JP2021534844A - モニタリングシステム - Google Patents

Abstract

ウェアラブルデバイスは、被検者からの情報の１つまたは複数のセンサーを含む。ウェアラブルデバイスは、基部によって支持されている電子アセンブリを有することができる。電子アセンブリは、被検者の１つまたは複数の特徴に関連するセンサーデータの収集を制御するように構成されているセンサーデータ収集システムを含むことができる。センサーデータ収集システムは、センサーデータ収集の順序付けおよびスケジューリングを制御するように構成されているコントローラと、コントローラによって提供される信号に従って、１つまたは複数のセンサーから収集されたセンサーデータに対応するデータを受信してバッファリングするように構成されているバッファと、を含むことができる。センサーデータ収集システムによるセンサーデータ収集のスケジューリングおよび順位付けをプロセッサから切り離すことができ、従ってプロセッサを、データ収集の間の低電力スリープモードと、バッファから受信されるデータを処理するための通常電力モードとにすることができる。【選択図】 図１

Description

本発明は、モニタリングに関し、より詳細には、低電力のオンデバイス処理を利用するウェアラブルデバイスによる健康モニタリングに関する。

モニタリングシステムは、個人の被検者の健康のモニタリングを含むさまざまな用途において使用されている。いくつかのモニタリングシステム（いくつかの健康モニタリングシステムを含む）は、センサー、記録システム、記憶装置など下層のシステムまたはデバイス構成要素の組合せを含む。デバイス構成要素間のデータの通信、またはデバイス構成要素と外部構成要素（ディスプレイ、サーバ、分析器、ネットワークなど）の間のデータの通信を支援する目的で、１つまたは複数のデバイス構成要素のハードウェアにソフトウェアを統合することができる。

モニタリングシステムによっては、データを処理する（場合によってはデータ分析を含む）ための処理システムおよび関連する構成要素をさらに有することがある。しかしながら、このようなモニタリングシステムは、一般に、データの収集および処理の大部分またはすべての面を制御するためのプロセッサを採用しており、したがって電力消費量が高くなりがちであり、さらにこれに関連する問題として、短いバッテリー寿命、過度な熱の発生、高いサンプリングジッタ、達成可能な最大帯域幅、センサーデータの収集および処理に関連するイベントのタイミングが予測不能である、などの問題が生じる可能性がある。

したがって、少なくともデータの収集および処理に関連付けられる電力消費量を低減することによって、上記および他の問題に対処するモニタリングシステムのニーズが存在する。本開示は、このニーズおよび他のニーズに対処する。

第１の態様においては、モニタリングシステムは、被検者の１つまたは複数の特徴に関連するセンサーデータの収集を制御するように構成されているセンサーデータ収集システムであって、センサーデータ収集の順序付けおよびスケジューリングを制御するように構成されているコントローラと、コントローラによって提供される信号に従って、１つまたは複数のセンサーから収集されたセンサーデータに対応するデータを受信してバッファリングするように構成されているバッファと、を含む、センサーデータ収集システムと、１つまたは複数のプロセッサであって、ウェイク信号に従って、バッファリングされたデータをバッファから受信し、受信されたデータを処理し、処理されたデータを出力する、ように構成されている１つまたは複数のプロセッサと、を備えていることができ、センサーデータ収集システムによるセンサーデータ収集のスケジューリングおよび順序付けが、プロセッサから切り離されている。

第２の態様においては、ウェアラブルデバイスは、基部と、基部によって支持されている電子アセンブリと、を備えていることができ、電子アセンブリが、被検者の１つまたは複数の特徴に関連するセンサーデータの収集を制御するように構成されているセンサーデータ収集システムであって、センサーデータの収集の順序付けおよびスケジューリングを制御するように構成されているコントローラと、コントローラによって提供される信号に従って、１つまたは複数のセンサーから収集されたセンサーデータに対応するデータを受信してバッファリングするように構成されているバッファと、を含む、センサーデータ収集システムと、１つまたは複数のプロセッサであって、ウェイク信号に従って、バッファリングされたデータをバッファから受信し、受信されたデータを処理し、処理されたデータを出力する、ように構成されている１つまたは複数のプロセッサと、を含み、センサーデータ収集システムによるセンサーデータ収集のスケジューリングおよび順序付けが、プロセッサから切り離されている。

添付の図は、記載されている開示内容と合わせて、モニタリングシステムの実施形態を説明する役割を果たす。この技術分野における通常の技術を有する者には、図に示されている具体的な実施形態が単なる例であり、本発明の範囲を制限するようには意図していないことが認識されるであろう。

ウェアラブルデバイスを装着している被検者（例：患者）の例を示している。 本明細書に記載されている１つまたは複数の実施形態に係るワイヤレスセンサーデバイスを示している。 本明細書に記載されている１つまたは複数の実施形態に係る、上部カバーを取り外した状態の、図２Ａのワイヤレスセンサーデバイスの等角図を示している。 本明細書に記載されている１つまたは複数の実施形態に係る、図２Ａに示したワイヤレスセンサーデバイスと、図２Ｂに示したその構成要素の断面図を示している。 ウェアラブルデバイスの１つまたは複数の実施形態を備えることのできる基本要素を概略的に示しているブロック図である。 モニタリングシステムの特徴を示しているブロック図である。 本明細書に記載されている１つまたは複数の実施形態に係る、特定の機能をプロセッサから切り離すことのできるモニタリングシステムの要素のブロック図を示している。 本明細書に記載されている１つまたは複数の実施形態に係る、モニタリングを実施することのできるシステム６００の例を示している。

本開示は、モニタリングシステムに関し、より詳細には、健康モニタリングの分野における、低減された電力でセンサーデータを収集および処理するように構成されているデバイスおよびシステムに関する。以下の説明は、この技術分野における通常の技術を有する者が、開示されている実施形態およびその変形形態を実施および使用することができるように提示してあり、特許出願およびその要件に基づいて提供されている。この技術分野における通常の技術を有する者には、開示されている実施形態と、本明細書に記載されている原理および特徴に対するさまざまな変更が容易に明らかであろう。したがって本開示は、図示した実施形態に本発明を制限するようには意図していない。そうではなく本発明は、本明細書に記載されている原理および特徴に矛盾しない最も広範な範囲に従うものとする。

図１は、ウェアラブルデバイス１０２を装着している被検者（例：患者）１００の例を示している。ウェアラブルデバイス１０２は、その１つまたは複数のモニタリング機能に適する任意の位置に配置することができる。例えば、以下に限定されないが、この位置は、上部胴体の領域とすることができる。特定の状態をモニタリングするのに適する特定の位置は、修正ｌｅａｄ−ＩＩ構成（modified lead-II configuration）における肋間腔（ＩＣＳ）２の上の左鎖骨中線、上部胸骨の上に垂直方向、ＩＣＳ ６の上の左鎖骨中線上に水平方向、のいずれかを含むことができる。これらの任意の位置および別の位置においては、ウェアラブルデバイス１０２は、適切に設定されているとき、被検者１００に関連する生理学的特徴または特性（ＥＣＧ信号および加速度計信号を含み、ただしこれらに限定されない）をモニタリングするために利用することができる。上記およびその他を目的として、ウェアラブルデバイス１０２は、以下にさらに詳しく説明するように、被検者１００に関連する情報のさまざまな検出、処理、および送信を実行するためのハードウェア、ファームウェア、および／またはソフトウェアを含むことができる。

図２Ａ〜図２Ｃは、被検者１００の特徴および／または特性を検出するための１つまたは複数のセンサーを有するように構成されているワイヤレスセンサーデバイスとしてのウェアラブルデバイス１０２の非制限的な例を集合的に示している。より具体的には、図２Ａは、本明細書に記載されている１つまたは複数の実施形態に係るワイヤレスセンサーデバイスを示しており、図２Ｂは、本明細書に記載されている１つまたは複数の実施形態に係る、上部カバーを取り外した状態の、図２Ａのワイヤレスセンサーデバイスの等角図を示しており、図２Ｃは、本明細書に記載されている１つまたは複数の実施形態に係る、図２Ａに示したワイヤレスセンサーデバイスと、図２Ｂに示したその構成要素の断面図を示している。

いくつかの実施形態においては、ウェアラブルデバイス１０２は、使い捨ておよび／または再利用可能とすることができる。図２Ａ〜図２Ｃに示した例においては、ウェアラブルデバイス１０２は、カバー２０２、１つまたは複数のセンサー（センサー２０４およびセンサー２０６を示してある）、バッテリー２０８、基部２１０、スペーサー２１２、電子回路２１４、送信機または送受信機２１６、ディスプレイ２１８、およびスピーカー２２０を含むことができる。図示した構成要素の機能に関連する、または機能に必要ないくつかの構成要素は、図を明瞭にする目的で示していない。さらに、上に示した構成要素は、本質的に説明を目的としており、必ずしも絶対的または相対的な縮尺もしくは形態ではない。ウェアラブルデバイス１０２の中の電子部品（カバー２０２が所定の位置に取り付けられているときにデバイスの内側のいくつかまたはすべての電子的構成要素および関連する構造など）は、以下の説明では「電子アセンブリ」と呼ぶことがある。電子アセンブリは、後から説明する処理システムおよびセンサーデータ収集システムを含むことができる。電子アセンブリまたはその一部は、カバー２０２および／または基部２１０とは別に、または一緒に、使い捨ておよび／または再利用可能とすることができる。

１つまたは複数の実施形態においては、ウェアラブルデバイス１０２は、例えば皮膚への刺激の少ない接着剤または他のデバイスによって、基部２１０を介して被検者１００に取り付けることができる。センサー２０４，２０６は、被検者１００に直接接触させる、または基部２１０もしくは別の（１つまたは複数の）構成要素もしくは（１つまたは複数の）デバイスによって被検者１００から隔てることができる。２つのセンサーを示してあるが、ウェアラブルデバイス１０２は、１つのセンサーを有する、または３つ以上のセンサーを有することができる。スペーサー２１２は、電子回路２１４およびセンサー２０６または基部２１０などの要素を物理的および／または電気的に分離するための適切な絶縁材を含むことができ、さらにこのような目的のためにスペーサー２１２の代わりに、またはスペーサー２１２と一緒に追加の絶縁材を採用することができる。このような絶縁材は、例えば、空気、発泡体、および／または絶縁用のポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）を含むことができる。

一般的には、センサー２０４，２０６は、被検者１００からデータを取得するように構成されて配置されている。このようなデータは、ウェアラブルデバイス１０２によって（例えばプロセッサシステムオンチップによって）処理されて、アナログプロセス、デジタルプロセス、および／またはアルゴリズムプロセスの任意の組合せによってデータが取得される。（以下では、「プロセス」の使用は、データに関連する「分析」を含みうる。したがってこれらの用語は、文脈に応じて、または文脈において可能であるときに組み合わせて、単独で、交換して、または代替として使用されうる） 取得されたデータは、ウェアラブルデバイス１０２のメモリに格納することができる、または必要に応じて送信機／送受信機２１６によって外部に送信することができる。少なくとも一実施形態によれば、プロセッサは、データを処理するための命令を実行して、被検者に関する情報（被検者の健康に関連する状態など）を取得することができる。処理されたデータまたは情報を、ウェアラブルデバイス１０２のディスプレイ２１８を介して表示することができる。（以下では、「データ」または「情報」は、文脈に応じて、または文脈において可能であるときに組み合わせて、単独で、交換して、または代替として使用されうる） これに加えて、またはこれに代えて、処理された情報を送信機／送受信機２１６に提供することができ、さらに任意の適切な目的（情報収集、さらなる処理、使用者または機械による分析、および／または保管など）のために外部の使用者またはデバイスに送信することができる。非制限的な例として、送信機／送受信機２１６は、分析後または生データとしての生理学的信号などの情報を、遠隔のデバイス／サーバ（例えば地上のサーバまたはクラウドベースのサーバ、あるいはスマートフォンやタブレットなどのモバイルデバイス（図１には示していない））に送信することができる。情報を可聴形式（言語による報告または非言語信号（例：アラート）など）で提供することもできる。

この技術分野における通常の技術を有する者には、上述したセンサー２０４，２０６として、またはセンサー２０４，２０６に加えて、さまざまなセンサーを利用できることが容易に認識され、以下に限定されないが、温度センサー、呼吸センサー、心臓、脳、および他の器官の活動のセンサー、姿勢加速度計（例：三軸加速度計、一軸加速度計、二軸加速度計、および／またはジャイロスコープ）、および／または圧力センサーを含み、これらのセンサーすべての使用は本開示の趣旨および範囲内である。さらに、この技術分野における通常の技術を有する者には、電子アセンブリ、他の電気的構成要素、形状因子、構造的および電気的構成、材料などの細部は、説明を目的とするものであり、患者の体格、外形、快適性、物理環境、コストなどの要因に従ってこれらにさまざまな変更を行い得ることが、容易に認識されるであろう。このようなバリエーションおよび変更は、本開示の趣旨および範囲内であるとみなされる。

図３は、ウェアラブルデバイス１０２の１つまたは複数の実施形態を備えることのできる基本要素を概略的に示しているブロック図である。図示したように、ウェアラブルデバイス１０２は、被検者１００から情報（例：少なくとも１種類の生理学的信号）を検出するためのセンサー２０４，２０６と、センサー２０４，２０６から集められたデータを受信するように動作するように結合されているプロセッサ３０２と、プロセッサに結合されているメモリ３０４とを含むことができ、メモリ３０４は、命令を含むアプリケーション３０６を格納することができ、この命令がプロセッサによって実行されたとき、それによってプロセッサが、センサー２０４，２０６によって検出される情報に関連する動作を実行する。このような動作は、例えば、集められたデータを処理する、および／または分析して、被検者１００の状態を判定する、および／または、使用者または他のデバイスに提供される場合、被検者１００の状態を判定するために使用できる情報を伝える情報を導く、ことを含むことができる。この技術分野における通常の技術を有する者には、このような情報、および情報を提供するためにプロセッサ３０２によって実行される動作の膨大な使用が容易に認識されるであろう。

センサーによって情報を検出するステップ、これらの情報からデータを集めてデータをプロセッサ３０２に提供するステップ、アプリケーション３０６を実行するプロセス、および、処理された情報または関連する情報を送信機／送受信機２１６、ディスプレイ２１８、および／またはスピーカー２２０を介して出力するステップ、に関連する動作は、さまざまなクロックに従った順序付け・スケジューリング方式によって制御される。いくつかのこのような方式は、センサーデータを制御する、収集する、および処理するためにプロセッサ３０２に大きく依存するが、このことは、いくつかの利点を有するものの、高い電力消費量に関連する問題（いくつかを挙げれば、短いバッテリー寿命、過度な熱の発生、高いサンプリングジッタ、達成可能な最大帯域幅、センサーデータの収集および処理に関連するイベントのタイミングが予測不能であるなど）につながりやすい。

図４は、１つのこのようなシステムの特徴を図解したブロック図を示している。図示したように、システム４００は、複数のセンサーからのデータを制御する、取得する、および処理するためにプロセッサ４０２を使用することができる。これらのシステムは、センサーデータの収集、ならびにセンサーデータの処理、および（１つまたは複数の）インタフェースＩ／Ｏインタフェース４０４を介しての周辺機器（ディスプレイ４０４ａ、送信機／送受信機４０４ｂ、またはスピーカー４０４ｃなど）のデータの処理に関連する、タイミングが重要であるイベントを、例えばタイマー４０６および割り込み４０８，４１０の組合せを使用してスケジューリングすることができる。図示したシステムにおいて、センサーデータは、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）４１２を使用してデジタルデータに変換されるアナログデータとすることができ、プロセッサ４０２から出力される処理済みデータは、１つまたは複数の周辺機器に出力されるデジタルデータとする、および／または、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）４１４を介してアナログデータに変換することができる。ドライバ４１６を介してのＤＡＣ ４１４の出力は、生理学的兆候を検出する、もしくは測定を許可する、または応答を促すための信号４１８を被検者に提供することができ、生理学的兆候および応答のいずれも上述したように検出してＡＤＣ ４１２に入力することができる。例えば、信号４１８は、パルスオキシメータにおいて光を発生させることができ、パルスオキシメータの出力をＡＤＣ ４１２に入力することができる。

重要なイベントおよび優先事項（例：センサーの選択、ＡＤＣのトリガリング、バッファリング、データの書き込み／読み取り、命令の処理など）に関連するタイミングは、正確な同期に依拠し、システム４００などの複雑なシステムは、複数のそのような重要なイベントおよび優先事項を有することがあり、このことがイベントのタイミングの不確実性につながることがある。さらに、このようなシステムは本質的に電力が不十分である。プロセッサ４０２およびメモリ４２０（プロセッサ４０２によって実行するためのアプリケーション命令を格納することができる）は、トランジスタ／ゲートの点においてシステムの重要な部分でありうる。したがってシステム４００は、高いシステムクロック周波数で動作することがあり、著しく高い動的電力消費量および静的電力消費量が発生しうる。

また、プロセッサ４０２は、複数のセンサーの制御およびデータ処理の責務を担うため、電力消費量が高いことと、データの取得および処理のために利用可能なプロセッササイクルが少ないことによって、このシステムにおいて達成可能な最大帯域幅が制限されうる。

上記および他の問題に対処する目的で、スケジューリング、順序付け、およびデータ取得管理を、プロセッサから切り離す（すなわちプロセッサによって実行されない）ことができる。代わりに、プロセッサおよびその動作への電力を、例えばデータの収集に同期して管理することができ、したがって低電力プロセッサ時間中にバックグラウンドでデータを収集して格納することができる。例えば、（切り離された）データ収集の間、プロセッサへの電力供給を設定するクロックをシャットダウンすることができ、所望の量のデータが収集されたとき、および／または格納されたときに、電力を供給してプロセッサをアクティブにして（例えば「ウェイクアップさせる」）データを処理し、処理が完了したときに再びシャットダウンする。この点および他の特徴を図解したブロック図を、図５に概略的に示してある。

図５は、本明細書に記載されている１つまたは複数の実施形態に係る、特定の機能をプロセッサから切り離すことのできるモニタリングシステムの要素のブロック図を示している。システム５００は、例えば、ワイヤレスウェアラブルデバイス１０２などワイヤレスで接続されるセンサーデバイスにおいて使用することのできるシステムオンチップ（ＳｏＣ）とすることができる。図示したように、システム５００は、プロセッササブシステム５０２と、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）インタフェース５０４およびアナログフロントエンド（ＡＦＥ）５０６を備えたセンサーデータ収集システム５０３とを含むことができる。

いくつかの実施形態においては、プロセッササブシステム５０２は、プロセッサ５０８、共有システムメモリ５１０（例：スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）チップ）、メモリコントローラ５１２（例：ダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）コントローラ）、システムバス５１４、および周辺バス５１６を含むことができる。プロセッサ５０８、システムメモリ５１０、およびメモリコントローラ５１２は、システムバス５１４に結合された状態で示してある。システム５００がＳｏＣとして構成されている場合、上記の構成要素のいくつかまたは他の構成要素をオンチップまたはオフチップに設けることができるが、説明の便宜上、本明細書ではこのような構成要素をシステム５００の構成要素であるものとして説明してある。

１つまたは複数の実施形態においては、ＡＦＥインタフェース５０４は、レジスタ制御器５２０および周辺バス５１６を介してシステムバス５１４に結合されているプログラマブルなイベントシーケンサ・スケジューラ（ＥＳＳ：event sequencer and scheduler）５１８と、タイミングジェネレータ５２２と、オプションのハードウェアデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５２４と、バッファ５２６とを含むことができる。

１つまたは複数の実施形態においては、プロセッサ５０８は、設定タスクおよび通信タスクを制御するマイクロプロセッサとすることができる。プロセッサ５０８は、センサーのスケジューリング、順序付け、およびデータの取得から切り離されて示してあり、したがってプロセッサ５０８は、ＳＬＥＥＰ命令または他の方法を通じて低電力モード（例：「スリープ」）に入ることができ、その間、ＥＳＳ ５１８が、センサーのスケジューリング、順序付け、およびデータの取得を管理する。スリープモードにあるときには、例えばインタフェースモジュールを除いて、プロセッサ５０８への１つまたは複数のクロックをオフにすることができる。いくつかの実施形態においては、入力される要求に対してプロセッサ５０８の通常の挙動を維持する目的で、これらの除外を、クロックゲーティング選択とは無関係にオンに切り替えることができる。例えば所望の量のセンサー情報が収集されたとき、またはバッファ５２６が一杯になったときに、プロセッサ５０８を低電力モードからウェイクアップさせる目的で、バッファ５２６がウェイク信号をプロセッサ５０８に提供することができる。プロセッサ５０８をウェイクアップさせるための別の基準を採用してもよい。ウェイクアップすると、プロセッサ５０８またはメモリコントローラ５１２は、処理のためバッファ５２６からデータを取り出すことができる。

１つまたは複数の実施形態においては、ＤＳＰ ５２４は、シングルプロセッサモードで、またはプロセッサ５０８とのデュアルプロセッサモードで動作するマイクロプロセッサとすることができる。ＤＳＰ ５２４は、例えばデュアルプロセッサモードにあるときには、信号処理量の多いタスクを実行することができる。シングルプロセッサモードにあるときには、ＤＳＰ ５２４は、制御／通信および信号処理の両方を実行することができる。ＤＰＳ ５２４をスリープモードに設定することも可能である。

１つまたは複数の実施形態においては、ＡＦＥ ５０６はセレクタ５２８を含むことができ、セレクタ５２８は、ＥＳＳ ５１８からのセンサー選択信号５３２に従って、アナログセンサーデータを受信して制御下でアナログデータをＡＤＣ ５３０に出力するように構成されている。ＡＤＣ ５３０は、ＥＳＳ ５１８からのトリガー信号５３８に従って、選択されたアナログデータ５３４を受信し、アナログデータ５３４をデジタルデータ５３６に変換し、（オプションとしてＤＳＰ ５２４を介して）デジタルデータ５３６をバッファ５２６に出力するように構成することができる。

１つまたは複数の実施形態においては、プロセッサ５０８から出力される処理済みデータは、周辺バス５１６を介して１つまたは複数の周辺機器に出力されるデジタルデータとする、および／または、ＥＳＳ ５１８を介してＤＡＣ ５４０によってアナログデータに変換することができる。ドライバ５４２を介してのＤＡＣ ５４０の出力は、生理学的兆候を検出する、もしくは測定を許可する、または応答を促すための信号５４４を被検者に提供することができ、生理学的兆候および応答のいずれも上述したように検出してＡＤＣ ５３０に入力することができる。例えば、信号５４４は、パルスオキシメータにおいて光を発生させることができ、パルスオキシメータの出力をＡＤＣ ５３０に入力することができる。いくつかの実施形態においては、ＡＤＣ ５３０への入力の信号対雑音比を改善するため、ＤＡＣ ５４０の出力をセレクタ５２８の出力にフィードバックすることができる。

センサー情報は、適切な周辺インタフェースを介して出力することができる。例えば、以下に限定されないが、２つのＳＰＩ（シリアル周辺インタフェース）マスターインタフェースを設けることができ、一方がＳＰＩフラッシュに専用であり、もう一方がＭＥＭＳ（微小電気機械システム）やジャイロスコープなどにおけるＳＰＩスレーブにアクセスするためである。２つのＵＡＲＴインタフェースを設けることもでき、非制限的な例として、一方はブルートゥース（登録商標）ローエナジー（ＢＴＬＥ：Bluetooth Low Energy）アクセス用であり、もう一方はデバッグアクセス用である。さらには、高度計アクセス用にＩ２Ｃマスターインタフェースを設けることができる。この技術分野における通常の技術を有する者は、上記および他のインタフェースを理解し、必要に応じて実施することができるであろう。

１つまたは複数の実施形態においては、システム５００は、２つのパワードメイン（「ＶＤＤ」ドメインおよび「ＶＤＤ＿ＳＷ」ドメイン）において動作することができる。ＶＤＤドメインは、常時オンドメインとすることができ、これに対してＶＤＤ＿ＳＷは、例えば動的および静的電力を低減するために低電力スリープ状態に切り替えることができる。

いくつかの実施形態においては、ＶＤＤドメインは、クロック制御、リセット制御、電力管理、およびＡＦＥインタフェースの１つまたは複数を含むことができる。プロセッササブシステム、周辺機器、および他の構成要素（これらの１つまたは複数をコアブロック内とすることができる）は、ＶＤＤ＿ＳＷドメインとすることができる。ＡＦＥインタフェースを「常時オン」ドメインにすることによって、ＳｏＣが低電力状態に移行することができる一方で、依然としてＡＦＥからデータをキャプチャすることができる。

いくつかの実施形態においては、通常電力モード（オンモード）から低電力モード（スリープモード）へのイベントの順序付けは、ＥＳＳ ５１８によって管理することができる。通常モードにあるとき、プロセッサ５０８はタイマーおよびウェイクアップを設定して同期させることができる。例えばプロセッサ５０８は、マスタータイマーと一緒にダウンカウンティングタイマーを有効にすることができ、ダウンカウンティングタイマーとマスタータイマーを同期させることができる。ダウンカウンティングタイマーが切れたとき、スリープモードに入ることができる。スリープモードに入るための別の条件を使用することができ、例えば以下に限定されないが、センサーデータ収集が中断したとき、あるいはバッファ５２６からのデータの取り出しが終了したときが挙げられる。

スリープモードの間、ＥＳＳ ５１８、ＡＤＣインタフェース、ＤＡＣインタフェース、および電力管理部は、通常のＶＤＤにあることができ、引き続き以前のまま動作することができる。１つまたは複数の実施形態においては、スリープタイマーが切れる、および／またはトリガーに従って、通常電力モードを再開することができる。例えば、スリープタイマーが、プリロード値からカウントダウンを開始することができ、スリープタイマーが切れたときに通常モードが再開することができる。１つまたは複数の実施形態においては、通常モードは、トリガーに応えて再開することができ、トリガーは、ＭＥＭＳやＢＴＬＥデバイスからの外部割り込み、バッファ５２６からの「ほぼ満杯（Almost-Full）」フラグ、またはバッテリー節約信号とすることができる。スリープタイマーのカウントダウンは、トリガーに従って開始することができる。

１つまたは複数の実施形態においては、スリープモードに入ったとき、コアへのクロックを「オフ」にすることができる。スリープタイマーが切れたとき、または外部割り込みに応えて、コアへのクロックを「オン」にすることができ、プロセッサ５０８は、保持されていた場所から続行することができる。

ＥＳＳ ５１８は、「イベント」のシーケンスを実行するための時間駆動型シーケンサとすることができる。各「イベント」の中で、複数の命令およびトリガーをスケジューリングすることができ、例えば以下に限定されないが、アナログおよびデジタル制御レジスタを書き込んで、プログラムされた時刻にＤＡＣ ５４０およびＡＤＣ ５３０をトリガーする、例えばセレクタ５２８においてデータがキャプチャされたときやイベントが起こったときを識別するために、識別可能なトリガーにおいてタイミングジェネレータ５２２から受信されたタイムスタンプをバッファ５２６に渡す、センサーによるデータを区別するためトリガーに従ってＡＤＣストリームを識別する、などが挙げられる。ＥＳＳ ５１８は、１つまたは複数のコア構成要素を低電力モードにすることができ、その間、ＡＦＥデータのキャプチャを管理する。

したがって、プロセッサ５０８が低電力モードまたは他のモードにあるとき、ＥＳＳ ５１８が、スケジューリング、順序付け、およびデータ取得を管理することができる。例えば図５は、ＥＳＳ ５１８が、センサー選択信号５３２によってセンサーの選択を制御する、トリガー５３８によってＡＤＣの出力を制御する、データ書き込み信号５４６によってバッファ５２６へのデータの書き込みを制御する状況を示している。ＥＳＳ ５１８自体は、タイミングジェネレータ５２２に動作可能に結合することができ、ＥＳＳ ５１８およびタイミングジェネレータ５２２をレジスタ制御器５２０を介してシステムバス５１４に結合することができる。タイミングジェネレータ５２２は、ＥＳＳ ５１８によって提供されるタイミングの基準クロックとして動作することができ、またＥＳＳ ５１８は小さい命令メモリを有することができるため、ＥＳＳ ５１８をプログラマブルとすることができ、タイミングジェネレータ５２２によって提供される基準クロックに従って正確なタイミングを維持することができ、一方で、システム４００などのシングルプロセッサ制御下のシステムより消費する電力が少ない。特に、ＥＳＳ ５１８およびプロセッサ５０８がウェアラブルデバイス１０２の一部としてのそれぞれの動作を実行するとき、ＥＳＳ ５１８およびプロセッサ５０８によって消費される電力の合計を、プロセッサ４０２がウェアラブルデバイス１０２の一部である場合に同様の動作を実行するときにプロセッサ４０２によって消費される電力より少なくすることができる。

図６は、本明細書に記載されている１つまたは複数の実施形態に係る、モニタリングを実施することのできるシステム６００の例を示している。システム６００は、センサーデータ収集システム６０３、プロセッサ６０８、システムメモリ６１０、ＤＭＡ ６１２、システムバス６１４、および周辺バス６１６を含むことができ、これらの構成要素は、それぞれ図５に示したセンサーデータ収集システム５０３、プロセッサ５０８、システムメモリ５１０、ＤＭＡ ５１２、システムバス５１４、および周辺バス５１６に、少なくとも一部が構造的および／または機能的に対応している。さらにシステム６００は、（１つまたは複数の）Ｉ／Ｏインタフェース６０４を介して周辺バス６１６に結合されているディスプレイ６０４ａ、送信機／送受信機６０４ｂ、スピーカー６０４ｃ、および／または他の周辺機器も含むことができる。

本明細書に記載されている動作は、任意の適切なコントローラまたはプロセッサおよびソフトウェアアプリケーション（任意の適切な格納場所またはコンピュータ可読媒体に格納することができる）を使用して実施することができる。ソフトウェアアプリケーションは、例えば、プロセッサ５０８（６０８）および／またはＥＳＳ ５１８が、本明細書に記載されている１つまたは複数の動作を実行することを可能にする命令を提供することができる。

１つまたは複数の実施形態においては、開示されている処理は、ウェアラブルデバイスによって、または外部デバイスによって実行することができ、外部デバイスとしては、以下に限定されないが、センサー／リレー／クラウドプロセッサ、スマートフォンデバイス、および／またはクラウドコンピューティングシステムが挙げられる。

電子アセンブリまたはその構成要素（処理システムおよび／またはセンサーデータ収集システムなど）は、ＳｏＣハードウェア（ＳｏＣ ＨＷ）、オペレーティングシステム、ハードウェア抽象化層（hardware layer abstraction）、デバッグ層、テストモジュール、およびデバイスドライバの１つまたは複数を含む、または備えることができる。適切なＳｏＣの非制限的な例としては、以下の１つまたは複数が挙げられる。
・ 制御プロセッサ（例：プロセッサ５０８）としてのＡＲＣ−６１０Ｄ ３２ビットマイクロプロセッサ
・ ＤＳＰ処理（例：ＤＳＰ ５２４）用のＸＹメモリを有するＡＲＣ−６１０Ｄ ３２ビットマイクロプロセッサ
・ アービトレーションを有するＡＭＢＡ ２．０ ＡＨＢ Ｆａｂｒｉｃ
・ ブルートゥースローエナジー（ＢＴＬＥ）接続用およびデバッグインタフェースとしての２つのＵＡＲＴ
・ ２つのＳＰＩインタフェース
○ 一方は、ＳＰＩフラッシュ用の専用１．８ｖ ＳＰＩインタフェース
○ 他方は、ＭＥＭＳ、高度計、ジャイロスコープなどのための共有（４ｃｓ）ＳＰＩインタフェース
・ 高度計用の１つのＩ２Ｃインタフェース
・ ＡＨＢにおける８チャネルＤＭＡエンジン
・ ＡＨＢにおけるＡＤＣインタフェースおよびバッファ（例：バッファ５２６）
・ センサーのセットアップおよびデータ収集をスケジューリングするためのプログラマブルなイベントスケジューラ（例：ＥＳＳ ５１８）
・ データの暗号化および復号用の１２８ビットまたは２５６ビットのＡＥＳ ＣＣＭエンジン
・ 電力管理ユニット
・ ＡＤＣデータキャプチャを独立して管理およびスケジューリングするためのイベントスケジューラ（例：ＥＳＳ ５１８）

制御プロセッサ（例：プロセッサ５０８）としてのＡＲＣ−６１０Ｄ ３２ビットマイクロプロセッサの例は、以下の１つまたは複数を有することができる（ただし以下に限定されない）。
・ ６４ＫＢの密結合データメモリ（ＤＣＣＭ：Closely-Coupled Data Memory）
・ １２８ＫＢの密結合命令メモリ（ＩＣＣＭ：Closely-Coupled Instruction Memory）ＳＲＡＭおよび６４ＫＢのＲＯＭ
・ ４ポートレジスタファイル
・ ３２×３２乗算器
・ 正規化
・ スワップ
・ ８エントリスタックを有するリアルトレース機能用のＳｍａＲＴ
・ ３２ビットＡＨＢマスター
・ ＪＴＡＧデバッグインタフェース
・ ＩＣＣＭおよびＤＣＣＭへのＡＨＢ−ＤＭＩスレーブインタフェース
・ ２９外部割り込み（３１：３）

ＤＳＰ処理（例：ＤＳＰ ５２４）用のＸＹメモリを有するＡＲＣ−６１０Ｄ ３２ビットマイクロプロセッサの例は、以下の１つまたは複数を有することができる（ただし以下に限定されない）。
・ ６４ＫＢの密結合データメモリ（ＤＣＣＭ）
・ ２５６ＫＢの密結合命令メモリ（ＩＣＣＭ）ＳＲＡＭおよび３２ＫＢのＲＯＭ
・ ４ポートレジスタファイル
・ ３２×３２乗算器（１サイクル）
・ 正規化
・ スワップ
・ ８エントリスタックを有するリアルトレース機能用のＳｍａＲＴ
・ ３２×１６ｄ１６ ＸＭＡＣ（乗算およびアキュムレーション）
・ ＸＹメモリ（ＸおよびＹの４Ｋバイトのシングルバンク）
・ ３２ビットＡＨＢマスター
・ ＪＴＡＧデバッグインタフェース
・ ＩＣＣＭおよびＤＣＣＭへのＡＨＢ−ＤＭＩスレーブインタフェース
・ ２８外部割り込み（３１：４）

この技術分野における通常の技術を有する者には、上記および他の構成要素を、さまざまな異なる方法および構成で互いに結合することができる、または本開示の趣旨および範囲内のスタンドアロンデバイスとすることができることが、容易に認識されるであろう。

ここまでモニタリングシステムを開示した。本明細書に記載されている実施形態は、完全にハードウェアによって実施する形式、完全にソフトウェアによって実施する形式、またはハードウェア要素およびソフトウェア要素の両方を含むように実施する形式をとることができる。実施形態はソフトウェアにおいて実施することができ、ソフトウェアとしては、以下に限定されないが、アプリケーションソフトウェア、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどが挙げられる。

本明細書に記載されている動作は、任意の適切なコントローラまたはプロセッサ、およびソフトウェアアプリケーション（任意の適切な格納場所またはコンピュータ可読媒体に格納することができる）を使用して実施することができる。ソフトウェアアプリケーションは、プロセッサまたはコントローラが、本明細書に記載されている動作を実行することを可能にする命令を提供することができる。

さらに、実施形態は、コンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体からアクセス可能なコンピュータプログラム製品であって、コンピュータもしくは任意の命令実行システムによって、またはコンピュータもしくは任意の命令実行システムに関連して使用することのできるプログラムコードを提供するコンピュータプログラム製品、の形式をとることができる。この説明を目的として、コンピュータ使用可能媒体またはコンピュータ可読媒体は、命令を実行するシステム、装置、またはデバイスによって、あるいはこのようなシステム、装置、またはデバイスに関連して使用するためのプログラムを含む、格納する、伝える、伝搬する、または運ぶ任意の装置とすることができる。

媒体は、電子式、磁気式、光学式、電磁式、赤外式、半導体のシステム（または装置もしくはデバイス）、または伝搬媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体の例としては、半導体メモリもしくは固体メモリ、磁気テープ、リムーバブルコンピュータディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、剛性磁気ディスク、および光ディスクが挙げられる。光ディスクの現在の例としては、ＤＶＤ、コンパクトディスク−読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−読み取り／書き込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）が挙げられる。

本発明について、図示した実施形態に従って説明してきたが、実施形態のバリエーションが存在し、これらのバリエーションは本発明の趣旨および範囲内であることが、この技術分野における通常の技術を有する者には容易に認識されるであろう。したがって、この技術分野における通常の技術を有する者は、添付の請求項の趣旨および範囲から逸脱することなく、多くの変更を行うことができる。

Claims (20)

1. モニタリングシステムであって、
   被検者の１つまたは複数の特徴に関連するセンサーデータの収集を制御するように構成されているセンサーデータ収集システムであって、
   前記センサーデータの収集の順序付けおよびスケジューリングを制御するように構成されているコントローラと、
   前記コントローラによって提供される信号に従って、１つまたは複数のセンサーから収集された前記センサーデータに対応するデータを受信してバッファリングするように構成されているバッファと、
   を含む、前記センサーデータ収集システムと、
   １つまたは複数のプロセッサであって、
   ウェイク信号に従って、前記バッファリングされたデータを前記バッファから受信し、
   前記受信されたデータを処理し、
   前記処理されたデータを出力する、
   ように構成されている前記１つまたは複数のプロセッサと、
   を備えており、
   前記センサーデータ収集システムによる前記センサーデータの収集のスケジューリングおよび順序付けが、前記プロセッサから切り離されている、
   モニタリングシステム。
2. 第１の信号に従って、アナログセンサーデータを受信し、前記アナログセンサーデータをデジタルセンサーデータに変換し、かつ前記デジタルセンサーデータを出力するように構成されているアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）、
   をさらに備えており、
   前記バッファによって受信されてバッファリングされる前記データが、前記ＡＤＣによって出力される前記デジタルセンサーデータを含む、
   請求項１に記載のモニタリングシステム。
3. 前記ウェイク信号が前記バッファによって提供される、請求項１に記載のモニタリングシステム。
4. 前記１つまたは複数のプロセッサによって出力される前記処理されたデータを受信して送信するように構成されている送信機、
   をさらに備えている、請求項２に記載のモニタリングシステム。
5. 前記センサーデータを提供するように構成されている１つまたは複数のセンサーと、
   前記１つまたは複数のセンサー、前記センサーデータ収集システム、および前記１つまたは複数のプロセッサ、を支持するように構成されている基部と、
   をさらに備えている、請求項４に記載のモニタリングシステム。
6. 前記１つまたは複数のプロセッサによって出力される前記処理されたデータを受信して送信するように構成されている送信機、
   をさらに備えており、
   前記基部が前記送信機を支持するように構成されている、
   請求項５に記載のモニタリングシステム。
7. 前記センサーデータ収集システムおよび前記１つまたは複数のプロセッサに電力を供給するように構成されている１つまたは複数のバッテリー、
   をさらに備えており、
   前記１つまたは複数のバッテリーが前記基部によって支持されている、
   請求項５に記載のモニタリングシステム。
8. 前記１つまたは複数のプロセッサが、前記センサーデータ収集システムによるセンサーデータ収集の間、低電力スリープモードに入るように構成されており、前記スリープモードが、前記１つまたは複数のプロセッサが前記バッファリングされたデータを受信することと、前記受信されたデータを処理することと、前記処理されたデータを出力することを抑制し、
   前記１つまたは複数のプロセッサが、前記ウェイク信号に従って、前記スリープモードを終了して前記バッファリングされたデータの受信を再開するように構成されている、
   請求項７に記載のモニタリングシステム。
9. 前記ウェイク信号が、外部割り込みに従って前記１つまたは複数のプロセッサに提供される、請求項８に記載のモニタリングシステム。
10. 前記ウェイク信号が、タイマーの終了に従って前記１つまたは複数のプロセッサに提供される、請求項８に記載のモニタリングシステム。
11. 前記１つまたは複数のセンサーが、ＥＣＧセンサーおよび呼吸センサーを含む、請求項５に記載のモニタリングシステム。
12. ウェアラブルデバイスであって、
    基部と、
    前記基部によって支持されている電子アセンブリと、
    を備えており、
    前記電子アセンブリが、
    被検者の１つまたは複数の特徴に関連するセンサーデータの収集を制御するように構成されているセンサーデータ収集システムであって、
    前記センサーデータの収集の順序付けおよびスケジューリングを制御するように構成されているコントローラと、
    前記コントローラによって提供される信号に従って、１つまたは複数のセンサーから収集された前記センサーデータに対応するデータを受信してバッファリングするように構成されているバッファと、
    を含む、前記センサーデータ収集システムと、
    １つまたは複数のプロセッサであって、
    ウェイク信号に従って、前記バッファリングされたデータを前記バッファから受信し、
    前記受信されたデータを処理し、
    前記処理されたデータを出力する、
    ように構成されている前記１つまたは複数のプロセッサと、
    を含み、
    前記センサーデータ収集システムによる前記センサーデータの収集のスケジューリングおよび順序付けが、前記プロセッサから切り離されている、
    ウェアラブルデバイス。
13. 前記電子アセンブリが、
    第１の信号に従って、アナログセンサーデータを受信し、前記アナログセンサーデータをデジタルセンサーデータに変換し、かつ前記デジタルセンサーデータを出力するように構成されているアナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）、
    をさらに含み、
    前記バッファによって受信されてバッファリングされる前記データが、前記ＡＤＣによって出力される前記デジタルセンサーデータを含む、
    請求項１２に記載のウェアラブルデバイス。
14. 前記ウェイク信号が前記バッファによって提供される、請求項１２に記載のウェアラブルデバイス。
15. 前記センサーデータを提供するように構成されている１つまたは複数のセンサーと、
    前記１つまたは複数のセンサー、前記センサーデータ収集システム、および前記１つまたは複数のプロセッサ、を支持するように構成されている基部と、
    をさらに備えている、
    請求項１４に記載のウェアラブルデバイス。
16. 前記１つまたは複数のプロセッサによって出力される前記処理されたデータを受信して送信するように構成されている送信機、
    をさらに備えており、
    前記基部が前記送信機を支持するように構成されている、
    請求項１５に記載のウェアラブルデバイス。
17. 前記センサーデータ収集システムおよび前記１つまたは複数のプロセッサに電力を供給するように構成されている１つまたは複数のバッテリー、
    をさらに備えており、
    前記１つまたは複数のバッテリーが前記基部によって支持されている、
    請求項１５に記載のウェアラブルデバイス。
18. 前記１つまたは複数のプロセッサが、前記センサーデータ収集システムによるセンサーデータ収集の間、低電力スリープモードに入るように構成されており、前記スリープモードが、前記１つまたは複数のプロセッサが前記バッファリングされたデータを受信することと、前記受信されたデータを処理することと、前記処理されたデータを出力することを抑制し、
    前記１つまたは複数のプロセッサが、前記ウェイク信号に従って、前記スリープモードを終了して前記バッファリングされたデータの受信を再開するように構成されている、
    請求項１７に記載のウェアラブルデバイス。
19. 前記ウェイク信号が、外部割り込みに従って前記１つまたは複数のプロセッサに提供される、請求項１２に記載のウェアラブルデバイス。
20. 前記１つまたは複数のセンサーが、ＥＣＧセンサーおよび呼吸センサーを含む、請求項１２に記載のウェアラブルデバイス。

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