CN117015340A - 用于移动生理参数监测和治疗干预系统的网络物理层配置 - Google Patents

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CN117015340A CN202280014189.2A CN202280014189A CN117015340A CN 117015340 A CN117015340 A CN 117015340A CN 202280014189 A CN202280014189 A CN 202280014189A CN 117015340 A CN117015340 A CN 117015340A
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Abstract

本文的某些实施方案涉及一种生理参数监测系统。该系统可包括传感器和可连接到该传感器的传感器电子器件。该系统还可包括可操作地连接到该传感器电子器件的发射器,该发射器使或被配置为使其至少一部分在传感器会话期间定位在与宿主的身体的外表面相邻和/或接触的第一位置处,该发射器还被配置为使用人体通信来无线地发射传感器信息。该系统还可包括第一显示设备,该第一显示设备包括显示器和接收器,该接收器使或被配置为使其至少一部分在该传感器会话期间定位在与该身体的该外表面相邻和/或接触的第二位置处,该接收器还被配置为使用人体通信来从该发射器接收传感器信息。

Description

用于移动生理参数监测和治疗干预系统的网络物理层配置
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年2月11日提交的美国临时专利申请号63/148,347的权益,其全部内容以引用方式并入本文。
技术领域
本申请整体涉及医疗设备诸如分析物传感器,包括用于移动生理参数监测和治疗干预系统的网络物理层配置。
背景技术
最近已经开发出用于测量宿主的生理参数的多种移动监测器,并且正看到更广泛的个人家庭使用。这些监测器中的一些监测器完全体内植入宿主中。一些具有植入体内的部分和附接到驻留在宿主的身体上或附近的外部电子器件的体外延伸的部分。一些监测器不具有体内部件,而是完全位于宿主的皮肤或衣物上。移动监测器通常包括传感器和传感器电子器件,该传感器生成指示被监测的生理状况的信号,该传感器电子器件可操作地连接到传感器,用于为传感器操作供电并处理传感器输出信号。
除了包括传感器和传感器电子器件的监测器之外,用于自动或半自动医疗干预的移动设备也已经越来越多地用于个人家庭。移动医疗干预可包括例如按计划或响应于生理状况递送电脉冲(例如,心脏起搏器)或注射药物或其他治疗物质(例如,胰岛素泵)。移动监测器和医疗干预设备可彼此结合工作,其中医疗干预全部或部分地由传感器生成的数据控制。
这些移动监测和干预系统还可包括在使用期间或之后获得并处理由传感器生成的数据的显示设备,并且通常包括向宿主提供关于感测到的生理参数的当前值或干预过程的状态的信息的显示器。这些显示设备可以是手持式、便携式或固定式的。
这些系统的不同部件之间的数据通信可以是有线的或无线的。无线协议通常优选用于这些应用,因为它们是用户友好的、舒适的并且对宿主移动的限制较少。然而,通常使用的无线通信技术在这些应用中可能具有它们自己的缺点。这些缺点可包括大且可变的信号衰减、安全性差以及对于给定数据速率而言通常较高的功率消耗。需要解决这些问题的数据通信物理层设计。
应当注意,该背景技术不旨在帮助确定要求保护的主题的范围,也不被视为将要求保护的主题限制于解决上文呈现的任何或所有缺点或问题的实施方式。在该背景技术部分中对任何技术、文献或参考文献的讨论不应被解释为承认所描述的材料是本文要求保护的任何主题的现有技术。
发明内容
人体通信(HBC)和能量采集技术被应用于移动生理监测和治疗干预系统。
应当理解,根据本公开,本主题技术的各种配置对于本领域技术人员将变得显而易见,其中通过图示的方式示出和描述了本主题技术的各种配置。如将认识到的,本主题技术能够具有其他和不同的配置,并且其若干细节能够在各种其他方面进行修改,所有这些都不脱离本主题技术的范围。因此,发明内容、附图和具体实施方式被认为本质上是说明性的而不是限制性的。
一个方面是一种生理参数监测系统,该生理参数监测系统包括:传感器;传感器电子器件,该传感器电子器件可操作地连接或可连接到该传感器;发射器,该发射器被配置为可操作地连接到该传感器电子器件,该发射器使或被配置为使其至少一部分在传感器会话期间定位在与宿主的身体的外表面相邻和/或接触的第一位置处,该发射器还被配置为使用人体通信来无线地发射传感器信息;和第一显示设备,该第一显示设备包括显示器和接收器,该接收器使或被配置为使其至少一部分在该传感器会话期间定位在与该宿主的该身体的该外表面相邻和/或接触的第二位置处,该接收器还被配置为使用人体通信来从该发射器无线地接收该传感器信息。
在上述系统中,该传感器被配置为生成传感器输出信号;该传感器电子器件通过有线连接被连接或可连接到该传感器;该发射器是通过有线连接被连接或可连接到该传感器电子器件的主传感器信息发射器;所发射的传感器信息被配置为由该传感器输出信号生成或从该传感器输出信号导出;该接收器是主传感器信息接收器;并且该主传感器信息接收器被配置为直接从该主传感器信息发射器无线地接收该传感器信息。
在上述系统中,该第二位置是该宿主的腕部。在上述系统中,该第二位置是该宿主的手部。在上述系统中,该传感器包括葡萄糖传感器。在上述系统中,该传感器包括被配置用于经皮植入该宿主中的体内部分。在上述系统中,该传感器的该体内部分被配置为经皮植入该宿主的上臂中,其中该第一位置是该宿主的该上臂,并且其中该第二位置是该宿主的腕部。在上述系统中,该传感器被配置为经皮植入该宿主的腹部中,其中该第一位置是该宿主的该腹部,并且其中该第二位置是该宿主的腕部。
在上述系统中,该第一显示设备包括智能手表。上述系统还包括第二显示设备。在上述系统中,该第二显示设备包括智能电话。在上述系统中,该第一显示设备包括辅传感器信息发射器。上述系统还包括第二显示设备。在上述系统中,该第二显示设备包括辅传感器信息接收器。在上述系统中,该辅传感器信息发射器和该辅传感器信息接收器两者均包括蓝牙模块。
另一方面是一种生理参数监测系统,该生理参数监测系统包括:传感器,该传感器被配置为生成传感器输出信号;传感器电子器件,该传感器电子器件通过有线连接被连接或可连接到该传感器;主传感器信息发射器,该主传感器信息发射器通过有线连接被连接或可连接到该传感器电子器件,该主传感器信息发射器使或被配置为使其至少一部分在传感器会话期间定位在与宿主的身体的表皮相邻和/或接触的第一位置处,该主传感器信息发射器还被配置为使用人体通信来无线地发射由该传感器输出信号生成或从该传感器输出信号导出的传感器信息;继电器模块,该继电器模块包括:主传感器信息接收器,该主传感器信息接收器使或被配置为使其至少一部分在该传感器会话期间定位在与该宿主的该身体的该表皮相邻和/或接触的第二位置处,该主传感器信息接收器还被配置为使用人体通信来从该主传感器信息发射器无线地接收该传感器信息,和辅传感器信息发射器,该辅传感器信息发射器通过有线连接被连接或可连接到该主传感器信息接收器,并且被配置为无线地发射由该主传感器信息接收器先前从该主传感器信息发射器接收到的传感器信息;和第一显示设备,该第一显示设备包括显示器和辅传感器信息接收器,该辅传感器信息接收器被配置为使用无线接收从该辅传感器信息发射器无线地接收该传感器信息。
在上述系统中,该辅传感器信息发射器和该辅传感器信息接收器两者均包括蓝牙模块。在上述系统中,该第二位置是该宿主的腕部。在上述系统中,该第一显示设备包括智能电话。
另一方面是一种生理参数监测系统,该生理参数监测系统包括:传感器,该传感器被配置为生成传感器输出信号;传感器电子器件,该传感器电子器件通过有线连接被连接或可连接到该传感器;第一主传感器信息发射器,该第一主传感器信息发射器通过有线连接被连接或可连接到该传感器电子器件,并且被配置为使用人体通信来无线地发射由该传感器输出信号生成或从该传感器输出信号导出的第一传感器信息;第二主传感器信息发射器,该第二主传感器信息发射器通过有线连接被连接或可连接到该传感器电子器件,并且被配置为无线地发射由该传感器输出信号生成或从该传感器输出信号导出的第二传感器信息;第一显示设备,该第一显示设备包括显示器和第一主传感器信息接收器,该第一主传感器信息接收器被配置为使用人体通信来从该第一主传感器信息发射器无线地接收该第一传感器信息;和第二显示设备,该第二显示设备包括显示器和第二主传感器信息接收器,该第二主传感器信息接收器被配置为从该第二主传感器信息发射器无线地接收该第二传感器信息。
在上述系统中,该第二主传感器发射器和该第二主传感器信息接收器两者均包括蓝牙模块。
另一方面是一种生理参数监测装置,该生理参数监测装置包括:传感器,该传感器被配置为生成与宿主相关的传感器输出信号;传感器电子器件,该传感器电子器件可操作地连接或可连接到该传感器;和发射器,该发射器可操作地连接或可连接到该传感器电子器件,该发射器包括:第一导电触点,该第一导电触点被定位在该传感器电子器件的第一侧上并且可操作地连接到该传感器电子器件;和第二导电触点,该第二导电触点被定位在该传感器电子器件的第二侧上并且可操作地连接到该传感器电子器件,其中该传感器电子器件被配置为跨该第一导电触点和该第二导电触点施加信号,以使用人体通信来无线地发射由该传感器输出信号生成或从该传感器输出信号导出的传感器信息。
在上述装置中,该传感器电子器件、该第一导电触点和该第二导电触点被附连到公共基板。在上述装置中,该公共基板包括粘合剂。在上述装置中,该传感器电子器件被定位在该第一导电触点与该第二导电触点之间。在上述装置中,该第一导电触点包括金属板,该金属板被电容耦合到或被配置为电容耦合到该宿主的该表皮。在上述装置中,该第二导电触点包括金属板,该金属板被电容耦合到或被配置为电容耦合到该宿主的该表皮。在上述装置中,该第一导电触点覆盖有第一绝缘膜,并且其中该第二导电触点覆盖有第二绝缘膜。在上述装置中,该第一绝缘膜比该第二绝缘膜更薄。
另一方面是一种生理参数监测系统,该生理参数监测系统包括:传感器,该传感器被配置为生成传感器输出信号;传感器电子器件模块,该传感器电子器件模块操作地连接或可连接到该传感器,并且包括人体通信(HBC)发射器,该HBC发射器被配置为在传感器会话期间定位在宿主的身体的第一部分处或定位成与该第一部分相邻,该HBC发射器还被配置为使用人体通信来无线地发射由该传感器输出信号生成或从该传感器输出信号导出的传感器信息;和显示设备,该显示设备包括HBC接收器,该HBC接收器操作地连接到该HBC发射器并且被配置为使用人体通信来从该HBC发射器接收该传感器信息,该HBC接收器被配置为在该传感器会话期间位定位在该宿主的该身体的第二部分处或定位成与该第二部分相邻,该第二部分不同于该第一部分。
另一方面是一种使用生理参数监测系统传递传感器信息的方法,该方法包括:在该生理参数监测系统的传感器处生成传感器输出信号;在该生理参数监测系统的定位在宿主的身体的第一部分处或定位成与该第一部分相邻的发射器处使用人体通信来无线地发射由该传感器输出信号生成或从该传感器输出信号导出的传感器信息;在该生理参数监测系统的定位在该宿主的该身体的第二部分处或定位成与该第二部分相邻的接收器处使用人体通信来无线地接收来自该发射器的传感器信息,该第二部分不同于该第一部分;以及在该生理参数监测系统的显示设备处显示所接收到的传感器信息。
在上述方法中,该显示设备包括智能手表。
另一方面是一种生理参数监测装置,该生理参数监测装置包括:传感器,该传感器被配置为生成传感器输出信号;传感器电子器件,该传感器电子器件可操作地连接或可连接到该传感器;和发射器,该发射器可操作地连接或可连接到该传感器电子器件,该发射器包括:第一导电触点,该第一导电触点可操作地连接到该传感器电子器件,该第一导电触点具有第一区域,该第一区域被配置用于在远离宿主的皮肤的第一偏移距离处的向该宿主的施加;和第二导电触点,该第二导电触点可操作地连接到该传感器电子器件,该第二导电触点具有第二区域,该第二区域被配置用于在远离该宿主的该皮肤的第二偏移距离处的向该宿主的施加,其中该第二区域小于该第一区域,其中该第二偏移距离大于该第一偏移距离,并且其中该传感器电子器件被配置为跨该第一导电触点和该第二导电触点施加信号,以使用人体通信来无线地发射由该传感器输出信号生成或从该传感器输出信号导出的传感器信息。
在上述装置中,该传感器电子器件被定位成基本上在该第一导电触点与该第二导电触点之间。
一个方面的特征中的任何特征适用于本文所识别的所有方面。此外,一个方面的特征中的任何特征可以任何方式独立地、部分地或全部地与本文所述的其他方面组合,例如,一个、两个或三个或更多个方面可全部地或部分地组合。此外,可使一个方面的特征中的任何特征对于其他方面是任选的。方法的任何方面可包括生理参数监测系统/装置的另一方面,并且生理参数监测系统/装置的任何方面可被配置为执行另一方面的方法。
附图说明
结合下面描述的附图详细讨论各种实施方案,重点强调有利的特征。这些实施方案仅用于说明的目的,并且可在其中说明的任何比例不限制所公开的技术的范围。这些附图包括以下附图,其中类似的附图标记指示类似的部件。
图1A示出了可通过实现本公开的实施方案来改进的示例性分析物传感器系统的方面。
图1B示出了被配置为无线传递图1A的分析物数据的分析物传感器系统的示意性框图。
图2A示出了根据一些实施方案的与HBC分析物传感器系统相关联的电气路径和/或电磁路径。
图2B还示出了根据一些实施方案的与HBC分析物传感器系统相关联的电气路径和/或电磁路径。
图3A示出了根据一些实施方案的HBC分析物传感器系统的示意性框图。
图3B示出了根据实现图3A的架构的一些实施方案的针对传感器电子器件模块的部件和连接布局的示例。
图3C示出了根据一些实施方案的被配置为通过宿主的组织无线地传递分析物数据的传感器电子器件模块的顶视图。
图3D示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第一分析物传感器系统。
图3E示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第二分析物传感器系统。
图3F示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第三分析物传感器系统。
图3G示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第四分析物传感器系统。
图3H示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第五分析物传感器系统。
图4A是根据一些实施方案的可用于人体通信的绝缘发射电极的多个不同配置的表。
图4B是示出当发射器电极具有在图4A的表中列出的配置时在人体通信接收器处的相对接收信号强度的曲线图。
图5A是根据一些实施方案的另一HBC分析物传感器系统的示意性框图。
图5B示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块、显示设备和被配置用于人体通信的其他部件的第六分析物传感器系统。
图5C示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块、显示设备和被配置用于人体通信的其他部件的第七分析物传感器系统。
图5D示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第八分析物传感器系统。
图5E示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第九分析物传感器系统。
图6A示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第十分析物传感器系统。
图6B示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第十一分析物传感器系统。
图6C示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第十二分析物传感器系统。
图6D示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第十三分析物传感器系统。
图6E示出了根据一些实施方案的包括传感器单元和被配置用于人体通信的显示设备的第十四分析物传感器系统。
图6F示出了根据一些实施方案的包括传感器单元和被配置用于人体通信的显示设备的第十五分析物传感器系统。
图7A示出了根据一些实施方案的包括传感器单元和被配置用于人体通信的显示设备以及注入泵的第十六分析物传感器系统。
图7B示出了根据一些实施方案的包括传感器单元和被配置用于人体通信的显示设备以及注入泵的第十七分析物传感器系统。
附图在下面的说明书和示例中更详细地描述,仅为了说明的目的而提供,并且仅描绘本公开的典型或示例性实施方案。附图并非旨在穷举或将本公开限制于所公开的精确形式。还应当理解,本公开可在修改或变更的情况下实施,并且本公开可仅由权利要求及其等同物限制。
具体实施方式
以下描述和示例详细示出了所公开的技术的一些示例性实施方式、实施方案和布置。本领域技术人员将认识到,本发明的范围涵盖了本发明的许多变型和修改。因此,对特定示例性实施方案的描述不应被视为限制本发明的范围。
本文所述的技术的实施方式整体涉及移动生理监测和治疗干预系统的部件之间的通信。为了促进对所描述的各种实施方案的理解,下文定义本文所使用的某些术语。
定义
有线发射和接收:当信号源位置和信号接收位置通过固体导电金属或半导体信号传播介质流电地连接时,信号从信号源位置传播到信号接收位置。有线传播介质包括金属线、印刷电路板上的迹线、固态电子部件和集成电路等。
无线发射和接收:当信号源位置和信号接收位置不通过固体导电金属或半导体信号传播介质流电地连接时,信号从信号源位置传播到信号接收位置。例如,通过空气或任何其他气体、导电或非导电液体、绝缘膜、生物材料或有机体的信号传播都是无线发射和接收的示例。
无线电发射和接收:发射和接收天线之间的无线通信的形式,其中基本上所有信号能量通过分隔发射和接收天线的空气间隙传播。这种形式的通信可以是远场,其中信号载波的波长与通信设备之间的距离相比相对较小,或者可以是近场,其中信号载波的波长与通信设备之间的距离相比相对较大。远场无线电通信通常使用贴片天线或其变型来实现,其中示例包括WiFi和蓝牙。近场无线电通信通常使用线圈天线来实现,其中示例包括NFC和NFMI。针对两者的载波频率通常可以是大约1MHz至100GHz。
有线连接:当给定信号源和给定信号接收器被配置和部署为使用有线发射和接收进行通信时,在给定信号源与给定信号接收器之间存在有线连接。
无线连接:当给定信号源和给定信号接收器被配置和部署为使用无线发射和接收进行通信时,在给定信号源与给定信号接收器之间存在无线连接。
传感器:被配置为生成输出信号的装置,该输出信号指示存在于传感器位置处、附近或以其他方式与传感器位置相关的位置处的生理、环境、化学或其他物质或条件的存在和/或量,包括但不限于分析物传感器、温度传感器、压力传感器和运动传感器。
传感器信息:与一个或多个传感器相关联的任何信息。传感器信息包括与从分析物传感器输出的所测量的信号(或从另一传感器接收到的其他信号)直接相关的模拟或数字信号的原始数据流或简单数据流,以及经校准和/或经滤波的原始数据。传感器信息可包括经校准的数据、经平滑的数据、经滤波的数据、经变换的数据和/或与传感器相关联的任何其他信息,诸如传感器ID值、校准代码、制造信息等。
分析物传感器:结合了可量化分析物的量或浓度的任何机制(例如,酶或非酶)的结构。用于监测糖尿病患者的葡萄糖浓度的葡萄糖传感器是常见示例。一些葡萄糖传感器利用包含葡萄糖氧化酶的膜,该葡萄糖氧化酶催化氧和葡萄糖转化成过氧化氢和葡糖酸。使用该反应,电极可用于监测由于过氧化氢产生的电导率以测量葡萄糖浓度。荧光检测还可用于使用具有葡萄糖浓度依赖性荧光的荧光分子来量化葡萄糖浓度。其他分析物诸如乳酸盐、激素等可用类似的化学和/或光学方法来量化。
传感器电子器件:具有或被配置为具有到一个或多个传感器的有线连接并且为传感器操作提供功率以及/或者从一个或多个传感器接收用于处理和/或存储和/或发射到另一设备的输出信号的模拟和/或数字电路。对于分析物传感器,传感器电子器件可包括稳压器和其他传感器电流采集电路(诸如开关、缓冲器、滤波器等)、A/D转换器和用于存储指示传感器电流大小的数字数据的存储器。
主传感器信息发射器:具有或被配置为具有到传感器电子器件的有线连接的通信设备,该通信设备被配置和部署为使用无线发射来发射传感器信息,该传感器信息是由从一个或多个传感器输出的信号生成或从其导出的,该一个或多个传感器具有或被配置为具有到传感器电子器件的有线连接。
传感器电子器件模块:传感器电子器件、一个或多个主传感器信息发射器以及它们之间的一个或多个有线连接的组合。传感器电子器件模块的部件通常但不一定被封装在壳体或其他安装结构中、被耦接到壳体或其他安装结构或以其他方式与壳体或其他安装结构机械地相关联,该壳体或其他安装结构具有用于固定到宿主的身体或衣物的特征。
主传感器信息接收器:被配置和部署为使用无线接收从主传感器信息发射器接收传感器信息的通信设备。
辅传感器信息发射器:被配置和部署为使用无线发射来发射由主传感器信息发射器先前发射的传感器信息的通信设备。辅传感器信息发射器也可以是用于由从一个或多个传感器输出的信号生成或从其导出的传感器信息的主传感器信息发射器(并且反之亦然),辅传感器信息发射器可具有到该一个或多个传感器的有线连接。
辅传感器信息接收器:被配置和部署为使用无线接收从辅传感器信息发射器接收传感器信息的通信设备。如果辅传感器信息接收器被配置和部署为与辅传感器信息发射器和主传感器信息发射器两者通信,则辅传感器信息接收器也可以是主传感器信息接收器(并且反之亦然)。
继电器模块:一个或多个主传感器信息接收器和一个或多个辅传感器信息发射器的组合以及它们之间的一组一个或多个有线连接。与传感器电子器件模块一样,继电器模块通常但不一定被封装在壳体或其他安装结构中、被耦接到壳体或其他安装结构或以其他方式与壳体或其他安装结构机械地相关联,该壳体或其他安装结构具有用于固定到宿主的身体或衣物的特征。
功率发射器:被配置和部署用于发射适合于由另一设备进行的能量采集的无线信号的装置。除了功率传输机制之外,信号还可或可不充当数据传输机制,使得主传感器信息发射器和辅传感器信息发射器也可以是功率发射器。
功率接收器:被配置和部署为将所接收的电场和/或磁场的能量中的至少一些能量路由到能量存储设备诸如电容器和/或可再充电电池的装置。功率接收器可利用主传感器信息接收器或辅传感器信息接收器的全部或部分来执行能量捕获功能。
显示设备:显示器和一个或多个主传感器信息接收器和/或一个或多个辅传感器信息接收器的组合,其间具有有线连接,该组合被配置为显示由主辅传感器信息接收器和/或辅传感器信息接收器接收到的传感器信息。例如,显示设备可以是多功能智能电话或智能手表,或者可以是专门制造用于与监视系统一起使用的专用设备。
可操作地连接:设备或系统的一个或多个部件以允许在这些部件之间传输信号的方式链接到该设备或系统的另一部件。术语可操作地连接包括用于用机械接触(例如,有线连接)或不用机械接触(例如,无线连接)进行信号传输或交换的能力。
确定:核算、计算、处理、导出、调查、检索、查找(例如,在表、数据库或另一数据结构中查找)、查明、估计、检测等。“确定”还可包括接收(例如,接收信息)、访问(例如,访问存储器中的数据)等。此外,“确定”可包括解决、选择、挑选、计算、导出、建立等。确定还包括将参数或条件分类为存在或不存在,以及/或者满足预先确定的标准,包括已经满足、通过、超过阈值等。
基本上:大部分但不一定全部是这样指定的,使得维持所指定的实际效果或目的的至少大部分。
经皮:位于受试者的表皮下,包括真皮、下皮和/或下层肌肉组织中的位置,但不包括静脉内或动脉内位置。
经皮传感器:被配置用于当在经皮位置时进行测量,而不管将传感器放置在经皮位置的方法如何的传感器。
非侵入式:不刺穿表皮。
非侵入式传感器:能够在不刺穿表皮的情况下进行测量的传感器。被配置用于自然腔道诸如口腔的传感器包括在术语非侵入式传感器中。
智能电话:无线地支持包括语音和文本中的一者或两者以及互联网接入能力的通信服务的便携式电子设备。
蓝牙(BLE)模块——在一个或多个物理封装中的电子电路,该电子电路在操作中被配置为使用无线电发射和接收以满足与由蓝牙特殊兴趣组或任何后继标准开发组织采用的任何版本的蓝牙核心规范(或衍生的相关规范诸如IEEE802.15.1)的通信相关的那些互操作性要求的方式与其他电子电路进行无线通信。
近场通信(NFC)模块和近场磁感应(NFMI)模块:一个或多个物理封装中的电子电路,该电子电路被配置为使用近场无线电发射和接收与使用电感耦合的其他电子电路进行无线通信。NFC在13.56MHz下操作。NFMI在10.5MHz下操作。
人体通信(HBC):从宿主身体上或附近的发射位置到也在宿主身体上或附近的接收位置的信号通信,其中从发射位置到接收位置的信号能量传播基本上由穿入和/或穿过宿主身体组织的电流、电场通量和/或磁场通量提供。HBC是无线发射和接收的一种形式。HBC是IEEE802.15.6中描述的用于所谓的体域网的三种标准化物理层配置中的一者。该IEEE标准中的HBC物理层使用21MHz的载波。HBC信号可以是流电的、电容的、电感的或混合的。
流电HBC:主要依赖于调节宿主身体组织内的电荷迁移,使得在宿主身体组织中产生的正向和反向电流通路可操作地耦接HBC发射器和HBC接收器的HBC。
电容HBC:主要依赖于调节宿主身体组织内的电场通量以可操作地耦接HBC发射器和HBC接收器的HBC。
电感HBC:主要依赖于调节宿主身体组织内的磁场通量以可操作地耦接HBC发射器和HBC接收器的HBC。
混合HBC:利用流电HBC、电容HBC和电感HBC的组合来可操作地耦接HBC发射器和HBC接收器的HBC。
移动应用:移动应用是可在智能电话操作系统诸如iOS和Android上执行的软件程序。尽管移动应用通常被设计用于在手持式智能电话上操作,但是移动应用可在运行适当操作系统的非移动设备上执行。
服务器:耦接到具有存储在其上或可由其访问的网络资源的计算机网络的处理硬件,其被配置有软件以响应于客户端访问请求以使用或检索存储在其上的网络资源。服务器软件程序的多个独立实例可在同一处理硬件上同时执行。每个此类实例将构成服务器。
互联网:在二十世纪八十年代后期和二十世纪九十年代早期从ARPANET和NSFNET演变的计算机和计算机网络的全球互联系统,其可利用TCP/IP网络通信协议。
Web站点——包括共享公共网络资源标识符部分的至少一些网页的网络资源的集合,诸如具有共享公共域名但不同路径名的URL的一组网页。
Web服务器——包括用于响应于由浏览器向网络发出的请求的功能性的服务器,这些请求包括例如接收网络资源诸如网页的请求。当前,浏览器和web服务器根据由IETF和W3C发布的超文本传输协议(HTTP)来格式化它们的请求和对其的响应。在一些实施方案中,web服务器也可以是内容服务器。
万维网——由运行连接到互联网的浏览器的计算机存储并可访问的网页的集合,包括用内部链接语法对彼此的引用。
概述
本文所述的系统和设备被配置为使用人体植入和/或附连的生理参数传感器,并且利用人体通信(HBC)来传递传感器信息。例如,如将结合若干附图所描述的,一个或多个系统使用宿主的身体组织作为用于系统内的发射器与接收器之间的信号传播的主要介质。
在移动监测系统中常规使用的许多通信协议不适用于HBC。例如,远场协议诸如蓝牙、Zigbee、ANT等通常使用2千兆赫(GHz)或更高的调制载波。人体对这些频率下的电磁辐射高度吸收。用这些协议从发射器到接收器的传播将不会传播通过身体,而是将仅远离身体或围绕身体传播,从而使得这些协议不适于使用身体组织作为信号传输介质。此外,在此类相对高的频率下的通信需要相当大的功率,从而产生高电池消耗,这连同对高轮廓天线的相关联的要求一起迫使宿主的可穿戴设备具有相对大的大小。
在智能信用卡、库存RFID标签等中经常使用的NFC技术已经被提出并且在商业上用于传感器信息通信。NFC使用两个线圈分别作为发射和接收天线。用于数据传输的耦接机制是从发射线圈到接收线圈的磁感应,通常使用13.56兆赫(MHz)的载波。在数据通信期间,接收天线与发射天线间隔开通常为10cm或更小的空气间隙,信号通过该空气间隙传播。因此,这种技术也尚未被利用与人体一起使用作为信号传播介质。
NFMI已经在HBC系统中实现,用于通过人头部在助听器与音频耳塞之间以商品名为MiGloTM进行无线通信。类似于NFC,NFMI也耦接具有磁感应的线圈天线,但频率大约为10.5MHz。NFMI协议还尚未用于生理监测系统。
下文描述使用各种形式的HBC的生理监测装置和系统的实施方案。提供了用于生理监测系统中的发射器和接收器的新型物理配置。系统实施方案可在例如大约120MHz以下的频率下操作,在一些实施方案中,大约8MHz至大约32MHz,在一些实施方案中,大约5MHz至大约25MHz,以及在一些实施方案中,大约10MHz或20至21MHz,这取决于具体实施方式。这些频率仅仅是示例,并且其他频率也是可能的。这些范围具有通过宿主身体组织的期望的低路径损耗,并且允许在此类通信期间的低能量消耗。进而,此类HBC配置可提供较低的电池输出电流、符合用户的皮肤的柔性可穿戴设备以及部件之间的可靠传感器信息通信。这些特征允许构造具有较小电池或没有电池的生理监测系统和部件,以及降低用户可穿戴设备的高度和/或形状因数。
实施方案
本文所述的许多特定生理监测系统实施方案涉及用于监测糖尿病宿主中的血糖浓度的系统。为此,已经开发了多种非侵入式、经皮和/或可植入的电化学传感器,并且可商购获得以用于连续地检测和/或量化血糖值。这些设备通常包括(1)经皮葡萄糖传感器,(2)连接到或可连接到经皮传感器的传感器电子器件模块,该经皮传感器被附接到宿主的皮肤,和(3)显示设备。传感器电子器件模块可传输原始的、最少处理的或完全处理的和经校准的传感器信息,用于进一步处理(如果必要的话)并显示给宿主。传感器电子器件模块和显示设备可通过无线通信协议可操作地连接,其中蓝牙是最常见的。虽然这种形式的生理监测系统提供了用于下文讨论的例子,但是所描述的装置和操作方法适用于宿主的任何被监测的特性。
图1A示出了可通过实现本公开的实施方案来改进的示例性分析物传感器系统的方面。图1B示出了被配置为无线传递图1A的分析物数据的分析物传感器系统的示意性框图。现在参考图1A和图1B,在一些实施方案中,分析物感测系统可包括分析物传感器10,该分析物传感器被配置为连续地或周期性地生成指示宿主的分析物的浓度的信号。在一些实施方案中,分析物传感器10包括连续葡萄糖传感器,例如皮下、经皮或血管内设备。
如本文所用,葡萄糖传感器可以是能够测量葡萄糖的浓度的任何设备。葡萄糖传感器可使用任何已知的方法,包括侵入式、最小侵入式和非侵入式感测技术(例如,荧光监测),以提供指示宿主中的葡萄糖的浓度的数据流。数据流通常是原始数据信号,其被转换成用于向用户诸如患者或看护人(例如,父母、亲属、监护人、老师、医生、护士或对宿主的健康感兴趣的任何其他个体)提供葡萄糖的可用值的经校准和/或经滤波的数据流。
在某些实施方案中,分析物传感器10是可植入分析物传感器,诸如参考美国专利号8,001,067和美国专利申请公布号US-2005-0027463-A1描述的。在一些实施方案中,分析物传感器10是具有体内部分和体外部分的经皮分析物传感器,诸如参考美国专利申请公布号US-2006-0020187-A1描述的。在一些实施方案中,分析物传感器10被配置为植入到宿主血管中或体外植入,诸如在美国专利申请公布号US-2007-0027385-A1、2006年10月4日提交的共同未决的美国专利申请公布号US-2008-0119703-A1、2007年3月26日提交的美国专利申请公布号US-2008-0108942-A1以及2007年2月14日提交的美国专利申请号US-2007-0197890-A1中描述的。在一些实施方案中,例如,分析物传感器包括经皮传感器,诸如在授予Say等人的美国专利号8,565,509中描述的。在一些实施方案中,例如,分析物传感器10包括皮下传感器,诸如参考授予Bonnecaze等人的美国专利号8,579,690或授予Say等人的美国专利号8,484,046所描述的。在一些实施方案中,例如,分析物传感器包括可再填充皮下传感器,诸如参考授予Colvin等人的美国专利号8,512,939所描述的。例如,分析物传感器10可包括血管内传感器,诸如参考授予Schulman等人的美国专利号8,477,395所描述的。例如,分析物传感器10可包括血管内传感器,诸如参考授予Mastrototaro等人的美国专利号8,424,847所描述的。本段中描述的美国专利和出版物中的全部全文以引用方式并入本文中。
系统还可包括传感器电子器件模块8,其包括用有线连接212可操作地连接到遥测模块220的传感器电子器件12。传感器电子器件模块8在传感器会话期间可操作地连接到至少一个分析物传感器10。在某些实施方案中,传感器电子器件12包括与测量和处理分析物传感器数据相关联的电子电路,其可包括与传感器数据的处理和校准相关联的预期算法。传感器电子器件12可用有线连接202连接到经皮分析物传感器10。传感器电子器件12可与经皮分析物传感器10成一体、非可释放地附接到该经皮分析物传感器、或者可释放地附接到或可附接到该经皮分析物传感器。传感器电子器件模块的部件可被包围在壳体或保持器230中或以其他方式附接到该壳体或保持器,该壳体或保持器被配置用于在传感器会话期间附接到宿主的皮肤或衣物。
传感器电子器件12可包括能够测量分析物水平的硬件、固件和/或软件。例如,传感器电子器件12可包括稳压器(未示出)、用于向传感器电子器件的部件提供功率的电池216、用于信号处理的其他部件(例如,处理器以及在一些情况下,至少包括模数(A/D)转换电路的模拟前端(AFE))和数据存储装置(例如,存储器)。
遥测模块220(例如,无线电发射器或收发器)可通过有线连接212可操作地连接到传感器电子器件12,用于用无线电传输电路220诸如4G LTE、WiFi、NFC和/或BLE将数据从传感器电子器件模块12发射到一个或多个显示设备120、140。
传感器电子器件12可被附连到刚性或柔性印刷电路板(PCB)等,并且可采取各种形式。例如,传感器电子器件12可至少部分地采取集成电路(IC)的形式,诸如专用集成电路(ASIC)、微控制器和/或任何其他类型的处理器204。在一些实施方案中,传感器电子器件12被配置有信号处理算法(编程),例如被配置为对传感器数据进行滤波、校准、变换和/或执行其他算法。用于处理传感器分析物数据的系统和方法的示例在本文和美国专利号7,310,544和8,931,327以及美国专利公布申请号2005/0043598、2007/0032706、2007/0016381、2008/0033254、2005/0203360、2005/0154271、2005/0192557、2006/0222566、2007/0203966和2007/0208245中更详细地描述,这些申请的全部全文以引用方式并入本文以用于所有目的。遥测模块220的部件中的一些或全部可附连到与传感器电子器件12相同的PCB,其中由电路部件和PCB上或PCB中的导电迹线形成的有线连接212连接部件。
传感器电子器件模块8还可包括在插入传感器10之前、期间或之后放置的粘合垫,以确保粘合,并且任选地确保围绕伤口出口部位(或传感器插入部位)(未示出)的气密密封或水密密封。可选择和设计适当的粘合垫以拉伸、拉长、贴合和/或通气该区域(例如,宿主的皮肤)。配置和布置可提供与本文所述的安装单元/传感器电子器件模块实施方案相关联的抗水,防水和/或气密密封特性。
根据本公开的某些方面,分析物传感器系统还可包括一个或多个显示设备120和140。显示设备120、140可包括遥测模块,该遥测模块包括无线电接收器242,显示器122、142,处理器或控制器244以及电池246。有线连接248、249连接处理器244,显示器122、142和主接收器242,所有这些可被包含在公共壳体250内。传感器电子器件模块8可与一个或多个显示设备120、140无线通信。
显示设备120、140中的一者或多者可被进一步配置为将数据(在一些情况下,该数据可以是原始的或另选地经处理的分析物数据或其他传感器信息)无线地发射到一个或多个其他设备,例如其他显示设备120、140中的一者或多者。
显示设备120、140被配置用于显示(和/或警告)至少部分地从由传感器电子器件模块8发射的数据(例如,在发射到适当的显示设备的一系列数据包中)导出的传感器信息。因此,如此配置的显示设备120、140中的每个显示设备还可包括相应显示器诸如触摸屏显示器122、142,用于向用户显示传感器信息、分析物数据和/或其他数据或警告以及/或者用于从用户接收输入。例如,出于此类目的,可向用户呈现图形用户界面。在一些实施方案中,作为触摸屏显示器的替代或补充,显示设备可包括其他类型的用户接口,诸如语音用户界面,用于向显示设备的用户传递传感器信息以及/或者接收用户输入。
图1A和图1B的系统使用无线电发射和接收110、112诸如蓝牙来将传感器信息从传感器电子器件模块8传输到一个或多个显示设备120、140。这些电路可能需要大量功率来操作,并且因此可能需要相对大的电池216。
图2A示出了根据一些实施方案的与HBC分析物传感器系统相关联的电气路径和/或电磁路径。图2B还示出了根据一些实施方案的与HBC分析物传感器系统相关联的电气路径和/或电磁路径。在本文所述的一些实施方案中,不同的无线通信方法可用于部件之间的通信的一些部分,其可能需要比图1A和图1B的实施方案少得多的功率,如图2A和图2B中概念性地示出的。在这些实施方案中,分析物传感器系统包括发射器312,其具有紧密邻近宿主的组织设置的第一绝缘发射电极313和与第一绝缘触点313相比从宿主的组织偏移预先确定的距离的第二绝缘发射电极314。分析物传感器系统还包括接收器305,其具有抵靠宿主的组织设置的第一绝缘接收电极306和与第一接收电极306相比从宿主的组织偏移预先确定的距离的第二绝缘接收电极307。
如图2A和图2B所示,分析物传感器系统利用人体通信(HBC)技术,因为宿主的组织形成用于发射器312与接收器305之间的无线信号的主要传输介质,其中由无线信号经过的特定路径取决于发射器312、接收器305的电极的特定配置、宿主的组织的特定配置以及本地外部环境的其他电容方面的特定配置。如图2A所述,电容耦合布置建立用于无线信号的传输路径,包括穿过发射器312的第一绝缘电极313与接收器305的第一绝缘电极306之间的组织的路径330,以及与宿主本地的外部环境(例如,接地320等)更多耦接的发射器312的发射电极314与接收器305的接收电极307之间的第二路径340。图3A中从发射电极314延伸到接收电极307的线箭头示出了由与电容耦合相关联的静电电位生成的穿过发射器312、接收器305与其间的外部共同接地之间的本地外部环境的示例性电场线。因此,相应发射器312(例如,主发射器)和接收器305的第一绝缘触点313和306用作信号电极,而相应主发射器312和接收器305的第二绝缘触点314和307用作接地电极。
在一些实施方案中,接收器305可另选地用绝缘高Q磁性天线或拾取线圈代替第一接收电极306和第二接收电极307,该绝缘高Q磁性天线或拾取线圈被配置为在由发射器312生成以及传播穿过宿主的组织的静电电位信号的影响下生成跨越其端子的合适电位。在这些实施方案中,使用绝缘高Q磁性拾取线圈代替第一接收电极306和第二接收电极307可为由接收器305接收到的信号提供增加的信噪以及减轻与低信号水平相关联的可能的问题。根据宿主和/或绝缘高Q磁性拾取线圈的物理尺寸,当接收器305与发射器312相比被设置在相同臂部上或相对臂部上较远时,或者甚至当接收器305被设置在宿主的腹部上远离发射器312较远时,这些实施方案可允许HBC信号的适当感测和/或拾取。
发射器312与接收器305之间可实现的通信范围和数据速率可变化,并且取决于操作频率、数据符号速率、调制类型、宿主的生理因素、对发射器312的发射功率的限制和本地外部环境的环境电容因素。因此,此类电容耦合可适用于更高的数据速率,但是可能对直接环境中的可电容耦合的设备或对象敏感。通常,用于此类通信的示例性频率范围可小于或等于大约120MHz,在一些实施方案中,大约8MHz至大约32MHz,在一些实施方案中,大约5MHz至大约25MHz,以及在一些实施方案中,大约20MHz至大约21MHz。
图3A示出了根据一些实施方案的HBC分析物传感器系统的示意性框图。图3B示出了根据实现图3A的架构的一些实施方案的针对传感器电子器件模块的部件和连接布局的示例。图3C示出了根据一些实施方案的被配置为通过宿主的组织无线地传递分析物数据的传感器电子器件模块的顶视图。图3D至图3H分别示出了根据一些实施方案的各自包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第一到第五分析物传感器系统。现在将结合图3A到图3H更详细地描述被配置用于HBC通信的分析物感测系统的具体实施方式。图3A示出了根据一些实施方案的被配置为使用HBC通信通过组织向显示设备120'、140'无线传递传感器信息的传感器电子器件模块8'的一个示例。
如图3A所示,传感器电子器件模块8'用类似于图1B所示的有线连接202可操作地耦接到分析物传感器10。然而,在图3A中,用于传感器电子器件模块8'与显示设备120'、140'之间的无线通信的通信信道110'、112'是可根据上文参考图2A和图2B描述的原理配置的HBC通信信道。与图1B的系统一样,在一些实施方案中,电池(1)216'可在一个传感器会话之后与传感器电子器件模块8'的其余部分一起被丢弃,并且不旨在被再充电以供新传感器10进一步使用。在一些实施方案中,电池(2)246'可以是可再充电的,使得显示设备120'、140'可重复用于许多传感器会话。在一些实施方案中,电池(1)216'可以是可再充电的(例如,周期性地连接到用于有线或无线充电的充电设备),使得传感器电子器件模块8'可与一个或多个新的可替换传感器10一起重复使用。
图3B示出了用于图3A的传感器电子器件模块8'的部件布局的一个可能的实施方案。在图3B中,传感器电子器件模块8'被示出为操作地耦接到传感器10,其可穿过PCB 480中的孔口406布置并且提供与宿主内的分析物(例如,葡萄糖)的检测水平成比例的电信号。触点和电迹线202被配置为提供用于从传感器10到部分类似于如先前结合图1B描述的处理器204的处理器、微控制器、ASIC等204'的模拟信号的有线连接,并且其可包括将来自传感器10的模拟信号转换为适合于经由第一发射电极313和第二发射电极314经由HBC通过宿主组织传输到显示设备120'、140'的信号所需的电子器件。可经由设置在柔性PCB 480上或内的相应电迹线450将信号提供到第一发射电极313和第二发射电极314。
传感器电子器件模块8'还可包括电池216'。虽然电池216'可以是任何合适类型的电池(例如,纽扣电池),但是在一些实施方案中,电池216'可包括印刷到PCB 480上的甚至更小、更低轮廓的电池。在其他实施方案中,电池216'可具有基本上平坦的顶部表面和/或底部表面,并且可在孔口406和设置在PCB 480上的电子器件的至少大部分上附接到PCB480的顶部表面,从而也用作其上的物理覆盖物。
相应第一和第二电池迹线488也可设置在PCB 480上,并且被配置为直接或间接地从电池216'向需要电池功率的传感器电子器件模块8'的任何和所有电子部件提供功率。
第一发射电极313被示出为设置在传感器电子器件204'的第一侧的PCB 480中和/或上,并且第二发射电极314被示出为设置在传感器电子器件204'的第二侧的PCB 480中和/或上。在一些实施方案中,与第一侧相比,该第二侧可相对于传感器电子器件204'设置在相反方向上。在一些实施方案中,PCB 480的底侧可包括设置在至少部分上的粘合剂层,第一发射电极313和第二发射电极314被设置在这些部分内或其上。这种粘合剂层可被配置为允许将传感器电子器件模块8'附接到宿主的皮肤或衣物上。
在一些实施方案中,第一发射电极313被设置在其内或其上的PCB 480的第一部分可被制造为具有第一预先确定的厚度,该第一预先确定的厚度被配置为在第一发射电极313与宿主的组织之间提供第一期望偏移或绝缘间距,从而在第一发射电极313与宿主的组织之间提供第一量的电容耦合。第二发射电极314被设置在其内或其上的PCB 480的第二部分可具有第二预先确定的厚度,该第二预先确定的厚度被配置为在第二发射电极与宿主的组织之间提供不同的期望偏移或绝缘间距,从而在第二发射电极314与宿主的组织之间提供第二量的电容耦合。在其他实施方案中,第二发射电极314上方或下方的第二预先确定的厚度大于第一发射电极313上方或下方的第一预先确定的厚度,以在第二发射电极314与宿主的组织之间提供比第一发射电极313与宿主的组织之间的间隙更大的期望间隙,如图2A和图2B所示。
与一些其他设计相比,将所有电路放置在粘合剂附接的PCB 480的单层上减少了传感器电子器件模块8'的成本和厚度,尤其是在利用商业上可商购获得的薄的柔性电池组216'的情况下(例如,与较大的纽扣电池相比,大约小纱布垫的大小的印刷电池)。与粘合剂接触的PCB 480的区域形成电介质或绝缘耦合机制,用于经由例如21MHz IEEE802.15.6HBC协议或类似协议将信号传播到适当配置的接收器。
在该实施方案的操作中,传感器10生成指示在宿主内检测到的分析物(例如,葡萄糖)的水平的模拟电信号。该模拟电信号从传感器10提供给传感器电子器件,该传感器电子器件利用基于电容耦合的HBC协议将模拟信号转换为适于通过宿主的组织通信的数字信号。该数字信号被用于调制载波信号,并且然后施加为跨第一发射电极313和第二发射电极314,如前所述,第一发射电极和第二发射电极被设置在宿主的皮肤和/或组织上。当接收器305(诸如显示设备120'、140')的第一接收电极306和第二接收电极307(参见例如图2A、图2B)也适当地被设置在宿主的皮肤和/或组织上与传感器电子器件模块8'不同的位置处时,跨第一发射电极313和第二发射电极314提供经调制载波信号使得经由直接路径330和返回路径340的HBC和信号传播(参见例如图2A)。
因为通过宿主的组织的HBC传输以比其他无线协议(诸如BLE和WiFi)低得多的频率操作,并且容易通过宿主的组织传播而没有通过其的显著衰减,并且还因为在传感器电子器件中需要很少或不需要信号处理、校准和/或存储,而是可在一个或多个接收器(例如,接收器305)中发生,所以传感器电子器件模块8'的制造可更便宜,因为需要更少的硬件部件,并且由于减少的处理和/或存储要求,可以更低的成本选择那些需要的部件。此外,利用HBC的更少的处理和更有效的无线传输还呈现从电池216'汲取的减少的功率和/或电流,这允许电池216'被制造得更小、更便宜和/或利用比可用于图1B的电池216的更方便的制造方法,诸如如先前所述的基板上电池印刷和/或粘附。所有这些因素还提供了传感器电子器件模块,该传感器电子器件模块可具有比其他可能的情况更有效的操作和更低的轮廓。
图3C是根据一些实施方案的传感器电子器件模块8'的有利物理实施方式的若干硬件特征的顶视图。在该实施方案中,传感器电子器件模块8'可包括柔性的或具有柔性部分的PCB 480,该柔性部分包括例如聚酰亚胺或任何其他合适的柔性绝缘材料。如先前结合图3A和图3B的传感器电子器件模块8描述的,发射电极313、314可被设置在电迹线和/或电子器件的相应相对侧上的PCB 480的柔性部分中和/或上。位于电极313、314之间的电子器件可设置在PCB 480的柔性或刚性部分上。传感器电子器件模块8'的该实施方案可类似于离散的柔性胶布绷带,其可以类似的方式被施加和移除并且在使用后被丢弃。
在图3C的实施方式中,分析物传感器10可以是基本上或完全非侵入式的,并且可在将传感器电子器件模块放置在宿主上以开始传感器会话之前可操作地耦接到传感器电子器件模块。这种传感器设计将使得传感器电子器件模块的应用对于安装而言非常用户友好,而不需要如此时的惯例那样的经皮传感器插入器。它可像应用创可贴一样简单。另选地,传感器10可首先以常规方式被插入,附接到其上具有导电触点的基座,传感器电子器件模块8'被放置到该基座上以用于将传感器10与传感器电子器件模块8'可操作地连接。
图3D示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第一分析物传感器系统。图3D示出了在分析物浓度监测系统的上下文中本文所述的概念的实施方式。该系统包括传感器(未示出)、可操作地连接到包含被配置用于HBC通信的主传感器信息发射器的传感器的传感器电子器件模块8'和包括被配置用于HBC通信的主传感器信息接收器的显示设备140'。智能手表150是针对一些实施方案的示例性显示设备,因为它包括显示器152并且还可包括在手表主体的背面上或在带的内部上的接收电极306、307(如图3D所示)以用作用于HBC信号接收的电极。在一些实施方案中,代替电极306、307,显示设备150可包括绝缘的高Q磁性天线或拾取线圈以从宿主组织接收HBC信号。智能手表可以是具有被配置用于HBC通信的主传感器信息接收器的有利显示设备,因为其是具有被设计用于与宿主组织的延长接触的内部数据处理能力的设备。然而,如以下实施方案中描述的,显示设备150可采取多种不同形式。
因此,现在将结合至少图3E至图3H描述也被配置为利用HBC通过宿主的组织传递分析物数据的分析物传感器系统的若干示例性实施方案。
图3E示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第二分析物传感器系统。在图3E中,接收器被形成为“智能环”160、160'而不是智能手表。该环可包括字母数字显示器162或更简单的显示机制诸如LED灯162'以向宿主呈现传感器信息诸如分析物浓度。
图3F示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第三分析物传感器系统。在图3F中,显示设备被形成为在一侧上具有HBC触点306、307并且在另一侧具有LED显示指示器172的医疗警报手镯或项链170。
图3G示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第四分析物传感器系统。在图3G所示的实施方案中,显示设备180可被配置为当被宿主拾取时以类似于单点葡萄糖监测器的方式起作用,但其不需要手指刺血样品。在图3G的系统中,显示设备180在其外表面上具有HBC接收电极306、307。传感器电子器件模块8'可被配置为周期性地(例如,每5秒、10秒、15秒、20秒或30秒等)用其发射电极发射其最近获取的传感器信息。上述数字仅仅是示例性周期时间,其他时间也是可能的。当用户拾取显示设备180时,显示设备180的外表面上的接收电极306、307与宿主的皮肤接触。显示设备180然后监听来自传感器电子器件模块8'的发射,这应该在拾取显示设备180的10秒内发生。在接收到所发射的传感器信息之后,显示设备180在显示器182上显示所接收到的传感器信息或从其导出的信息(例如,当前EGV数据点)。
图3G的显示设备180可用各种方式来实现。具体示出的示例是形状因素类似于常规单点葡萄糖监测器的专用设备,其将接收测试条血液样本并输出从该测试条读取的葡萄糖值。在另一实施方案中,USB软件狗可在其外表面上具有HBC电极。USB软件狗可插入到智能电话、平板电脑、PC或其他显示/计算设备上的I/O端口中。USB软件狗可通过宿主的手指与接收电极接触经由HBC接收分析物数据通信,并且将它们传送到计算设备。适当软件诸如可下载智能电话应用可从软件狗接收数据以在其上显示。
此类实施方案可允许按需获取估计的分析物值,而无需传感器电子器件模块8”与显示设备180之间的用户特定配对。不需要用户特定配对的至少一个原因是电容耦合或流电耦合的HBC发射器和接收器只能通过宿主的组织经由HBC彼此通信,并且因此需要发射电极和接收电极的直接皮肤/组织接触(在电容耦合设备的情况下通过绝缘触点或拾取线圈,或者在流电耦合设备的情况下通过导电触点),这提供了对自身的隐私性和安全性的测量。
如图3G所示,并且如先前所述,传感器电子器件模块8”被配置为利用HBC通过宿主的组织与显示设备180通信。在图3G的系统的一些实施方案中,传感器电子器件模块8”可被配置为利用任何合适的频率(例如,20MHz)通过宿主的组织周期性地或连续地调制并发射数据分组。在结合图3G的一些实施方案中,传感器电子器件模块8”被配置为利用内部处理器执行葡萄糖值的校准、处理和估计,利用内部存储器存储传感器数据和估计的分析物浓度数据中的一者或多者,以及经由HBC通过宿主的组织连续地或周期性地发射数据或从其导出的信息。因此,在一些实施方案中,显示设备可接收一系列分析物数据点,可能具有相关联的时间戳,并且因此能够显示类似于CGM设备的分析物浓度数据的图形输出。应当理解,在一些实施方案中,传感器电子器件模块8”测量原始传感器数据或最低限度处理的传感器数据(例如,A-D转换、滤波)并将其发射到显示设备180。在此类实施方案中,显示设备180将进一步处理从传感器电子器件模块8”接收到的数据以提供估计的葡萄糖值或适合于用户理解的任何其他有意义的值。
在一些实施方案中,显示设备180可被配置为不存储估计的葡萄糖值或由传感器电子器件模块8”通过组织50传递的其他分析物数据,而是当由宿主握持(例如,在宿主的手中)时显示单个最近生成的估计的葡萄糖值。例如,传感器电子器件模块8”可被配置为通过宿主的组织连续地或周期性地发射包括估计的分析物浓度值的数据分组。如先前至少结合图2A、图2B和图3A所示的,拾取并握持显示设备180的宿主通过组织完成传感器电子器件模块8”与显示设备180之间的HBC电路,并且具有估计的分析物浓度值的数据分组由显示设备180接收以在显示器182上呈现给宿主。
在一些实施方案中,显示设备180被配置为在其显示器上显示倒计时或其他动画,同时等待对来自传感器电子器件模块8”的下一估计的葡萄糖值发射进行解码以便例如模拟手持式血糖仪的集成过程。在一些实施方案中,显示设备180可被配置为基于感测到显示设备180已经被宿主触摸和/或拾取(例如,利用已建立的电容感测技术)而从低功率睡眠模式唤醒。
例如,图3G所示的系统的一些实施方案允许在家庭或诊所内共享系统部件,因为所有传感器电子器件模块8”可被配置为在没有配对过程的情况下与所有显示设备180通信,并且至少在这些实施方案中,估计的葡萄糖值可不被存储在显示设备180中。
如先前所述,在一些实施方案中,用HBC通信代替BLE通信允许传感器电子器件模块8'、8”和显示设备150、160、170、180两者省略或关闭BLE无线电模块,这与基于BLE的发射器相比降低了峰值和连续功率需求。在省略BLE无线电模块的情况下,省略BLE天线(其需要与宿主的身体的最小分离以维持通信性能)也允许可穿戴设备的较小最小高度。所有这些允许小巧、超低轮廓和超低成本的传感器电子器件模块,其进一步享受较低的功率消耗和增加的电池寿命。
图3H示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第五分析物传感器系统。分析物传感器系统的其他示例性实施方案结合图3H进行描述。在与本文所述的电容耦合和流电耦合HBC实施方案两者兼容的一些实施方案中,传感器电子器件模块8”'除了包括用于经由HBC通过宿主的组织将数据发射到第一显示设备150(诸如如先前所述的智能手表)的第一主发射器电路之外,还可包括第二主发射器电路(附图中未示出),该第二主发射器电路被配置为利用不利用宿主的组织作为主传输介质(例如,BLE、WiFi、4G LTE)的第二通信协议与另一显示设备125通信。仅在第一显示设备150没有通过组织从传感器电子器件模块8”'接收到HBC信号的情况下,可使用第二较高功率主发射器电路,如例如由缺少从显示设备150返回到传感器电子器件模块8”'的HBC ACK消息确定的。
在一些此类实施方案中,传感器电子器件模块8”'被配置为只要传感器电子器件模块8”'与第一显示设备150之间的实况HBC链路被维持,就将第二主发射器电路维持在掉电或低功率睡眠状态。然而,在此类实施方案中,传感器电子器件模块8”'可被配置为确定显示设备150没有通过组织从传感器电子器件模块8”'接收HBC信号。基于这种确定,传感器电子器件模块8”'可被配置为开启、上电或使得第二无线通信模块退出低功率睡眠模式,并且利用第二通信协议(例如,BLE、WiFi、4G LTE)将一个或多个分析物数据信号(例如,模拟、原始数字、部分或全部处理的分析物数据、估计的葡萄糖值或警报)传递到另一显示设备125。以这种方式,可实现利用HBC优于其他较功率密集和/或较高频率的无线通信协议的许多益处,同时还提供用于在此类HBC协议失败或以其他方式不可用或不适合时传递分析物数据的另选路线。
类似的技术可用于游泳或沐浴的特定上下文。游泳和/或浸没在水中会给分析物传感器系统的用户带来独特的挑战。当游泳时,宿主的传感器电子器件模块8”至少在一些时间不可避免地被浸没。使用依赖于通信协议(诸如BLE和WiFi)的发射器和接收器的分析物监测系统不能够在水中通信,因为2.4GHz无线电波不会显著地通过水传播。因此,儿科患者的父母必须将他们从游泳池中移出并且成年患者必须离开游泳池以周期性地咨询他们的接收器140、120(图1A和图1B)。虽然这比使用反复的手指针刺不方便,但是此类要求对于此类分析物传感器系统的用户可仍然存在相当大的负担。
相反,例如在大约20MHz至大约21MHz下,或者在更期望较低频率的情况下,大约10MHz,通过宿主的组织的HBC能够穿过浸没的宿主的身体组织到达宿主或宿主的看管人容易看到的身体位置。
因此,在一些实施方案中,传感器电子器件模块8”'和显示设备150可以是基本上防水的。显示设备150可包括至少一个发光源(例如,发光二极管(LED)),并且可被配置为使得LED发出或闪烁指示经由HBC通过宿主的组织50从传感器电子器件模块接收到的估计的分析物浓度值的多种颜色中的一种颜色。例如,显示设备150可被配置为当接收到的估计的分析物浓度值在安全范围之外时使得LED发出或闪烁红光,当接收到的估计的分析物浓度值在这样的安全范围的边缘或外边界附近的预先确定的范围内时使得LED发出或闪烁黄光,以及当接收到的估计的分析物浓度值充分地在这样的安全范围内时使得LED发出或闪烁绿光。应当理解,显示设备150可被配置为使得LED发出指示不同水平的估计的分析物浓度值的任何图案和/或颜色的光。以这种方式,宿主、他或她自己或宿主的护理者可在水中或距水外的一定距离查看显示设备150上的LED,并且一眼就确定宿主的估计的分析物浓度值是否充分地在安全范围内、接近安全范围的边缘或在安全范围之外。在一些实施方案中,显示设备进一步或另选地被配置为使得显示LED发出独特图案和/或颜色的光以指示传感器电子器件模块8”'与显示设备150之间的HBC通信会话是否和何时不再是实况的,从而向宿主或宿主的护理者提供这种状况的类似通知。虽然显示设备150被示出为可防水的腕带和/或智能手表,但是本公开不限于此,并且显示设备150可以是任何合适的可穿戴设备或者集成到衣物制品中,例如集成到游泳帽中。
图4A是根据一些实施方案的可用于人体通信的绝缘发射电极的多个不同配置的表。图4B是示出当发射器电极具有在图4A的表中列出的配置时在人体通信接收器处的相对接收信号强度的曲线图。已经令人惊讶地发现,如果具有到组织的较高电容耦合的发射电极313具有比具有到组织的较小电容耦合的发射电极314更大的表面积,则接收信号强度得以改进。这在图4A和图4B中示出。图4A示出了发射电极和驱动器电路的十八种不同配置,其随所施加的载波频率、针对发射电极313和314中的每一者的电极面积以及电极313与314之间的距离而变化。图4B示出了用来自图4A的表的不同配置获得的信号强度结果。
比较配置3(黑色圆圈)与配置15(红色圆圈)的结果,可看出,对于所有其他相等的参数,较大电极313和较小电极314具有比其他方式更好的性能。因此,对于两个电极之间的给定总电极面积,向电极313分配更多面积是有利的。
图5A是根据一些实施方案的另一HBC分析物传感器系统的示意性框图。图5B至图5E分别示出了根据一些实施方案的各自包括传感器电子器件模块、显示设备和被配置用于人体通信的其他部件的第六至第九分析物传感器系统。在一些实施方案中,如图5A到图5D所示,可利用用作主传感器信息接收器的继电器模块9。主传感器信息接收器可包括一个或多个无线通信模块和/或收发器,其被配置为利用不同于HBC的第二通信协议(例如,不利用宿主的组织作为主传输介质的第二通信协议,例如BLE、WiFi、4G LTE或任何其他类似的、合适的无线通信协议)进行通信,以便用作辅传感器信息发射器。在这些实施方案中,主传感器信息接收器9可经由第一HBC信道和/或通信会话从传感器电子器件模块8'接收传感器信息,并且还利用第二通信协议(例如,BLE、WiFi、4G LTE)在继电器模块9与另一外围设备120、140之间的第二信道上提供通信桥,以周期性地将传感器信息中继到外围设备120、140。在一些此类实施方案中,从传感器电子器件模块8'发射到继电器模块9的传感器信息的校准和/或处理的一些或全部可在将传感器信息的原始和/或经处理形式中继到显示设备120之前由继电器模块9执行。在其他实施方案中,发射到继电器模块9的传感器信息的校准和/或处理的一些或全部可替代地由显示设备120执行,而继电器模块9被配置为经由第二通信协议(例如,BLE、WiFi、4G LTE或任何其他蜂窝通信协议)简单地将经由HBC在第一通信信道上从主发射器312接收到的原始传感器信息中继到显示设备120、140。
在图5A到图5E所示的实施方案中,根据本文建立的相应定义,至少一个继电器模块9用作主传感器信息接收器并且还用作辅传感器信息发射器。因此,根据本文建立的定义,图5B、图5C、图5D和图5E所示的显示设备120被配置为用作分析物数据的辅传感器信息接收器。
在图5B中,腕带被用作继电器模块9。在图5C中,智能手表被用作继电器模块9和显示设备140'两者。
在图5D中,继电器设备9和显示设备127是分离的设备,但可连接,其中形成继电器设备9的腕带包括接收电极。显示设备127可附接到腕带。腕带可使用HBC从传感器电子器件模块8'接收传感器信息,并且可由不同无线通信协议诸如BLE将该传感器信息发射到显示部件。腕带可包括充电线圈,该充电线圈用于在显示部件以用于智能手表的传统方式充电的同时对腕带进行无线充电。开口130可被设置在用于显示部件的安装硬件中,以允许出于其他生物信号监测目的而安装在显示设备的底部上的触点134(未示出),其设置有一些智能手表用以通过包含充电线圈的腕带的中间接触用户的皮肤。图5E类似于图5D,除了腕戴式显示设备用作另一显示设备125的继电器设备9。
图6A示出了根据一些实施方案的包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第十分析物传感器系统。图6B至图6F分别示出了根据一些实施方案的各自包括传感器电子器件模块和被配置用于人体通信的显示设备的第十一到第十五分析物传感器系统。现在将结合图6A至图6C描述被配置为使用HBC通过宿主的组织进行通信以及采集通过宿主的组织无线通信的功率的分析物传感器系统的又一示例性实施方案。
在一些实施方案中,不是利用机载电池,而是分析物传感器系统的主传感器信息发射器和主传感器信息接收器中的一者或多者可替代地包括用于存储能量的电容器。用于储存在电容器中的能量可通过分析物传感器系统的另一设备从通过宿主的组织无线发射的信号中采集。分析物传感器系统的这种能量采集部件然后可由充电的电容器供电。缺少机载化学存储电池单元使得此类分析物传感器系统更便宜、更低轮廓并且更环境友好。人体组织基本上阻挡在GHz范围中辐射的能量,而人体组织是在MHz范围中辐射的能量的良导体。因此,在主传感器信息发射器与主传感器信息接收器之间,以与HBC协议类似或相同的频率但用于功率传输,通过宿主的组织辐射的RF能量容易地在主发射器与主接收器之间跨过宿主组织传播一到两米距离,并且此外,不会显著地辐射离开宿主的身体。
在一些实施方案中,诸如图6A所示的实施方案,分析物传感器系统包括包含腕带290的电池,其用作针对可由传感器电子器件模块17采集的HBC信号能量的电源。在该实施方案中,一次性传感器电子器件模块17不需要电池,如图6A由电池1(在图5A中指定为216')上的X所示。相反,腕带中的电池,电池2(在图5A中指定为246”,其可以是或不是可再充电的)为传感器电子器件模块17间接供应功率。传感器电子器件模块17可包括BLE主发射器以将传感器信息发射到显示设备125。在图6B中,腕带被配置为用作电源的手表带293。在该示例中,智能手表主体129可用作经由来自传感器电子器件模块的BLE通信从传感器电子器件模块17接收传感器信息的显示设备。在图6C中,腕带287用作电源和继电器模块两者。在图6D中,表带295用作电源和继电器模块两者。在图6E中,腕带271从智能电话125接收功率,并且因此不需要电池。在该实施方案中,腕带271用作功率发射器、功率接收器和继电器模块。在图6F中,表带297从手表主体309接收功率,且因此也不需要电池。虽然HBC功率发射器在图6A至图6F中示出为结合到可穿戴腕带中,但是本公开设想这样的功率发射器被集成到任何合适的设备中,包括但不限于钥匙链或挂件。
图7A示出了根据一些实施方案的包括传感器单元和被配置用于人体通信的显示设备以及注入泵的第十六分析物传感器系统。图7B示出了根据一些实施方案的包括传感器单元和被配置用于人体通信的显示设备以及注入泵的第十七分析物传感器系统。图7A和图7B示出了将上述原理应用于不仅包括感测能力还包括治疗能力的系统的实施方案。常见示例是同时使用的葡萄糖传感器和胰岛素注入泵。在图7A的系统中,腕带403使用HBC为传感器电子器件模块19和注入泵402两者供应功率。腕带403可用作显示设备125的继电器模块,用于经由HBC从传感器电子器件模块19接收到的传感器信息。腕带403还可从注入泵402接收注入泵状态信息。腕带403还可包含处理功率以处理从传感器电子器件模块19接收到的传感器信息并且使用该信息来智能地控制注入泵402的动作。
图7B的实施方案可与图7A的实施方案类似地起作用,但是在图7B的实施方案中,除了继电器模块和电源之外,腕带被实现为显示设备。
用于本公开的一般解释原理
下文参考附图更全面地描述新型系统、装置和方法的各个方面。然而,教导的公开内容可以许多不同的形式来体现,并且不应当被解释为限于贯穿本公开呈现的任何特定结构或功能。相反,提供这些方面以使得本公开将是透彻和完整的,并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。基于本文的教导内容,本领域的技术人员应当理解,本公开的范围旨在涵盖本文所公开的新型系统、装置和方法的任何方面,无论其是独立地实现还是与本公开的任何其他方面组合实现。例如,可以实现系统或装置,可使用本文所阐述的方面中的任一者或多者来实践方法。此外,本公开的范围旨在涵盖使用除本文所阐述的本公开的各个方面之外或不同于本文所阐述的本公开的各个方面的其他结构、功能性或结构与功能性实践的这种系统、装置或方法。应当理解,本文所公开的任何方面可在权利要求的一个或多个要素中阐述。尽管提及了优选方面的一些益处和优点,但是本公开的范围并不旨在限于特定益处、用途或目标。具体实施方式和附图仅仅是对本公开的说明而不是限制,本公开的范围由所附权利要求及其等效物限定。
关于本文中复数对单数术语的使用,本领域的技术人员可根据上下文和/或应用适当地从复数转换为单数和/或从单数转换为复数。为了清楚起见,本文可明确地阐述各种单数/复数置换。
当描述本文所述的事物或行为的特性或性质的绝对值时,可使用术语“实质上”,“基本上”,“基本上地”,“近似地”和/或其他程度的术语或短语,而不具体叙述数值范围。当应用于本文所述的事物或行为的特性或性质时,这些术语是指与提供与该特性或性质相关联的期望功能一致的特性或性质的范围。
在对于特性或性质给出单个数值的那些情况下,其旨在被解释为至少覆盖该值在给出的数值的一个有效数位内的偏差。
如果提供数值或数值范围来定义本文所述的事物或行为的特性或性质,无论该值或范围是否用程度术语来限定,则本文也可定义测量该特性或性质的具体方法。如果本文没有定义测量特征或性质的具体方法,并且对于特征或性质存在不同的普遍接受的测量方法,则测量方法应当被解释为本领域普通技术人员在给出特性或性质的描述和上下文的情况下最可能采用的测量方法。在进一步的情况下,存在多于一种的测量方法,其同样可能被本领域普通技术人员采用以测量特性或性质,数值或数值范围应当被解释为被满足,而不管选择哪种测量方法。
本领域技术人员将理解,除非另外明确指出,否则本文所用的术语,特别是所附权利要求书(例如,所附权利要求书的主体)中所用的术语旨在作为“开放式”术语(例如,术语“包括”应被解释为“包括但不限于”,术语“具有”应被解释为“至少具有”,术语“包含”应被解释为“包含但不限于”等)。
本领域技术人员将进一步理解,如果意图是引入的权利要求叙述的特定数量,则这样的意图将在权利要求书中明确地叙述,并且在不存在此类叙述的情况下,不存在此类意图。例如,为了帮助理解,以下所附权利要求可包含引导性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用以引入权利要求陈述。然而,使用此类短语不应理解为暗示由不定冠词“一个”或“一种”引入的权利要求叙述将包含此类引入的权利要求叙述的任何特定权利要求限定于仅包含一个此类叙述的实施方案,即使当相同的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”和不定冠词,诸如“一个”或“一种”(例如,“一个”和/或“一种”应当通常被解释为指的是“至少一个”或“一个或多个”);对于用于引入权利要求陈述的定冠词的使用也是如此。此外,即使明确叙述了特定数量的所引入的权利要求叙述,本领域的技术人员也将认识到,此类叙述应当通常被解释为意指至少所叙述的数量(例如,无修饰的叙述“两项叙述”在没有其他修饰成分的情况下通常是指至少两个叙述,或两个或更多个叙述)。
在使用类似于“A、B和C中的至少一者”的惯例的那些情况下,这样的构造将包括仅具有A、仅具有B、仅具有C、A和B一起不具有C、A和C一起不具有B、B和C一起不具有A,以及A、B和C一起的系统。本领域技术人员将进一步理解,无论在说明书、权利要求书还是附图中,实际上呈现两个或更多个另选术语的任何转折连词和/或短语应当被理解为设想包括这些术语中的一者、这些术语中的任一者或两个术语的可能性。例如,短语“A或B”将被理解为包括A而没有B、B而没有A、以及A和B一起。
对本公开中描述的实施方式的各种修改对于本领域技术人员而言可以是显而易见的,并且本文定义的一般原理可在不脱离本公开的精神或范围的情况下应用于其他实施方式。因此,本发明不旨在限于本文所示的实施方式,而是应被赋予与本文所公开的权利要求书、原理和新型特征一致的最广范围。词语“示例性”在本文中专门用来表示“用作示例、实例或说明”。本文所述为“示例性”的任何实施方式未必被解释为比其他实施方式优选或有利。
在单独实施方式的上下文中在本说明书中描述的某些特征也可在单个实施方式中组合实现。相反地,在单个实施方式的上下文中描述的各种特征也可在多个实施方式中单独地或以任何合适的子组合来实现。此外,尽管特征可在上面被描述为以某些组合起作用,并且甚至最初被如此要求保护,但是来自要求保护的组合的一个或多个特征在一些情况下可从该组合中去除,并且要求保护的组合可针对子组合或者子组合的变型。
本文公开的方法包括用于实现所述方法的一个或多个步骤或动作。在不脱离权利要求书的范围的情况下,方法步骤和/或动作可以彼此互换。换句话讲,除非指定步骤或动作的特定顺序,否则可以在不脱离权利要求书的范围的情况下修改特定步骤和/或动作的顺序和/或使用。

Claims (34)

1.一种生理参数监测系统,所述生理参数监测系统包括:
传感器;
传感器电子器件,所述传感器电子器件可操作地连接或可连接到所述传感器;
发射器,所述发射器被配置为可操作地连接到所述传感器电子器件,所述发射器使或被配置为使所述发射器的至少一部分在传感器会话期间定位在与宿主的身体的外表面相邻和/或接触的第一位置处,所述发射器还被配置为使用人体通信来无线地发射传感器信息;和
第一显示设备,所述第一显示设备包括显示器和接收器,所述接收器使或被配置为使所述接收器的至少一部分在所述传感器会话期间定位在与所述宿主的所述身体的所述外表面相邻和/或接触的第二位置处,所述接收器还被配置为使用人体通信来从所述发射器无线地接收所述传感器信息。
2.根据权利要求1所述的系统,其中:
所述传感器被配置为生成传感器输出信号;
所述传感器电子器件通过有线连接被连接或可连接到所述传感器;
所述发射器是通过有线连接被连接或可连接到所述传感器电子器件的主传感器信息发射器;
所发射的传感器信息被配置为由所述传感器输出信号生成或从所述传感器输出信号导出;
所述接收器是主传感器信息接收器;并且
所述主传感器信息接收器被配置为直接从所述主传感器信息发射器无线地接收所述传感器信息。
3.根据权利要求1所述的系统,其中所述第二位置是所述宿主的腕部。
4.根据权利要求1所述的系统,其中所述第二位置是所述宿主的手部。
5.根据权利要求1所述的系统,其中所述传感器包括葡萄糖传感器。
6.根据权利要求1所述的系统,其中所述传感器包括被配置用于经皮植入所述宿主中的体内部分。
7.根据权利要求6所述的系统,其中所述传感器的所述体内部分被配置为经皮植入所述宿主的上臂中,其中所述第一位置是所述宿主的所述上臂,并且其中所述第二位置是所述宿主的腕部。
8.根据权利要求6所述的系统,其中所述传感器被配置为经皮植入所述宿主的腹部中,其中所述第一位置是所述宿主的所述腹部,并且其中所述第二位置是所述宿主的腕部。
9.根据权利要求1所述的系统,其中所述第一显示设备包括智能手表。
10.根据权利要求1所述的系统,还包括第二显示设备。
11.根据权利要求10所述的系统,其中所述第二显示设备包括智能电话。
12.根据权利要求1所述的系统,其中所述第一显示设备包括辅传感器信息发射器。
13.根据权利要求12所述的系统,还包括第二显示设备。
14.根据权利要求13所述的系统,其中所述第二显示设备包括辅传感器信息接收器。
15.根据权利要求14所述的系统,其中所述辅传感器信息发射器和所述辅传感器信息接收器两者均包括蓝牙模块。
16.一种生理参数监测系统,所述生理参数监测系统包括:
传感器,所述传感器被配置为生成传感器输出信号;
传感器电子器件,所述传感器电子器件通过有线连接被连接或可连接到所述传感器;
主传感器信息发射器,所述主传感器信息发射器通过有线连接被连接或可连接到所述传感器电子器件,所述主传感器信息发射器使或被配置为使所述主传感器的至少一部分在传感器会话期间定位在与宿主的身体的表皮相邻和/或接触的第一位置处,所述主传感器信息发射器还被配置为使用人体通信来无线地发射由所述传感器输出信号生成或从所述传感器输出信号导出的传感器信息;
继电器模块,所述继电器模块包括:
主传感器信息接收器,所述主传感器信息接收器使或被配置为使所述主传感器信息接收器的至少一部分在所述传感器会话期间定位在与所述宿主的所述身体的所述表皮相邻和/或接触的第二位置处,所述主传感器信息接收器还被配置为使用人体通信来从所述主传感器信息发射器无线地接收所述传感器信息,和
辅传感器信息发射器,所述辅传感器信息发射器通过有线连接被连接或可连接到所述主传感器信息接收器,并且被配置为无线地发射由所述主传感器信息接收器先前从所述主传感器信息发射器接收到的传感器信息;和
第一显示设备,所述第一显示设备包括显示器和辅传感器信息接收器,所述辅传感器信息接收器被配置为从所述辅传感器信息发射器无线地接收所述传感器信息。
17.根据权利要求16所述的系统,其中所述辅传感器信息发射器和所述辅传感器信息接收器两者均包括蓝牙模块。
18.根据权利要求17所述的系统,其中所述第二位置是所述宿主的腕部。
19.根据权利要求16所述的系统,其中所述第一显示设备包括智能电话。
20.一种生理参数监测系统,所述生理参数监测系统包括:
传感器,所述传感器被配置为生成传感器输出信号;
传感器电子器件,所述传感器电子器件通过有线连接被连接或可连接到所述传感器;
第一主传感器信息发射器,所述第一主传感器信息发射器通过有线连接被连接或可连接到所述传感器电子器件,并且被配置为使用人体通信来无线地发射由所述传感器输出信号生成或从所述传感器输出信号导出的第一传感器信息;
第二主传感器信息发射器,所述第二主传感器信息发射器通过有线连接被连接或可连接到所述传感器电子器件,并且被配置为无线地发射由所述传感器输出信号生成或从所述传感器输出信号导出的第二传感器信息;
第一显示设备,所述第一显示设备包括显示器和第一主传感器信息接收器,所述第一主传感器信息接收器被配置为使用人体通信来从所述第一主传感器信息发射器无线地接收所述第一传感器信息;和
第二显示设备,所述第二显示设备包括显示器和第二主传感器信息接收器,所述第二主传感器信息接收器被配置为从所述第二主传感器信息发射器无线地接收所述第二传感器信息。
21.根据权利要求20所述的系统,其中所述第二主传感器发射器和所述第二主传感器信息接收器两者均包括蓝牙模块。
22.一种生理参数监测装置,所述生理参数监测装置包括:
传感器,所述传感器被配置为生成与宿主相关的传感器输出信号;
传感器电子器件,所述传感器电子器件可操作地连接或可连接到所述传感器;和
发射器,所述发射器可操作地连接或可连接到所述传感器电子器件,所述发射器包括:
第一导电触点,所述第一导电触点被定位在所述传感器电子器件的第一侧上并且可操作地连接到所述传感器电子器件;和
第二导电触点,所述第二导电触点被定位在所述传感器电子器件的第二侧上并且可操作地连接到所述传感器电子器件,
其中所述传感器电子器件被配置为跨所述第一导电触点和所述第二导电触点施加信号,以使用人体通信来无线地发射由所述传感器输出信号生成或从所述传感器输出信号导出的传感器信息。
23.根据权利要求22所述的装置,其中所述传感器电子器件、所述第一导电触点和所述第二导电触点被附连到公共基板。
24.根据权利要求23所述的装置,其中所述公共基板包括粘合剂。
25.根据权利要求22所述的装置,其中所述传感器电子器件被定位在所述第一导电触点与所述第二导电触点之间。
26.根据权利要求22所述的装置,其中所述第一导电触点包括金属板,所述金属板被电容耦合到或被配置为电容耦合到所述宿主的表皮。
27.根据权利要求22所述的装置,其中所述第二导电触点包括金属板,所述金属板被电容耦合到或被配置为电容耦合到所述宿主的表皮。
28.根据权利要求22所述的装置,其中所述第一导电触点覆盖有第一绝缘膜,并且其中所述第二导电触点覆盖有第二绝缘膜。
29.根据权利要求28所述的装置,其中所述第一绝缘膜比所述第二绝缘膜更薄。
30.一种生理参数监测系统,所述生理参数监测系统包括:
传感器,所述传感器被配置为生成传感器输出信号;
传感器电子器件模块,所述传感器电子器件模块操作地连接或可连接到所述传感器,并且包括人体通信(HBC)发射器,所述HBC发射器被配置为在传感器会话期间定位在宿主的身体的第一部分处或定位成与所述第一部分相邻,所述HBC发射器还被配置为使用人体通信来无线地发射由所述传感器输出信号生成或从所述传感器输出信号导出的传感器信息;和
显示设备,所述显示设备包括HBC接收器,所述HBC接收器操作地连接到所述HBC发射器并且被配置为使用人体通信来从所述HBC发射器接收所述传感器信息,所述HBC接收器被配置为在所述传感器会话期间定位在所述宿主的所述身体的第二部分处或定位成与所述第二部分相邻,所述第二部分不同于所述第一部分。
31.一种使用生理参数监测系统来传递传感器信息的方法,所述方法包括:
在所述生理参数监测系统的传感器处生成传感器输出信号;
在所述生理参数监测系统的定位在宿主的身体的第一部分处或定位成与所述第一部分相邻的发射器处使用人体通信来无线地发射由所述传感器输出信号生成或从所述传感器输出信号导出的传感器信息;
在所述生理参数监测系统的定位在所述宿主的所述身体的第二部分处或定位成与所述第二部分相邻的接收器处使用人体通信来从所述发射器无线地接收所述传感器信息,所述第二部分不同于所述第一部分;以及
在所述生理参数监测系统的显示设备处显示所接收到的传感器信息。
32.根据权利要求31所述的方法,其中所述显示设备包括智能手表。
33.一种生理参数监测装置,所述生理参数监测装置包括:
传感器,所述传感器被配置为生成传感器输出信号;
传感器电子器件,所述传感器电子器件可操作地连接或可连接到所述传感器;和
发射器,所述发射器可操作地连接或可连接到所述传感器电子器件,所述发射器包括:
第一导电触点,所述第一导电触点可操作地连接到所述传感器电子器件,所述第一导电触点具有第一区域,所述第一区域被配置用于在远离宿主的皮肤的第一偏移距离处的向所述宿主的施加;和
第二导电触点,所述第二导电触点可操作地连接到所述传感器电子器件,所述第二导电触点具有第二区域,所述第二区域被配置用于在远离所述宿主的所述皮肤的第二偏移距离处的向所述宿主的施加,
其中所述第二区域小于所述第一区域,其中所述第二偏移距离大于所述第一偏移距离,并且其中所述传感器电子器件被配置为跨所述第一导电触点和所述第二导电触点施加信号,以使用人体通信来无线地发射由所述传感器输出信号生成或从所述传感器输出信号导出的传感器信息。
34.根据权利要求33所述的装置,其中所述传感器电子器件被定位成基本上在所述第一导电触点与所述第二导电触点之间。
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