JP2021513437A - 超低周波数音バイオセンサ・システムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、米国特許法第119(e)条の下で、参照によってその全体が本明細書に組み込まれている、2018年2月13日に出願した米国特許仮出願第62/629961号の利益を主張するものである。
生体音響信号101が、たとえば呼吸、心拍、咳、筋肉の移動、嚥下、咀嚼、身体の動き、くしゃみ、血流などによって体内で内部的に生成される。可聴サウンドおよび超低周波数サウンドは、エア・コンディショニング・システム、車両インテリア、さまざまな産業プロセス、その他などの外部ソースによっても生成され得る。
図1に戻って、通常、ユーザ10は、たとえば、スマートホン、タブレット・コンピュータ(たとえば、iPadブランドのコンピュータ)、スマート・ウォッチ(たとえば、iWatchブランドのスマートウォッチ)、ラップトップ・コンピュータ、または、広域セルラ・ネットワークもしくはWiFiネットワーク、またはBluetoothなどの他の無線接続を介する、他の電話機、インターネット、または処理システムの一部として機能する 可能な ウェブベースのクラウド・コンピュータ・サーバ・システム109へのデータ伝送のための他の無線ネットワークへの接続を有する他のポータブル・コンピューティング・デバイスなどの処理システム106を与えられまたはこれを使用する。
図6は、左右のイヤバッド102、103の1つの潜在的な構成を示す。
図11は、本発明の実施形態によるバイオセンサ・システム50の動作を示すブロック図を示す。ここで提示されるバイオセンサ・システム50は、ヘッドマウント変換器システム100のヘッドセットまたはイヤホン・システム内に埋め込まれた複数のセンサからのバイオフィードバック・データを処理する例示的な形である。
図12は、本発明の実施形態によるバイオセンサ・データの信号処理の例示的な流れ図を示す。
以下の議論は、ヘッドマウント変換器システム100のセンサ911およびおそらくはユーザの身体の他所に配置された追加の変換器からのセンサ・データに基づいて、心臓波形および呼吸数を解決するために、通常はたとえばユーザ・デバイス106および/またはサーバ・システム109を含む処理システムによって実行される処理を説明する。
図14は、データ内の心臓活動、ユーザの動き、ユーザの顔面筋運動、環境雑音などを認識し、区別するために処理システム106/109によって実行されるプロセスを示す流れ図を示す。バイオセンサ・システム50は、ユーザ10によってアクティブ化され、内部音響センサ206−E、外部/背景音響センサ206−B、ジャイロスコープ214、加速度計218、磁力計222、温度変換器225を含むセンサからのデータ・フローを開始する1400。第1のステップでは、データ査定1401が、たとえば図13Aのピーク検出に基づくアルゴリズムと、信号なし1300、心臓活動1301、大きい信号1302としてフラグを立てられている場合にデータとを使用して、処理システム106/109によって実行される。データ・ストリームが、信号なし1300として査定される場合に、このシステムは、外耳道内の音響信号増幅をもたらすイヤバッド・カバー205の密閉を改善するために、右イヤバッド103もしくは左イヤバッド102またはその両方の位置を調整するためにユーザに通知を送る。データ・ストリームが、処理システム106/109によって心臓活動31として査定される場合に、システムは、ステップ1402で、心搏ピークが左右のイヤバッド内で検出されるかどうかをチェックする。
ヘッドセットおよびソフトウェアのポータビリティは、処理システム106/109が日夜を通じて読みをとることを可能にする。処理システム106/109は、以前に識別されなかったバイオセンサ状態が検出される時に、ユーザに通知をプッシュする。ユーザ・データのこのより包括的な分析は、ユーザの身体的幸福および感情的幸福をよりよくターゲットにし、より大きい健康改善をもたらすバイオフィードバック・アクション提案をもたらす。
図15を参照すると、さまざまなユーザに関するバイオセンサ・システム50との間の通信をサポートするネットワーク1200が示されている。これらのユーザからのデータを、オンラインで、たとえばリモート・サーバ、サーバ・ファーム、データ・センタ、コンピューティング・クラウドなどに転送することができる。より複雑なデータ分析を、オンライン・コンピューティング・リソースすなわち、クラウド・コンピューティングおよびオンライン・ストレージを使用して達成することができる。各ユーザは、好ましくは、たとえばソーシャル・メディア、ソーシャル・ネットワーク(1つまたは複数)、電子メール、ショート・メッセージ・サービス(SMS)、ブログ、ポストなどを使用して、データまたはデータ分析の結果を共有するオプションを有する。ネットワークが、図示の通信図をサポートするので、ユーザ・グループ1201は、たとえば長距離OC−48/OC−192バックボーン要素、OC−48広域ネットワーク(WAN)、受動光ネットワーク、および/または無線リンクを含むことのできる遠隔通信ネットワーク1200にインターフェースする。ネットワーク1200を、ローカルの、地域の、または国際的な交換局に、およびその中で無線アクセス・ポイント(AP)1203に接続することができる。Wi−Fiノード1204も、ネットワーク1200に接続される。ユーザ・グループ1201を、DSL、ダイヤルアップ、DOCSIS、イーサネット、G.hn、ISDN、MoCA、PON、および電力線通信(PLC)を含むがこれに限定されない有線インターフェースを介してネットワーク1200に接続することができる。ユーザ・グループ1201は、たとえばIEEE 802.11、IEEE 802.15、IEEE 802.16、IEEE 802.20、UMTS、GSM 850、GSM 900、GSM 1800、GSM 1900、GPRS、ITU−R 5.28、ITU−R 5.150、ITU−R 5.280、およびIMT−2000などの1つまたは複数の無線通信標準規格を介してネットワーク1200と通信することができる。電子デバイスは、たとえばユーザが電話およびSMSなどのGSMサービス、Wi−Fi/WiMAXデータ伝送、VoIP、インターネット・アクセスなどを使用できるように、複数のワイヤレス・プロトコルを同時にサポートすることができる。
Claims (24)
- 外耳道を介するユーザからの超低周波数信号を含む音響信号を検出する音響センサと、
前記音響センサによって検出された前記音響信号を分析する処理システムと
を含むバイオセンサ・システム。 - 前記音響信号は、5Hz以下の超低周波数音を含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記ユーザの移動を検出する補助センサをさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記ユーザの体温を検出する補助センサをさらに含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記音響センサは、ヘッドセット内に組み込まれる、請求項4に記載のシステム。
- ヘッドセットは、1つまたは複数のイヤバッドを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記音響信号の前記検出の効率を改善するために前記ユーザの前記外耳道を遮る手段をさらに含み、前記遮る手段は、イヤバッド・カバーを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記ユーザの両方の外耳道内の音響センサをさらに含み、前記処理システムは、心臓活動の特性記述の正確さを高めるために両方のセンサからの信号を使用する、請求項1に記載のシステム。
- 前記処理システムは、前記ユーザの心周期および/または呼吸サイクルを分析するために前記音響信号を分析する、請求項1に記載のシステム。
- 音響センサを使用して外耳道を介するユーザからの超低周波数信号を含む音響信号を検出することと、
前記ユーザを監視するために前記音響センサによって検出された前記音響信号を分析することと
を含む、バイオセンサ・システムを用いてユーザを監視する方法。 - 前記音響信号は、5Hz以下の超低周波数音を含む、請求項10に記載の方法。
- 補助センサを使用して前記ユーザの移動を検出することをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記ユーザの体温を検出することをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記音響センサは、ヘッドセット内に組み込まれる、請求項10に記載の方法。
- 前記ヘッドセットは、1つまたは複数のイヤバッドを含む、請求項14に記載の方法。
- 前記音響信号の前記検出の効率を改善するために、前記ユーザの前記外耳道を遮ることをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記ユーザの両方の外耳道から音響信号を検出することと、心臓活動の特性記述の正確さを高めるために両方の管からの前記信号を使用することとをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記ユーザの心周期および/または呼吸サイクルを追跡するために前記音響信号を分析することをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- ユーザの外耳道に突き出す外耳道延長部と、
前記ユーザからの音響信号を検出する、前記外耳道延長部内の音響センサと
を含む、イヤバッドスタイル・ヘッドマウント変換器システム。 - ユーザ・デバイスのタッチスクリーン・ディスプレイ上にバイオセンサ・システムのユーザ・インターフェースを提供するアプリケーションを実行する前記ユーザ・デバイスであって、前記バイオセンサ・システムは、ユーザの身体状態を査定するために前記ユーザからの超低周波数信号を分析し、前記ユーザ・インターフェースは、前記ユーザの前記状態を気象に類推して説明し、かつ/または超低周波数信号のプロットおよび/もしくは前記超低周波数信号に基づいて過去のバイタル状態要約にアクセスするカレンダ・スクリーンを提示するディスプレイを提示する、ユーザ・デバイス。
- ユーザからの超低周波数信号を含む音響信号を検出する1つまたは複数の音響センサと、
環境雑音監視、
血圧監視、
血液循環査定、
脳活動監視、
概日リズム監視、
肥満、メンタル・ヘルス、時差ぼけ、および他の健康問題を含む障害の特性記述および/もしくはその矯正の助力、
瞑想、
睡眠監視、
受胎能力監視、ならびに/または
月経周期監視
のうちの1つまたは複数を容易にするために前記音響信号を分析する処理システムと
を含む、バイオセンサ・システムおよび/またはその動作の方法。 - ユーザからの音響信号を検出する音響センサと、
前記ユーザの環境からの音響信号を検出する背景音響センサと、
前記ユーザからの前記音響信号および前記環境からの前記音響信号を分析する処理システムと
を含む、バイオセンサ・システムおよび/またはその動作の方法。 - 前記背景音響センサを使用して前記環境内の可聴サウンドおよび/または超低周波数音の特性を表す、請求項22に記載のバイオセンサ・システムおよび/または方法。
- 前記環境からの前記検出された音響信号および/または補助センサからの情報を参照することによって、前記ユーザからの検出された音響信号内の雑音を低減する、請求項22に記載のバイオセンサ・システムおよび/または方法。
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