JP2018532560A - 生理学的監視のためのエネルギー効率的システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2015年11月6日に出願された米国仮特許出願第62/252,024号からの優先権を主張するものであり、該米国仮特許出願は、参照により本明細書中に援用される。
Claims (44)
- 第1の低レベルの活動に関与し、かつ第2の高レベルの活動に関与するヒト対象の生理学的パラメータを判定するための生理学的監視システムであって、前記システムは、
a.前記ヒト対象からの前記生理学的パラメータの経表皮的サンプリングのための、および第1の生理学的センサ信号を生産するための低エネルギーセンサと、
b.前記ヒト対象からの前記生理学的パラメータの経表皮的サンプリングのための、および第2の生理学的センサ信号を生産するための高エネルギーセンサと、
c.運動パラメータを前記ヒト対象からサンプリングし、運動基準信号を生産するための運動センサと、
d.マイクロプロセッサであって、前記マイクロプロセッサは、スイッチ機構を介して、前記高エネルギーセンサおよび低エネルギーセンサのサンプリング活動を選択的にアクティブ化し、前記スイッチ機構は、前記運動基準信号に基づいて、前記第1の低レベルの活動の周期の間、低エネルギーセンサを選択し、前記第2の高レベルの活動の周期の間、前記高エネルギーセンサを選択する、マイクロプロセッサと、
を備える、システム。 - 前記スイッチ機構は、前記第2の生理学的センサ信号内に埋め込まれた運動関連成分に基づいて、前記第1の低レベルの活動の周期の間、低エネルギーセンサを選択し、前記第2の高レベルの活動の周期の間、前記高エネルギーセンサを選択する、請求項1に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサは、前記運動関連成分を前記第2の生理学的センサ信号から除去し、運動補正された第2の生理学的センサ信号を生成する、高エネルギーアルゴリズムモジュールを含む、請求項2に記載のシステム。
- 前記運動基準信号は、時間ドメインまたは周波数ドメインにおいて前記第2の生理学的センサ信号から減算され、前記運動補正された第2の生理学的センサ信号を提供する、請求項3に記載のシステム。
- 前記第2の生理学的センサ信号内に埋め込まれた前記運動関連成分は、時間ドメインまたは周波数ドメインにおいて前記第2の生理学的センサ信号から減算され、前記運動補正された第2の生理学的センサ信号を提供する、請求項3に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサは、低活動レベル閾値から高活動レベル閾値への前記ヒト対象の活動レベルにおける変化によって誘発される前記低エネルギーセンサのアクティブ化と前記高エネルギーセンサのアクティブ化との間の遷移と、高活動レベル閾値から低活動レベル閾値への前記ヒト対象の活動レベルにおける変化によって誘発される前記高エネルギーセンサのアクティブ化と前記低エネルギーセンサのアクティブ化との間の遷移との間の短時間周期にわたって、前記高エネルギーセンサおよび低エネルギーセンサの両方を選択する、請求項1に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサは、前記高エネルギーセンサを高サンプリング周波数においてアクティブ化し、前記低エネルギーセンサを低サンプリング周波数においてアクティブ化する、請求項1に記載のシステム。
- 前記低エネルギーセンサは、生体インピーダンス(BID)、心弾動図記録(BCG)、および圧電効果(PIZO)から成る群から選択される原理によって実装されるセンサを利用し、したがって、前記低エネルギーセンサによってサンプリングされる第1の生理学的センサ信号は、それぞれ、生体インピーダンス、心弾動図記録、または圧電効果信号である、請求項1に記載のシステム。
- 前記高エネルギーセンサは、光電式容積脈波記録(PPG)センサであり、前記高エネルギーセンサによってサンプリングされる第2の生理学的センサ信号は、PPG信号である、請求項1に記載のシステム。
- 運動基準信号をサンプリングするための前記運動センサは、慣性センサまたは光学センサであり得る、請求項1に記載のシステム。
- 判定される前記生理学的パラメータは、心拍数、心拍数変動、または呼吸数、およびそれらの任意の組み合わせを備える、請求項1に記載のシステム。
- 少なくとも1つのモバイルコンピューティングデバイス、パーソナルコンピュータ、またはウエアラブルデバイス、およびそれらの任意の組み合わせを備える、少なくとも1つのクライアントコンピューティングプラットフォームを含む、分析プラットフォームをさらに備え、任意の生理学的センサ信号は、前記分析プラットフォームに伝送され、前記生理学的センサ信号は、記憶、分析、および視認されることができる、請求項1に記載のシステム。
- 前記システムの少なくとも一部は、ウエアラブルデバイスの形態で具現化されてもよい、請求項1に記載のシステム。
- 第1の低レベルの活動に関与し、かつ第2の高レベルの活動に関与するヒト対象の生理学的パラメータを判定するための生理学的監視システムであって、前記システムは、
a.前記ヒト対象からの前記生理学的パラメータの経表皮的サンプリングのための、および第1の生理学的センサ信号を生産するための低エネルギーセンサと、
b.前記ヒト対象からの前記生理学的パラメータの経表皮的サンプリングのための、および第2の生理学的センサ信号を生産するための高エネルギーセンサと、
c.マイクロプロセッサであって、前記マイクロプロセッサは、スイッチ機構を介して、前記高エネルギーセンサおよび低エネルギーセンサのサンプリング活動を選択的にアクティブ化し、前記スイッチ機構は、前記第2の生理学的センサ信号内に埋め込まれた運動関連成分に基づいて、前記第1の低レベルの活動の周期の間、低エネルギーセンサを選択し、前記第2の高レベルの活動の周期の間、前記高エネルギーセンサを選択する、マイクロプロセッサと、
を備える、システム。 - 前記第2の生理学的センサ信号内に埋め込まれた前記運動関連成分は、時間ドメインまたは周波数ドメインにおいて前記第2の生理学的センサ信号から減算され、運動補正された第2の生理学的センサ信号を提供する、請求項14に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサは、低活動レベル閾値から高活動レベル閾値への前記ヒト対象の活動レベルにおける変化によって誘発される前記低エネルギーセンサのアクティブ化と前記高エネルギーセンサのアクティブ化との間の遷移と、高活動レベル閾値から低活動レベル閾値への前記ヒト対象の活動レベルにおける変化によって誘発される前記高エネルギーセンサのアクティブ化と前記低エネルギーセンサのアクティブ化との間の遷移との間の短時間周期にわたって、前記高エネルギーセンサおよび低エネルギーセンサの両方を選択する、請求項14に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサは、前記高エネルギーセンサを高サンプリング周波数においてアクティブ化し、前記低エネルギーセンサを低サンプリング周波数においてアクティブ化する、請求項14に記載のシステム。
- 前記低エネルギーセンサは、生体インピーダンス(BID)、心弾動図記録(BCG)、および圧電効果(PIZO)から成る群から選択される原理によって実装されるセンサを利用し、したがって、前記低エネルギーセンサによってサンプリングされる第1の生理学的センサ信号は、それぞれ、生体インピーダンス、心弾動図記録、または圧電効果信号である、請求項14に記載のシステム。
- 前記高エネルギーセンサは、光電式容積脈波記録(PPG)センサであり、前記高エネルギーセンサによってサンプリングされる第2の生理学的センサ信号は、PPG信号である、請求項14に記載のシステム。
- 運動基準信号をサンプリングするための前記運動センサは、慣性センサまたは光学センサであり得る、請求項14に記載のシステム。
- 判定される前記生理学的パラメータは、心拍数、心拍数変動、または呼吸数、およびそれらの任意の組み合わせを備える、請求項14に記載のシステム。
- 少なくとも1つのモバイルコンピューティングデバイス、パーソナルコンピュータ、またはウエアラブルデバイス、およびそれらの任意の組み合わせを備える、少なくとも1つのクライアントコンピューティングプラットフォームを含む、分析プラットフォームをさらに備え、任意の生理学的センサ信号は、前記分析プラットフォームに伝送され、前記生理学的センサ信号は、記憶、分析、および視認されることができる、請求項14に記載のシステム。
- 前記システムの少なくとも一部は、ウエアラブルデバイスの形態で具現化されてもよい、請求項14に記載のシステム。
- 第1の低レベルの活動に関与し、かつ第2の高レベルの活動に関与するヒト対象の生理学的パラメータを判定するための方法であって、前記方法は、
a.低エネルギーセンサを使用して、前記生理学的パラメータをヒト対象から経表皮的にサンプリングし、第1の生理学的センサ信号を生産するステップと、
b.高エネルギーセンサを使用して、前記生理学的パラメータをヒト対象から経表皮的にサンプリングし、埋め込まれた運動関連成分を含む、第2の生理学的センサ信号を生産するステップと、
c.運動センサを使用して、運動基準センサ信号をヒト対象からサンプリングするステップと、
d.前記運動センサからサンプリングされる前記運動基準信号に依存して、または前記第2の生理学的センサ信号内に埋め込まれた前記運動関連成分に依存して、前記第1の低レベルの活動を選択し、前記第2の高レベルの活動の周期の間、前記高エネルギーセンサを選択する、スイッチ機構を介して、前記高エネルギーセンサおよび低エネルギーセンサのサンプリング活動を選択的に制御するステップと、
を含む、方法。 - 前記方法は、第1および第2のモード間で選択的に切り替え、前記第1のモードは、前記低エネルギーセンサがアクティブ化される、低エネルギー感知状態を備え、前記第2のモードは、前記高エネルギーセンサがアクティブ化される、高エネルギー感知状態を備える、請求項24に記載のシステム。
- 前記第1のモードでは、前記運動センサは、低サンプリング周波数においてサンプリングされ、前記第2のモードでは、前記運動センサは、高サンプリング周波数においてサンプリングされる、請求項25に記載のシステム。
- モードセレクタアルゴリズムが、前記運動基準センサ信号または前記第2の生理学的センサ信号内に埋め込まれた前記運動関連成分に応じて、前記第1のモードまたは前記第2のモードを判定する、請求項25に記載のシステム。
- 前記方法は、前記運動関連成分を前記第2の生理学的センサ信号から除去し、運動補正された第2の生理学的センサ信号を生成する、高エネルギーアルゴリズムを含む、請求項25に記載の方法。
- 前記高エネルギーアルゴリズムは、前記運動基準信号を前記第2の生理学的センサ信号から時間ドメインまたは周波数ドメインにおいて減算し、前記運動補正された第2の生理学的センサ信号を提供する、請求項28に記載の方法。
- 前記高エネルギーアルゴリズムは、前記第2の生理学的センサ信号内に埋め込まれた前記運動関連成分を前記第2の生理学的センサ信号から時間ドメインまたは周波数ドメインにおいて減算し、前記運動補正された第2の生理学的センサ信号を提供する、請求項28に記載の方法。
- 前記方法は、前記第1のモードと前記第2のモードとの間の遷移の間の短時間周期にわたって、前記高エネルギーセンサおよび低エネルギーセンサの両方を選択する、請求項25に記載の方法。
- 前記低エネルギーセンサは、生体インピーダンス(BID)、心弾動図記録(BCG)、および圧電効果(PIZO)から成る群から選択される原理によって実装されるセンサを利用し、したがって、前記低エネルギーセンサによってサンプリングされる第1の生理学的センサ信号は、それぞれ、生体インピーダンス、心弾動図記録、または圧電効果信号である、請求項25に記載の方法。
- 前記高エネルギーセンサは、光電式容積脈波記録(PPG)センサであり、前記高エネルギーセンサによってサンプリングされる第2の生理学的センサ信号は、PPG信号である、請求項24に記載の方法。
- 運動基準信号をサンプリングするための前記運動センサは、慣性センサまたは光学センサであり得る、請求項24に記載の方法。
- 判定される前記生理学的パラメータは、心拍数、心拍数変動性、および呼吸数、ならびにそれらの任意の組み合わせを備える、請求項24に記載の方法。
- 第1の低レベルの活動に関与し、かつ第2の高レベルの活動に関与するヒト対象の生理学的パラメータを判定するためのシステムであって、前記システムは、
a.前記ヒト対象からの前記生理学的パラメータの経表皮的サンプリングのためのエネルギーセンサであって、
i.第1の生理学的低エネルギーセンサ信号と、
ii.第2の生理学的高エネルギーセンサ信号と、
を生産するためのエネルギーセンサと、
b.マイクロプロセッサであって、前記マイクロプロセッサは、スイッチ機構を介して、前記高エネルギーセンサならびに低エネルギー信号および前記高エネルギー信号を選択的にサンプリングし、前記スイッチ機構は、前記第1の低レベルの活動の周期の間、前記低エネルギー信号を選択し、前記第2の高レベルの活動の周期の間、前記高エネルギー信号を選択する、マイクロプロセッサと、
を備える、システム。 - 前記第2の生理学的高エネルギーセンサ信号内に埋め込まれた運動関連成分は、時間ドメインまたは周波数ドメインにおいて前記第2の生理学的高エネルギーセンサ信号から減算され、運動補正された第2の生理学的センサ信号を提供する、請求項36に記載のシステム。
- 前記システムはさらに、運動パラメータを前記ヒト対象からサンプリングするための、および運動基準信号を生産するための運動センサを含み、前記運動基準信号に基づいて、前記マイクロプロセッサは、スイッチ機構を介して、前記高エネルギーセンサ信号および低エネルギーセンサ信号のサンプリングを選択的に制御し、前記スイッチ機構は、前記運動基準信号に基づいて、前記第1の低レベルの活動の周期の間、低エネルギーセンサ信号を選択し、前記第2の高レベルの活動の周期の間、前記高エネルギーセンサ信号を選択する、請求項36に記載のシステム。
- 前記運動基準信号は、時間ドメインまたは周波数ドメインにおいて前記第2の生理学的高エネルギーセンサ信号から減算され、前記運動補正された第2の生理学的センサ信号を提供する、請求項38に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサは、低活動レベル閾値から高活動レベル閾値への前記ヒト対象の活動レベルにおける変化によって誘発される前記第1の低エネルギーセンサ信号のサンプリングと前記第2の高エネルギーセンサ信号のサンプリングとの間の遷移と、高活動レベル閾値から低活動レベル閾値への前記ヒト対象の活動レベルにおける変化によって誘発される前記第2の高エネルギーセンサ信号のサンプリングと前記第1の低エネルギーセンサ信号のサンプリングとの間の遷移との間の短時間周期にわたって、前記第2の高エネルギーセンサ信号および前記第1の低エネルギー信号センサの両方を選択する、請求項39に記載のシステム。
- 前記マイクロプロセッサは、前記第2の生理学的高エネルギーセンサ信号を高サンプリング周波数においてサンプリングし、前記第1の生理学的低エネルギーセンサ信号を低サンプリング周波数においてアクティブ化する、請求項36に記載のシステム。
- 判定される前記生理学的パラメータは、心拍数、心拍数変動、または呼吸数、およびそれらの任意の組み合わせを備える、請求項36に記載のシステム。
- 少なくとも1つのモバイルコンピューティングデバイス、パーソナルコンピュータ、またはウエアラブルデバイス、およびそれらの任意の組み合わせを備える、少なくとも1つのクライアントコンピューティングプラットフォームを含む、分析プラットフォームをさらに備え、任意の生理学的センサ信号は、前記分析プラットフォームに伝送され、前記生理学的センサ信号は、記憶、分析、および視認されることができる、請求項36に記載のシステム。
- 前記システムの少なくとも一部は、ウエアラブルデバイスの形態で具現化されてもよい、請求項36に記載のシステム。
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