴装置100穿戴于手指上时产生力以将手指按压在传感器101上。
此外，不同于传统的穿戴于指尖上的脉搏血氧定量计，穿戴装置100被设计成穿戴于手指的根部上。由于两个手指的根部之间的空间远小于指尖之间的空间，故当穿戴装置100穿戴于手指上时，主体103的形状可经设计成在手指上产生朝向传感器101的力，同时不影响邻近的手指的移动。在一个较佳实施例中，主体103由可变形材料制成，且主体103的环圈结构呈椭圆形状，其中轴线配置于预定方向上，以便在穿戴装置100穿戴于手指上时在手指上产生朝向传感器101的目标力。在更特定的实施例中，环圈结构的椭圆形状的轴线穿过传感器101。
当如图9b中所展示，手指插入至穿戴装置100的主体103中时，主体103的特殊形状会相对手指略微扭曲并使手指能够附接至传感器101。由于主体103抵靠手指的扭曲，在手指上产生如由箭头所指示的力901。因此，促使手指紧紧地附接至传感器101，以便避免光泄漏并防止环境光的影响。
在一个实施例中，功能组件102至少部分由刚性材料制成以用于支撑及保护内部功能单元，例如PCB及传感器101，而主体103和/或匹配单元104是柔性的，以适配不同的手指大小。在一个实施例中，对于功能组件102，刚性层安置于内部作为内部功能单元的外壳，且柔性层在使用期间覆盖刚性层以保护刚性层。
在穿戴装置100的组装期间，在一个实施例中，首先形成功能组件102的刚性层，且接着在刚性层上模制柔性材料以形成保护层并进一步延伸以形成主体103及匹配单元104。此后，将包括传感器101的功能单元组装于刚性外壳内部，且将防水材料安置于传感器101的边缘上。将侦测表面通过外壳中的孔隙曝露于外部，以便经由所附接的手指侦测用户的生理信息。因此，功能单元以防水方式被密封。
在替代实施例中，最初由柔性材料整体地形成功能组件102的外部保护层、主体103及匹配单元104。此后，将黏着材料注入于保护层的内表面周围以形成刚性层作为功能单元的外壳。此后，将包括传感器101的功能单元组装于刚性外壳内部，同时将传感器101的侦测表面通过外壳孔隙曝露于外部。
在一个实施例中，穿戴装置100进一步包含无线通信单元，该无线通信单元可操作以用于通过使用专属或非专属协议的无线射频(RF)链路将数据自穿戴装置100传输至外部装置，例如基地台服务器。在一个实施例中，无线通信单元包含用于通信的近场通信(NFC)芯片。在操作期间，当使穿戴装置100靠近例如智能型手机的某一电子装置时，电子装置将经由无线通信单元侦测穿戴装置100，并触发穿戴装置100以经由手指测量用户的健康信息。此外，穿戴装置100将经由无线通信单元将测量结果传送至电子装置以供进一步处理、记录和/或显示。在一个实施例中，无线通信单元储存用户的识别信息(ID)，并将具有用户ID的健康信息传输至电子装置而无需输入用户信息的额外动作。在示例性实施例中，当安装有指定应用程序(APP)的电子装置侦测到其附件的穿戴装置100时，电子装置将经由APP触发穿戴装置100的测量。接着将用户的测得健康数据自穿戴装置100传输至APP以供进一步处理。在一个实施例中，APP将向云端或数据库上传测量结果以供进一步处理。
在一个实施例中，指纹鉴认单元整合于功能组件102中，例如以在功能组件102的主面板上配置指纹鉴认功能。意欲使用穿戴装置100的人员必须通过将手指(例如拇指)按压至功能组件102的主面板上来通过指纹鉴认。若人员通过鉴认，则将允许他/她存取或启用穿戴装置100以用于正常测量。
图10展示了根据一个实施例的具有无线通信单元的穿戴装置100的操作流程图1000。结合图1描述图10。在操作期间，在步骤1001中，当用户将穿戴装置100靠近电子装置时，例如，当穿戴该穿戴装置100的用户拿起智能型手机时，在步骤1002中启用电子装置以用于进一步处理。接着，在后继步骤1003中，电子装置将触发穿戴装置100以一次或多次地测量用户的健康信息，例如脉搏率和/或PPG信号和/或血氧饱和度和/或压力。最后，在步骤1004中，电子装置自穿戴装置100接收具有用户ID的测量的健康信息并向用户显示测量结果。在操作期间，电子装置将检查先前测量是否已在预定时段内完成。若是，则电子装置将触发穿戴装置100以开始下一测量。否则，电子装置将暂时中止触发直至达到预定时段。
在一个实施例中，无线通信单元为具有低功率消耗的无源电子组件。在无线通信单元与外部电子装置之间通信的情况下，一旦穿戴装置100接近电子装置，就触发穿戴装置100以开始测量而无需按压任何按钮。因而，穿戴装置100的用户界面得以简化，尤其是对于老年用户而言，且穿戴装置100的功率消耗将会减少。在一个实施例中，具有电子密钥的无线通信单元可操作以电子锁定和/或解锁电子装置。
在一个实施例中，穿戴装置100进一步包含运动传感器以侦测用户的运动。在一个实施例中，当用户醒着时，将启用穿戴装置100以在预定条件下测量健康数据从而省电，例如，一旦穿戴装置靠近电子装置，就由电子装置触发穿戴装置，如上文所描述。当用户入睡时，由于在睡眠期间会无意识地发生许多严重症状，例如阻塞性睡眠呼吸暂停，故穿戴装置100将进入连续测量模式以连续地监测用户的健康状态。在一个实施例中，运动传感器包含加速度计和/或陀螺仪以侦测用户身体的移动、姿势及/或定向，例如躺在水平面上、笔直站立，或用户的手如何放置。当穿戴装置100穿戴于用户的手指上时，运动传感器将侦测用户是否处于睡眠姿势，例如躺在水平面上而不移动，或仍醒着，例如笔直站立或移动。若运动传感器侦测到用户在预定时间段期间处于睡眠姿势而不进行任何移动，则判定用户睡着且穿戴装置100将开始连续地测量用户的心跳速率。在睡眠期间，当发生例如阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的异常症状时，心跳速率可急剧地增加且血氧饱和度可相应地减小，此对用户的健康产生负面影响。若侦测到心跳速率超过正常临限值THR，则穿戴装置100将立即开始测量用户的血氧饱和度。正常临限值THR是基于用户在正常呼吸下的心跳速率而设定，例如正常临限值THR比正常呼吸下的平均心跳速率大10％。
图11展示了根据一个实施例之穿戴装置100的操作流程图1100。结合图1描述图11。当在步骤1101中启用穿戴装置100时，穿戴装置100将在步骤1102中持续侦测手指是否插入至穿戴装置100中。若是，则穿戴装置100将在步骤1103中开始从运动传感器收集用户的运动数据。否则，在步骤1104中，穿戴装置100将在省电模式下保持闲置而不进行任何测量，同时维持手指插入的监测。在穿戴装置100在步骤1103中从运动传感器收集运动资料之后，若在步骤1105中在预定时段内未侦测到移动，则穿戴装置100将在步骤1106中进一步判定是否侦测到睡眠姿势。否则，穿戴装置100将进入日间模式1111以在例如由外部电子装置触发的某些条件下不连续地测量用户的健康数据，并在步骤1103中保持监测用户的移动。在步骤1106中，若侦测到用户处于睡眠姿势，则穿戴装置100将进入睡眠模式并在步骤1107中开始连续地测量及记录用户的心跳速率。否则，穿戴装置100将返回至步骤1102以侦测手指是否插入至穿戴装置100中。在步骤1107期间，若穿戴装置100在步骤1108中侦测到测定心跳速率超过正常临限值THR，则穿戴装置100将在步骤1109中开始进一步测量及记录血氧饱和度以及心跳速率。否则，穿戴装置100将在步骤1107中保持监测及记录心跳速率。在步骤1109期间，若测定血氧饱和度高于预定临限值TBOS，此表示谓血氧饱和度在步骤1110中已返回至正常位准，则穿戴装置100将返回至步骤1107。否则，穿戴装置100将在步骤1109中保持监测及记录血氧饱和度及心跳速率。
就此类配置而言，穿戴装置100的效率将会提高且其功率消耗将会减少。首先，采用运动传感器来监测用户的姿势、身体定向及/或运动，以便在不同条件下控制测量从而省电。其次，相较于脉搏率测量，血氧饱和度测量的功率消耗相对高。由于血氧饱和度的异常条件会结合心跳速率的急剧增加而发生，故一旦心跳速率高于临限值THR，穿戴装置100就将开始测量血氧饱和度，以便最小化功率消耗。
在一个实施例中，穿戴装置100可操作以基于测量的健康信息判定用户的睡眠周期。当人入睡时，其在各种睡眠周期中将经历快速眼球移动(REM)睡眠和非REM睡眠。睡眠周期的开始阶段N1包括非REM睡眠，此是因为其使身体准备休息。在此阶段期间，人可能容易被噪声或思绪唤醒。中间阶段涉及轻度睡眠N2，通常持续约10分钟至25分钟之间的任何时间。非REM睡眠始终发生于此阶段中。深度睡眠N3始终发生于稍后阶段中，在此期间，身体活动低，而大脑活动极高。REM睡眠通常发生于睡眠周期的最后阶段中，在深度睡眠阶段N3之后的约70分钟至90分钟。REM睡眠为在做梦时的睡眠阶段。当自此阶段醒来时，人员可能会感觉迷向。为了避免在REM阶段期间唤醒用户导致迷向状况，较佳的是在睡眠周期的轻度阶段中(例如在诸如阶段N1之非REM阶段中)唤醒用户，以使用户感觉较精力充沛且舒适。
在操作期间，当穿戴装置100侦测到用户的心跳速率及心跳速率变化性的各别增量大于各别预定临限值时，判定用户处于非REM阶段，例如阶段N1。为了避免由在REM阶段期间唤醒用户造成的迷向状况，当用户被判定为处于非REM阶段时，他/她将例如由叫醒服务唤醒。在较佳实施例中，穿戴装置100进一步包含温度传感器以侦测用户的体温。当穿戴装置100侦测到用户的心跳速率、心跳速率变化性及体温的各别增量大于各别预定临限值时，判定用户处于较轻度睡眠阶段。通过添加体温的参数，轻度睡眠阶段的判定将更准确。
图12为根据一个实施例的如上文所描述之穿戴装置100的功能组件102的示意性结构。结合图1描述图12。如图12中所展示，功能组件102包含：传感器101，其沿着手指的纵向方向放置；及处理单元1291，其耦接至传感器101以接收用户测定的健康信息以供进一步处理，包括但不限于健康状态分析、压力分析及睡眠质量分析。在一个实施例中，功能组件102可进一步包含运动传感器1292以侦测用户的移动、身体定向和/或姿势。基于来自运动传感器1292的侦测结果，处理单元1291将决定是否触发传感器101的连续测量。此外，功能组件102可包含：有线或无线通信单元1293，其用于经由有线或无线传输与一个或多个外部电子装置相通；温度传感器1294，其用以感测用户的体温以进行健康照护；压力传感器1295，其用以感测穿戴装置100与手指之间的压力以更好地控制压力；及一个或多个可扩展接口1296，其可操作以与一个或多个外部功能单元连接以进行功能扩展。一般熟习此项技术者应理解，在图12中所给出的功能组件102的组件和配置是出于说明目的且不限于一个实施例。换言之，功能组件102可包含更多或更少或不同的功能单元，且功能单元的布局是可更改的。
图13示出了根据一个示例性实施例的具有可拆卸的功能组件102的穿戴装置100的结构。如图13中所展示，功能组件102能够自主体103拆卸及装设于该主体上。主体103或进一步包括匹配单元104，用虚线部分省略，并可为任何可用形状且不限于图13中的图示。就可拆卸的结构而言，用户可在使用同一功能组件102时易于将主体103自一个大小替换成另一大小以适配不同人的手指。此外，在一个实施例中，拆卸的功能组件102可被移除、储存及用于日间的活动追踪。
在操作期间，存在可与穿戴装置一起操作的若干外部功能单元，例如扩增式无线通信单元、交互式单元、内存、体重计、肺活量计等，使得穿戴装置的大小可显着减小，同时支持各种功能。在一个实施例中，穿戴装置能够识别插入了哪一外部功能单元，以便自动地启动该功能。
图14a示出了根据一个实施例的具有用于扩展功能性的一个或多个可扩展接口的穿戴装置的结构。结合图1及图12描述图14a。如图14a中所展示，穿戴装置100的可拆卸的功能组件102包含传感器101及如图12中所示的若干功能单元，该功能单元以预定布局进行配置。功能组件102进一步包含用于收纳一个或多个外部功能单元1401的一个或多个可扩展接口1296。
在一个实施例中，功能组件102包含用于与外部功能单元1401连接的复数个接脚。当一个外部功能单元1401插入于功能组件102中时，外部功能单元1401将以特定方式分别连接至一接脚集。举例而言，对于交互式单元，将连接第一接脚及第二接脚；对于无线通信单元，将连接第三接脚及第四接脚；且对于内存，将连接第一接脚及第三接脚。通过将外部功能单元连接至一接脚集，功能组件102能够基于所连接接脚来识别外部功能单元1401。在替代实施例中，当外部功能单元1401插入至穿戴装置100中时，功能组件102将经由外部接口1296以模拟或数字方式从外部功能单元1401提取识别信息，以识别该外部功能单元。相较于经由对应接脚连接来识别外部功能单元1401的先前实施例，此实施例中的外部接口1296的配置是简单且无缝的。然而，在先前实施例中，穿戴装置100可较快地识别外部功能单元1401。
另外，类似于图13，主体103或进一步与匹配单元104一起用虚线部分省略，此是因为其可为任何可用形状且不限于图14a所示。
图14b示出了根据另一实施例的具有用于扩展功能性的外部接口的穿戴装置的结构。结合图1及图12描述图14b。如图14b中所展示，包括若干功能子单元的外部整体功能单元1402可连接至穿戴装置100的功能组件102。当外部整体功能单元1402连接至功能组件102时，外部整体功能单元1402被配置根据预定方式启动目标功能子单元。在一个实施例中，外部整体功能单元1402能够以例如90度、180度和/或270度的若干预定角度旋转，以启用对应子单元。通过不同角度的配置，功能组件102将识别启用了哪一子单元并相应地启动对应子单元。在替代实施例中，外部整体功能单元1202进一步包含选择面板以选择子单元并向穿戴装置100告知选择。
在一个实施例中，用于储存穿戴装置100的衔接台可操作以用于支持若干功能，包括但不限于穿戴装置100的电池充电器、可操作以用于不仅对穿戴装置100而且对例如智能型手机的其他电子装置充电的携带型电池组、基于穿戴装置100对睡眠周期的监测结果的唤醒警报器、针对异常状况/症状的异常状态警报器，和/或基于用户之睡眠状态的监测结果进行控制的多媒体播放器。举例而言，若穿戴装置100侦测到用户处于睡眠姿势且心跳速率低于睡眠临限值TSLP，则判定用户睡着。接着，多媒体播放器将关断以维持静音及省电。睡眠临限值TSLP是基于用户在正常呼吸下的心跳速率而设定，例如睡眠临限值TSLP比正常呼吸下的平均心跳速率小10％。此外，由于穿戴装置100的电池因精巧尺寸而受到限制，故重要的是周期性地对穿戴装置100充电。在一个实施例中，当穿戴装置储存于衔接台中时，穿戴装置将由内部电池组或由外部电源经由电池充电器自动地充电。在一个实施例中，衔接台经设计成通过将穿戴装置100放至衔接台中以充电来关闭唤醒警报器功能，以便确保穿戴装置100在夜间长期使用之后由衔接台充电。此外，经特殊设计的衔接形状可以帮助用户检查穿戴装置100是否以适当方式穿戴于适当的手指上。
图15展示了根据一个实施例的用于穿戴装置100的应用程序系统1500的示意图。在应用程序系统1500中，穿戴装置100能够经由有线或无线传输与台服务器1501相通。在操作期间，穿戴装置100将监测数据传输至台服务器1501以供进一步处理，例如云端计算及分析。应用程序系统1500亦包含其他功能节点以获取和/或储存受试个体的其他数据，例如来自腕带或其他穿戴装置1502的健康信息、来自习性数据库1503的用户习性、来自排程数据库1504的用户排程清单，和/或来自环境传感器1505的环境数据。基于所收集的数据，台服务器1501可执行分析并将建议/提示提供至用户。
最近，愈来愈多的人在睡眠期间出现睡眠障碍问题，此可能会严重地干扰正常的身体、心理、社交及情感功能。在此类条件下，有必要在整个睡眠时段期间监测及追踪睡眠条件，以便在早期阶段诊断和/或预防严重的疾病。图16展示了根据一个实施例的用于用穿戴装置100评估睡眠条件的操作流程图1600。结合图1描述图16。睡眠条件可含有睡眠障碍的发生及严重性以及睡眠状态。
在操作期间，在步骤1601中，由一个或多个传感器感测用于评估睡眠条件的多个生理信号(在下文中称为“评估信号”)。在一个实施例中，评估信号可包括心脏血管信号和/或运动信号。在一个实施例中，心脏血管信号可包括但不限于血氧饱和度信号(SpO2)、SpO2变化、心跳速率、心跳速率变化和/或PPG波形。在一个实施例中，一个或多个传感器可包括但不限于穿戴装置100的光学传感器及运动传感器。在步骤1602中，由多个预处理器预处理生理信号。在一个实施例中，预处理操作可包括但不限于对各别生理信号进行滤波、重新计算和/或变换。在步骤1603中，将经处理信号数据分段成若干片段。在一个实施例中，将经处理信号数据按时间顺序分段成一连串离散片段。在较佳实施例中，将经处理信号数据划分成较短片段，时间段在10分钟至30分钟的范围内。在特定实施例中，将经处理信号数据划分成具有相等时间段的较短片段。在更特定的实施例中，在每15分钟的时间间隔内将经处理信号数据划分成多个片段。通过及时地将经处理信号数据划分成时间段在10分钟至30分钟内的若干较短片段，可以使基于片段数据的睡眠条件的评估结果可更准确。
此后，在步骤1604中，通过分析自经片段数据提取复数个特征。在一个实施例中，基于预定特征提取算法从生理数据提取特征以将生理数据映射至变量或特征的缩减集中，以总结记录中的信息。在一个实施例中，所提取特征测量生理信号的相关性质以供进一步评估处理。接着将所提取特征发送至用以评估睡眠条件的评估模型。更具体而言，在一个实施例中，将数据片段所提取特征输入至片段评估模型中以评估对应于每一数据片段(例如每15分钟的时间间隔期间的数据片段)的睡眠障碍的发生(例如呼吸不足及呼吸暂停的发生)、睡眠障碍的严重性(例如氧饱和度下降)及睡眠状态。此后，将数据片段的评估结果发送至整合式评估模型以将数据片段的评估结果整合成一个整体，指示整个测量中的睡眠条件。所评估的睡眠条件将被输出为用于进一步诊断睡眠障碍指数数据，例如呼吸暂停-呼吸不足指数及/或氧饱和度下降指数。
在一个实施例中，将由穿戴装置100测量的用户的生理信号发送至远程主机、服务器、云端和/或数据库以基于其中预定义的评估模型进行记录、分析及诊断。此外，可用新近测量的信号周期性地更新评估模型以便达成更准确的评估结果。
图17展示了根据一个实施例的用于构建可操作以用于评估睡眠条件的评估模型的操作流程图1700。结合图1及图16描述图17。在操作期间，在步骤1701中，由一个或多个传感器感测多个生理信号。在一个实施例中，多个生理信号可包括但不限于：用于评估睡眠条件的第一信号群组，亦即，评估信号；及作为参考指示睡眠条件的第二信号群组，在下文中称为“参考信号”，其中评估信号可包括心脏血管信号和/或运动信号，且参考信号可包括标准多导睡眠图(polysomnography)信号。参考信号可包括呼吸事件和/或睡眠状态的手动和/或自动标记的注记。在一个实施例中，一个或多个传感器可包括但不限于穿戴装置100及用于标准多导睡眠图中的传感器，例如EEG、EMG、EOG、ECG及鼻气流传感器。在步骤1702中，由多个预处理器对生理信号进行预处理。在步骤1703中，将经处理信号数据分段成若干片段。
在步骤1704中，将经分段数据随机地分裂成多个集。在一个实施例中，将经分段数据随机地分裂成三个集，亦即，训练集1705a、验证集1705b及测试集1705c。在一个实施例中，训练集含有数据集的70％，而验证集含有数据集的15％且测试集含有数据集的15％。此后，在步骤1706中，通过分析受试个体数据从三个集的数据提取复数个特征。在一个实施例中，将每一集应用于同一特征算法。
在步骤1707中，基于三个集所提取特征来训练及构建用以评估睡眠条件的评估模型。更具体而言，在步骤1709中，针对机器学习程序使用区块1708a中的训练集及验证集的特征，亦即，X_training、Y_training、X_validation及Y_validation，以训练机器学习模型，例如人工神经网络，其中X_training及X_validation特征对应于评估信号且Y_training及Y_validation特征对应于参考信号。此经良好训练的机器学习模型为用于在步骤1710中构建片段评估模型的核心。使用区块1708b中的测试集的特征，亦即，X_testing及Y_testing，以测试所开发片段评估模型的效能，其中X_testing特征对应于评估信号且Y_testing特征对应于参考信号。在一个实施例中，片段评估模型的输出指示对应数据片段内的睡眠条件。
接着，在步骤1711中基于所开发片段评估模型的输出而开发整合式评估模型，以用于将所评估的数据片段的睡眠条件整合成整体。使用区块1712中的睡眠条件参考信号以测试步骤1711中的最终整合式评估模型的效能。在一个实施例中，呼吸暂停-呼吸不足指数为用于测试整合式评估模型的效能的参考信号的主要参数。接着输出包括片段评估模型及整合式评估模型的评估模型，并将其应用于如图16中所绘示的操作以在整个睡眠时段期间评估睡眠条件。
在另一实施例中，可相对于手指的不同大小来调整如上文所说明的穿戴装置(例如如图7中所展示的穿戴装置)的穿戴大小。
图18展示了根据本发明的一个实施例的穿戴装置1800的示意图。如图18中所展示，穿戴装置1800经设计成穿戴于手指上以用于测量用户的生理信息。在一个实施例中，穿戴装置1800经由穿戴装置1800的主体1801穿戴于受试手指上。在较佳实施例中，受试手指为食指。此外，自主体1801延伸的两个翼形件1802a及1802b可操作以固持邻近受试手指的手指，例如中指，以消除穿戴装置1800的非必要的旋转。分别自上部部分1805及下部部分1807突出的两个突出部1803a及1803b有助于界定主体1801的穿戴大小，以迫使受试手指靠近传感器1804，该传感器可操作以在手指处侦测用户的生理信息。在一个实施例中，传感器1804包括：第一光发射器，其用以发射第一光；第二光发射器，其用以发射第二光；及光侦测器，其用以侦测从手指反射的第一光及第二光以测量用户的生理信息。
在一个实施例中，穿戴装置的上部部分1804被配置为可自穿戴装置1800拆卸及可附接至该穿戴装置，如由圆圈1806所示。通过改变上部部分1804的不同大小，可调整主体1801的穿戴大小以适配不同的手指。图19示出了根据本发明的一个实施例的可调整成不同大小的穿戴装置1900的示意性结构。如图19中所展示，当穿戴装置1900的上部部分1905a替换为较大类型的上部部分1905b时，下部装置中的主体1901的穿戴大小相应地增大以容纳较大手指，如自上部装置与下部装置之间的比较清晰可见(为了突出显示比较，较大类型的上部部分1905b亦由虚线指示于上部装置中)。类似地，在其他实施例中，穿戴装置1900的上部部分1905a亦可替换为较小类型的上部部分以容纳较小手指。
在一个实施例中，上部部分1905以夹持方式机械地附接至穿戴装置1900。在另一实施例中，上部部分1905通过将上部部分1905旋拧至穿戴装置1900上而机械地附接至穿戴装置1900。在替代实施例中，上部部分1905通过其他旋拧方法连接至穿戴装置，例如上部部分1905通关一个或多个螺杆固定于上部部分1905与穿戴装置1900之间而连接至穿戴装置1900。在又一实施例中，上部部分1905通过凸榫技术机械地附接至穿戴装置1900，例如以将自穿戴装置1900延伸的凸榫插入至穿戴装置1900的榫眼中。在又一实施例中，上部部分1905通过一个或多个搭扣按钮附接至穿戴装置1900，该一个或多个搭扣按钮设置于两个部件之间。熟习此项技术者可理解，如上文所说明的连接方法为实例。可用许多方式达成上部部分1905与穿戴装置1900之间的连接，同时满足可替换要求。且上部部分1905与穿戴装置1900之间的连接位置不限于如由圆圈106所指定的配置。在操作期间，若主体1901的当前穿戴大小不适合于当前患者的手指，则需要将上部部分1905替换为更适当的上部部分。在此类条件下，在决定当前手指大小之后，将自不同类型的上部部分选择适当的上部部分，然后其将替换当前上部部分以用于另一用户。
图20展示了根据本发明的另一实施例的调整成不同大小的穿戴装置2000的示意图。如图20中所展示，穿戴装置2000具有与图18及图19中所展示的结构类似的结构，除了自上部部分2005突出的仅一个突出部2003除外。通过在例示性地指示为2006的接头耦接部处改变穿戴装置2000的上部部分2005，可调整穿戴本体2001的穿戴大小以匹配不同的手指。由于在下部部分的表面扁平时，穿戴本体2001的穿戴大小主要由上部部分2005的突出部2003判定，故可扩展主要由上部部分2005界定的穿戴大小之调整范围且可增强上部部分2005的替换灵活性。在例示性实施例中，当穿戴装置2000的上部部分2005替换为较大类型的上部部分2005'时，穿戴本体2001的穿戴大小将相应地增大以容纳较大手指，如从上部装置与下部装置之间的比较清晰可见(为了突出显示比较，较大类型的上部部分2005'亦由虚线指示于上部装置中)。类似地，穿戴装置2000的上部部分2005亦可替换为较小类型的上部部分以容纳较小手指。在主题实施例中，由于穿戴本体2001的穿戴大小主要由仅自上部部分2005突出的突出部判定，故穿戴本体2001的穿戴大小通过改变上部部分2005调整的范围相对大。在一个实施例中，在如由图20所展示的配置下，适应于两种穿戴本体2001的八种上部部分2005可匹配至大多数手指。因此，将降低成本且将提高匹配效率。在一个实施例中，当上部部分替换为另一类型的上部部分时，无论采用何种上部部分，穿戴本体2001的内部穿戴形状皆将保持呈预定形状。当手指插入至穿戴本体2001中时，穿戴本体上由于其预定形状而将发生略微扭曲，且压力将因此施加于所插入手指上以将手指朝向传感器方向按压。
图21示出了根据本发明的另一实施例的具有封闭环圈结构的可调整的穿戴装置2100的示意图。如图21中所展示，当穿戴装置2100穿戴于指上时，自上部翼形件2105突出的突出部2103朝向下部翼形件2107延伸，并耦接至下部翼形件2107以形成封闭环圈，从而改善稳定性。当上部翼形件2105替换为不同大小的另一上部翼形件2105'时，对应突出部2103'亦延伸至下部翼形件2107以形成封闭环圈。
图22示出了根据本发明的另一实施例的具有封闭环圈结构的可调整的穿戴装置2200的示意图。如图22中所展示，连接单元2210耦接于上部翼形件2205与下部翼形件2207之间以形成封闭环圈。在一个实施例中，锁定单元2212A及锁定单元2212B分别设置于上部翼形件2205及下部翼形件2207上以用于将连接单元2210耦接于两个翼形件之间。在较佳实施例中，锁定单元2212A设置于突出部2203上以用于增强用户体验。当上部翼形件2205替换为不同大小的另一上部翼形件2205'时，另一连接单元2210'将耦接于上部翼形件2205'与下部翼形件2207之间以形成另一封闭环圈。在一个实施例中，可根据不同的手指大小调整连接单元2210及/或2210'。
图23示出了根据本发明的另一实施例的调整成不同大小的穿戴装置2300的示意图。如图23中所展示，突出部2303a及2303b，在替代实施例中为该等突出部中的两者或任一者，可沿着上部部分2305/下部部分2307的对应内部导引件2308a/2308b移动，以便相对于不同的手指调整穿戴装置的穿戴大小。在例示性实施例中，为了增大穿戴本体2301的穿戴大小，将突出部2303a及2303b沿着轨道导引件2308a及2308b朝向穿戴装置2300的轨道方向移动如指示于两条虚线之间的距离。如从上部装置与下部装置之间的比较清晰可见(为了突出显示比较，突出部2303a及2303b的移动亦由虚线指示于上部装置中)，下部装置中的穿戴本体2301的内部穿戴大小相应地增大以匹配较大手指。类似地，若突出部2303a及2303b沿着轨道导引件朝向向前方向移动，则穿戴本体2301的穿戴大小相应地减小以匹配较小手指。熟习此项技术者可理解，突出部2303a及2303b可根据手指的不同形状以不同移动距离并甚至在不同移动方向上沿着轨道导引件分开地移动。
在替代实施例中，上部部分的突出部及下部部分的突出部中的两者或至少一者可替换为不同大小的突出部候选者，以用于调整穿戴本体的穿戴大小。图24示出了根据本发明的另一实施例的调整成不同大小的穿戴装置2400的操作方式。如从图24中之上部装置与下部装置之间的比较清晰可见，通过将上部装置中的突出部2403a及2403b中之两者或至少一者替换为下部装置中的一对较小突出部2403a'及2403b'(为了突出显示比较，突出部2403a'及2403b'亦由虚线指示于上部装置中)，下部装置中的穿戴本体2401的内部穿戴大小增大以容纳较大手指。类似地，若上部装置中的突出部2403a及2403b替换为一对较大突出部，则穿戴本体2401之内部穿戴大小将相应地减小以匹配较小手指。
熟习此项技术者可理解，突出部2403a及2403b可一起或分开地替换为任何形状的突出部以容纳手指的多个形状，且不限于如由图24所示的实例。此外，可能不需要替换如图24中所示的整个突出部部分，但可根据不同要求替换突出部的一部分。举例而言，突出部可由若干区块组装，而该区块中的任一者可改变以匹配手指的不同形状。此外，在替代实施例中，突出部2403a及2403b不仅可替换为不同形状的突出部，而且沿着轨道导引件移动，以便更灵活且精确地调整主体2401的穿戴大小。在一个实施例中，上部部分2405、下部部分2407及突出部2403a/2403b中之至少一者由弹性材料制成，而其他者由刚性材料制成，以在穿戴装置2400穿戴于受试手指上时在手指上产生朝向传感器方向的按压力。
图25示出了根据本发明的另一实施例的调整成不同大小的穿戴装置2500的示意图。如图25中所示，上部部分2505经由耦接单元2509耦接至穿戴装置2500。在一个实施例中，耦接单元2509被配置为自穿戴装置2500延伸的分支。Z字形图案被配置于耦接单元的表面的至少一侧上。在操作期间，上部部分2505可沿着耦接单元2509移动并由Z字形图案锁定于耦接单元2509的任何位置处，以形成主体2501的适当穿戴空间。举例而言，在图25的装置B中，上部部分2505沿着耦接单元2509移动并锁定于耦接单元2509的第一位置处以匹配较大手指。在图25的装置C中，上部部分2505沿着耦接单元2509进一步移动并锁定于稍后位置处以匹配更大的手指。通过适当地调整上部部分2505在耦接单元2509处的位置，可达成适当的穿戴大小。
在一个实施例中，耦接单元2509与穿戴装置2500整合并由刚性材料形成。上部部分2505由软性材料形成以增加对主体2501的额外量的适应性，并在手指插入至穿戴本体2501中时在手指上产生按压力。在另一实施例中，上部部分2505可自耦接单元2509拆卸及可替换为另一大小的上部部分，以实现主体2501的穿戴大小的较大调整范围。熟习此项技术者可理解，耦接单元2509的结构及配置并不限于如图25中所示的实例，而是可具有替代配置，同时满足所需功能以将上部部分2505与穿戴装置2500连接并支持上部部分2505朝向或远离穿戴装置2500的移动，以调整穿戴大小。
虽然前述描述及图式表示本发明的实施例，但应理解，可在不脱离如随附申请专利范围所定义的本发明的原理的精神及范围的情况下对该等实施例进行各种添加、修改及取代。熟习此项技术者应了解，本发明可在具有对形式、结构、配置、比例、材料、组件及组件的许多修改的情况下使用且以其他方式用于本发明之实践中，此等修改在不脱离本发明之原理的情况下尤其适合于特定环境及操作要求。因此，目前所揭示之实施例应在所有方面被视为说明性而非限制性的，本发明之范围由所附申请专利范围以及其合法等效物指示且不限于前述描述。

Claims (16)

1.一种用于侦测用户生理信息的穿戴装置，包括：
主体，被配置为至少部分地穿戴于用户的手指上；
至少一个生理传感器，其附接至所述主体以用于经由所述手指侦测用户的生理信息；及
至少两个分支，其耦接至所述主体以用于固持所述手指，同时减少所述穿戴装置的移动；
其中所述分支中的至少一个的至少一部分是可改变的，使得所述穿戴装置的穿戴大小可针对手指的不同大小进行调整。
2.如权利要求1所述的穿戴装置，其中
所述分支中的至少一个被配置为以可拆卸地耦接至所述主体，以便可替换为经形成以用于容纳不同大小手指的另一类型的分支。
3.如权利要求1所述的穿戴装置，其中所述光学传感器包含：
第一光发射器，其用以发射第一光；
第二光发射器，其用以发射第二光；及
光侦测器，其用以侦测自第一指反射的第一光及第二光。
4.如权利要求1所述的穿戴装置，其中
所述穿戴装置具有预定的穿戴形状，使得当所述穿戴装置穿戴于手指上时在手指上产生朝向所述生理传感器的按压力。
5.如权利要求1所述的穿戴装置，其中
所述两个分支中的至少一个具有突出部以将所述手指与另一邻近的手指分开。
6.如权利要求5所述的穿戴装置，其中
具有所述突出部的一个分支被配置为以可拆卸地方式耦接至所述主体，以便可替换为具有所述突出部的另一类型的分支，以容纳不同大小的手指。
7.如权利要求5所述的穿戴装置，其中
所述两个分支中的每一个都具有一突出部以将所述手指与该邻近的手指分开。
8.如权利要求5所述的穿戴装置，其中
所述两个分支中的至少一个的突出部被配置为以可拆卸地耦接至所述主体，以便可替换为形成以用于容纳不同大小的手指的另一类型的分支。
9.如权利要求5所述的穿戴装置，其中
所述突出部耦接至所述相对分支。
10.如权利要求1所述的穿戴装置，其中
连接单元耦接于所述穿戴装置的上部分支与下部分支之间。
11.一种用于侦测用户生理信息的穿戴装置，包括：
主体，其被配置为至少部分地穿戴于用户的手指上；
至少一个生理传感器，其附接至所述主体以用于经由所述手指侦测用户的生理信息；及
至少两个分支，其耦接至所述主体以用于固持所述手指，同时减少所述穿戴装置的移动；
其中所述分支中的至少一个的至少一部分以可移动方式耦接至所述主体，使得所述穿戴装置的穿戴大小可针对手指的不同大小进行调整。
12.如权利要求11所述的穿戴装置，其中
所述分支中的至少一个沿着一预定路径以可移动方式耦接至所述主体，以容纳不同大小的手指。
13.如权利要求11所述的穿戴装置，其中
所述两个分支中的至少一个包括一突出部以分开所述手指与另一邻近的手指。
14.如权利要求13所述的穿戴装置，其中
具有所述突出部的一个分支沿着所述预定路径以可移动方式耦接至所述主体，以容纳不同大小的手指。
15.如权利要求11所述的穿戴装置，其中
所述两个分支中的每一个都具有一突出部以分开所述手指与所述邻近的手指。
16.如权利要求13所述的穿戴装置，其中
所述突出部沿着预定路径以可移动方式耦接至所述两个分支中的至少一个，以容纳不同大小的手指。
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