DE102016123440A1

DE102016123440A1 - Herzmonitorsysteme an tragbaren Geräten

Info

Publication number: DE102016123440A1
Application number: DE102016123440.0A
Authority: DE
Inventors: Daniel J. Meer; Kent Allen Campbell; Brett Coakley; Eric J. Dayringer; Nicholas Alan Fraser; Thomas E. Gitzinger; Jaeshin Kim; Michael L. Neau; Mitul R. Patel
Original assignee: Motorola Mobility LLC
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 2015-12-29
Filing date: 2016-12-05
Publication date: 2017-06-29
Also published as: GB2546876B; US20170215743A1; GB201621075D0; GB2546876A; US20170181644A1; US10716478B2

Abstract

In den Ausführungsformen eines Herzmonitorsystems an einem tragbaren Gerät hat das tragbare Gerät elektrische Kontakte, die in eine Gehäusebasis des tragbaren Geräts als Elektroden integriert sind, die für einen Kontakt mit der Haut eines Nutzers ausgelegt sind, während der Nutzer das tragbare Gerät trägt. Eine Gehäuseeinfassung des tragbaren Geräts ist als ein weiterer Kontaktpunkt an dem tragbaren Gerät konzipiert. Das tragbare Gerät enthält ein Elektromyographie-System (EMG-System) für den Empfang von elektrischen Signalen von mindestens zwei der Elektroden und für die Erfassung einer Muskelbewegung des Nutzers. Ferner enthält das tragbare Gerät ein Elektrokardiogramm-System (EKG-System) für den Empfang und die Kombination von Signalen von den Elektroden, wenn der Nutzer die Gehäuseeinfassung berührt, während er das tragbare Gerät trägt, um eine EKG-Schleife zwischen den Elektroden und der Gehäuseeinfassung für einen Herzfrequenzwert des Nutzers zu schließen.

Description

HINTERGRUND
Tragbare Geräte wie Uhren und Fitness Tracker sind im Wesentlichen kleine Computer, die bei Nutzern immer beliebter werden. Eine tragbare Uhr kann ihrem traditionellen Zweck entsprechend zur Zeitanzeige verwendet werden und auch für die Kommunikation mit dem Mobiltelefon eines Nutzers, um empfangene Nachrichten, eingehende Anrufe, Termine und dergleichen anzuzeigen, sowie allgemein als erweiterte Schnittstelle des Mobiltelefons. Andere Arten von tragbaren Geräten, die immer beliebter werden, sind Fitness Tracker und Feedback-Geräte bzw. Messwertgeber, die mit Sensoren realisiert werden können, um die Herzfrequenz eines Nutzers, die zurückgelegte Strecke, die Übungsstufe, Schlafmuster und andere Aktivitäten, die Bewegung und persönliche Messungen eines Nutzers, der das Gerät trägt, zu überwachen.
Manche tragbaren Geräte sind ausgebildet für die Erfassung von Elektrokardiogrammwerten (EKG-Werten), die dem Nutzer einen Messwert der Herzfrequenz über einen Zeitraum liefern und zum Diagnostizieren von potenziellen Herzproblemen genutzt werden können. Ein EKG misst die elektrischen Signale zwischen zwei Extremitäten, zum Beispiel von einer Hand zur anderen Hand, wobei das elektrische Signal zwischen den beiden Extremitäten durch das Herz verläuft. Allgemein hängen die Genauigkeit und die Qualität des EKG-Signals mit dem Oberflächenbereich der beiden Kontakte zusammen, zwischen denen das elektrische Signal verläuft, und eine Implementierung in einem miniaturisierten tragbaren Gerät (engl. small formfactor wearable device) liefert keinen zuverlässigen EKG-Messwert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Ausführungsformen eines Herzmonitorsystems an tragbaren Geräten werden nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben. Dabei sind gleiche oder ähnliche Merkmale und Komponenten, die in den Zeichnungen dargestellt sind, durchgehend mit gleichen oder ähn lichen Bezugszeichen versehen. In den Zeichnungen zeigt:
1 ein Beispiel eines tragbaren Geräts, in welchem Techniken eines Herzmonitorsystems an tragbaren Geräten realisierbar sind;
2 ein (mehrere) Beispielverfahren von Herzmonitorsystemen an tragbaren Geräten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
3 ein (mehrere) Beispielverfahren von Herzmonitorsystemen an tragbaren Geräten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen;
4 bis 7 Detailansichten von Komponenten eines als Beispiel dienenden tragbaren Geräts in Ausführungsformen eines Herzmonitorsystems an tragbaren Geräten;
8 verschiedene Komponenten eines als Beispiel dienenden Geräts, das Ausführungsformen von Herzmonitorsystemen an tragbaren Geräten implementieren kann.
DETAILBESCHREIBUNG
Ausführungsformen von Herzmonitorsystemen an tragbaren Geräten werden nunmehr beschrieben und stellen Verfahren für die Implementierung mehrerer verschiedener Herzmonitorsysteme an einem einzigen tragbaren Gerät wie einer Smartwatch, einem Fitness Tracker und/oder anderen ähnlichen Geräten bereit. Ein tragbares Gerät kann in seinen Ausführungen ein Elektromyographie-System (EMG-System), ein Elektrokardiogramm-System (EKG-System) und ein Photoplethysmographie-System (PPG-System) enthalten. Das tragbare Gerät enthält elektrische Kontakte, die in eine Gehäusebasis eines tragbaren Geräts als Elektroden integriert sind, die ausgebildet sind für den Kontakt mit der Haut eines Nutzers, der das tragbare Gerät trägt. Eine Gehäuseeinfassung des tragbaren Geräts ist auch als weiterer Kontaktpunkt an dem tragbaren Gerät konzipiert, der für ein Herzmonitorsystem des tragbaren Geräts realisiert ist.
Die Elektromyographie (EMG) ist ein elektrodiagnostisches Verfahren zum Auswerten und Aufzeichnen der elektrischen Aktivität in den Skelettmuskeln eines Nutzers, der das tragbare Gerät trägt. Das EMG-System arbeitet mit Elektroden zum Messen der elektrischen Aktivität der Skelettmuskeln und kann für die Erfassung von Gesten und der Belastung der Muskeln (Bewegungen) ausgebildet sein. Das Photoplethysmographie-System (PPG-System) arbeitet mit einer Leuchtdiode (LED) zum Beleuchten der Haut des Nutzers und enthält einen optischen Sensor für die Erfassung reflektierten Lichts, anhand dessen die Herzfrequenzmessungen des Nutzers bestimmt werden. Das PPG-System misst die Änderung der Lichtabsorption während eines Herzzyklus des Herzens des Nutzers, der das tragbare Gerät trägt, und eine Photoplethysmographie zeigt den durch die Herzzyklen modulierten Blutfluss in der Haut an.
Die Elektrokardiographie (EKG), die auch als EKG bezeichnet wird, zeichnet die elektrische Aktivität des Herzens über einen Zeitraum auf, wobei die Elektroden verwendet werden, die kleine elektrische Änderungen auf der Haut erfassen, die auftreten, wenn der Herzmuskel bei jedem Herzschlag depolarisiert. Die Daten des EKG-Systems ermöglichen genaue Messwerte der Herzfrequenz und können zum Messen der Herzschlagfrequenz und des Herzrhythmus sowie zum Diagnostizieren potenzieller Herzprobleme verwendet werden. Das EKG-System kann die Herzfrequenz über einen Zeitraum messen oder bestimmen, indem die kombinierten elektrischen Signale über den Weg durch das Herz des Nutzers zwischen einer ersten Extremität des Nutzers, die sich mit den Elektroden in Kontakt befindet, und einer zweiten Extremität des Nutzers, die sich mit einem Gehäuserahmen des tragbaren Geräts in Kontakt befindet, gemessen werden. In praktischen Ausführungen kann das EKG-System die elektrischen Signale von den Elektroden empfangen und kombinieren, wenn der Nutzer die Gehäuseeinfassung mit einer Hand berührt, während er das tragbare Gerät am Handgelenk der anderen Hand trägt, um zum Ablesen der Herzfrequenz bzw. des Pulses die EKG-Schleife zwischen den Elektroden und der Gehäuseinfassung zu vervollständigen.
In praktischen Ausführungen trägt ein tragbares Gerät, das mehrere verschiedene Herzmonitorsystem enthält, den konstruktiven Anforderungen von Systemen Rechnung, indem vier elektrische Kontakte als Elektroden zum Messen der elektrischen Signale des EKG-Systems verwendet werden und indem ein elektrischer Schalter und/oder Software-Schalter für die Kombination der elektrischen Signale von den Elektroden verwendet wird, die als einziger Sensor mit einer größeren Fläche für die Messungen des EKG-Systems wirken. Wie vorstehend ausgeführt wurde, ist die Gehäuseeinfassung des tragbaren Geräts eine geerdete Verbindung, die als der andere Kontaktpunkt für das EKG-System konzipiert ist, um Herz-Messwerte zu erhalten, wenn der Nutzer die Gehäuseeinfassung mit einer Hand berührt, während er das tragbare Gerät an dem Handgelenk der anderen Hand trägt, um die EKG-Schleife zwischen den Elektroden und der Gehäuseeinfassung zu vervollständigen.
Während die Merkmale und Konzepte von Herzmonitorsystemen an tragbaren Geräten in beliebig vielen verschiedenen Geräten, Systemen, Umgebungen und/oder Konfigurationen realisiert werden können, werden Ausführungsformen von tragbaren Herzmonitorsystemen im Zusammenhang mit den nachstehenden Beispielgeräten, Beispielsystemen und Beispielverfahren beschrieben.
1 zeigt ein Beispiel 100 eines tragbaren Geräts 102, bei welchem die Techniken von Herzmonitorsystemen an tragbaren Geräten praktisch umgesetzt werden können. In diesem Beispiel kann das tragbare Gerät 102 ein beliebiges tragbares elektronisches Gerät und/oder Computergerät sein, wie zum Beispiel ein Fitness Tracker und/oder ein Uhrengerät, das bei Pos. 104 gezeigt ist und selbst als kleines Computergerät, intelligentes Gerät oder intelligente Uhr bzw. Smartwatch ausgeführt ist. Das tragbare Gerät 102 kann mit verschiedenen Komponenten ausgebildet sein, zum Beispiel mit einem Prozessorsystem 106 und einem Speicher 108, sowie mit einer beliebigen Anzahl und Kombination von verschiedenen Komponenten, die nachstehend mit Bezug auf das in 8 dargestellte Beispielgerät näher erläutert werden. Zum Beispiel kann das tragbare Gerät 102 eine Energiequelle 110 für die Energieversorgung des Geräts enthalten, wie zum Beispiel eine flexible Streifenbatterie, eine aufladbare Batterie und/oder eine andere Art einer aktiven oder passiven Energiequelle, die in einem tragbaren Gerät ausgeführt sein kann.
Das als Beispiel dienende tragbare Gerät 102 hat ein integriertes Display 112 zum Anzeigen einer Benutzerschnittstelle des tragbaren Geräts, die beispielsweise die aktuelle Zeit und das aktuelle Datum anzeigt, wenn das tragbare Gerät seinem traditionellen Zweck entsprechend als Uhr (z.B. bei Pos. 104 gezeigt) benutzt wird. Das integrierte Display 112 kann auch ausgebildet sein zum Anzeigen von empfangenen Mitteilungen, von eingehenden Telefonanrufen, von Terminverabredungen, von Herzfrequenz-Messwerten, von Herzmessungen, von Elektrokardiogramm-Messwerten (üblicherweise als EKG bezeichnet) und von anderen darstellbaren Tabellen und Informationen.
Das tragbare Gerät 102 hat elektrische Kontakte, die in eine Gehäusebasis 114 des tragbaren Geräts als Elektroden 116 integriert sind, die ausgebildet sind für den Kontakt mit der Haut eines Nutzers, während dieser das tragbare Gerät trägt. In den Implementierungen können die elektrischen Kontakte (z.B. die Elektroden 116) gleich voneinander beabstandet sein und in einem Muster in der Gehäusebasis 114 angeordnet sein, das seitens des Herzmonitorsystems des tragbaren Geräts die Verwendung der elektrischen Kontakte in einer beliebigen Kombination erlaubt. Außerdem wird der Oberflächenbereich der elektrischen Kontakte minimiert, so dass keine gegenseitige Beeinträchtigung mit den Antennen des Drahtloskommunikationssystems des tragbaren Geräts erfolgt. Wenngleich nicht dargestellt, kann das tragbare Gerät 102 mit einem oder mehreren Kommunikationssystemen ausgeführt sein, zum Beispiel mit Bluetooth^TM, GPS, WiFi und ähnlichen Systemen, die jeweils eine Funkeinrichtung, eine Antenne und einen Chipsatz enthalten, der für eine Drahtlos- und Datennetzkommunikation mit den anderen Geräten ausgebildet ist.
Eine Gehäuseeinfassung bzw. ein Gehäusering 118 des tragbaren Geräts 102 ist als weiterer Kontaktpunkt an dem tragbaren Gerät konzipiert, das für ein Herzmonitorsystem an dem tragbaren Gerät ausgebildet ist. In diesem Beispiel ist das tragbare Gerät 102 mit mehreren Herzmonitorsystemen wie einem Elektromyographie-System (EMG-System) 120, einem Elektrokardiogramm-System (EKG-System) 122 und einem Photoplethysmographie-System (PPG-System) 124 ausgeführt. Wie vorstehend erwähnt wurde, wird der Oberflächenbereich der elektrischen Kontakte in der Gehäusebasis 114 minimiert, wodurch Raum für die Komponenten des PPG-Systems geschaffen wird, das bei Pos. 104 gezeigt ist.
Die Elektromyographie (EMG) ist ein elektrodiagnostisches Verfahren zum Auswerten und Aufzeichnen der elektrischen Aktivität in Skelettmuskeln des Nutzers des tragbaren Geräts. Das EMG-System 120 arbeitet mit Elektroden 116, um die elektrische Aktivität der Skelettmuskeln zu messen, und kann verwendet werden, um Gesten und Muskelbelastungen (Bewegungen) zu erfassen. Das EMG-System 120 kann von mindestens zwei der Elektroden 116 elektrische Signale empfangen und kann Muskelbewegungen 126 des Nutzers erfassen. Wie vorstehend erwähnt, sind die Elektroden 116 gleich beabstandet und sind in der Gehäusebasis 114 in einem Muster angeordnet, das dem EMG-System die Verwendung von beliebigen Elektrodenkombinationen erlaubt. Wenn jedoch mehrere Elektroden 116 verwendet werden, erhöht sich die Zuverlässigkeit der Messwerte, und fehlerhafte Messwerte, die durch die Bewegung des Nutzers verursacht werden, werden verringert.
Das EMG-System 120 ist auch ausgebildet für die Erkennung von Gesteneingaben 128 in das tragbare Gerät 102, basierend auf den erfassten Muskelbewegungen 126 des Nutzers. Die erfassten bzw. erkannten Gesteneingaben können einfach sein, wie zum Beispiel eine Eingabe zum Aufwecken des Geräts, oder es können kompliziertere Muskelbewegungen erfasst bzw. erkannt werden, wie zum Beispiel Liegestütze, die ein Nutzer macht, wobei das EMG-System 120 die Muskelbelastung an den Handgelenken des Nutzers fühlt, oder wenn ein Nutzer etwas hochhebt, wobei das EMG-System erkennt, dass die Hand des Nutzers etwas umklammert oder geöffnet ist. Andere oder weitere erkennbare Gesten, die basierend auf der erfassten Muskelbelastung erkannt werden, sind unter anderem das Schnippen mit den Fingern, mehrere Fingerbewegungen und viele andere Arten von Bewegungen, die von dem Nutzer initiiert werden, um mit dem tragbaren Gerät zu interagieren.
Die Elektrokardiographie (EKG), die auch als EKG bezeichnet wird, zeichnet die elektrische Aktivität des Herzens über einen Zeitraum auf und verwendet hierfür die Elektroden 116, die kleine elektrische Änderungen auf der Haut erfassen, die auftreten, wenn der Herzmuskel bei jedem Herzschlag depolarisiert. Die Messwerte von dem EKG-System 122 erlauben genaue Herzfrequenzwerte 130 und können zum Messen der Herzfrequenz und des Herzrhythmus sowie zum Diagnostizieren potenzieller Herzprobleme verwendet werden. Das EKG-System 122 kann die Herzfrequenz oder den Pulsschlag über eine Zeitdauer messen oder ermitteln, indem das System die kombinierten elektrischen Signale über den Weg durch das Herz zwischen einer ersten Extremität des Nutzers, die sich mit den Elektroden 116 in Kontakt befindet, und einer zweiten Extremität des Nutzers, die sich mit der Gehäuseeinfassung 118 des tragbaren Geräts in Kontakt befindet.
In den Implementierungen kann das EKG-System 122 die elektrischen Signale von den Elektroden 116 empfangen und kombinieren, wenn der Nutzer die Gehäuseeinfassung 118 mit einer Hand berührt, während er das tragbare Gerät am Handgelenk seiner anderen Hand trägt, um eine EKG-Schleife zwischen den Elektroden 116 und der Gehäuseeinfassung 118 zum Ablesen der Herzfrequenz 130 des Nutzers zu vervollständigen. Das EKG-System 122 kann auch einen Elektrokardiogramm-Messwert 132 des Nutzers ermitteln, und die EKG-Werte können als Graph oder in anderer Weise auf dem integrierten Display 112 des tragbaren Geräts angezeigt oder zur Anzeige auf einem anderen Gerät des Nutzers, z.B. auf einem Mobiltelefon, an dieses andere Gerät übermittelt werden.
Das Photoplethysmographie-System (PPG-System) 124 enthält eine Leuchtdiode (LED 134) zum Beleuchten der Haut des Nutzers und enthält einen optischen Sensor 136 zum Erfassen reflektierten Lichts, anhand dessen Herzfrequenzwerte des Nutzers ermittelt werden. Das PPG-System 124 misst die Änderung der Lichtabsorption während eines Herzzyklus des Herzens des Nutzers, der das tragbare Gerät 102 trägt, und ein Photoplethysmogramm zeigt den Blutfluss an, der durch den Herzzyklus in der Haut moduliert wird. Eine Herzfrequenzmessung des Nutzers, der das tragbare Gerät 102 trägt, kann bestimmt werden, ohne dass der Nutzer das tragbare Gerät mit beiden Händen berühren muss. Ferner kann das PPG-System 124 basierend auf einer Beschleunigungsmesser-Eingabe initiiert oder aktiviert werden, wobei die Beschleunigungsmesser-Eingabe auf eine Nutzeraktivität schließen lässt, zum Beispiel darauf, dass der Nutzer zu gehen oder zu joggen beginnt.
In den Ausführungsformen hat das tragbare Gerät 102 eine Leiterplatte 138, die derart ausgeführt ist, dass sie die Elektroden 116 mit dem EMG-System 120 und mit dem EKG-System 122 verbindet. Die Gehäuseeinfassung 118 ist auch an der Leiterplatte 138 geerdet, um die EKG-Schleife zwischen den Elektroden 116 und der Gehäuseeinfassung zu vervollständigen, wenn der Nutzer die Gehäuseeinfassung berührt, während er das tragbare Gerät trägt. Die Vorgehensweise, die eine Erdung der Gehäuseeinfassung 118 als zusätzlichen Kontaktpunkt für das EKG-System vorsieht, beseitigt die Notwendigkeit einer weiteren, unabhängigen Komponente des tragbaren Geräts. In den Implementierungen enthält die Leiterplatte 138 einen elektronischen Schalter 140, der in die Leiterplatte integriert ist, um basierend auf einer erfassten Nutzeraktivität zwischen dem EMG-System 120 und dem EKG-System 122 dynamisch umzuschalten. Die Leiterplatte 138 kann ferner die elektrischen Signale von den Elektroden 116 kombinieren, um die EKG-Schleife für die Herzfrequenzmessung des Nutzers zu vervollständigen. Alternativ lässt sich in dem tragbaren Gerät 102 eine Softwareanwendung implementieren, um zur Vervollständigung der EKG-Schleife für das EKG-System die elektrischen Signale von den Elektroden 116 zu kombinieren.
In den Ausführungsformen kann das tragbare Gerät 102 einen Herzmonitor-Manager 142 enthalten, der als Softwareanwendung oder Modul ausgeführt ist, zum Beispiel in Form von ausführbaren Softwarebefehlen (z.B. computerausführbare Befehle), die mit dem Verarbeitungssystem 106 des tragbaren Geräts ausgeführt werden können. Der Herzmonitor-Manager 142 kann in einem computerlesbaren Speicher gespeichert sein, zum Beispiel in einem beliebigen geeigneten Speicher 108 oder in einem elektronischen Datenspeicher, der durch das tragbare Gerät realisiert wird. Wie vorstehend erwähnt wurde, kann der Herzmonitor-Manager 142 derart ausgeführt sein, dass dieser zur Vervollständigung der EKG-Schleife für das EKG-System die elektrischen Signale von den Elektroden 116 kombiniert und den Herzfrequenzwert 130 des Nutzers bestimmt. In diesem Beispiel kann der Herzmonitor-Manager 142 eine Nutzeraktivität basierend auf Sensoreingaben von Aktivitätssensoren 144 wie einem Beschleunigungsmesser, einem GPS-System, einem Lichtsensor oder anderen Arten von Sensoren oder Systemen erfassen, die auf eine Nutzeraktivität hindeuten, während der Nutzer das tragbare Gerät trägt. Der Herzmonitor-Manager 142 enthält auch einen Softwareschalter 146, der ausgebildet ist zum dynamischen Umschalten zwischen dem EMG-System und dem EKG-System und zur wahlweisen Aktivierung des PPG-Systems basierend auf der erfassten Nutzeraktivität. In den Implementierungen kann das PPG-System unabhängig von dem EMG-System und/oder dem EKG-System arbeiten. Ferner muss der Nutzer die verschiedenen Moden nicht manuell aktivieren, wenngleich das System Nutzerinitiierte Sensormoden vorsehen kann.
In den Ausführungsformen ist der Herzmonitor-Manager 142 eine Komponente eines oder mehrerer Herzmonitorsysteme in dem tragbaren Gerät 102, zum Beispiel eine Komponente des EMG-Systems 120, des EKG-Systems 122 und/oder des PPG-Systems 124. Als Komponente des EMG-Systems 120 kann der Herzmonitor-Manager 142 ausgebildet sein für die Erfassung der Muskelbewegungen 126 des Nutzers basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen von den Elektroden 116 und für die Erkennung der Gesteneingaben 128 in das tragbare Gerät 102, basierend auf den erfassten Muskelbewegungen 126 des Nutzers. Als Komponente des EKG-Systems 122 kann der Herzmonitor-Manager 142 auch ausgeführt sein für die Ermittlung des Herzfrequenzwerts 130 sowie des Elektrokardiogrammwerts 132. Als Komponente des PPG-Systems 124 kann der Herzmonitor-Manager 142 auch ausgeführt sein zum Bestimmen des Herzfrequenzwerts des Nutzers basierend auf dem ausgesandten und reflektierten Licht, das durch die optischen Sensoren 136 des PPG-Systems erfasst wird.
Beispielverfahren 200 und 300 werden entsprechend den Implementierungen von Herzmonitorsystemen an tragbaren Geräten jeweils mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben. Generell können Dienste, Komponenten, Module, Verfahren und/oder Operationen, die vorliegend beschrieben sind, durch die Verwendung von Software, Firmware, Hardware (z.B. feste Logikschaltungen), durch manuelle Verarbeitung oder Kombinationen derselben implementiert werden. Einige Operationen der Beispielverfahren können gegebenenfalls in dem allgemeinen Kontext von ausführbaren Befehlen beschrieben sein, die in einem computerlesbaren Speicher gespeichert sind, der ein lokaler und/oder ein Remote-Speicher eines Computerprozessorsystems sein kann, und die Implementierungen können Softwareanwendungen, Programme, Funktionen und dergleichen umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann eine beliebige der hier beschriebenen Funktionen zumindest teilweise durch eine oder mehrere Hardware-Logikkomponenten wie beispielsweise feldprogrammierbare Gate Arrays (FPGAs), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASICs), anwendungsspezifische Standardprodukte (ASSPs), Ein-Chip-Systeme (SoCs), komplexe programmierbare Logikbausteine (CPLDs) und dergleichen ausgeführt werden, ohne Beschränkung hierauf.
2 zeigt ein (mehrere) Beispielverfahren 200 der Herzmonitorsysteme in Ausführungsformen der Herzmonitorsysteme an bzw. in tragbaren Geräten. Die Reihenfolge, in der das Verfahren beschrieben wird, ist nicht als Einschränkung gedacht, vielmehr können die beschriebenen Operationen des Verfahrens in beliebiger Anzahl oder in beliebiger Kombination und in einer beliebigen Reihenfolge stattfinden, um ein Verfahren oder ein alternatives Verfahren durchzuführen.
In Schritt 202 werden Herzmonitorsysteme basierend auf einer erfassten Benutzeraktivität dynamisch zwischen einem Elektromyographie-System (EMG-System), einem Elektrokardiogramm-System (EKG-System) und oder eine Photoplethysmogramm-System (PPG-System) in einem tragbaren Gerät umgeschaltet. Zum Beispiel enthält das tragbare Gerät 102 mehrere Herzmonitorsysteme wie beispielsweise das EMG-System 120, das EKG-System 122 und das PPG-System 124. Der Herzmonitor-Manager 142, der in dem tragbaren Gerät 102 implementiert ist, enthält einen Softwareschalter 146 zum dynamischen Umschalten zwischen dem EMG-System 120 und dem EKG-System 122 und aktiviert basierend auf einer erfassten Nutzeraktivität das PPG-System 124, wobei diese Aktivität des Nutzers eine Aktivität sein kann, die durch die Aktivitätssensoren 144 erfasst wird, während der Nutzer das tragbare Gerät trägt. In den Implementierungen kann das PPG-System in Verbindung mit oder unabhängig von dem EMG-System und/oder dem EKG-System arbeiten.
Das Verfahren 200 wird fortgesetzt, wenn das PPG-System durch den Schalter gewählt oder aktiviert wird. Wenn alternativ das EMG-System oder das EKG-System durch den Schalter gewählt oder aktiviert werden, wird das mit Bezug auf 3 beschriebene Verfahren 300 durchgeführt. In Schritt 204 wird die Haut des Nutzers mit einer Leuchtdiode des PPG-Systems beleuchtet; in Schritt 206 wird reflektiertes Licht mit einem optischen Sensor des PPG-Systems erfasst; und in Schritt 208 werden Herzfrequenzmessungen des Nutzers basierend auf dem ausgesandten Licht und dem erfassten reflektierten Licht bestimmt. Zum Beispiel beleuchtet die Leuchtdiode (LED) 134 des PPG-Systems 124 die Haut des Nutzers, der das tragbare Gerät trägt, und der optische Sensor 136 erfasst das reflektierte Licht, anhand dessen die Herzfrequenzmessungen des Nutzers bestimmt werden. In den Ausführungsformen ist der Herzmonitor-Manager 142 als Komponente des PPG-Systems 124 realisiert und bestimmt die Herzfrequenzmessungen des Nutzers basierend auf den Werten des reflektierten Lichts.
3 zeigt ein (mehrere) Beispielverfahren 300 der Herzmonitorsysteme in Ausführungsformen der Herzmonitorsysteme an bzw. in tragbaren Geräten. Die Reihenfolge, in der das Verfahren beschrieben wird, ist nicht als Einschränkung gedacht, vielmehr können die beschriebenen Operationen des Verfahrens in beliebiger Anzahl oder in beliebiger Kombination und in einer beliebigen Reihenfolge stattfinden, um ein Verfahren oder ein alternatives Verfahren durchzuführen.
In Schritt 302 werden elektrische Signale von Elektroden empfangen, die in die Gehäusebasis eines tragbaren Geräts integriert sind, wobei die Elektroden die Haut des Nutzers kontaktieren, während der Nutzer das tragbare Gerät trägt. Zum Beispiel hat das tragbare Gerät 102 die elektrischen Kontakte, die in eine Gehäusebasis 114 des tragbaren Geräts als Elektroden 116 integriert sind, die ausgebildet sind für den Kontakt mit der Haut eines Nutzers, während dieser das tragbare Gerät trägt. Die Leiterplatte 138 und/oder der Herzmonitor-Manager 142 empfängt die elektrischen Signale von den Elektroden 116, die gleich beabstandet sind und in einem Muster angeordnet sind, das dem EMG-System 120 die Verwendung einer beliebigen Kombination von mindestens zwei der Elektroden erlaubt. Die Leiterplatte 138 verbindet die Elektroden mit dem EMG-System 120 und mit dem EKG-System 122 und kombiniert die elektrische Signale von den Elektroden mit dem elektronischen Schalter 140, um die EKG-Schleife für den Herzfrequenzwert des Nutzers zu vervollständigen. Ferner ist die Gehäuseeinfassung 118 des tragbaren Geräts 102 an der Leiterplatte 138 geerdet, um die ECG-Schleife zwischen den Elektroden 116 und der Gehäuseeinfassung 118 zu vervollständigen, wenn der Nutzer die Gehäuseeinfassung berührt, während er das tragbare Gerät trägt.
Bei dem EMG-System 120 wird in Schritt 304 basierend auf den elektrischen Signalen, die von mindestens zwei der Elektroden empfangen werden, durch das EMG-System eine Muskelbewegung des Nutzers erfasst. Zum Beispiel empfängt das EMG-System 120 die elektrischen Signale von mindestens zwei der Elektroden 116 und erfasst die Muskelbewegungen 126 des Nutzers. In Schritt 306 wird basierend auf der erfassten Muskelbewegung des Nutzers durch das EMG-System eine Gesteneingabe in das tragbare Gerät erkannt. Zum Beispiel erkennt das EMG-System 120 die Gesteneingabe 128 in das tragbare Gerät 102 basierend auf den erfassten Muskelbewegungen 126 des Nutzers. In den Ausführungsformen ist der Herzmonitor-Manager 142 als Komponente des EMG-Systems 120 realisiert und bestimmt die Muskelbewegungen 126 des Nutzers basierend auf den empfangenen elektrischen Signalen und bestimmt die Gesteneingaben 128 in die tragbare Vorrichtung 102 basierend auf den erfassten Muskelbewegungen 126 des Nutzers.
Bei dem ECG-System 122 werden in Schritt 308 die elektrischen Signale von den Elektroden kombiniert, wenn der Nutzer eine Gehäuseeinfassung des tragbaren Geräts berührt, die als weiterer Kontaktpunkt an dem tragbaren Gerät konzipiert ist. In Schritt 310 wird durch das EKG-System ein Herzfrequenzwert ermittelt, wenn der Nutzer die Gehäuseeinfassung berührt, während er das tragbare Gerät trägt, um die EKG-Schleife zwischen den Elektroden und der Gehäuseeinfassung zu vervollständigen. Zum Beispiel empfängt und kombiniert das EKG-System 122 die von den Elektroden 116 empfangenen Signale, wenn der Nutzer mit einer Hand die Gehäuseeinfassung 118 berührt, während er am Handgelenk der anderen Hand das tragbare Gerät trägt, um die EKG-Schleife zwischen den Elektroden 116 und der Gehäuseeinfassung 118 für einen Herzfrequenzwert des Nutzers 130 zu schließen. Das EKG-System 122 bestimmt den Herzfrequenzwert über einen Zeitraum, indem über den Weg durch das Herz des Nutzers die kombinierten Signale zwischen einer ersten Extremität des Nutzers, die sich mit den Elektroden in Kontakt befindet, und einer zweiten Extremität des Nutzers, die sich mit der Gehäuseeinfassung in Kontakt befindet, gemessen werden. Das EKG-System 122 bestimmt auch den Elektrokardiogrammwert 132 des Nutzers. In den Ausführungsformen ist der Herzmonitor-Manager 142 als Komponente des EKG-Systems 122 realisiert und bestimmt den Herzfrequenzwert 130 des Nutzers sowie den Elektrokardiogrammwert 132 des Nutzers.
Die 4 bis 7 sind Detaildarstellungen von Komponenten des als Beispiel dienenden tragbaren Geräts 102. 4 ist einen Komponenten-Detailansicht 400 eines Abschnitts des tragbaren Geräts 102 und zeigt einen Massepfad der Einschalttaste 402 des Geräts zu der Leiterplatte 138. Die Komponenten-Detailansicht 400 zeigt die Anschalttaste 402, eine Feder 404, eine Hülse 406, einen ersten Einsatz 408, eine Halterung 410, eine Schraube 412, einen zweiten Einsatz 414 und ein Goldplättchen 416 auf der Leiterplatte 138. In den Implementierungen ist diese Reihenfolge von Komponenten des tragbaren Geräts der Massepfad der Einschalttaste 402 des Geräts zu der Leiterplatte 138.
5 ist eine Komponenten-Detailansicht 500 eines Abschnitts des tragbaren Geräts 102 und zeigt einen Massepfad der Gehäuseeinfassung 118 zu der Leiterplatte 138. Die Komponenten-Detailansicht 500 enthält die Gehäuseeinfassung 118, eine Erdungsklemme 502, ein Puck-Gehäuse 504, eine Leiterplattenerdung (PCB-Erdung) 506 und ein Goldplättchen 508 auf der Leiterplatte 138. In den Implementierungen ist diese Reihenfolge von Komponenten des tragbaren Geräts der Massepfad der Gehäuseeinfassung 118 zu der Leiterplatte 138.
6 ist eine Komponenten-Detailansicht 600 eines Abschnitts des tragbaren Geräts 102 und zeigt einen Massepfad von der Leiterplatte 138 (d.h. einer gedruckten Schaltungsplatte (PCB)) zu einer Elektrode 116 (z.B. ein in die Gehäusebasis 114 des tragbaren Geräts 102 integrierter elektrischer Kontakt). Die Komponenten-Detailansicht 600 enthält die Leiterplatte 138, eine Kontaktklemme 602 und eine Elektrode 116. In den Implementierungen ist diese Reihenfolge von Komponenten des tragbaren Geräts der Massepfad von der Leiterplatte 138 zu einer Elektrode 116, die in die Gehäusebasis 114 des tragbaren Geräts 102 integriert ist.
7 zeigt Komponenten-Detailansichten 700 von Abschnitten des tragbaren Geräts 102 und zeigt einen ähnlichen Massepfad der Einschalttaste 402, eines Bunds und der Gehäuseeinfassung 118 zu der Erde (z.B. der Leiterplatte 138). Eine erste Komponenten-Detailansicht 702 enthält den Bund 704, die Hülse 406, eine kosmetische Front 706 und einen ersten Einsatz 408. Eine zweite Komponenten-Detailansicht 708 enthält die Gehäuseeinfassung 118, eine Strebe 710 und eine Umhüllung 712. Eine dritte Komponenten-Detailansicht 714 enthält die Einschalttaste 402, die Feder 404, die Halterung 410, die Schraube 412, den zweiten Einsatz 414 und das Goldplättchen 416 auf der Leiterplatte 138. In den Implementierungen verläuft der Massepfad von der Einschalttaste 402 zur Erde der Reihe nach von der Einschalttaste 402, zur Feder 404, zu der Hülse 406, zu dem ersten Einsatz 408, zu der Halterung 410, zu dem zweiten Einsatz 414 und zu dem Goldplättchen 416 auf der Leiterplatte 138. Der Massepfad des Bunds 704 zur Erde führt über die Hülse 406, den ersten Einsatz 408, die Halterung 410, den zweiten Einsatz 414 und das Goldkissen 416 auf der Leiterplatte 138. Der Massepfad der Gehäuseeinfassung 118 zur Erde verläuft über die kosmetische Front 706, die Hülse 406, den ersten Einsatz 408, die Halterung 410, den zweiten Einsatz 414 und das Goldkissen 416 auf der Leiterplatte 138.
8 zeigt verschiedene Komponenten eines als Beispiel dienenden Geräts 800, in welchem Ausführungsformen des Herzmonitorsystems an bzw. in einem tragbaren Gerät realisiert werden können. Das als Beispiel dienende Gerät 800 kann als beliebiges tragbares Gerät, als Client-Gerät, als Mobilgerät, als Computer, als Kommunikations-, Fitness-, Unterhaltungs-, Spiel-, Medienwiedergabegerät und/oder ein Gerät einer anderen Art ausgeführt sein. Beispielsweise kann das tragbare Gerät 102, das in den 1 bis 7 gezeigt und mit Bezug auf die 1 bis 7 beschrieben ist, als Beispiel-Gerät 800 implementiert sein.
Das Gerät 800 hat Kommunikations-Sendeempfänger 802, die eine drahtgebundene und/oder drahtlose Kommunikation der Gerätedaten 804 mit anderen Geräten ermöglichen. Die Gerätedaten 804 können unter anderem sein: Herzdaten, die durch das Elektromyographie-System (EMG-System) 120, das Elektrokardiogramm-System (EKG-System) 122 oder das Photoplethysmographie-System (PPG-System) 124 oder durch mehrere dieser Systeme erfasst und/oder bestimmt werden. Außerdem können die Gerätedaten jegliche Art von Audiodaten, Videodaten und/oder Bilddaten umfassen. Beispiele von Sendeempfängern sind unter anderem ein Wireless Personal Area Network (WPAN) Funknetz, das mit verschiedenen Standards IEEE 802.15 (Bluetooth^TM) kompatibel ist, ein Wireless Local Area Network (WLAN) Funknetz, das mit einem der verschiedenen Standards IEEE 802.11 (WiFi^TM) kompatibel ist, ein Wireless Wide Area Network (WWAN) Funknetz für Mobiltelefonkommunikation, ein Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) Funknetz, das mit verschiedenen Standards IEEE 802.15 (WiMAX^TM) kompatibel ist, und Wirless Local Area Network (LAN) Ethernet-Sendeempfänger für Netzwerkdatenkommunikation.
Das Gerät 800 kann auch einen oder mehrere Dateneingangs-Ports 806 aufweisen, überwelche jegliche Art von Daten, Media Content und/oder Eingaben empfangen werden können, zum Beispiel von dem Nutzer gewählte Eingaben in das Gerät, Mitteilungen, Musik, Fernsehinhalt und andere Arten von Audiodaten, Videodaten und/oder Bilddaten, die von einer Content- und/oder Datenquelle empfangen werden. Die Dateneingangs-Ports können unter anderem USB-Ports, Koaxialkabel-Ports oder andere serielle oder parallele Anschlüsse (einschließlich interne Anschlüsse) für Flash-Speicher, DVDs, CDs und dergleichen sein. Diese Dateneingangs-Ports können verwendet werden, um das Gerät mit anderen Arten von Komponenten, Peripheriegeräten oder Zubehör wie Mikrophone und/oder Kameras zu verbinden.
Das Gerät 800 enthält ein Prozessorsystem 808 aus einem oder mehreren Prozessoren (z.B. Mikroprozessoren, Steuereinheiten und dergleichen) und/oder ein Prozessor- und Speichersystem, das als Ein-Chip-System (SoC) ausgebildet ist und das computerausführbare Befehle verarbeitet. Das Prozessorsystem kann zumindest teilweise in Hardware ausgeführt sein, die Komponenten einer integrierten Schaltung oder eines Ein-Chip-Systems, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC), eines feldprogrammierbaren Gate Array (FPGA), eines komplexen programmierbaren Logikbausteins (CPLD) und andere Implementierungen in Silizium und/oder andere Hardware umfasst. Alternativ oder zusätzlich kann das Gerät mit Software, Hardware, Firmware oder einer festen logischen Schaltung oder mit Kombinationen derselben ausgeführt sein, wobei die feste logische Schaltung in Verbindung mit Verarbeitungs- und Steuerschaltungen ausgeführt ist, die allgemein bei Pos. 810 angegeben sind. Das Gerät 800 kann ferner jegliche Art eines Systembusses oder ein anderes Daten- und Befehlsübertragungssystem enthalten, das die verschiedenen Komponenten innerhalb des Geräts verbindet. Ein Systembus kann eine Busstruktur und Architektur oder Kombinationen von Busstrukturen und Architekturen sowie Steuer- und Datenleitungen aufweisen.
Die Vorrichtung 800 enthält auch einen computerlesbaren Speicher 812, der eine Datenspeicherung ermöglicht, zum Beispiel Datenspeichervorrichtungen, auf die ein Computer zugreifen kann und dauerhaft Daten und ausführbare Befehle (z.B. Softwareanwendungen, Programme, Funktionen und dergleichen) speichern können. Beispiele des computerlesbaren Speichers 812 sind unter anderem flüchtige Speicher und nichtflüchtige Speicher, feste und entfernbare Mediengeräte und geeignete Speichergeräte oder elektronische Datenspeicher, die Daten für den Zugriff einer Computervorrichtung enthalten. Der computerlesbare Speicher kann verschieden ausgeführt sein, zum Beispiel als Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), als Nur-Lese-Speicher (ROM), als Flash-Speicher oder eine andere Art eines Speichermediums in verschiedenen Konfigurationen der Speichervorrichtung. Das Gerät 800 kann auch ein Massenspeichermedium umfassen.
Der computerlesbare Speicher 812 stellt einen Datenspeichermechanismus für die Speicherung der Gerätedaten 804, von anderen Arten von Informationen und/oder Daten und von verschiedenen Geräteanwendungen 814 (z.B. Softwareanwendungen) bereit. Ein Betriebssystem 816 kann zum Beispiel in Form von Softwarebefehlen in einer Speichervorrichtung enthalten sein und durch das Verarbeitungssystem 808 ausgeführt werden. Die Geräteanwendungen können auch einen Geräte-Manager umfassen, zum Beispiel in Form einer Steuerungsanwendung, Softwareanwendung, Signalverarbeitung und in Form eines Steuermoduls, eines Codes, der ein geräteeigner Code eines bestimmten Geräts ist, einer Hardware-Abstraktionsschicht für ein bestimmtes Gerät usw. In diesem Beispiel enthält das Gerät 800 einen Herzmonitor-Manager 818, der Ausführungsformen eines Herzmonitorsystems eines tragbaren Geräts realisiert und mit Hardwarekomponente oder und/oder als Software ausgeführt sein kann, wie das der Fall ist, wenn das Gerät 800 als das tragbare Gerät 102 ausführt ist, das mit Bezug auf die 1 bis 7 beschrieben ist.
Das Gerät 800 kann auch ein Audio- und/oder Videoverarbeitungssystem 820 enthalten, das Audiodaten für ein Audiosystem 822 und/oder Displaydaten für ein Displaysystem 824 generiert. Das Audiosystem und/oder das Displaysystem können Vorrichtungen umfassen, die Audiodaten, Videodaten, Displaydaten und/oder Bilddaten verarbeiten, anzeigen und/oder anderweitig bereitstellen. Displaydaten und Audiosignale können über eine RF-Verbindung (Radiofrequenzverbindung), eine S-Videoverbindung, HDMI (High Definition Multimedia Interface), eine Composite Video-Verbindung, DVI (Digital Video Interface), eine analoge Audioverbindung oder andere ähnliche Kommunikationsverbindungen wie beispielsweise ein Mediendaten-Port 826 an eine Audiokomponente und/oder eine Displaykomponente kommuniziert werden. In den Implementierungen sind das Audiosystem und/oder das Displaysystem integrierte Komponenten des Beispielgeräts. Alternativ sind das Audiosystem und/oder das Displaysystem externe Peripheriegeräte außerhalb des Beispielgeräts.
Das Gerät 800 kann auch eine oder mehrere Energiequellen 828 aufweisen, wenn das Gerät beispielsweise als Mobilgerät ausgebildet ist. Die Energiequellen können ein Lade- und/oder Energiesystem sein, können als flexible Streifenbatterie, als aufladbare Batterie, als geladener Superkondensator und/oder als aktive oder passive Energiequelle einer anderen Art ausgeführt sein.
Ausführungsformen des Herzmonitorsystems an tragbaren Geräten wurden in einem merkmals- und/oder verfahrensspezifischen Wortlaut beschrieben. Der Gegenstand der anliegenden Ansprüche ist nicht notwendigerweise auf die beschriebenen Merkmale oder Verfahren beschränkt. Die speziellen Merkmale und Verfahren sind vielmehr als Beispiel-Implementierungen von Herzmonitorsystemen an tragbaren Geräten angegeben, so dass weitere äquivalente Merkmale und Verfahren in den Schutzbereich der anliegenden Ansprüche fallen. Wie man erkennen wird, können die beschriebenen verschiedenen Ausführungsformen unabhängig voneinander oder in Verbindung mit einer oder mehreren anderen Ausführungsformen realisiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Standards IEEE 802.15 [0039]
Standards IEEE 802.11 [0039]
Standards IEEE 802.15 [0039]

Claims

Tragbares Gerät, umfassend: elektrische Kontakte, die als Elektroden, die für einen Kontakt mit der Haut eines das tragbare Gerät tragenden Nutzers ausgebildet sind, in eine Gehäusebasis integriert sind; eine Gehäuseeinfassung des tragbaren Geräts, die als weiterer Kontaktpunkt an dem tragbaren Gerät konzipiert ist; ein Elektromyographie-System (EMG-System), das elektrische Signale von mindestens zwei der Elektroden empfängt und eine Muskelbewegung des Nutzers erfasst; und ein Elektrokardiogramm-System (EKG-System) für den Empfang und die Kombination der elektrischen Signale von den Elektroden, wenn der Nutzer die Gehäuseeinfassung berührt, während er das tragbare Gerät trägt, um eine EKG-Schleife zwischen den Elektroden und der Gehäuseeinfassung für einen Herzfrequenzwert des Nutzers zu vervollständigen.
Tragbares Gerät nach Anspruch 1, ferner umfassend ein Photoplethysmographie-System (PPG-System), das eine Leuchtdiode zum Beleuchten der Haut des Nutzers und einen optischen Sensor zum Erfassen von reflektiertem Licht aufweist, anhand dessen Messungen der Herzfrequenz des Nutzers bestimmt werden.
Tragbares Gerät nach Anspruch 2, ferner umfassend ein Prozessorsystem für die Implementierung eines Herzmonitor-Managers, um basierend auf einer oder mehreren Sensoreingaben eine Aktivität des Nutzers zu erfassen; um basierend auf der erfassten Aktivität des Nutzers zwischen dem EMG-System und dem EKG-System dynamisch umzuschalten; und um in Verbindung mit oder unabhängig von dem EMG-System oder dem EKG-System das PPG-System zu aktivieren.
Tragbares Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das EMG-System basierend auf der erfassten Muskelbewegung des Nutzers die Eingabe einer Geste in das tragbare Gerät erkennt.
Tragbares Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das EKG-System den Herzfrequenzwert über einen Zeitraum bestimmt, indem über den Weg durch das Herz des Nutzers die kombinierten elektrischen Signale zwischen einer ersten Extremität des Nutzers, die sich mit den Elektroden in Kontakt befindet, und einer zweiten Extremität des Nutzers, die sich mit der Gehäuseeinfassung in Kontakt befindet, gemessen werden.
Tragbares Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das EKG-System ferner einen Elektrokardiogrammwert des Nutzers bestimmt.
Tragbares Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die elektrischen Kontakte gleich beabstandet sind und in einem Muster angeordnet sind, das es dem EMG-System erlaubt, eine beliebige Kombination der elektrischen Kontakte als die genannten wenigstens zwei Elektroden zu verwenden.
Tragbares Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner umfassend: eine Leiterplatte zum Verbinden der Elektroden mit dem EMG-System und mit dem EKG-System; und einen elektronischen Schalter, der in die Leiterplatte integriert ist, um die elektrischen Signale von den Elektroden zu kombinieren, um die EKG-Schleife für die Messung der Herzfrequenz des Nutzers zu vervollständigen.
Tragbares elektronisches Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Gehäuseeinfassung an der Leiterplatte geerdet ist, um die EKG-Schleife zwischen den Elektroden und der Gehäuseeinfassung zu vervollständigen, wenn der Nutzer die Gehäuseeinfassung berührt, während er das tragbare Gerät trägt.
Tragbares Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend ein Prozessorsystem zum Implementieren eines Herzmonitor-Managers, um die elektrischen Signale von den Elektroden zur Vervollständigung der EKG-Schleife zu kombinieren; um die Messung der Herzfrequenz des Nutzers zu bestimmen; und um basierend auf den empfangenen Signalen von den mindestens zwei Elektroden die Muskelbewegung des Nutzers zu erfassen.
Verfahren, umfassend: das Empfangen von elektrischen Signalen von Elektroden, die in eine Gehäusebasis des tragbaren Geräts integriert sind, wobei die Elektroden die Haut eines Nutzers kontaktieren, während der Nutzer das tragbare Gerät trägt; das Erfassen einer Muskelbewegung des Nutzers durch ein Elektromyographie-System (EMG-System), basierend auf den elektrischen Signalen, die von mindestens zwei der Elektroden empfangen werden; das Kombinieren der elektrische Signale von den Elektroden, wenn der Nutzer eine Gehäuseeinfassung des tragbaren Geräts berührt, die als weiterer Kontaktpunkt an dem tragbaren Gerät konzipiert ist; und das Bestimmen eines Herzfrequenzwerts des Nutzers durch ein Elektrokardiogramm-System (EKG-System), wenn der Nutzer die Gehäuseeinfassung berührt, während er das tragbare Gerät trägt, um die EKG-Schleife zwischen den Elektroden und der Gehäuseeinfassung zu vervollständigen.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: das Beleuchten der Haut des Nutzers mit einer Leuchtdiode eines Photoplethysmographie-Systems (PPG-Systems); das Erfassen reflektierten Lichts mit einem optischen Sensor des PPG-Systems; und das Bestimmen von Messungen der Herzfrequenz des Nutzers, basierend auf dem ausgesandten Licht und auf dem erfassten reflektierten Licht.
Verfahren nach Anspruch 12, ferner umfassend: das Erfassen einer Nutzeraktivität basierend auf einer oder mehreren Sensoreingaben; und das dynamische Umschalten zwischen dem EMG-System und dem EKG-System basierend auf der erfassten Nutzeraktivität; und das Aktivieren des PPG-Systems in Verbindung mit oder unabhängig von dem EMG-System oder dem EKG-System.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, ferner umfassend: das Erkennen einer Gesteneingabe in das tragbare Gerät durch das EMG-System basierend auf der erfassten Muskelbewegung des Nutzers.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Bestimmung des Herzfrequenzwerts über eine Zeitdauer durch das EKG-System erfolgt, indem über den Weg durch das Herz des Nutzers die kombinierten elektrischen Signale zwischen einer ersten Extremität des Nutzers, die sich mit den Elektroden in Kontakt befindet, und einer zweiten Extremität des Nutzers, die sich mit der Gehäuseeinfassung in Kontakt befindet, gemessen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, ferner umfassend: das Bestimmen eines Elektrokardiogrammwerts des Nutzers durch das EKG-System.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, wobei die Elektroden gleich beabstandet sind und in einem Muster angeordnet sind, das es dem EMG-System erlaubt, eine beliebige Kombinationen der Elektroden als die genannten wenigstens zwei Elektroden zu verwenden
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, ferner umfassend: das Verbinden der Elektroden mit dem EMG-System und dem EKG-System und das Kombinieren der elektrischen Signale von den Elektroden mit einem elektronischen Schalter, um die EKG-Schleife für den Herzfrequenzwert des Nutzers zu vervollständigen; und das Erden der Gehäuseeinfassung an der Leiterplatte, um die EKG-Schleife zwischen den Elektroden und der Gehäuseeinfassung zu vervollständigen, wenn der Nutzer die Gehäuseeinfassung berührt, während er das tragbare Gerät trägt.
Herzsensoranordnung, umfassend: ein Elektromyographie-System (EMG-System) für den Empfang von elektrischen Signalen von den Elektroden und für die Erfassung einer Muskelbewegung des Nutzers, wobei die Elektroden die Haut eines Nutzers kontaktieren, während der Nutzer ein die Herzsensoranordnung enthaltendes tragbares Gerät trägt; und ein Elektrokardiogramm-System (EKG-System) zum Empfangen und Kombinieren der elektrischen Signale von den Elektroden, wenn der Nutzer ein Gehäuse des tragbaren Geräts berührt, während er das tragbare Gerät trägt, um für einen Herzfrequenzwert des Nutzers eine EKG-Schleife zwischen den Elektroden und dem Gehäuse zu vervollständigen.
Herzsensoranordnung nach Anspruch 19, ferner umfassend: ein Photoplethysmographie-System (PPG-System) mit einer Leuchtdiode zum Beleuchten der Haut des Nutzers und mit einem optischen Sensor zum Erfassen reflektierten Lichts, anhand dessen die Herzfrequenzmessungen des Nutzers bestimmt werden.