KR20240032835A - 생리학적 지표들을 감시하는 웨어러블 기기 - Google Patents
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Abstract
광학 생리학적 센서가 웨어러블 기기에 통합될 수 있고, 광학 중심을 갖는 기판과, 기판의 광학 중심에 인접하여 위치하고 광학 중심으로부터 편심으로 이격되는 발광다이오드(LED)들의 제1 방출기 그룹과, 기판의 광학 중심에 인접하여 위치하고 광학 중심으로부터 광학 중심에 대해 LED들의 제1 방출기 그룹 반대쪽으로 편심으로 이격되는 LED들의 제2 방출기 그룹과, 및 제1 및 제2 방출기 그룹을 둘러싸는 공간 구조로 배열되는 복수의 감지기들을 구비할 수 있다. 복수의 감지기들의 각각은 기판 상에서 기판의 광학 중심으로부터 동일한 거리에 위치할 수 있다.
Description
관련 출원들과의 상호 참조
본원은 2021년 10월 6일 출원한 미국특허가출원 제63/252,893호, 2021년 8월 6일 출원한 미국특허가출원 제63/230,239호, 및 2021년 7월 13일 출원한 미국특허가출원 제 63/221,385,호에 대한 (우선권의) 효익을 주장한다. 위 항목들의 각각의 전체 개시내용은 이 명세서에 전체가 설명된 것처럼 이 명세서의 일부를 구성하며 이것이 포함하는 모든 목적들에 대해 참고로 통합된다.
기술분야
본 발명은 손목에 착용되는, 복수의 센서들이 통합된 웨어러블 건강 감시 기기(wearable health monitoring device)에 관한 것이다.
분광학(spectroscopy)은 용액의 유기 및 일부 무기 성분들의 농도를 측정하는 일반적 기법이다. 이 기법의 이론적 기반은 비어 람베르트 법칙(Beer-Lambert law)인데, 이는 용액 내의 흡수재(absorbent)의 농도()가 경로 길이(), 입사광의 광도(), 및 특정 파장(λ)에서의 흡광계수()를 알면 용액을 투과하는 광의 광도(intensity)로 결정될 수 있음을 나타낸다.
일반식으로 비어 람베르트 법칙은 다음과 같이 표현되는데:
여기서 μ α,λ 는 벌크 흡수 계수(bulk absorption coefficient)로 단위 길이 당 흡수의 확률을 나타낸다. 식 1 및 2를 푸는 데 요구되는 이산된 파장들의 최소의 수는 용액 내에 존재하는 중요 흡수제들의 수이다.
이 기법들의 실제적 응용은 맥박 산소 측정(pulse oximetry) 또는 혈량 측정법(plethysmography)인데, 이는 다른 생리적 지표들 중에서 산소 포화도(oxygen saturation)와 맥박수(pulse rate)를 측정하는 비침습적(noninvasive) 센서를 활용한다. 맥박 산소 측정 또는 혈량 측정법은 (전형적으로 예를 들어 환자의 손가락 끝, 발, 귀, 이마, 또는 다른 측정 부위 등) 환자의 외부에 부착된 센서에 의존하고 다른 생리적 지표들 중에서 예를 들어 동맥 산소 포화도에 대한 퍼센트 값을 포함하여 환자의 혈액 성분 및/또는 분석치 등 여러 가지 생리적 지표들을 나타내는 신호들을 출력한다. 센서는 조직 부위에 하나 이상의 파장의 광학적 복사를 전송하는 적어도 하나의 방출기(emitter)와 조직 부위 내를 흐르는 박동(pulsatile) 동맥혈에 흡수된 다음 (조직 부위로부터 반사되거나 이를 투과할 수 있는) 광학적 복사의 광도에 응답하는 적어도 하나의 감지기(detector)를 갖는다. 이 응답에 기반하여 프로세서는 혈액내 산소화 헤모글로빈(HbO2)과 탈산소화 헤모글로빈(Hb)의 상대적 농도를 결정하여 산소 포화도를 도출하는데, 이는 환자의 산소 공급의 가능하기로 위험한 저하와 다른 생리적 지표들의 조기 감지를 제공할 수 있다.
환자 감시 기기는 혈량 측정 센서를 포함할 수 있다. 혈량 측정 센서는 산소 포화도(SpO2), 맥박수, 혈량 측정 파형, 말초관류지수(perfusion index ;PI), 파형 변이 지수(pleth variability index; PVI), 메트헤모글로빈(methemoglobin ;MetHb), 일산화탄소헤모글로빈(carboxyhemoglobin; CoHb), 전체 헤모글로빈(tHb), 호흡수, 혈당(glucose), 및/또는 다른 것들을 산출할 수 있다. 혈량 측정 센서로 측정된 지표들은 위 지표들을 개별적으로, 그룹으로, 추세로, 조합하여, 또는 전체적 건강이나 다른 지표로 하나 이상의 모니터들 상에 화상표시할 수 있다.
맥박 산소 측정 센서는 저소음 광학 탐침(Low Noise Optical Probe)이라는 명칭의 미국특허 제6,088,607호에 기재되어 있고; 맥박 산소 측정 신호 처리는 각각 신호 처리 장치(Signal Processing Apparatus)및 신호 처리 장치 및 방법(Signal Processing Apparatus and Method)이라는 명칭의 미국특허 제6,650,917 and 6,699,194호들에 기재되어 있으며; 맥박 산소 측정 모니터는 범용/업그레이딩 맥박 산소 측정 기기(Universal/Upgrading Pulse Oximeter)라는 명칭의 미국특허 제6,584,336호에 기재되어 있는데, 이 모두는 Masimo Corporation, Irvine, CA에 양도되었으며, 각각 그 전체로서 이 명세서에 참고로 통합된다.
현재의 맥박 산소 측정 센서의 단점은 손가락, 귀, 발가락, 코, 및 이마 등을 포함하는 중요 모세혈관계 부근에 위치해야 한다는 것이다. 이러한 위치들은 의료시설 외부의 일상적 활동 동안 사용자를 감시하기에는 일반적으로 불편하다. 또한 운동(motion) 산소 포화도 기법을 통한 측정이 존재하지만, 이는 의료시설에서의 사용(context)을 대상으로 한 것으로 스포츠 활동이나 다른 중요한 일상적(daily) 운동을 포함하는 일상적 루틴(normal routine)에는 신뢰성이 없다. 이에 따라 본 발명은 손목을 포함하여 희박한 모세혈관 위치에서 맥박 산소 측정을 가능하게 하는 센서를 제공한다. 본 발명은 또한 더 강한 일상적 운동의 실행을 통해 맥박 산소를 측정하는 알고리즘을 제공한다.
이 명세서에서 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈, 또는 모듈로도 지칭되는 생리학적 감시 센서는 손목시계 또는 시계처럼 사람("착용자(wearer)")의 손목에 고정되는 웨어러블 기기(wearable device)에 통합될 수 있다. 시계 상의 센서가 착용자 생리학적 지표들을 감시하는 데 사용될 수 있다. 센서는 이 명세서에 개시된 것 등 착용자의 맥박수, 산소 포화도, 급수 상태(hydration status), 호흡수, 및/또는 다른 지표들을 감지할 수 있다. 센서는 압력과 접촉을 개선하여 착용자의 피부와 생리학적 지표 측정 센서 간의 광학적 결합을 향상시키는 볼록한 돌출부를 포함할 수 있다. 센서의 곡률은 착용자의 손목 상의 시계에 의한 원하는 압력과 착용자의 안락성 간의 균형을 잡도록 설계될 수 있다. 센서는 신호 강도를 향상시키고 잡음을 저감시키기 위해 다른 구성들 중에서도 모듈의 방출기와 감지기들 간의 광 배리어(light barrier) 및/또는 방출기와 감지기들을 둘러싸는 광 확산 소재를 포함할 수 있다. 센서 또는 시계는 다른 센서를 수신하는 연결 포트를 포함할 수 있는데, 이는 손목이 아닌 착용자의 몸의 다른 측정 부위에서 착용자에게 결합되도록 구성될 수 있다. 센서는 어떤 시간 간격으로 연속적으로, 및/또는 착용자의 요청에 따라 하나 이상의 생리학적 지표들을 측정하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 센서는 시계가 착용자의 손목 상에 착용되었을 때 착용자의 산소 포화도 및/또는 맥박수를 계속 측정하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 예시적인 광학 생리학적 센서는 착용자의 건강을 감시하도록 구성된 시계에 통합될 수 있다. 이 광학 생리학적 센서는 시계가 착용자에게 착용되었을 때 착용자의 조직(tissue)에 대향(face)하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 광학 생리학적 센서로부터의 정보를 사용하여 착용자 생리학적 지표들을 측정하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는: 인쇄회로기판(PCB); PCB 상의 제1 위치에 제1 복수의 발광다이오드(LED)들을 포함하는 제1 방출기 그룹; 제1 위치와 다른 PCB 상의 제2 위치에 제2 복수의 발광다이오드(LED)들을 포함하는 제2 방출기 그룹으로 여기서 제1 방출기 그룹과 동일한 수 및 종류의 LED들을 포함하는 제2 방출기 그룹; 제1 방출기 그룹을 제2 방출기 그룹과 분리하는 하나 이상의 제1 광 블록들; 제1 및 제2 복수의 LED들로부터 방출된 광을 확산시키도록 구성된 광 확산 소재; PCB 상의 6개 이상의 광다이오드들을 포함하는 복수의 감지기들; 복수의 감지기들의 각각을 (i) 복수의 감지기들의 다른 감지기들의 각각과 (ii) 제1 및 제2 방출기 그룹들로부터 분리하는 하나 이상의 제2 광 블록들; 및 (i) 제1 및 제2 방출기 그룹들 및 6개 이상의 광다이오드들과 (ii) 착용자의 조직 사이에 위치하도록 구성되고 하나 이상의 표면 소재들을 포함하는 볼록면(convex surface)을 구비한다.
일부 실시예들에서, 제1 복수의 LED들은 적어도 5개의 파장들의 광을 방출하도록 구성될 수 있고 제2 복수의 LED들은 적어도 5개의 파장들의 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 복수의 LED들로 방출되는 5개의 파장들은 제2 복수의 LED들로 방출되는 5개의 파장들과 동일한 파장들이다.
일부 실시예들에서, 제1 복수의 LED들은 제2 복수의 LED들의 LED들과 동일한 종류의 LED들을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 복수의 LED들의 LED들은 PCB 상에서 센서의 중심선에 걸쳐 제2 복수의 LED들의 LED들의 PCB 상의 배열과 경면대칭으로(mirror) 배열될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 복수의 LED들은: 제1 파장의 광을 방출하도록 구성된 제1 LED, 제2 파장의 광을 방출하도록 구성된 제2 LED, 제3 파장의 광을 방출하도록 구성된 제3 LED, 제4 파장의 광을 방출하도록 구성된 제4 LED, 및 제5 파장의 광을 방출하도록 구성된 제5 LED를 구비할 수 있고, 제2 복수의 LED들은: 제1 파장의 광을 방출하도록 구성된 제6 LED, 제2 파장의 광을 방출하도록 구성된 제7 LED, 제3 파장의 광을 방출하도록 구성된 제8 LED, 제4 파장의 광을 방출하도록 구성된 제9 LED, 및 제5 파장의 광을 방출하도록 구성된 제10 LED를 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 LED는 PCB 상에 센서의 중심선에 걸쳐 제6 LED에 경면대칭인 위치에 위치할 수 있고; 제2 LED는 PCB 상에 센서의 중심선에 걸쳐 제7 LED에 경면대칭인 위치에 위치할 수 있으며; 제3 LED는 PCB 상에 센서의 중심선에 걸쳐 제8 LED에 경면대칭인 위치에 위치할 수 있고; 제4 LED는 PCB 상에 센서의 중심선에 걸쳐 제9 LED에 경면대칭인 위치에 위치할 수 있으며; 제5 LED는 PCB 상에 센서의 중심선에 걸쳐 제10 LED에 경면대칭인 위치에 위치할 수 있고; 센서의 중심선은 복수의 감지기들 중의 적어도 하나를 양분(bisect)할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서의 중심선은 복수의 감지기들 중의 2개를 양분할 수 있는데 이 2개의 감지기들의 각각은 제1 및 제2 복수의 방출기들로부터 방출된 관의 감지에 응답하여 센서의 생리학적 지표 측정을 정규화(normalize)하는 하나 이상의 신호들을 생성하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제6 LED들은 각각 복수의 감지기들의 적어도 하나로부터 동일한 거리에 위치할 수 있고; 제2 및 제7 LED들은 각각 복수의 감지기들의 적어도 하나로부터 동일한 거리에 위치할 수 있으며; 제3 및 제8 LED들은 각각 복수의 감지기들의 적어도 하나로부터 동일한 거리에 위치할 수 있고; 제4 및 제9 LED들은 각각 복수의 감지기들의 적어도 하나로부터 동일한 거리에 위치할 수 있으며; 제5 및 제10 LED들은 각각 복수의 감지기들의 적어도 하나로부터 동일한 거리에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들은: 적어도 2개의 감지기들을 포함하는 제1 감지기 그룹; 및 적어도 2개의 감지기들을 포함하는 제2 감지기 그룹을 구비할 수 있고, 제1 방출기 그룹은 제1 감지기 그룹에 근위(proximal)이고 제2 감지기 그룹으로부터 원위(distal)이며; 제2 방출기 그룹은 제2 감지기 그룹에 근위이고 제1 감지기 그룹으로부터 원위일 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 방출기 그룹들은 센서의 PCB의 중앙 위치에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들은 센서의 PCB의 외주 둘레로 연장될 수 있다.
본 발명의 예시적 광학 생리학적 센서는 착용자의 건강을 감시하도록 구성된 시계에 통합될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 시계가 착용자가 착용되었을 때 착용자의 조직을 대향하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 광학 생리학적 센서로부터의 정보를 사용하여 착용자 생리학적 지표들을 측정하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는: 인쇄회로기판(PCB); PCB 상의 제1 위치에 제1 복수의 발광다이오드(LED)들을 포함하는 제1 방출기 그룹; 제1 위치와 다른 PCB 상의 제2 위치에 제2 복수의 발광다이오드(LED)들을 포함하는 제2 방출기 그룹으로 여기서 제1 방출기 그룹과 동일한 수 및 종류의 LED들을 포함하는 제2 방출기 그룹; 제1 방출기 그룹을 제2 방출기 그룹과 분리하는 하나 이상의 제1 광 블록들; 제1 및 제2 복수의 LED들로부터 방출된 광을 확산시키도록 구성된 광 확산 소재; PCB 상의 6개 이상의 광다이오드들을 포함하는 복수의 감지기들; 복수의 감지기들 중의 감지기들의 각각을 복수의 감지기들 중의 다른 감지기들의 각각과 분리하는 제2 광 블록들; 및 (i) 제1 및 제2 방출기 그룹들 및 6개 이상의 광다이오드들과 (ii) 착용자의 조직 사이에 위치하도록 구성되고 하나 이상의 표면 소재들을 포함하는 볼록면을 구비한다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹은 방출기들의 제1 그룹을 규정(define)할 수 있는데, 방출기들의 제1 그룹의 각 방출기는 PCB 상에서 방출기들의 제1 그룹의 다른 방출기들의 각각으로부터 1.0 mm 미만(의 거리)에 위치하고, 제2 방출기 그룹은 방출기들의 제2 그룹을 규정할 수 있는데, 방출기들의 제2 그룹의 각 방출기는 PCB 상에서 방출기들의 제2 그룹의 다른 방출기들의 각각으로부터 1.0 mm 미만(의 거리)에 위치한다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들은: 적어도 2개의 감지기들을 포함할 수 있는 제1 감지기 그룹으로, 여기서 적어도 2개의 감지기들의 각 감지기가 제1 방출기 그룹에 근위일 수 있는 제1 감지기 그룹과; 적어도 2개의 감지기들을 포함할 수 있는 제2 감지기 그룹으로, 여기서 적어도 2개의 감지기들의 각 감지기가 제1 방출기 그룹으로부터 원위일 수 있는 제2 감지기 그룹을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들 중의 적어도 2개는 각각 개별적으로 제1 방출기 그룹 및 제2 방출기 그룹에 대한 중간 감지기(intermediate detector)를 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제1 방출기 그룹들은 센서의 PCB의 중앙 위치에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들은 센서의 PCB의 외주 둘레에 연장될 수 있다.
일부 실시예들에서, PCB는 도전성 액체 접착제를 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, PCB는 반사면을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 복수의 LED들은 적어도 4개의 파장들의 광을 방출하도록 구성될 수 있고 제2 복수의 LED들은 적어도 4개의 파장들의 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 복수의 LED들은: 제1 파장의 광을 방출하도록 구성된 제1 LED, 제2 파장의 광을 방출하도록 구성된 제2 LED, 제3 파장의 광을 방출하도록 구성된 제3 LED, 및 제4 파장의 광을 방출하도록 구성된 제4 LED를 구비할 수 있고, 제2 복수의 LED들은: 제1 파장의 광을 방출하도록 구성된 제5 LED, 제2 파장의 광을 방출하도록 구성된 제6 LED, 제3 파장의 광을 방출하도록 구성된 제7 LED, 및 제4 파장의 광을 방출하도록 구성된 제8 LED,를 구할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서는 제1 복수의 LED들 및 제2 복수의 LED들을 변동하는 광도로 구동하도록 구성된 센서 프로세서를 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 적어도 부분적으로, 방출 광의 감쇠(attenuation) 또는 제1 복수의 LED들 및 제2 복수의 LED들의 온도 중의 하나 이상에 기반하여 제1 복수의 LED들 및 제2 복수의 LED들의 광도들을 구동하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서는 복수의 감지기들의 감지기들 중의 일부를 활성화 또는 비활성화시키도록 구성된 센서 프로세서를 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서는 ECG 센서를 구비할 수 있고, ECG 센서는 기준 전극(reference electrode), 음 전극, 및 양 전극을 구비할 수 있으며, 기준 및 음 전극들은 센서 상에 위치하고 시계의 하우징의 일부가 양 전극을 형성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 기준 및 음 전극들은 센서의 PCB 상에 분리 가능하게(releasably) 결합될 수 있다.
본 발명은 생리학적 지표들을 감시하는 시스템을 제공한다. 이 시스템은 사용자의 하나 이상의 생리학적 지표들을 감시하도록 구성된 하나 이상의 생리학적 센서들을 포함하는 웨어러블 기기를 구비할 수 있다. 시스템은 웨어러블 기기의 외부에 있고 웨어러블 기기와 무선 통신하는 연산 장치를 구비할 수 있다. 이 연산 장치는: 대화형 사용자 인터페이스(interactive user interface)를 통해 사용자 입력을 수신하고; 사용자 입력의 수신에 응답하여 웨어러블 기기에 제1 신호를 무선 전송하여 생리학적 감시 작동을 수행하도록 지시하며; 웨어러블 기기로부터 생리학적 감시 작동으로 측정된 생리학적 지표 데이터를 수신하고; 대화형 사용자 인터페이스에 생리학적 지표들이 표시되도록 한다.
일부 실시예들에서, 감시 작동은 생리학적 지표들의 계속적 측정을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 감시 작동은: 소정 길이의 시간 동안의 생리학적 지표들의 측정과; 소정 길이의 시간이 만료되면 생리학적 지표들의 측정의 중단을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 웨어러블 기기는: 연산 장치로부터의 제1 신호의 수신에 응답하여 웨어러블 기기의 배터리의 전력 수준(power level)을 판단하고; 전력 수준이 감시 작동의 수행에 충분한지 여부를 판단하며; 전력 수준이 충분하다는 판단에 응답하여 감시 작동을 수행하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 웨어러블 기기는: 연산 장치로부터의 제1 신호에 응답하여 웨어러블 기기의 전력 수준을 판단하고; 전력 수준이 감시 작동의 수행에 충분한지 여부를 판단하며; 전력 수준이 충분하지 않다는 판단에 응답하여 적어도 부분적으로 전력 수준에 기반하여 수정된(modified) 감시 작동을 결정하고; 수징된 감시 작동을 수행하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 연산 장치는 또한: 대화형 사용자 인터페이스에 과거(historical) 및 거의 실시간 생리학적 지표 데이터의 그래프, 차트, 또는 추세(trend)를 표시하게 하도록 더 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 웨어러블 기기는: 하나 이상의 생리학적 지표들이 개별적인 소정의 임계값을 초과하는지 판단하고; 하나 이상의 생리학적 지표들이 개별적인 소정의 임계값을 초과한다는 판단에 응답하여 연산 장치에 제2 신호를 전송하여 연산 장치가 경보를 생성하게 하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 예시적 광학 생리학적 센서는 착용자의 건강을 감시하도록 구성된 시계에 통합될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 착용자에 의해 착용되었을 때 착용자의 조직에 대향하고 광학 생리학적 센서로부터의 정보를 사용하여 착용자 생리학적 지표들을 측정하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 제1 위치의 제1 복수의 발광다이오드(LED)들을 포함하는 제1 방출기 그룹; 제1 위치와 다른 제2 위치의 제2 복수의 LED들을 포함하는 제2 방출기 그룹으로, 여기서 제1 방출기 그룹과 동일한 수와 종류의 LED들을 포함할 수 있는 제2 방출기 그룹; 제1 방출기 그룹을 제2 방출기 그룹으로부터 분리하는 하나 이상의 광 블록들; 제1 및 제2 복수의 LED들의 각각으로 방출된 광을 확산시키도록 구성된 광 확산 소재; 4개 이상의 광다이오드들을 포함하는 복수의 감지기들; 및 (i) 제1 및 제2 방출기 그룹들과 4개 이상의 광다이오드들과 (ii) 착용자의 조직 사이에 위치하도록 구성되고, 하나 이상의 표면 소재를 포함하는 볼록면을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 표면 소재들은 하나 이상의 광 블록들과 광 투과 소재(light transmission material)의 적어도 일부를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 또는 제2 방출기 그룹들의 방출기들은 서로 전기적으로 연결되지 않을 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 또는 제2 방출기 그룹들은 근접하여 위치하는 방출기들의 그룹을 형성(define)할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들은 각 방출기 그룹에 대해 개별적으로 근거리(near) 감지기 및 원거리(far) 감지기 양자일 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 또는 제2 방출기 그룹들은 센서의 인쇄회로기판(PCB)의 중심이 아닌 위치들에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 광 블록들은 시계의 착용시 제1 및 제2 복수의 LED들을 착용자의 조직을 향해 위치시키는 센서의 표면으로부터 연장될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 또는 제2 방출기 그룹들의 각각은 그 자체의 광 확산 소재로 둘러싸일 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹을 둘러싸는 광 확산 소재는 제2 방출기 그룹을 둘러싸는 광 확산 소재와 다를 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들의 적어도 일부는 센서의 원주 둘레로 연장될 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들은 격자 패턴 및/또는 서로 건너편에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서, 방출기 그룹들의 위치들은 복수의 감지기들과 교호할(interleaved with) 수 있다 .
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들 중의 적어도 하나는 제1 복수의 LED들 및 제2 복수의 LED들 사이에 위치할 수 있고, 복수의 감지기들 중의 적어도 하나는 제1 복수의 LED들 및 제2 복수의 LED들의 각각의 적어도 양측들의 각각에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서는 또한 광학 생리학적 센서로부터의 신호들에 기반하여 산소 포화도 측정값을 결정하도록 구성된 프로세서를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 예시적 광학 생리학적 센서는 착용자의 건강을 감시하도록 구성된 시계에 통합될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 착용자에 의해 착용시 착용자의 조직을 대향하고 광학 생리학적 센서로부터의 정보를 이용하여 생리학적 지표들을 측정하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 복수의 방출기들로, 방출기들이 복수의 다른 파장들의 광을 방출하도록 구성되고, 복수의 다른 파장들은 적어도 3개의 다른 파장들을 포함하는 복수의 방출기들; 복수의 감지기들로, 감지기들은 시계가 착용자의 손목에 착용되었을 때 복수의 방출기들에 의해 방출되어 사용자의 조직에 의해 감쇠된 광을 감지하여 착용자 생리학적 지표들을 결정하도록 센서 프로세서로 신호들을 출력하도록 구성된 복수의 감지기들; 센서 하우징으로, 복수의 방출기들과 복수의 감지기들이 하우징 내에 둘러싸이고, 여기서 센서 하우징이: 복수의 방출기들과 복수의 감지기들 위로 연장되는 볼록한 피부 대향(skin-facing) 광 투과 커버로, 센서 하우징의 제1 측에 위치하는 커버와, 및 제1 측에 반대되는 하우징의 제2 측에 위치하는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하는 센서 하우징; 및 PCB로부터 커버로 연장되는 복수의 광 배리어(light barrier)들로, 복수의 광 배리어들이 챔버들 간의 광 또는 거의 모든 광을 차단하는 챔버들의 벽을 형성하도록 구성되고, 각 챔버가 감지기들이 없이 하나 이상의 방출기들을 둘러싸거나 방출기들이 없이 하나 이상의 감지기들을 둘러싸는 복수의 광 배리어들을 구비할 수 있는데, 여기서 커버의 피부 대향 면과 광 배리어들 중의 적어도 하나는 센서의 피부 대향 면을 규정할 수 있고, 하나 이상의 감지기들을 둘러싸는 챔버들 위로 연장되는 커버의 표면적은 센서의 피부 대향 면의 적어도 50%이다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 감지기들을 둘러싸는 챔버들 위로 연장되는 커버의 표면적은 적어도 100 mm2이다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 감지기들을 둘러싸는 챔버들 위로 연장되는 커버의 표면적은 적어도 150 mm2이다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 감지기들을 둘러싸는 챔버들 위로 연장되는 커버의 표면적은 적어도 165 mm2이다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 방출기들을 둘러싸는 챔버들 위로 연장되는 광 투과 커버의 표면적은 적어도 25 mm2이다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 감지기들을 둘러싸는 챔버들 위로 연장되는 광 투과 커버의 표면적은 적어도 35 mm2이다.
일부 실시예들에서, 센서의 피부 대향 면은 장변과 단변을 가질 수 있고, 장변은 시계의 착용시 착용자의 손목의 폭을 따르도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 더 많은 복수의 감지기들이 단변보다 장변을 따라 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 방출기들은 제1 그룹의 방출기들과 제2 그룹의 방출기들을 구비할 수 있고, 제1 방출기 챔버가 제1 그룹을 둘러싸고 제2 방출기 챔버가 제2 그룹을 둘러싼다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들은 감지기들의 제1 링(ring)과 감지기들의 제2 링을 구비할 수 있는데, 감지기들의 제1 링은 방출기들의 제1 그룹을 둘러싸고 감지기들의 제2 링은 방출기들의 제2 그룹을 둘러싼다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들 중의 적어도 하나는 방출기들의 제1 및 제2 그룹들 사이에 위치할 수 있고 감지기들의 제1 및 제2 링들에 공유될 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들 중의 일부는 복수의 감지기들의 나머지보다 방출기들의 제1 그룹에 더 가까울 수 있고 복수의 감지기들 중의 일부는 복수의 감지기들의 나머지보다 방출기들의 제2 그룹에 더 가까울 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 광 배리어들은 커버의 피부 대향 면으로 연장될 수 있다.
본 발명의 예시적 광학 생리학적 센서는 착용자의 건강을 감시하도록 구성된 시계에 통합될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 착용자에 의해 착용시 착용자의 조직을 대향하고 광학 생리학적 센서로부터의 정보를 이용하여 생리학적 지표들을 측정하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 복수의 방출기들로, 방출기들이 복수의 다른 파장들의 광을 방출하도록 구성되고, 복수의 다른 파장들은 적어도 3개의 다른 파장들을 포함하는 복수의 방출기들; 복수의 감지기들로, 감지기들은 시계가 착용자의 손목에 착용되었을 때 복수의 방출기들에 의해 방출되어 사용자의 조직에 의해 감쇠된 광을 감지하여 착용자 생리학적 지표들을 결정하도록 센서 프로세서로 신호들을 출력하도록 구성된 복수의 감지기들; 센서 하우징으로, 복수의 방출기들과 복수의 감지기들이 하우징 내에 둘러싸이고, 여기서 센서 하우징이: 복수의 방출기들과 복수의 감지기들 위로 연장되는 볼록한 피부 대향 광 투과 커버로, 센서 하우징의 제1 측에 위치하는 커버와, 및 제1 측에 반대되는 하우징의 제2 측에 위치하는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하는 센서 하우징; 및 PCB로부터 커버로 연장되는 복수의 광 배리어들로, 복수의 광 배리어들이 챔버들 간의 광 또는 거의 모든 광을 차단하는 챔버들의 벽을 형성하도록 구성되고, 각 챔버가 감지기들이 없이 하나 이상의 방출기들을 둘러싸거나 방출기들이 없이 하나 이상의 감지기들을 둘러싸는 복수의 광 배리어들을 구비할 수 있는데, 여기서 복수의 광 배리어들 중의 적어도 하나는 커버의 피부 대향 면으로 연장될 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 광 배리어들의 모두가 커버의 피부 대향 면으로 연장될 수 있다.
일부 실시예들에서, 커버의 피부 대향 면과 광 배리어들 중의 적어도 하나는 센서의 피부 대향 면을 형성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서의 피부 대향 면은 연속적 곡률을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 커버는 단일한 렌즈 또는 커버가 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 커버는 개별적인 렌즈들을 구비할 수 있고, 각 렌즈 또는 커버는 단일한 챔버를 덮는다.
일부 실시예들에서, 커버는 하나 이상의 감지기들 위로 연장되는 모든 챔버들을 덮는 렌즈 또는 커버를 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 감지기들 위로 연장되는 모든 챔버들을 덮는 렌즈 또는 커버가 하나 이상의 방출기들 위로 연장되는 챔버를 덮지 않을 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 광 배리어들이 착색 사파이어 유리를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적 광학 생리학적 센서는 착용자의 건강을 감시하도록 구성된 시계에 통합될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 착용자에 의해 착용시 착용자의 조직을 대향하고 광학 생리학적 센서로부터의 정보를 이용하여 생리학적 지표들을 측정하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 기판 상에 위치하는 복수의 제1 발광다이오드(LED)들을 포함하는 제1 방출기; 기판 상에 위치하는 제1 광다이오드; 제1 복수의 LED들 및 제1 광다이오드 모두 위에 연장되는 곡면; 및 제1 방출기와 제1 광다이오드 사이에 위치하고 기판의 표면으로부터 곡면으로 연장되는 제1 광 배리어를 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 광 배리어는 기판의 표면으로부터 곡면으로 함께 연장되는 하나 이상의 부분들을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서는 또한: 기판 상에 위치하는 복수의 제2 LED들을 포함하는 제2 방출기; 기판 상에 위치하는 제2 광다이오드; (i) 제1 및 제2 방출기들 양자와 (ii) 제2 광다이오드 사이에 위치하고 기판의 표면으로부터 곡면으로 연장되는 제2 광 배리어를 더 구비하는데, 여기서 곡면은 제2 복수의 LED들과 제2 광다이오드 모두 위에 연장될 수 있다.
일부 실시예들에서, 제2 광 배리어는 기판의 표면으로부터 곡면으로 함께 연장되는 하나 이상의 부분들을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 방출기들 위에 위치하는 곡면의 부분들은 적어도 제1 소재를 포함할 수 있고, 위치된 곡면의 부분들과 제1 및 제2 광다이오드들은 적어도 제2 소재를 포함할 수 있으며, 곡면으로 연장되는 제1 및 제2 배리어들의 부분들은 제1 및 제2 소재와 다른 적어도 제3 소재를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 적어도, 제1, 제2, 및 제3 소재들은 함께 곡면을 구성할 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 소재들은 동일한 소재를 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적 광학 생리학적 센서는 착용자의 건강을 감시하도록 구성된 시계에 통합될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 착용자에 의해 착용시 착용자의 조직을 대향하고 광학 생리학적 센서로부터의 정보를 이용하여 생리학적 지표들을 측정하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 착용자의 조직에 광을 방출하도록 구성된 복수의 발광다이오드(LED)들; 복수의 LED들을 적어도 제1 그룹의 LED들과 제2 그룹의 LED들로 분할하는 벽으로, 제 1 그룹의 LED로부터 방출된 빛의 적어도 일부를 제2 그룹의 LED들에 접촉하지 않도록 차단하는 벽; 조직에 의해 감쇠된 후 복수의 LED들로부터 방출된 광을 감지하는 4개 이상의 광다이오드들; 및 복수의 LED들과 4개 이상의 광다이오드들을 덮는 하나 이상의 커버들로, 조직에 접촉하는 볼록면을 함께 구성하는 하나 이상의 커버들을 구비할 수 있다.
본 발명의 예시적 광학 생리학적 센서는 착용자의 건강을 감시하도록 구성된 시계에 통합될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 착용자에 의해 착용시 착용자의 조직을 대향하고 광학 생리학적 센서로부터의 정보를 이용하여 생리학적 지표들을 측정하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 복수의 방출기들로, 방출기들은 복수의 다른 파장들의 광을 방출하도록 구성되고, 복수의 다른 파장들은 적어도 3개의 다른 파장들을 포함하는 복수의 방출기들; 복수의 감지기들로, 시계가 착용자의 손목에 착용되었을 때 감지기들이 복수의 방출기로 방출되어 사용자의 조직에 의해 감쇠된 광을 감지하여 착용자 생리학적 지표를 결정할 수 있게 센서 프로세서에 신호들을 출력하는 복수의 감지기들; 및 센서 하우징으로, 센서 하우징이: 복수의 방출기들 및 복수의 감지기들 위로 연장되는 볼록한 피부 대향 광 투과 커버로, 센서 하우징의 제1 측에 위치하는 커버와, 및 제1 측에 반대되는 센서 하우징의 제2 측에 위치하는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하고, 복수의 방출기들 및 감지기들이 PCB의 피부 대향 측에 위치하는 PCB; 및 PCB로부터 커버로 연장되는 복수의 광 배리어들로, 복수의 광 배리어들이 챔버들 간의 광 또는 거의 모든 광을 차단하는 벽들을 형성하도록 구성되고, 각 챔버가 감지기들 없이 하나 이상의 방출기를 둘러싸거나 방출기들 없이 하나 이상의 감지기들을 둘러싸는 복수의 광 배리어들을 구비하는데, 여기서 복수의 감지기들이 복수의 감지기들의 나머지보다 복수의 방출기들의 적어도 일부로부터 더 먼 복수의 원거리(far) 감지기들을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 방출기들은 제1 그룹의 방출기들과 제2 그룹의 방출기들을 구비하고, 챔버들은 제1 그룹의 방출기들을 둘러싸는 제1 방출기 챔버와 제2 그룹의 방출기들을 둘러싸는 제2 방출기 챔버를 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들은 감지기들의 제1 링과 감지기들의 제2 링을 구비하고, 감지기들의 제1 링은 방출기들의 제1 그룹을 둘러싸고 감지기들의 제2 링은 방출기들의 제2 그룹을 둘러쌀 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들 중의 적어도 하나는 제1 및 제2 그룹의 방출기들 사이에 위치하고 제1 및 제2 링의 감지기들에 공유될 수 있다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들의 일부는 복수의 감지기들의 나머지보다 제1 그룹의 방출기들에 더 가깝고 복수의 감지기들의 일부는 복수의 감지기들의 나머지보다 제2 그룹의 방출기들에 더 가까울 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서는 또한 센서 프로세서를 더 구비할 수 있는데, 여기서 센서 프로세서는 복수의 원거리 감지기들로부터의 신호들에 기반하여 사용자의 급수 상태를 판단하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 방출기들 중의 적어도 하나는 다른 파장들의 나머지보다 물에 더 민감한 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 물에 더 민감한 파장은 약 970 nm가 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 복수의 원거리 감지기들로부터의 물에 더 민감한 파장과 물에 덜 민감한 파장의 반사광의 신호들을 비교하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 복수의 방출기들의 일부를 선택적으로 구동하거나 및/또는 복수의 감지기들의 일부를 활성화 또는 비활성화시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 예시적 광학 생리학적 센서는 착용자의 건강을 감시하도록 구성된 시계에 통합될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 착용자에 의해 착용시 착용자의 조직을 대향하고 광학 생리학적 센서로부터의 정보를 이용하여 생리학적 지표들을 측정하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 복수의 방출기들로, 방출기들은 복수의 다른 파장들의 광을 방출하도록 구성되는데, 여기서 방출기들 중의 적어도 하나는 기준 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있는 복수의 방출기들; 복수의 감지기들로, 시계가 착용자의 손목에 착용되었을 때 감지기들이 복수의 방출기로 방출되어 사용자의 조직에 의해 감쇠된 광을 감지하도록 구성되는 복수의 감지기들; 센서 프로세서로, 복수의 감지기들이 센서 프로세서가 기준 파장의 반사광의 신호에 부분적으로 기반하여 착용자 생리학적 지표들 중의 적어도 일부를 결정하게 신호를 출력하도록 구성되는 복수의 프로세서; 센서 하우징으로, 복수의 방출기들 및 복수의 감지기들이 하우징 내에 둘러싸이는데, 여기서 센서 하우징이: 복수의 방출기들 및 복수의 감지기들 위로 연장되는 피부 대향 광 투과 커버로, 센서 하우징의 제 1측에 위치하는 커버, 및 제1 측과 반대되는 센서 하우징의 제 2측에 위치하는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하고, 복수의 방출기들 및 감지기들이 PCB의 피부 대향 측에 위치하는 센서 하우징; 및 인쇄회로기판으로부터 커버로 연장되는 복수의 광 배리어들로, 복수의 광 배리어들이 챔버들 간의 광 또는 거의 모든 광을 차단하는 챔버들의 벽들을 형성하도록 구성되고, 각 챔버가 감지기 없이 하나 이상의 방출기들을 둘러싸거나 방출기 없이 하나 이상의 감지기들을 둘러싸는 복수의 광 배리어들을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 기준 파장은 약 525nm가 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 기준 파장의 광은 녹색 또는 황색이 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 기준 파장의 반사관의 신호에 기반하여 다른 파장들의 신호로부터 특징(feature)들을 추출하여 추출된 특징들에 기반하여 생리학적 지표들 중의 적어도 일부를 산출하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 방출기들 중의 적어도 일부는 산소 포화도에 더 민감한 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 방출기들 중의 적어도 일부는 물에 더 민감한 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 방출기들 중의 적어도 일부는 정규화 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 물에 더 민감한 파장과 정규화된 파장의 반사광의 신호들에 기반하여 사용자의 급수 상태를 판단하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 생리학적 지표들은 맥박수, 호흡수, SpO2, PVI, PI, RRP, 급수, 또는 그 조합을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서는 또한 복수의 방출기들 근처에 위치한 서미스터(thermistor)를 더 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서는 또한 가속도계 및/또는 자이로스코프를 더 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 복수의 방출기들을 선택적으로 구동하거나 및/또는 복수의 감지기들을 활성화 또는 비활성화하도록 수성될 수 있다.
본 발명의 예시적 광학 생리학적 센서는 착용자의 건강을 감시하도록 구성된 시계에 통합될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 착용자에 의해 착용시 착용자의 조직을 대향하고 광학 생리학적 센서로부터의 정보를 이용하여 생리학적 지표들을 측정하도록 구성될 수 있다. 광학 생리학적 센서는 복수의 방출기들로, 방출기들은 복수의 다른 파장들의 광을 방출하도록 구성되고, 복수의 다른 파장들은 적어도 3개의 다른 파장들을 포함하는 복수의 방출기들; 복수의 감지기들로, 시계가 착용자의 손목에 착용되었을 때 감지기들이 복수의 방출기로 방출되어 사용자의 조직에 의해 감쇠된 광을 감지하여 착용자 생리학적 지표를 결정할 수 있게 센서 프로세서에 신호들을 출력하는 복수의 감지기들; 및 센서 하우징으로, 센서 하우징이: 복수의 방출기들 및 복수의 감지기들 위로 연장되는 볼록한 피부 대향 광 투과 커버로, 센서 하우징의 제1 측에 위치하는 커버와, 및 제1 측에 반대되는 센서 하우징의 제2 측에 위치하는 인쇄회로기판(PCB)을 포함하고, 복수의 방출기들 및 감지기들이 PCB의 피부 대향 측에 위치하는 PCB; 및 PCB로부터 커버로 연장되는 복수의 광 배리어들로, 복수의 광 배리어들이 챔버들 간의 광 또는 거의 모든 광을 차단하는 벽들을 형성하도록 구성되고, 각 챔버가 감지기들 없이 하나 이상의 방출기를 둘러싸거나 방출기들 없이 하나 이상의 감지기들을 둘러싸는 복수의 광 배리어들을 구비하는데, 여기서 하나 이상의 방출기들을 둘러싸는 챔버가, 복수의 방출기들과 커버 사이에 공기 갭(air gap)이 없도록 광 확산 소재로 채워질 수 있다.
일부 실시예들에서, 광 확산 소재가 유리 미소구체(microsphere)들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 커버가 유리 미소구체를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서 하우징이 광 확산 용액의 흐름을 수용하도록 구성된 하나 이상의 개구(opening)들을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 광 확산 용액이 챔버로 주입되어 하나 이상의 방출기들을 둘러싼 다음 UV 경화될(cured) 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서 하우징은 광 확산 용액의 흐름에 의해 챔버(들)로부터 이동된 공기를 수용하도록 구성된 하나 이상의 환기(air vent) 개구들을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 감지기들을 둘러싸는 각 챔버가 복수의 감지기들과 커버 사이에 공기 갭이 없도록 광 확산 소재로 채워질 수 있다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 방출기들을 둘러싸는 각 챔버 내의 광 확산 소재가 동일한 챔버 내의 방출기들 중의 하나로 방출된 광이 동일한 챔버 전체로부터 방출되는 것처럼 보이도록 광의 혼합(mixing)을 향상시키도록 구성될 수 있다.
본 발명의 예시적 시계는 착용자 생리학적 지표들을 감시하도록 구성될 수 있다. 이 시계는 위에 개시된 광학 센서 또는 생리학적 지표 측성 센서 구성의 어느 것; 센서 프로세서와 분리되어 이와 통신하는 시계 프로세서; 시계와 센서에 전력을 공급하는 전원; 및 프로세서와 통신하는 디스플레이로, 센서로 감시된 복수의 생리학적 지표들을 화상표시하도록 구성된 디스플레이를 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 디스플레이는 센서로 감시된 착용자의 SpO2와 맥박수를 화상표시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서는 착용자의 SpO2와 맥박수를 지속적으로 감시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 디스플레이는 착용자의 SpO2와 맥박수를 지속적으로 화상표시하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 시계는 ECG 센서를 더 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, ECG 센서는 기준 전극, 음 전극, 양 전극을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 기준 전극과 음 전극은 센서 상에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서, 시계의 하우징의 일부가 양 전극을 형성할 수 있다.
일부 실시예들에서, ECG 센서는 센서 프로세서와 전기적 통신할 수 있다.
일부 실시예들에서, 시계가 외부 기기 및/또는 외부 센서들에 무선 연결되게 구성되도록 시계가 무선 송신기(wireless transmitter)를 더 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 무선 송신기는 블루투스 칩(Bluetooth chip) 칩이 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 외부 기기 및/또는 외부 센서들 병상 모니터(bedside monitor), 이동 통신 장치, 태블릿, 간호 스테이션 시스템(nurses' station system), 또는 다른 의료 기기를 포함할 수 있다.
본 발명의 건강 감시 시계는 스트랩(strap)과 하우징을 구비할 수 있다. 하우징은: 사용자의 피부와 접촉하도록 구성된 제1 표면 밑의 제1 깊이를 갖는 제1 웰(well); 제1 웰 내부의 제1 깊이에 위치하는 제1 복수의 발광다이오드들로, 이 제1 복수의 발광다이오드들이 제1 파장으로 광을 방출하도록 구성된 제1 발광다이오드, 제1 파장과 다른 제2 파장으로 광을 방출하도록 구성된 제2 발광다이오드, 및 제1 파장 및 제2 파장과 다른 제3 파장으로 광을 방출하도록 구성된 제3 발광 다이오드, 및 제1 웰을 둘러싸는 제1 벽을 포함하는 제1 복수의 발광다이오드들; 사용자의 피부와 접촉하도록 구성된 제2 표면 밑의 제2 깊이를 갖는 제2 웰; 제2 웰 내부의 제2 깊이에 위치하는 제2 복수의 발광다이오드들로, 이 제2 복수의 발광다이오드들이 제1 파장으로 광을 방출하도록 구성된 제4 발광다이오드, 제1 파장과 다른 제2 파장으로 광을 방출하도록 구성된 제5 발광다이오드, 및 제1 파장 및 제2 파장과 다른 제3 파장으로 광을 방출하도록 구성된 제6 발광 다이오드, 및 제2 웰을 둘러싸는 제2 벽을 포함하는 제2 복수의 발광다이오드들; 및 4개 이상의 광센서들을 구비할 수 있다.
웨어러블 건강 감시 기기는 사용자의 손목 상에 착용되어 사용자의 건강을 나타내는 하나 이상의 생리학적 지표들을 감시하도록 구성될 수 있다. 웨어러블 건강 감시 기기는: 제1 방출기 그룹으로, 제1 방출기 그룹은 하나 이상의 파장들의 광을 방출하도록 구성된 제1 복수의 발광다이오드(LED)들을 포함하고, 여기서 제1 방출기 그룹은 제1 위치에 배열될 수 있고, 제1 위치는 웨어러블 건강 감시 기기의 중심을 통한 축으로부터 이격되는 제1 방출기 그룹; 제2 방출기 그룹으로, 제2 방출기 그룹은 하나 이상의 파장들의 광을 방출하도록 구성된 제2 복수의 LED들을 포함하고, 여기서 제2 방출기 그룹은 제2 위치에 배열될 수 있고, 제2 위치는 제1 위치로부터 이격되고 웨어러블 건강 감시 기기의 중심을 통한 축으로부터 이격되는 제2 방출기 그룹; 제1 방출기 그룹을 제2 방출기 그룹으로부터 분리하는 하나 이상의 광 블록들; 제1 광 확산 소재로, 제1 광 확산 소재는 웨어러블 건강 감시 기기가 사용될 때 제1 방출기 그룹과 사용자의 조직 사이에 위치하고, 여기서 제1 광 확산 소재가 제1 복수의 LED들 중의 하나 이상에서 방출된 광을 방출된 광이 조직에 도달하기 전에 분산시키는 제1 광 확산 소재; 제2 광 확산 소재로, 제2 광 확산 소재는 웨어러블 건강 감시 기기가 사용될 때 제2 방출기 그룹과 사용자의 조직 사이에 위치하고, 여기서 제2 광 확산 소재가 제2 복수의 LED들 중의 하나 이상에서 방출된 광을 방출된 광이 조직에 도달하기 전에 분산시키는 제2 광 확산 소재; 제1 복수의 LED들의 하나 이상 또는 제2 복수의 LED들의 하나 이상으로 방출된 광의 적어도 일부를 사용자의 조직을 통한 감쇠 후에 감지하도록 구성된 복수의 광다이오드들로, 감지된 광에 응답하여 하나 이상의 신호들을 출력하도록 구성된 복수의 광다이오드들; 및 복수의 광다이오드들이 출력한 하나 이상의 신호들에 응답하여 하나 이상의 신호들을 수신 및 처리하도록 구성되고 또한 수신 및 처리된 하나 이상의 신호들에 기반하여 사용자의 생리학적 지표를 판단하도록 더 구성되는 프로세서를 구비할 수 있다.
본 발명은 웨어러블 기기에 통합된 광학 생리학적 센서를 제공한다. 광학 생리학적 센서는: 광학 중심(optical center)을 갖는 기판; 기판의 광학 중심에 인접하여 위치하고 광학 센터로부터 편심(offset)되어 이격된 발광다이오드(LED)들의 제1 방출기 그룹; 광학 중심에 대해 LED들의 제1 방출기 그룹에 반대되게 기판의 광학 중심에 인접하여 위치하고 광학 센터로부터 편심되어 이격된 LED들의 제2 방출기 그룹; 및 제1 및 제2 방출기 그룹들을 둘러싸는 공간 구조로 배열된 복수의 감지기들을 구비할 수 있다. 복수의 감지기들의 각각은 기판의 광학 중심으로부터 동일한 거리만큼 떨어져 기판 상에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서, 공간 구조는 고리(annulus)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 고리는 기판과 동일한 광학 중심을 갖는다.
일부 실시예들에서, 고리는 센서의 외주(perimeter)와 동축이다.
일부 실시예들에서, 고리는 약 6.2mm 내지 약 6.6mm의 반경을 갖는다.
일부 실시예들에서, 고리는 약 6.15mm 내지 약 6.45mm의 반경을 갖는다.
일부 실시예들에서, 센서는 약 15.0mm 내지 약 15.5mm의 반경을 갖는다.
일부 실시예들에서, 센서의 반경에 대한 고리의 반경의 비는 약 40% 내지 약 45%이다.
일부 실시예들에서, 제2 방출기 그룹은 제1 방출기 그룹으로부터 1.5 mm 미만으로 이격된다.
일부 실시예들에서, 제2 방출기 그룹은 제1 방출기 그룹으로부터 약 1.28 mm 이격된다.
일부 실시예들에서, 제2 방출기 그룹은 제1 방출기 그룹으로부터 약 1.2 mm 이격된다.
일부 실시예들에서, 센서는 기판 위에 장착되어 제1 방출기 그룹, 제2 방출기 그룹, 및 복수의 감지기들을 격리하도록 구성된 광 배리어 구조(light barrier construct)를 더 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 광 배리어 구조는 하나 이상의 챔버들을 형성하는 복수의 광 배리어들을 구비하는 단일한 통합 유닛이다.
일부 실시예들에서, 광 배리어 구조는 제1 및 제2 방출기 그룹들을 복수의 감지기들의 각각으로부터 격리시키도록 구성된 복수의 광 배리어들을 구비한다.
일부 실시예들에서, 광 배리어 구조는 제1 방출기 그룹을 제2 방출기 그룹으로부터 격리하도록 구성된 광 배리어를 구비한다.
일부 실시예들에서, 광 배리어는 제1 및 제2 방출기 그룹들을 분리하는 약 1.25 mm 내지 약 1.35 mm의 폭을 갖는다.
일부 실시예들에서, 광 배리어는 제1 및 제2 방출기 그룹들을 분리하는 약 1.1 mm 내지 약 1.3 mm의 폭을 갖는다.
일부 실시예들에서, 광 배리어는 광 배리어 구조로 형성된 방출기 챔버로부터의 거리보다 더 작은 폭을 갖고 제1 방출기 그룹을 광 배리어 구조로 형성된 감지기 챔버에 수용하고 센서의 중심선으로 양분되는 감지기를 수용한다.
일부 실시예들에서, 광 배리어 구조는 기판의 광학 중심으로부터 약 2.80 mm 내지 약 2.90 mm 연장되는 높이를 갖는다.
일부 실시예들에서, 광 배리어 구조는 기판의 광학 중심으로부터 약 2.55 mm 내지 약 2.65 mm 연장되는 높이를 갖는다.
일부 실시예들에서, 광 배리어 구조는 기판의 외주로부터 약 1.25 mm 내지 약 1.35 mm 연장되는 높이를 갖는다.
일부 실시예들에서, 광 배리어 구조는 기판의 외주로부터 약 1.75 mm 내지 약 1.85 mm 연장되는 높이를 갖는다.
일부 실시예들에서, 기판으로부터 연장되는 광 배리어 구조의 최소 높이에 대한 기판으로부터 연장되는 광 배리어 구조의 최대 높이의 비는 약 215% 내지 약 225%이다.
일부 실시예들에서, 기판으로부터 연장되는 광 배리어 구조의 최소 높이에 대한 기판으로부터 연장되는 광 배리어 구조의 최대 높이의 비는 약 145% 내지 약 155%이다.
일부 실시예들에서, 기판의 광학 중심에서 기판으로부터 연장되는 최대 높이를 갖는다.
일부 실시예들에서, 센서의 중심선으로 양분되는 감지기를 수용하는 감지기 챔버; 제1 방출기 그룹을 수용하는 제1 방출기 챔버; 및 제2 방출기 그룹을 수용하는 제2 방출기 챔버를 포함하는 복수의 챔버들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 센서의 중심선에 평행한 길이를 따라 연장되는 제1 방출기 챔버로부터 감지기 챔버까지의 거리는 센서의 중심선에 평행한 길이를 따라 연장되는 제2 방출기 챔버로부터 감지기 챔버까지의 거리와 동일하다.
일부 실시예들에서, 센서의 중심선에 평행한 길이를 따라 연장되는 제1 방출기 챔버로부터 감지기 챔버까지의 거리는 센서의 중심선에 평행한 길이를 따른 제1 방출기 챔버의 폭의 절반보다 작다.
일부 실시예들에서, 센서의 중심선에 평행한 길이를 따라 연장되는 제1 방출기 챔버로부터 감지기 챔버까지의 거리는 센서의 중심선에 평행한 길이를 따른 제1 방출기 챔버의 폭의 절반보다 크다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹이 2개 이상의 LED들을 포함하고 제2 방출기 그룹이 2개 이상의 LED들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹이 3개 이상의 LED들을 포함하고 제2 방출기 그룹이 3개 이상의 LED들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹이 4개 이상의 LED들을 포함하고 제2 방출기 그룹이 4개 이상의 LED들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹이 5개의 LED들을 포함하고 제2 방출기 그룹이 5개의 LED들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹의 각 LED들은 제1 방출기 그룹의 다른 LED들과 다른 파장으로 광을 방출한다.
일부 실시예들에서, 제2 방출기 그룹의 각 LED들은 제2 방출기 그룹의 다른 LED들과 다른 파장으로 광을 방출한다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹은 제2 방출기 그룹과 동일한 복수의 파장들을 방출하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹의 LED들의 기판 상의 배열은 센서를 양분하는 센서의 중심선에 대해 제2 방출기 그룹의 LED들의 기판 상의 배열과 경면대칭이다(mirror).
일부 실시예들에서, 기판의 광학 중심은 센서의 중심선 상에 위치한다.
일부 실시예들에서, 센서의 중심선은 복수의 감지기들 중의 적어도 하나를 양분한다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹으로부터 복수의 감지기들 중의 적어도 하나까지의 거리는 제2 방출기 그룹으로부터 복수의 감지기들 중의 적어도 하나까지의 거리와 거의 유사하다.
일부 실시예들에서, 센서는 ECG 센서를 더 구비하고, ECG 센서는 기준 전극, 음 전극, 및 양 전극을 포함하며, 양 전극과 기준 전극과 음 전극은 센서 상에 위치하고 양 전극은 웨어러블 기기의 하우징 상에 위치한다.
일부 실시예들에서, 기준 및 음 전극들은 기준 및 음 전극을 기판으로부터 멀리 편향(bias)시키도록 구성된 하나 이상의 스프링들을 통해 센서의 기판 상에 분리 가능하게 결합된다.
일부 실시예들에서, 기준 전극은 센서의 제1 측 상에서 센서의 외주를 따라 연장되고, 음 전극은 센서의 제2 측 상에서 센서의 외주를 따라 연장된다.
일부 실시예들에서, 기준 전극이 대략 반 고리형(semi-annular)이고 음 전극이 대략 반 고리형이다.
일부 실시예들에서, 기준 및 음 전극들이 복수의 감지기들을 둘러싼다.
일부 실시예들에서, 기판은 ECG 센서의 전극들과 기판 간의 도전선 전기 연결을 촉진하도록 구성된 도전성 액체 접착제를 포함한다.
일부 실시예들에서, 기판은 인쇄회로기판(PCB)을 구비한다.
일부 실시예들에서, 기판은 반사면을 구비한다.
일부 실시예들에서, 센서는 또한 LED들의 제1 방출기 그룹에 인접하여 기판 상에 위치한 제1 온도 센서와 LED들의 제2 방출기 그룹에 인접한 제2 온도 센서를 더 구비한다.
일부 실시예들에서, LED들의 제1 방출기 그룹이 적어도 4개의 파장들의 광을 방출하도록 구성되고, LED들의 제2 방출기 그룹이 적어도 4개의 파장들의 광을 방출하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, LED들의 제1 방출기 그룹이 방출하는 4개의 파장들이 LED들의 제2 방출기 그룹이 방출하는 4개의 파장들과 동일한 파장들이다.
일부 실시예들에서, LED들의 제1 방출기 그룹이 LED들의 제2 방출기 그룹과 동일한 종류의 LED들을 구비한다.
일부 실시예들에서, LED들의 제1 방출기 그룹은: 제1 파장의 광을 방출하도록 구성된 제1 LED, 제2 파장의 광을 방출하도록 구성된 제2 LED, 제3 파장의 광을 방출하도록 구성된 제3 LED, 및 제4 파장의 광을 방출하도록 구성된 제4 LED를 구비하고, LED들의 제2 방출기 그룹은: 제1 파장의 광을 방출하도록 구성된 제5 LED, 제2 파장의 광을 방출하도록 구성된 제6 LED, 제3 파장의 광을 방출하도록 구성된 제7 LED, 및 제4 파장의 광을 방출하도록 구성된 제8 LED를 구비한다.
일부 실시예들에서, 제1 LED는 센서의 중심선에 대해 제5 LED의 PCB 상의 위치에 경면대칭인 위치에서 PC 상에 위치하고, 제2 LED는 센서의 중심선에 대해 제6 LED의 PCB 상의 위치에 경면대칭인 위치에서 PC 상에 위치하며, 제3 LED는 센서의 중심선에 대해 제7 LED의 PCB 상의 위치에 경면대칭인 위치에서 PC 상에 위치하고, 제4 LED는 센서의 중심선에 대해 제8 LED의 PCB 상의 위치에 경면대칭인 위치에서 PC 상에 위치한다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제5 LED는 복수의 감지기들 중의 적어도 하나와 동일한 거리에 위치하고; 제2 및 제6 LED는 복수의 감지기들 중의 적어도 하나와 동일한 거리에 위치하며; 제3 및 제7 LED는 복수의 감지기들 중의 적어도 하나와 동일한 거리에 위치하고; 그리고 제4 및 제8 LED는 복수의 감지기들 중의 적어도 하나와 동일한 거리에 위치한다.
일부 실시예들에서, LED들의 제1 방출기 그룹으로부터 방출된 광은 그 길이가 LED들의 제2 방출기 그룹으로부터 복수의 감지기들 중의 제1 감지기로의 광경로(light path)와 거의 유사한 복수의 감지기들 중의 제1 감지기로의 광경로를 따라 이동한다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들은 제1 감지기 그룹과 제2 감지기 그룹을 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 감지기 그룹은 개별적 감지기 챔버들에 수납된 적어도 2개의 감지기들을 포함하고, 제2 감지기 그룹은 개별적 감지기 챔버들에 수납된 적어도 2개의 감지기들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹과 제1 감지기 그룹 간의 거리는 제2 방출기 그룹과 제1 감지기 그룹 간의 거리보다 더 크다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹과 제1 감지기 그룹의 제1 감지기 간의 거리는 제1 방출기 그룹과 제1 감지기 그룹의 제2 감지기 간의 거리와 거의 유사하다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹과 제1 감지기 그룹 간의 거리는 제2 방출기 그룹과 제2 감지기 그룹 간의 거리와 거의 유사하다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹으로부터 방출된 광은 그 길이가 제2 방출기 그룹으로부터 제1 감지기 그룹으로의 광경로보다 더 짧은 제1 감지기 그룹로의 광경로를 따라 이동한다.
일부 실시예들에서, 제2 방출기 그룹으로부터 방출되어 제1 감지기 그룹으로 감지되는 광은 제1 방출기 그룹으로부터 방출되어 제1 감지기 그룹으로 감지되는 광보다 착용자의 조직으로 더 깊이 침투한다.
일부 실시예들에서, 센서는 또한 기판 상에 장착되어 제1 방출기 그룹, 제2 방출기 그룹, 및 복수의 감지기들을 격리하도록 구성된 광 배리어 구조를 더 구비하는데, 여기서 광 배리어 구조는 하나 이상의 챔버들을 형성하는 복수의 광 배리어들을 구비한다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 챔버들은 발광다이오드(LED)들의 제1 방출기 그룹을 수납하도록 구성된 제1 방출기 챔버를 포함한다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 챔버들은 발광다이오드(LED)들의 제2 방출기 그룹을 수납하도록 구성된 제2 방출기 챔버를 포함한다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 챔버들은 복수의 감지기들을 수납하도록 구성된 복수의 감지기 챔버들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 광 배리어 구조는 이를 통한 광의 투과를 방지하도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서는 착용자의 피부와 방출기 및 감지기 챔버들 사이에 위치하도록 구성된 볼록면을 더 구비하고, 이 볼록면은 광 배리어 구조의 적어도 일부를 포함한다.
일부 실시예들에서, 볼록면은 방출기 및 감지기 챔버들의 표면을 형성하는 하나 이상의 렌즈들을 더 구비하는데, 여기서 하나 이상의 렌즈들은 광을 투과하도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 렌즈들은 폴리카보네이트(polycarbonate)를 포함하고 광을 확산시키도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 방출기 및 감지기 챔버들은 광 확산 소재 또는 봉합재(encapsulant)를 둘러싼다.
일부 실시예들에서, 광 확산 소재 또는 봉합재는 유리 비즈(glass beads) 또는 미소구체(microsphere)들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 기판의 광학 중심으로부터의 볼록면의 높이는 약 2.80 mm 내지 약 2.90 mm이다.
일부 실시예들에서, 기판의 광학 중심으로부터의 볼록면의 높이는 약 2.55mm 내지 약 2.65 mm이다
일부 실시예들에서, 센서의 중심선은 복수의 감지기들의 제1 감지기를 양분하는데, 여기서 이 제1 감지기는 제1 및 제2 방출기 그룹들로부터 방출된 광의 감지에 응답하여 센서의 생리학적 지표 측정을 검정(calibrating) 또는 정규화(normalizing)하는 하나 이상의 신호들을 생성하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 적어도 부분적으로, 제1 방출기 그룹으로부터 방출한 광에 응답하여 제1 감지기로 생성된 신호의 제2 방출기 그룹으로부터 방출한 광에 응답하여 제1 감지기로 생성된 신호에 대한 비교에 기반하여 센서의 생리학적 지표 측정을 검정 또는 정규화하도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서는 또한 제1 및 제2 방출기 그룹들의 LED들을 변동하는 광도로 구동하도록 구성된 센서 프로세서를 더 구비한다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 적어도 부분적으로, 제1 및 제2 방출기 그룹들의 LED들의 방출된 광의 감쇠 또는 온도 중의 하나 이상에 기반하여 제1 및 제2 방출기 그룹들의 LED들의 광도를 구동하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서는 또한 복수의 감지기들 중의 감지기들의 일부를 활성화 또는 비활성화시키도록 구성된 센서 프로세서를 더 구비한다.
본 발명은 웨어러블 기기에 통합된 광학 생리학적 센서를 제공한다. 광학 생리학적 센서는: 기판 상에 장착된 발광다이오드(LED)들의 제1 방출기 그룹; 기판 상에 장착되고 LED들의 제1 그룹으로부터 이격된 LED들의 제2 방출기 그룹을 구비할 수 있는데, 여기서 제1 방출기 그룹은 제2 방출기 그룹으로부터 격리되고; 적어도 6개의 감지기가 기판 상에 장착되어 제1 및 제2 방출기 그룹들을 둘러싸는 공간 구조(spatial configuration)로 배열되며 서로와, 제1 방출기 그룹, 제2 방출기 그룹으로부터 격리된다.
일부 실시예들에서, 공간 구조는 고리(annulus)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 고리는 기판 또는 센서와 동일한 기하학적 중심을 갖는다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 방출기 그룹들은 기판의 중앙 위치에 위치한다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 방출기 그룹들은 기판의 기하학적 중심 또는 센서의 기하학적 중심에 인접하여 위치한다.
일부 실시예들에서, 센서는 또한 기판 상에 장착되고 제1 방출기 그룹, 제2 방출기 그룹, 및 적어도 6개의 감지기들을 격리하도록 구성된 광 배리어 구조를 구비한다.
일부 실시예들에서, 센서는 ECG 센서를 더 구비하고, ECG 센서는 기준 전극, 음 전극, 및 양 전극을 구비하며, 양 전극과 기준 전극과 음 전극은 센서 상에 위치하고 양전극은 웨어러블 기기의 하우징 상에 위치한다..
일부 실시예들에서, 기준 및 음 전극은 기준 및 음 전극을 기판으로부터 멀리 편향시키도록 구성된 하나 이상의 스프링들에 의해 센서의 기판에 분리 가능하게 결합된다.
일부 실시예들에서, 기준 전극이 센서의 제1 측 상에서 센서의 외주를 따라 연장되고, 음 전극이 센서의 제2 측 상에서 센서의 외주를 따라 연장된다.
일부 실시예들에서, 기준 전극이 거의 반 고리형(semi-annular)이고 음 전극이 거의 반 고리형이다.
일부 실시예들에서, 기준 및 음 전극들이 복수의 감지기들을 둘러싼다.
일부 실시예들에서, 기판이 ECG 센서의 전극들과 기판 간의 도전성 전기 연결을 촉진하도록 구성된 도전성 액체 접착제를 구비한다.
일부 실시예들에서, 기판이 인쇄회로기판(PCB)을 포함한다.
일부 실시예들에서, 기판이 반사면을 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹이 5개의 LED들을 포함하고 제2 방출기 그룹이 5개의 LED들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 센서는 또한 LED들의 제1 방출기 그룹에 인접한 기판 상에 위치한 제1 온도 센서와 LED들의 제2 방출기 그룹에 인접한 제2 온도 센서를 더 구비한다.
일부 실시예들에서, 센서의 중심선이 복수의 감지기들 중의 제1 감지기를 양분하고, 이 제1 감지기는 제1 및 제2 방출기 그룹으로부터 방출된 광의 감지에 응답하여 센서의 생리학적 지표 측정을 검정 또는 정규화하는 하나 이상의 신호들을 생성하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 또한 적어도 부분적으로, 제1 방출기 그룹으로부터 방출된 광에 응답하여 제1 감지기가 생성한 제1 신호의 제2 방출기 그룹으로부터 방출된 광에 응답하여 제1 감지기가 생성한 제2 신호와의 비교에 기반하여 센서의 생리학적 지표 측정을 검정 또는 정규화하도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서는 제1 및 제2 방출기 그룹들의 LED들을 변동하는 광도로 구동하도록 구성된 센서 프로세서를 더 구비한다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 적어도 부분적으로 제1 및 제2 방출기 그룹들의 LED들의 감쇠된 방출 광 또는 온도 중의 하나 이상에 기반하여 제1 및 제2 방출기 그룹들의 LED들의 광도를 구동하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서는 복수의 감지기들 중의 감지기들의 일부를 활성화 또는 비활성화시키도록 구성된 센서 프로세서를 더 구비한다.
본 발명은 웨어러블 기기에 통합된 광학 생리학적 센서를 제공한다. 광학 생리학적 센서는: 기판 상에 장착된 발광다이오드(LED)들의 제1 방출기 그룹; 기판 상에 장착되고 LED들의 제1 방출기 그룹으로부터 이격된 LED들의 제2 방출기 그룹; 및 기판 상에 장착되어 제1 및 제2 방출기 그룹을 둘러싸는 고리형 구조로 배열된 복수의 감지기들로, 감지기들은 길이의 제1 측과 폭의 제2 측을 가져 대략 직사각형일 수 있고, 여기서 감지기들은 길이를 갖는 각 감지기의 제1 측이 고리형 구조의 반경에 대략 직교하도록 기판 상에 방향을 갖는 복수의 감지기들을 구비할 수 있다.
본 발명은 웨어러블 기기에 통합된 광학 생리학적 센서를 제공한다. 광학 생리학적 센서는: 기판 상에 장착된 발광다이오드(LED)들의 제1 방출기 그룹; 기판 상에 장착되고 LED들의 제1 방출기 그룹으로부터 이격된 LED들의 제2 방출기 그룹으로, 여기서 LED들의 제1 방출기 그룹이 센서의 중심선에 대해 LED들의 제2 방출기 그룹의 배열과 경면대칭으로 배열되는 LED들의 제2 방출기 그룹; 및 기판 상에 장착되고 제1 및 제2 방출기 그룹들을 둘러싸는 공간 구조로 배열되는 복수의 감지기들을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서의 중심선이 복수의 감지기들 중의 적어도 하나를 양분한다.
일부 실시예들에서, LED들의 제1 방출기 그룹이 적어도 4개의 파장들을 방출하도록 구성되고 LED들의 제2 방출기 그룹이 적어도 4개의 파장들을 방출하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, LED들의 제1 방출기 그룹으로 방출되는 4개의 파장들이 LED들의 제2 방출기 그룹으로 방출되는 4개의 파장들과 동일하다.
일부 실시예들에서, LED들의 제1 방출기 그룹이 LED들의 제2 방출기 그룹과 동일한 종류의 LED들을 구비한다.
일부 실시예들에서, LED들의 제1 방출기 그룹이: 제1 파장의 광을 방출하도록 구성된 제1 LED; 제2 파장의 광을 방출하도록 구성된 제2 LED; 제3 파장의 광을 방출하도록 구성된 제3 LED; 및 제4 파장의 광을 방출하도록 구성된 제4 LED를 구비하고, LED들의 제2 방출기 그룹이: 제1 파장의 광을 방출하도록 구성된 제5 LED; 제2 파장의 광을 방출하도록 구성된 제6 LED; 제3 파장의 광을 방출하도록 구성된 제7 LED; 및 제4 파장의 광을 방출하도록 구성된 제8 LED를 구비한다.
일부 실시예들에서, 제1 LED는 센서의 중심선에 대해 PCB 상의 제5 LED의 위치에 경면대칭인 PCB 상의 위치에 위치하고; 제2 LED는 센서의 중심선에 대해 PCB 상의 제6 LED의 위치에 경면대칭인 PCB 상의 위치에 위치하며; 제3 LED는 센서의 중심선에 대해 PCB 상의 제7 LED의 위치에 경면대칭인 PCB 상의 위치에 위치하고; 제4 LED는 센서의 중심선에 대해 PCB 상의 제8 LED의 위치에 경면대칭인 PCB 상의 위치에 위치한다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제5 LED들이 각각 복수의 감지기들 중의 적어도 하나로부터 동일한 거리에 위치하고; 제2 및 제6 LED들이 각각 복수의 감지기들 중의 적어도 하나로부터 동일한 거리에 위치하며; 제3 및 제7 LED들이 각각 복수의 감지기들 중의 적어도 하나로부터 동일한 거리에 위치하고; 제4 및 제8 LED들이 각각 복수의 감지기들 중의 적어도 하나로부터 동일한 거리에 위치한다.
일부 실시예들에서, LED들의 제1 방출기 그룹으로부터 방출된 광은 LED들의 제1 방출기 그룹으로부터 제1 감지기로 방출되는 광을 따른 광경로와 길이가 거의 유사한 광경로를 따라 복수의 감지기들 중의 제1 감지기로 이동한다.
일부 실시예들에서, 센서의 중심선이 복수의 감지기들 중의 제1 감지기를 양분하는데, 여기서 이 제1 감지기는 제1 및 제2 방출기 그룹들로부터 방출된 광의 감지에 응답하여 센서의 생리학적 지표 측정을 검정 또는 정규화하는 하나 이상의 신호들을 생성하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 적어도 부분적으로, 제1 방출기 그룹으로부터 방출된 광에 응답하여 제1 감지기가 생성한 제1 신호를 제2 방출기 그룹으로부터 방출된 광에 응답하여 제1 감지기가 생성한 제2 신호와 비교하여 센서의 생리학적 지표 측정을 검정 또는 정규화하도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서는 제1 및 제2 방출기 그룹들의 LED들을 변동하는 광도로 구동하도록 구성된 센서 프로세서를 더 구비한다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 적어도 부분적으로, 제1 및 제2 방출기 그룹들의 감쇠된 방출 광 또는 온도 중의 하나 이상에 기반하여 제1 및 제2 방출기 그룹들의 광도를 구동하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서는 복수의 감지기들 중의 감지기들의 일부를 활성화 또는 비활성화하도록 구성된 센서 프로세서를 더 구비한다.
본 발명은 웨어러블 기기에 통합된 광학 생리학적 센서를 제공한다. 광학 생리학적 센서는: 기판 상에 장착된 발광다이오드(LED)들의 제1 방출기 그룹; 기판 상에 장착되고 제1 방출기 그룹으로부터 이격된 LED들의 제2 방출기 그룹으로, 여기서 제1 방출기 그룹으로부터 격리된 제2 방출기 그룹; 및 기판 상에 장착된 복수의 감지기들을 구비할 수 있는데, 여기서 복수의 감지기들이 제1 및 제2 방출기 그룹들을 둘러싸 서로 격리시키는 공간 구조로 배열되고, 여기서 복수의 감지기들이 제1 감지기 그룹 및 제2 감지기 그룹을 포함하며, 제1 방출기 그룹이 제1 감지기 그룹에 근위(proximal)이고 제2 감지기 그룹으로부터 원위(distal)일 수 있으며, 제2 방출기 그룹이 제2 감지기 그룹에 근위이고 제1 감지기 그룹으로부터 원위일 수 있다.
일부 실시예들에서, 제1 감지기 그룹이 개별 감지기 챔버들에 수용된 적어도 2개의 감지기들을 포함하고, 제2 감지기 그룹이 개별 감지기 챔버들에 수용된 적어도 2개의 감지기들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹과 제1 감지기 그룹 간의 거리가 제2 방출기 그룹과 제1 감지기 그룹 간의 거리보다 더 크다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹과 제1 감지기 그룹의 제1 감지기 간의 거리가 제1 방출기 그룹과 제1 감지기 그룹의 제2 감지기 간의 거리와 대략 유사하다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹과 제1 감지기 그룹 간의 거리는 제2 방출기 그룹과 제2 감지기 그룹 간의 거리와 거의 유사하다.
일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹으로부터 방출된 광이, 제2 방출기 그룹에서 방출되어 제1 감지기 그룹으로 이동하는 광경로보다 더 짧은 광경로를 따라 제1 감지기 그룹으로 이동한다.
일부 실시예들에서, 제2 방출기 그룹으로부터 방출되어 제1 감지기 그룹으로 감지되는 광이 제1 방출기 그룹으로부터 방출되어 제1 감지기 그룹으로 감지되는 광보다 착용자의 조직으로 더 깊이 침투한다.
일부 실시예들에서, 센서의 중심선은 복수의 감지기들 중의 제1 감지기를 양분하는데, 여기서 이 제1 감지기는 제1 및 제2 방출기 그룹들로부터 방출된 광의 감지에 응답하여 센서의 생리학적 지표 측정을 검정 또는 정규화하는 하나 이상의 신호들을 생성하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 적어도 부분적으로, 제1 방출기 그룹으로부터 방출된 광에 응답하여 제1 감지기가 생성한 제1 신호를 제2 방출기 그룹으로부터 방출된 광에 응답하여 제1 감지기가 생성한 제2 신호와 비교하여 센서의 생리학적 지표 측정을 검정 또는 정규화하도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서는 제1 및 제2 방출기 그룹들의 LED들을 변동하는 광도로 구동하도록 구성된 센서 프로세서를 더 구비한다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 적어도 부분적으로, 제1 및 제2 방출기 그룹들의 감쇠된 방출 광 또는 온도 중의 하나 이상에 기반하여 제1 및 제2 방출기 그룹들의 광도를 구동하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서는 복수의 감지기들 중의 감지기들의 일부를 활성화 또는 비활성화하도록 구성된 센서 프로세서를 더 구비한다.
본 발명은 웨어러블 기기에 통합된 광학 생리학적 센서를 제공한다. 광학 생리학적 센서는: 기판 상에 장착된 발광다이오드들의 제1 및 제2 방출기 그룹들; 발광다이오드(LED)들의 제1 방출기 그룹을 수용하는 제1 방출기 챔버; LED들의 제2 방출기 그룹을 수용하는 제2 방출기 챔버로, 여기서 제1 방출기 그룹이 제2 방출기 그룹으로부터 격리되는 제2 방출기 챔버; 기판 상에 장착되고 제1 및 제2 방출기 챔버들을 둘러싸는 공간 구조로 배열된 감지기들을 수용하는 복수의 감지기 챔버들; 기판 상에 장착되고 이를 통한 광의 투과를 방지하도록 구성된 하나 이상의 광 배리어들을 포함하는 광 배리어 구조로, 여기서 광 배리어 구조의 광 배리어들이 방출기 챔버들과 감지기 챔버들을 격리하는 광 배리어 구조; 및 착용자의 조직과 방출기 및 감지기 챔버들 사이에 위치하는 볼록면으로, 광 배리어 구조의 적어도 일부를 포함하는 볼록면을 구비할 수 있다.
일부 실시예들에서, 볼록면은 방출기 및 감지기 챔버들의 표면을 형성하는 하나 이상의 렌즈들을 더 포함하는데, 여기서 하나 이상의 렌즈들은 광을 투과하도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 하나 이상의 렌즈들은 폴리카보네이트를 포함하고 광을 확산시키도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 방출기 및 감지기 챔버들은 광 확산 소재 또는 봉합재를 둘러싼다.
일부 실시예들에서, 광 확산 소재 또는 봉합재는 유리 비즈 또는 미소구체들을 포함한다.
일부 실시예들에서, 기판의 중심으로부터 볼록면의 높이는 약 2.80mm 내지 약 2.90mm이다.
일부 실시예들에서, 기판의 중심으로부터 볼록면의 높이는 약 2.55mm 내지 약 2.65mm이다.
일부 실시예들에서, 센서의 중심선이 감지기들 중의 제1 감지기를 양분하는데, 여기서 이 제1 감지기가 제1 및 제2 방출기 그룹들로부터 방출된 광의 감지에 응답하여 센서의 생리학적 지표 측정을 검정 또는 정규화하는 하나 이상의 신호들을 생성하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 또한 적어도 부분적으로, 제1 방출기 그룹으로부터 방출된 광에 응답하여 제1 감지기에서 생성된 제1 신호를, 제2 방출기 그룹으로부터 방출된 광에 응답하여 제1 감지기에서 생성된 제2 신호와 비교하여 센서의 생리학적 지표 측정을 검정 또는 정규화하도록 더 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서는 제1 및 제2 방출기 그룹들의 LED들을 변동하는 광도로 구동하도록 구성된 센서 프로세서를 더 구비한다.
일부 실시예들에서, 센서 프로세서는 적어도 부분적으로, 제1 및 제2 방출기 그룹들의 LED들의 방출 광의 감쇠 또는 온도 중의 하나 이상에 기반하여 제1 및 제2 방출기 그룹들의 LED들의 광도를 구동하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 센서는 복수의 감지기들 중의 감지기들의 일부를 활성화 또는 비활성화시키도록 구성된 센서 프로세서를 더 구비한다.
본 발명은 웨어러블 기기에 통합된 광학 생리학적 센서를 제공한다. 광학 생리학적 센서는: 회로 층; 이 회로 층 근처에 위치한 광 배리어 구조로, 광 배리어 구조가 적어도 제1 방출기 챔버, 제2 방출기 챔버, 및 복수의 감지기 챔버들을 형성하는 복수의 개구(opening)들을 포함하는 광 배리어 구조를 구비할 수 있다. 제1 및 제2 방출기 챔버들은 서로 이격될 수 있고 복수의 감지기 챔버들로부터 내측으로 이격되어 이로 둘러싸이고; 제1 방출기 챔버, 제2 방출기 챔버, 및 복수의 감지기 챔버들은 광 배리어 구조의 일부에 의해 서로 격리될 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서는: 위 회로 층 상에 장착되고 광 배리어 구조의 제1 방출기 챔버 내에 위치하는 제1 복수의 방출기들; 위 회로 층 상에 장착되고 광 배리어 구조의 제2 방출기 챔버 내에 위치하는 제2 복수의 방출기들; 복수의 감지기들로, 복수의 감지기들의 각각이 위 회로 층 상에 장착되고 광 배리어 구조의 복수의 감지기 챔버들 중의 다른 챔버 내에 위치하는 복수의 감지기들을 구비할 수 있다. 일부 실시예들에서, 복수의 감지기 챔버들의 각각은 단지 하나의 감지기만을 포함한다.
일부 실시예들에서, 센서는 제1 심전도(electrocardiogram; ECG) 전극과 제2 ECG 전극을 더 구비하는데, 여기서 제1 및 제2 ECG 전극들은 제1 복수의 방출기들, 제2 복수의 방출기들, 및 복수의 감지기들을 부분적으로 둘러싼다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 ECG 전극들의 각각은 제1 단(end) 및 제2 단을 갖는 반 고리 형태가고; 제1 및 제2 ECG 전극들의 제1 단들은 제1 갭에 의해 서로 분리되며, 제1 및 제2 ECG 전극들의 제2 단들은 제2 갭에 의해 서로 분리된다.
일부 실시예들에서, 광 배리어 구조는: 제1 ECG 전극을 수납할 크기 및 형상의 제1 홈(recess); 제2 ECG 전극을 수납할 크기 및 형상의 제2 홈을 더 구비하고; 제1 및 제2 홈의 각각은 제1 단과 제2 단을 갖는 반 고리형 형태가고; 제1 및 제2 홈들의 제1 단들은 위 제1 갭에 의해 서로 분리되며, 제1 및 제2 홈들의 제2 단들은 위 제2 갭에 의해 서로 분리되고; 제1 및 제2 홈들은 제1 방출기 챔버, 제2 방출기 챔버, 및 복수의 감지기 챔버들을 부분적으로 둘러싼다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기 챔버들은 제1 및 제2 홈들로부터 내측으로 이격된다.
일부 실시예들에서, 센서는 제1 및 제2 ECG 전극들로부터 외측에 위치한 어떤 방출기들도 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 센서는 제1 및 제2 ECG 전극들로부터 외측에 위치한 어떤 감지기들도 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 갭들은 거의 동일하다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 ECG 전극들의 제1 및 제2 단들은 둥글린 형태(rounded shape)을 포함한다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 갭들의 각각은 대략 1.5 mm 내지 대략 1.75 mm이다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 갭들의 각각은 대략 0.5 mm 내지 대략 0.75 mm이다.
일부 실시예들에서, 센서는 복수의 감지기 챔버들 중의 어느 것 내에 위치한 어떤 방출기들도 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 센서는 제1 및 제2 방출기 챔버들 중의 어느 것 내에 위치한 어떤 감지기들도 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기 챔버들은 위 제1 및 제2 방출기 챔버들 둘레에 원형 구조로 배열된다.
일부 실시예들에서, 위 센서는 제1 및 제2 복수의 방출기들 이외의 어떤 방출기들도 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 위 센서는 복수의 감지기들 이외의 어떤 감지기들도 포함하지 않는다.
일부 실시예들에서, 위 회로 층은 인쇄회로기판을 구비한다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 복수의 방출기들의 각각은 발광다이오드(LED)를 포함한다.
일부 실시예들에서, 복수의 감지기들의 각각은 광다이오드를 구비한다.
일부 실시예들에서, 제1 및 제2 복수의 방출기들의 각각은 사용자의 조직으로 광을 방출하도록 구성되고; 복수의 감지기들의 각각은: (i) 위 조직에 의해 감쇠된 후 제1 및 제2 복수의 방출기들 중의 적어도 하나로 방출된 광의 적어도 일부를 감지하여; (ii) 감지된 광에 응답하여 적어도 하나의 신호를 출력하도록 구성되며; 그리고 센서가 출력된 적어도 하나의 신호를 수신 및 처리하여 사용자의 적어도 하나의 생리학적 지표를 결정하도록 구성된 하나 이상의 프로세서들을 더 구비한다.
본 발명은 생리학적 지표들을 감시하는 시스템을 제공한다. 이 시스템은: 사용자의 하나 이상의 생리학적 지표들을 감시하도록 구성된 하나 이상의 생리학적 센서들을 포함하는 웨어러블 기기; 웨어러블 기기의 외부에 있고 웨어러블 기기와 무선 통신하는 연산 장치를 구비할 수 있고, 이 연산 장치는: 대화형 사용자 인터페이스를 통해 사용자 입력을 수신하여; 사용자 입력의 수신에 응답하여 웨어러블 기기에 제1 신호를 무선 전송함으로써 웨어러블 기기가 생리학적 감시 작동을 수행하도록 지시하며; 웨어러블 기기로부터 생리학적 감시 작동에 의해 측정된 생리학적 지표 데이터를 수신하고; 대화형 사용자 인터페이스에 생리학적 지표의 표시(presentation)를 시키도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 감시 작동은 생리학적 지표들의 지속적 측정을 포함한다.
일부 실시예들에서, 감시 작동은: 소정 길이의 시간 동안의 생리학적 지표들을 측정하는 단계와; 소정 길이의 시간이 만료되면 생리학적 지표들의 측정을 중단하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 웨어러블 기기는: 연산 장치로부터의 제1 신호에 응답하여 웨어러블 기기의 배터리의 전력 수준을 판단하고; 전력 수준이 감시 작동을 수행하는 데 충분한지 여부를 판단하며; 전력 수준이 충분하다는 판단에 응답하여 감시 작동을 수행하도록 구성된다,
일부 실시예들에서, 웨어러블 기기는: 연산 장치로부터의 제1 신호에 응답하여 웨어러블 기기의 배터리의 전력 수준을 판단하고; 전력 수준이 감시 작동을 수행하는 데 충분한지 여부를 판단하며; 전력 수준이 충분하지 않다는 판단에 응답하여 적어도 부분적으로 전력 수준에 기반하여 수정된 감시 작동을 결정하고; 수정된 감시 작동을 수행하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 웨어러블 기기는: 하나 이상의 생리학적 지표들이 소정의 임계값을 초과하는지 판단하고; 하나 이상의 생리학적 지표들이 소정의 임계값을 초과한다는 판단에 응답하여 연산 장치에 제2 신호를 전송하여 연산 장치가 경보를 생성하게 시키도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 연산 장치는 또한: 대화형 사용자 인터페이스에 과거 및 거의 실시간 생리학적 지표 데이터의 그래프, 차트, 또는 추세 중의 하나 이상을 표시하게 시키도록 더 구성된다.
이 명세서에 사용된"혈량측정(plethysmograph)"(일반적으로 "광혈량측정(photoplethysmograph)"으로 지칭됨), 당업계에 통상의 기술을 갖는 자에 알려진 그 광의의 의미를 포괄하는데, 이는 적어도, 맥동 혈(pulsing blood)로 결과되는 신체 조직의 변화의 함수로서의 특정한 광의 파장의 흡수의 변화를 나타내는 데이터를 포함한다. 뿐만 아니라, 이 명세서에 사용된 "산소측정(oximetry)"은 당업계에 통상의 기술을 갖는 자에 알려진 그 광의의 의미를 포괄하는데, 이는 적어도, 분광학(spectroscopy)을 통해 순환 혈의 지표들을 측정하는 비침습적인 과정을 포함한다.
요약의 목적으로 어떤 실시예(aspect), 이점, 및 신규한 특징들이 여기 기술되었다. 물론 이 모든 실시예, 이점, 및 특징들이 모든 특정한 실시예에 존재할 필요는 없다는 것을 이해해야 할 것이다.
도면들 및 관련 설명들은 본 발명의 실시예들을 예시하기 위해 제공된 것이며 청구항들의 범위를 제한하지 않는다. 본 발명에서, "하부(bottom)"는 이 명세서로 개시되는 예시적 웨어러블 기기가 착용자의 손목에 착용되었을 때 착용자의 손목을 대향하는 측을 지칭하고 "상부(top)"는 착용자의 손목으로부터 멀리 대향하는 측을 지칭한다.
도 1a는 스트랩을 사용하여 착용자의 손목 상에 착용한, 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈을 포함하는 예시적 웨어러블 기기의 제1 도면을 도시한다.
도 1b는 손목 상에 착용한 도 1a의 예시적 웨어러블 기기의 제2 도면을 도시한다.
도 1c는 본 발명의 웨어러블 기기에 결합될 수 있는 예시적 손가락 끝 센서를 도시한다.
도 1d는 스트랩의 부분도를 포함한 도 1a-1c의 예시적 웨어러블 기기의 상면사시도를 도시한다.
도 1e는 도 1d의 예시적 웨어러블 기기의 하부 사시도를 도시한다.
도 1f는 기기가 착용자의 피부와 접촉할 때, 스트랩 없는 예시적 웨어러블 기기의 측면도를 도시한다.
도 1g는 도 1f의 예시적 웨어러블 기기의 상면사시도를 도시한다.
도 1h는 예시적 웨어러블 기기의 하부 사시도를 도시한다.
도 1i는 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기를 착용자의 손목에 고정하도록 구성된 예시적 스트랩의 사시도를 도시한다.
도 1j-1k는 예시적 웨어러블 기기와 웨어러블 장치에 분리 가능하게 고정되는 생리학적 센서 또는 모듈의 사시도들이다.
도 2는 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기와 통신할 수 있는 기기들의 비제한적 예들의 통신망을 개략적으로 도시하는 블록도이다,
도 3은 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기 상의 생리학적 지표 측정들의 예시적 디스플레이를 도시한다.
도 4는 예시적 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈을 도시한다.
도 5a는 예시적 생리학적 지표 측정 모듈이 통합된 예시적 웨어러블 기기의 측면도를 도시한다.
도 5b는 도 5a의 예시적 웨어러블 기기의 단면도를 도시한다.
도 5c는 도 a의 웨어러블 기기의 사시도를 도시한다.
도 5d는 도 a의 웨어러블 기기의 저면도를 도시한다.
도 6은 인간 손의 동맥 및 모세혈관들과 인간 팔뚝의 근위부를 개략적으로 도시한다.
도 7a는 생리학적 지표 측정 모듈을 포함하는 웨어러블 기기의 개략 시스템도를 도시한다.
도 7b는 예시적 웨어러블 기기의 부분 분해도를 도시한다.
도 7c는 도 7b의 생리학적 지표 측정 모듈의 예시적인 광 투과 커버를 도시한다.
도 7d는 도 7b의 생리학적 지표 측정 모듈의 ECG 전극들, 광 투과 커버(들), 및 불투명 프레임의 분해 사시도를 도시한다.
도 7e는 도 7c 또는 도 7d의 ECG 전극들, 광 투과 커버(들), 및 불투명 프레임을 포함하는 생리학적 지표 측정 모듈의 저면 사시도를 도시한다.
도 7f는 도 7e의 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 상면 사시도를 도시한다.
도 7g 및 7h는 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기의 예시적 기기 프로세서 보드의 상면 및 저면을 개략적으로 도시한다.
도 8a 및 8b는 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 예시적 센서 또는 모듈 프로세서 보드의 상면 및 저면을 개략적으로 도시한다.
도 8c-8e는 생리학적 지표 측정 모듈의, 감지기들의 PCB 기판으로의 접합의 여러 도면들을 도시한다.
도 8f는 도 8c-8e에 도시된 것과 다른 와이어 본딩 구조들을 갖는 생리학적 지표 측정 모듈의 PCB 기판의 사시도를 도시한다.
도 9a 및 9b는 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 불투명 프레임 내의 광 확산 소재 충전 채널 및 환기 채널들을 도시한다.
도 10은 예시적 생리학적 지표 측정 모듈과 모듈의 방출기들 및 감지기들 간의 예시적 광경로들의 종단면도를 도시한다.
도 11a는 생리학적 지표 측정 모듈을 포함하는 예시적 웨어러블 기기의 개략 시스템도를 도시한다.
도 11b는 도 11a에 보인 예시적 기기 프로세서의 개략도를 도시한다.
도 11c는 도 11a의 예시적 센서 또는 모듈 프로세서의 개략 시스템도를 도시한다.
도 11d는 도 11c의 센서 또는 모듈 프로세서의 예시적 전단 회로의 블록도를 도시한다.
도 12a는 제1 및 제2 ECG 전극들을 갖는 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 12b는 제3 ECG 전극을 포함하는 예시적 웨어러블 기기의 상면사시도를 도시한다.
도 12c는 제3 ECG 전극 밑의 접촉 스프링을 도시하도록 투명하게 보인 제3 ECG 전극을 갖는 도 12b의 예시적 웨어러블 기기의 부분 상면사시도를 도시한다.
도 13a는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 LED 구동 회로의 예시적 블록도를 도시한다.
도 13b는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 방출기 회로의 예시적 블록도를 도시한다.
도 13c는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 감지기 회로의 예시적 블록도를 도시한다.
도 13d는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 온도 센서 회로의 예시적 블록도를 도시한다.
도 14a 및 14b는 종래의 혈량 측정 센서의 신호 처리를 도시하는 예시적 블록도들이다.
도 15a 및 15b는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 예시적인 개략 입력 및 출력 흐름도를 도시한다.
도 15c는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 자이로스코프 및 가속도계의 예시적인 개략 입출력 흐름도를 도시한다.
도 15d는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈을 사용하여 맥박수를 결정하는 예시적인 개략 블록도를 도시한다.
도 15e는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈을 사용하여 맥박수를 결정하는 예시적인 결정 로직을 도시한다.
도 15f는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈을 사용하여 산소 포화도를 결정하는 예시적인 개략 입출력 흐름도를 도시한다.
도 15g는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈을 사용하여 산소 포화도를 결정하는 예시적인 결정 로직을 도시한다.
도 16a는 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서 보드 상의 예시적인 혈량 측정 센서 구조를 개략적으로 도시한다.
도 16b는 도 16a의 혈량 측정 센서 구조가 통합된 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 16c는 도 16b의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 16d는 도 16b의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 저면 사시도를 도시한다.
도 16e는 ECG 전극들을 포함하는 도 16b의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 변형예의 저면도를 도시한다.
도 16f는 도 16e의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 16g는 센서 또는 모듈 프로세서 보드와 조립된 ECG 전극들이 보이도록 불투면 프레임과 광 투과 커버가 생략된, 도 16e의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 저면 사시도를 도시한다.
도 17a는 도 16a의 혈량 측정 구조가 통합된 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 저면 사시도를 도시한다.
도 17b는 도 17a의 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 17c는 도 17a의 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 18a는 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서 보드 상의 예시적인 혈량 측정 센서 배열을 개략적으로 도시한다.
도 18b는 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서 보드 상의 예시적인 혈량 측정 센서 배열을 개략적으로 도시한다.
도 19a는 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서 보드 상의 예시적인 혈량 측정 센서 구조를 개략적으로 도시한다.
도 19b는 도 19a의 혈량 측정 센서 구조가 통합된 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 19c는 도 19b의 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 20a는 착용자의 손목의 개략도 상에 착용된 예시적 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 20b는 도 20a의 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 20c 및 20d는 도 20a의 생리학적 지표 측정 모듈의 분해도를 도시한다.
도 20e는 도 20a-20d의 생리학적 지표 측정 모듈이 통합된 예시적 웨어러블 기기의 제1 측면도를 도시한다.
도 20f는 도 20e의 웨어러블 기기의 저면도를 도시한다.
도 20g는 도 20e의 웨어러블 기기의 제2 측면도를 도시한다.
도 20h는 도 20e의 웨어러블 기기의 제3 측면도를 도시한다.
도 20i는 도 20e의 웨어러블 기기의 저면 사시도를 도시한다.
도 20j는 도 20e의 웨어러블 기기의 상면 사시도를 도시한다.
도 21a 및 21b는 도 20a의 모듈로부터의 대체적인 광 투과 커버를 가진 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 사시도를 도시한다.
도 21c는 도 21a 및 21b의 생리학적 지표 측정 모듈의 종단면도를 도시한다.
도 22a 및 22b는 도 20a의 모듈로부터의 다른 대체적인 광 투과 커버를 가진 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 사시도를 도시한다.
도 22c는 도 22a 및 22b의 생리학적 지표 측정 모듈의 종단면도를 도시한다.
도 23a는 도 20a-20d의 생리학적 지표 측정 모듈을 통합한 예시적 웨어러블 기기의 저면 사시도를 도시한다.
도 23b는 도 23a의 웨어러블 기기의 측면도를 도시한다.
도 23c는 도 23a의 웨어러블 기기의 상면 사시도를 도시한다.
도 23d는 도 23a의 웨어러블 기기의 상면도를 도시한다.
도 23e는 도 23a의 웨어러블 기기의 저면도를 도시한다.
도 24a는 다른 예시적 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 24b는 도 24a의 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 25a는 다른 예시적 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 25b는 도 25a의 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 25c는 도 25a-25b의 생리학적 지표 측정 모듈을 통합한 다른 예시적 웨어러블 기기의 제1 측면도를 도시한다.
도 25d는 도 25c의 웨어러블 기기의 저면도를 도시한다.
도 25d는 도 25c의 웨어러블 기기의 제2 측면도를 도시한다.
도 25f는 도 25c의 웨어러블 기기의 상면사시도를 도시한다.
도 25g는 도 25c의 웨어러블 기기의 제3 측면도를 도시한다.
도 25h는 도 25c의 웨어러블 기기의 저면 사시도를 도시한다.
도 26a는 착용자의 피부로 삽입되는 미세침을 개략적으로 도시한다.
도 26b는 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기의 몸체에 결합되는 미세침 패치를 개략적으로 도시한다.
도 26c는 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기의 스트랩에 결합되는 미세침 패치를 개략적으로 도시한다.
도 26d는 미세침 패치 및 웨어러블 기기의 개략적으로 간략화된 시스템도를 도시한다.
도 27a는 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 예시적 실시예의 전면도를 도시한다.
도 27b는 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 예시적 실시예의 분해도를 도시한다.
도 27c 및 27d는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 불투명 프레임 내의 광 확산 소재 충전 채널 및 환기 채널들을 도시한다.
도 27e는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈과 모듈의 방출기 및 감지기들 간의 예시적인 광경로들을 도시한다.
도 27f는 예시적인 혈량 측정 센서 구조를 갖는 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 PCB 기판의 사시도를 도시한다.
도 27g는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 종단면도를 도시한다.
도 27h는 도 27g에 직교하는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 종단면도를 도시한다.
도 27i는 예시적인 혈량 측정 센서 구조를 갖는 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 PCB 기판의 사시도를 도시한다.
도 27j는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 단면 사시도를 도시한다.
도 27k-27l은 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈과 모듈의 방출기 및 감지기들 간의 예시적인 광경로들을 도시한다.
도 27m-27p는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈과 모듈의 방출기 및 감지기 챔버들 간의 예시적인 광 배리어 또는 광 블록들을 도시한다.
도 27q는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈과 예시적인 광 확산 소재 및 광 투과성 렌즈(들) 또는 커버(들)를 도시한다.
도 28은 통신망을 통해 외부 기기와 통신하는 웨어러블 기기의 예시적 실시예를 도시하는 블록도를 보인다.
도 29는 건강 앱의 예시적인 대시보드 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 30a-30d는 건강 앱의 예시적인 즉석 감시 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 30e-30h는 건강 앱의 예시적인 연속 감시 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 31a-31d는 건강 앱의 예시적인 측정 설정 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 32는 건강 앱의 예시적인 활동 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 33a-33c는 건강 앱의 예시적인 운동 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 34a-34c는 건강 앱의 예시적인 수면 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 35a-35b는 건강 앱의 예시적인 이력 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 36a는 디스플레이 화면을 갖는 웨어러블 기기의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 36b-36e는 웨어러블 기기의 예시적인 디스플레이 화면들을 도시한다.
도 37a는 디스플레이 화면을 갖는 웨어러블 기기의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 37b-37e는 웨어러블 기기의 예시적인 디스플레이 화면들을 도시한다.
도 38a-38b는 웨어러블 기기의 예시적인 디스플레이 화면들을 도시한다.
도 39는 웨어러블 기기의 감시 작동을 수행하는 예시적 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 40은 본 발명의 여러 실시예들에 따라, 본 발명의 하나 이상의 실시예들을 구현하는 예시적 연산 장치의 블록도를 도시한다.
도 1a는 스트랩을 사용하여 착용자의 손목 상에 착용한, 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈을 포함하는 예시적 웨어러블 기기의 제1 도면을 도시한다.
도 1b는 손목 상에 착용한 도 1a의 예시적 웨어러블 기기의 제2 도면을 도시한다.
도 1c는 본 발명의 웨어러블 기기에 결합될 수 있는 예시적 손가락 끝 센서를 도시한다.
도 1d는 스트랩의 부분도를 포함한 도 1a-1c의 예시적 웨어러블 기기의 상면사시도를 도시한다.
도 1e는 도 1d의 예시적 웨어러블 기기의 하부 사시도를 도시한다.
도 1f는 기기가 착용자의 피부와 접촉할 때, 스트랩 없는 예시적 웨어러블 기기의 측면도를 도시한다.
도 1g는 도 1f의 예시적 웨어러블 기기의 상면사시도를 도시한다.
도 1h는 예시적 웨어러블 기기의 하부 사시도를 도시한다.
도 1i는 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기를 착용자의 손목에 고정하도록 구성된 예시적 스트랩의 사시도를 도시한다.
도 1j-1k는 예시적 웨어러블 기기와 웨어러블 장치에 분리 가능하게 고정되는 생리학적 센서 또는 모듈의 사시도들이다.
도 2는 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기와 통신할 수 있는 기기들의 비제한적 예들의 통신망을 개략적으로 도시하는 블록도이다,
도 3은 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기 상의 생리학적 지표 측정들의 예시적 디스플레이를 도시한다.
도 4는 예시적 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈을 도시한다.
도 5a는 예시적 생리학적 지표 측정 모듈이 통합된 예시적 웨어러블 기기의 측면도를 도시한다.
도 5b는 도 5a의 예시적 웨어러블 기기의 단면도를 도시한다.
도 5c는 도 a의 웨어러블 기기의 사시도를 도시한다.
도 5d는 도 a의 웨어러블 기기의 저면도를 도시한다.
도 6은 인간 손의 동맥 및 모세혈관들과 인간 팔뚝의 근위부를 개략적으로 도시한다.
도 7a는 생리학적 지표 측정 모듈을 포함하는 웨어러블 기기의 개략 시스템도를 도시한다.
도 7b는 예시적 웨어러블 기기의 부분 분해도를 도시한다.
도 7c는 도 7b의 생리학적 지표 측정 모듈의 예시적인 광 투과 커버를 도시한다.
도 7d는 도 7b의 생리학적 지표 측정 모듈의 ECG 전극들, 광 투과 커버(들), 및 불투명 프레임의 분해 사시도를 도시한다.
도 7e는 도 7c 또는 도 7d의 ECG 전극들, 광 투과 커버(들), 및 불투명 프레임을 포함하는 생리학적 지표 측정 모듈의 저면 사시도를 도시한다.
도 7f는 도 7e의 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 상면 사시도를 도시한다.
도 7g 및 7h는 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기의 예시적 기기 프로세서 보드의 상면 및 저면을 개략적으로 도시한다.
도 8a 및 8b는 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 예시적 센서 또는 모듈 프로세서 보드의 상면 및 저면을 개략적으로 도시한다.
도 8c-8e는 생리학적 지표 측정 모듈의, 감지기들의 PCB 기판으로의 접합의 여러 도면들을 도시한다.
도 8f는 도 8c-8e에 도시된 것과 다른 와이어 본딩 구조들을 갖는 생리학적 지표 측정 모듈의 PCB 기판의 사시도를 도시한다.
도 9a 및 9b는 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 불투명 프레임 내의 광 확산 소재 충전 채널 및 환기 채널들을 도시한다.
도 10은 예시적 생리학적 지표 측정 모듈과 모듈의 방출기들 및 감지기들 간의 예시적 광경로들의 종단면도를 도시한다.
도 11a는 생리학적 지표 측정 모듈을 포함하는 예시적 웨어러블 기기의 개략 시스템도를 도시한다.
도 11b는 도 11a에 보인 예시적 기기 프로세서의 개략도를 도시한다.
도 11c는 도 11a의 예시적 센서 또는 모듈 프로세서의 개략 시스템도를 도시한다.
도 11d는 도 11c의 센서 또는 모듈 프로세서의 예시적 전단 회로의 블록도를 도시한다.
도 12a는 제1 및 제2 ECG 전극들을 갖는 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 12b는 제3 ECG 전극을 포함하는 예시적 웨어러블 기기의 상면사시도를 도시한다.
도 12c는 제3 ECG 전극 밑의 접촉 스프링을 도시하도록 투명하게 보인 제3 ECG 전극을 갖는 도 12b의 예시적 웨어러블 기기의 부분 상면사시도를 도시한다.
도 13a는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 LED 구동 회로의 예시적 블록도를 도시한다.
도 13b는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 방출기 회로의 예시적 블록도를 도시한다.
도 13c는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 감지기 회로의 예시적 블록도를 도시한다.
도 13d는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 온도 센서 회로의 예시적 블록도를 도시한다.
도 14a 및 14b는 종래의 혈량 측정 센서의 신호 처리를 도시하는 예시적 블록도들이다.
도 15a 및 15b는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 예시적인 개략 입력 및 출력 흐름도를 도시한다.
도 15c는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 자이로스코프 및 가속도계의 예시적인 개략 입출력 흐름도를 도시한다.
도 15d는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈을 사용하여 맥박수를 결정하는 예시적인 개략 블록도를 도시한다.
도 15e는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈을 사용하여 맥박수를 결정하는 예시적인 결정 로직을 도시한다.
도 15f는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈을 사용하여 산소 포화도를 결정하는 예시적인 개략 입출력 흐름도를 도시한다.
도 15g는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈을 사용하여 산소 포화도를 결정하는 예시적인 결정 로직을 도시한다.
도 16a는 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서 보드 상의 예시적인 혈량 측정 센서 구조를 개략적으로 도시한다.
도 16b는 도 16a의 혈량 측정 센서 구조가 통합된 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 16c는 도 16b의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 16d는 도 16b의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 저면 사시도를 도시한다.
도 16e는 ECG 전극들을 포함하는 도 16b의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 변형예의 저면도를 도시한다.
도 16f는 도 16e의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 16g는 센서 또는 모듈 프로세서 보드와 조립된 ECG 전극들이 보이도록 불투면 프레임과 광 투과 커버가 생략된, 도 16e의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 저면 사시도를 도시한다.
도 17a는 도 16a의 혈량 측정 구조가 통합된 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 저면 사시도를 도시한다.
도 17b는 도 17a의 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 17c는 도 17a의 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 18a는 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서 보드 상의 예시적인 혈량 측정 센서 배열을 개략적으로 도시한다.
도 18b는 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서 보드 상의 예시적인 혈량 측정 센서 배열을 개략적으로 도시한다.
도 19a는 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서 보드 상의 예시적인 혈량 측정 센서 구조를 개략적으로 도시한다.
도 19b는 도 19a의 혈량 측정 센서 구조가 통합된 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 19c는 도 19b의 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 20a는 착용자의 손목의 개략도 상에 착용된 예시적 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 20b는 도 20a의 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 20c 및 20d는 도 20a의 생리학적 지표 측정 모듈의 분해도를 도시한다.
도 20e는 도 20a-20d의 생리학적 지표 측정 모듈이 통합된 예시적 웨어러블 기기의 제1 측면도를 도시한다.
도 20f는 도 20e의 웨어러블 기기의 저면도를 도시한다.
도 20g는 도 20e의 웨어러블 기기의 제2 측면도를 도시한다.
도 20h는 도 20e의 웨어러블 기기의 제3 측면도를 도시한다.
도 20i는 도 20e의 웨어러블 기기의 저면 사시도를 도시한다.
도 20j는 도 20e의 웨어러블 기기의 상면 사시도를 도시한다.
도 21a 및 21b는 도 20a의 모듈로부터의 대체적인 광 투과 커버를 가진 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 사시도를 도시한다.
도 21c는 도 21a 및 21b의 생리학적 지표 측정 모듈의 종단면도를 도시한다.
도 22a 및 22b는 도 20a의 모듈로부터의 다른 대체적인 광 투과 커버를 가진 예시적 생리학적 지표 측정 모듈의 사시도를 도시한다.
도 22c는 도 22a 및 22b의 생리학적 지표 측정 모듈의 종단면도를 도시한다.
도 23a는 도 20a-20d의 생리학적 지표 측정 모듈을 통합한 예시적 웨어러블 기기의 저면 사시도를 도시한다.
도 23b는 도 23a의 웨어러블 기기의 측면도를 도시한다.
도 23c는 도 23a의 웨어러블 기기의 상면 사시도를 도시한다.
도 23d는 도 23a의 웨어러블 기기의 상면도를 도시한다.
도 23e는 도 23a의 웨어러블 기기의 저면도를 도시한다.
도 24a는 다른 예시적 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 24b는 도 24a의 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 25a는 다른 예시적 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈의 저면도를 도시한다.
도 25b는 도 25a의 생리학적 지표 측정 모듈의 측면도를 도시한다.
도 25c는 도 25a-25b의 생리학적 지표 측정 모듈을 통합한 다른 예시적 웨어러블 기기의 제1 측면도를 도시한다.
도 25d는 도 25c의 웨어러블 기기의 저면도를 도시한다.
도 25d는 도 25c의 웨어러블 기기의 제2 측면도를 도시한다.
도 25f는 도 25c의 웨어러블 기기의 상면사시도를 도시한다.
도 25g는 도 25c의 웨어러블 기기의 제3 측면도를 도시한다.
도 25h는 도 25c의 웨어러블 기기의 저면 사시도를 도시한다.
도 26a는 착용자의 피부로 삽입되는 미세침을 개략적으로 도시한다.
도 26b는 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기의 몸체에 결합되는 미세침 패치를 개략적으로 도시한다.
도 26c는 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기의 스트랩에 결합되는 미세침 패치를 개략적으로 도시한다.
도 26d는 미세침 패치 및 웨어러블 기기의 개략적으로 간략화된 시스템도를 도시한다.
도 27a는 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 예시적 실시예의 전면도를 도시한다.
도 27b는 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 예시적 실시예의 분해도를 도시한다.
도 27c 및 27d는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 불투명 프레임 내의 광 확산 소재 충전 채널 및 환기 채널들을 도시한다.
도 27e는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈과 모듈의 방출기 및 감지기들 간의 예시적인 광경로들을 도시한다.
도 27f는 예시적인 혈량 측정 센서 구조를 갖는 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 PCB 기판의 사시도를 도시한다.
도 27g는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 종단면도를 도시한다.
도 27h는 도 27g에 직교하는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 종단면도를 도시한다.
도 27i는 예시적인 혈량 측정 센서 구조를 갖는 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 PCB 기판의 사시도를 도시한다.
도 27j는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 단면 사시도를 도시한다.
도 27k-27l은 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈과 모듈의 방출기 및 감지기들 간의 예시적인 광경로들을 도시한다.
도 27m-27p는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈과 모듈의 방출기 및 감지기 챔버들 간의 예시적인 광 배리어 또는 광 블록들을 도시한다.
도 27q는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈과 예시적인 광 확산 소재 및 광 투과성 렌즈(들) 또는 커버(들)를 도시한다.
도 28은 통신망을 통해 외부 기기와 통신하는 웨어러블 기기의 예시적 실시예를 도시하는 블록도를 보인다.
도 29는 건강 앱의 예시적인 대시보드 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 30a-30d는 건강 앱의 예시적인 즉석 감시 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 30e-30h는 건강 앱의 예시적인 연속 감시 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 31a-31d는 건강 앱의 예시적인 측정 설정 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 32는 건강 앱의 예시적인 활동 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 33a-33c는 건강 앱의 예시적인 운동 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 34a-34c는 건강 앱의 예시적인 수면 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 35a-35b는 건강 앱의 예시적인 이력 사용자 인터페이스를 도시한다.
도 36a는 디스플레이 화면을 갖는 웨어러블 기기의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 36b-36e는 웨어러블 기기의 예시적인 디스플레이 화면들을 도시한다.
도 37a는 디스플레이 화면을 갖는 웨어러블 기기의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 37b-37e는 웨어러블 기기의 예시적인 디스플레이 화면들을 도시한다.
도 38a-38b는 웨어러블 기기의 예시적인 디스플레이 화면들을 도시한다.
도 39는 웨어러블 기기의 감시 작동을 수행하는 예시적 프로세스를 도시하는 흐름도이다.
도 40은 본 발명의 여러 실시예들에 따라, 본 발명의 하나 이상의 실시예들을 구현하는 예시적 연산 장치의 블록도를 도시한다.
이하에 어떤 실시예와 예들이 설명되지만, 당업계에 통상의 기술을 가진 자라면 본 발명이 구체적으로 개시된 실시예 및/또는 용도들과 이 명세서의 개시에 기반한 그 변경 및 등가물 너머로 확장됨을 이해할 것이다. 이에 따라 이 명세서로 개시되는 본 발명의 범위는 이하에 설명되는 어떤 특정한 실시예들로 한정되어서는 안 된다.
생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈을 포함하는 웨어러블 기기의 개관
산소 측정(oximetry) 또는 혈량 측정(plethmosmograph) 기반 및/또는 ECG 생리학적 지표들을 포함할 수 있는 웨어러블 건강관리 감시 기기의 일상적 사용은 착용자에게 유용할 수 있다, 도 1a-1h에 보인 바와 같은 기기(10) 등의 기기는 생리학적 지표 측정 센서(100)가 통합된 손목시계 또는 내장(built-in) 시계 또는 시간 표시 기능을 갖는 손목 착용 생리학적 지표 측정 센서가 될 수 있다. 기기(10)는 조정 가능한 스트랩(strap; 30)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 착용자는 일상 활동을 할 때 추가적 센서를 사용할 필요가 없고 기기의 외관이 일반 공중의 관심을 덜 끌어 착용자는 착용자의 신체에 맥박 산소 측정 센서를 착용했다는 것을 덜 의식할 수 있다. 착용자는 또한 추가적 센서(예를 들어 도 1c에 보인 손가락 끝 혈량 측정 센서) 및/또는 다른 생리학적 감시 기기를 웨어러블 기기에 연결하여 웨어러블 기기의 기능을 확장할 수 있다.
착용자는 박동수(또는 맥박수) 및 산소 포화도를 제한 없이 포함하는 생체 신호(vital sign)들을 포함하는 생리학적 지표들을 웨어러블 기기(10)에 의해 통보받을 수 있다. 기기(10)는 측정된 생리학적 지표들 중의 하나 이상을 그 디스플레이(12) 상에 화상표시(display)할 수 있다. 이 정보는 착용자 및/또는 예를 들어 착용자가 운동을 할 때 건강관리 전문가 또는 착용자의 가족 등의 제3자 사용자에게 피드백을 제공하는 데 도움이 되거나, 착용자에게 투여된 약물에 반응하는 착용자 생리학적 지표들의 변화를 제한 없이 포함하는 다른 가능한 건강 관련 조건들을 착용자에 경보할 수 있다.
도 1a-1h에 보인 바와 같이, 웨어러블 기기(10)는 시계일 수 있는데, 이는 예를 들어 맥박수, 호흡수, 산소 포화도(SpO2), 혈량 변이 지수(Pleth Variability Index; PVI), 관류 지수(Perfusion Index; PI), 혈량으로부터의 호흡(Respiration from the pleth' RRp), 급수(hydration), 혈당, 혈압, 및/또는 다른 지표들을 포함하는 착용자 생리학적 지표들의 표시값(indication)을 측정하도록 구성된 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈(100)을 구비할 수 있다. 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈(100)은 광학 센서가 될 수 있다. 또한 센서 또는 모듈(100)은 선택적으로, 모듈로 측정되거나 및/또는 외부 연결 센서들에 기반하여 센서 또는 모듈(100)로 수신되거나 및/또는 환자 감시 기기들로 측정된 하나 이상의 개별적인 생리학적 지표에 기반하여 웰빙 지수(wellness index)를 연산할 수 있다. 센서 또는 모듈(100)은 측정된 지표들의 단속적 및/또는 연속적 감시를 수행할 수 있다. 센서 또는 모듈(100)은 선택적으로 및/또는 대체적으로 예를 들어 착용자의 요청시 측정된 지표들의 불시 검사(spot check)을 수행할 수 있다.
도 1e 및 1h에 보인 바와 같이, 기기(또는 시계)의 저면 측의 하우징(101)은 센서 또는 모듈(100)의 조직 대향(tissue-facing) 면을 여전히 노출시키면서 생리학적 지표 측정 모듈(100)을 유지할 수 있는 크기의 개구(opening)를 포함할 수 있다. 기기 하우징(101) 내의 센서 또는 모듈(100)의 유지는 어떤 적절한 유지 기구로 보조될 수 있다. 도 1f 및 1h에 보인 바와 같이, 생리학적 지표 측정 모듈(100)은 (LED 등의) 복수의 방출기(emitter; 104)들과 ("감지기(detector)"로도 지칭되는) 하나 이상의 광다이오드(106)들을 둘러싸는 피부 접촉(skin-interfacing) 광 투과 커버(light transmissive cover; 102)를 포함할 수 있다. 또한, 센서 또는 모듈(100)은 선택적으로 심전도(electrocardiogram; ECG) 센서를 포함할 수 있는데, 이는 복수의 ECG 전극(124, 125)들을 포함할 수 있다. 도 1g 및 1h에 보인 바와 같이, ECG 전극들의 일부(125)는 센서 또는 모듈(100)로부터 멀리 위치할 수 있고 ECG 전극들의 일부(124)는 센서 또는 모듈(100) 상에 위치할 수 있다. 커버(102)는 복수의 렌즈 또는 커버들, 또는 렌즈 또는 커버의 단일 구조(single construct)를 포함할 수 있다. 생리학적 지표 측정 모듈(100)은 예를 들어 거의 불투명한 광 배리어(light barrier)들을 사용하여 방출 광과 반사광의 혼합을 저감시킴으로써 감지기(106)들로 감지된 신호들의 잡음을 저감시키도록 설계된다. 도 1f에 보인 바와 같이, 광 배리어(120)는 센서 또는 모듈(100)의 방출기들과 감지기들 사이에 위치할 수 있는 제1 광 배리어를 포함할 수 있다. 제1 광 배리어는 커버(102)의 내측 부를 따라 연장(예를 들어 전체적으로 연장)될 수 있다. 제1 광 배리어는 또한 방출기들로부터 각도를 갖고 방출되는 광을 억제할 수 있다. 센서 또는 모듈(100)은 측부 외주 벽 및 감지기들을 방출기들로부터 분리하거나 및/또는 다른 감지기 그룹들을 서로 분리하는 추가적인 광 배리어들을 포함하여 추가적인 광 배리어들을 구비할 수 있다.
도 1f는 손목(2)에 대향하는(facing) 생리학적 지표 측정 모듈(100)을 갖는 착용자의 손목(2)에 착용된 기기(10)를 도시한다. 기기(10) 상의 생리학적 지표 측정 모듈(100)은 생리학적 지표 측정 모듈(100)의 표면과 기기(10)가 착용된 측정 부위에서 착용자이 피부 간의 갭(gap)을 저감 및/또는 제거하도록 설계된다. 손목에 기기(10)가 너무 느슨하게 장착되면(기기(10)가 이동할 때 기기(10)가 피부 위로 미끄러질 수 있는 경우가 될 수 있다) 생리학적 지표 측정 모듈(100)의 조직 대향 면과 착용자의 피부 간의 갭이 부정확한 측정을 야기할 수 있다. 이는 갭이 광 파이핑(light-piping)으로 결과되어 예를 들어 착용자의 조직의 최상부 피부 층(예를 들어 표피)보다 더 깊이 진입하지 못하는 등 방출된 광이 착용자의 조직으로 충분히 깊게 침투하지 못하기 때문인데, 여기에는 전형적으로 어떤 혈관이 존재하지 않는다. 이에 따라, 광이 최상부 피부 층 밑에 위치하는 진피의 동맥혈 등의 조직에 도달하거나 상호작용할 수 없다. 갭은 또한 갭을 통한 감쇠 및 반사된 광의 손실로 결과되어 더 적은 감쇠 및 반사광이 감지기(106)에 도달할 수 있다.
착용자의 신체(예를 들어 손목) 상의 기기(10)의 조임(tightness)은 기기를 착용자의 신체에 고정하는 데 사용되는 어떤 적절한 스트랩(들)(30)을 조정함으로써 조정될 수 있다. 스트랩(들)은 어떤 적절한 스트랩 연결(22)들을 사용하여 기기(10)에 연결될 수 있다. 예를 들어 스트랩 연결(22)들은 제3자 시계 밴드, 웨어러블 혈압 모니터 등과 호환될 수 있다. 도 11에 보인 바와 같이, 예시적 스트랩(30)은 착용자의 편안함을 손상시키거나 및/또는 센서 또는 모듈(100)의 측정의 정확도를 저하시키는 방식으로 손목(2)을 통한 혈류를 저하시키지 않고 센서 또는 모듈(100)과 손목(2) 간에 더 양호한 접촉을 제공하도록 신축성이 있고(stretchable) 기기(10)의 압력을 손목 둘레에 균일하게 분배할 수 있다. 도 1l에 보인 바와 같이, 고무 베이스(rubber base; 302)가 스트랩(30)의 길이를 따라 배열된 금속 루프(metal loop; 304)들을 통해 몰딩되어(molded) 스트랩(30)을 형성할 수 있다. 금속 루프(304)는 스트랩(30)의 대략 길이에 교차하는 방향으로(즉 폭을 따라) 및 스트랩(30)의 두께에 직교하는 관통 구멍을 갖고 폐쇄 루프를 형성하는 얇은(예를 들어 약 1 mm 미만) 금속 벽을 포함할 수 있다. 오버몰딩(overmolding) 공정 동안, 고무 소재는 관통 구멍 내의 공간을 채우거나 거의 채울 수 있다. 금속 루프(304)들은 스트랩(30)의 길이를 따라 2열로 배열될 수 있다. 이와는 달리, 금속 루프들이 개구를 갖는 부분적 루프를 포함하거나 스트랩이 고무 베이스 둘레에서 서로 끼워 맞춤되는 하나 이상의 금속 루프를 포함할 수 있다. 스트랩(30)의 추가적 상세는 2020년 8월 20일 출원된 "조정 가능한 스트랩을 갖는 웨어러블 생리학적 감시 기기(WEARABLE PHYSIOLOGICAL MONITORING DEVICE WITH ADJUSTABLE STRAPS)"라는 명칭의 미국특허가출원 63/068256호에 기재되어 있는데, 그 전체는 이 명세서에 참고로 통합된다.
또한 생리학적 지표 측정 모듈(100)의 표면과 측정 부위의 착용자의 피부 간의 갭은 광 투과 커버(102)의 설계에 의해 감소될 수 있다. 도 1f에 보인 바와 같이, 생리학적 지표 측정 모듈(100)의 커버(102)는 그 피부 접촉 커버(102) 상에 볼록한 곡률 또는 볼록한 돌출부를 포함할 수 있다. 이하에 더 상세히 후술할 바와 같이, 복수의 렌즈 또는 커버들이나 단일한 렌즈 또는 커버를 포함할 수 있는 센서 또는 모듈(100)의 커버(102)의 곡률은 불연속적 또는 연속적이 될 수 있다.
도 1f에 보인 바와 같이 기기(10)가 착용자에 의해 착용되었을 때, 볼록한 커버(102)가 피부를 가압할 수 있어 착용자의 조직(2)이 볼록한 곡률 둘레에 맞춰질(conform) 수 있다. 볼록한 커버(102)와 착용자의 조직(2) 간의 접촉은 조직(2)과 볼록한 커버(102) 간에 공기 갭(air gap)을 남기지 않을 수 있다. 방출기 및/또는 감지기들이 (후술할 바와 같이) 광 확산 소재로 둘러싸일 수 있으므로, 생리학적 지표 측정 모듈(100)은 조직(2)과 방출기 및/또는 감지기들의 어느 것 사이에 공기 갭을 남기지 않을 수 있다. 선택적으로, 커버(102)의 어떤 부분(들)은 커버의 나머지보다 피부로 더 돌출할 수 있다. 커버(102)의 곡률로 피부 상에 인가되는 압력 및/또는 공기 갭의 부재(absence)는 조명된 광 및/또는 감지 영역을 증가시킬 수 있고, 방출 광과 혈관 및/또는 반사광과 감지기들 간의 광결합(optical coupling)을 향상시키고 광 파이핑을 저하시키거나, 및/또는 혈액의 정체를 저하시킨다. 커버 곡률은 커버(102)와 피부 간의 접촉을 향상시키는 데 필요한 압력과 착용자의 안락 간의 균형을 맞추도록 구성될 수 있다.
도 1j-1k는 웨어러블 장치(apparatus)(135)에 분리 가능하게 고정될 수 있는 예시적 웨어러블 기기(device)(10)의 사시도롤 도시한다. 웨어러블 장치(135)는 하나 이상의 스트랩(30)들과 프레임(177)을 포함한다. 웨어러블 기기(10)는 생리학적 센서 또는 모듈(100)과 전극(58)을 포함할 수 있다. 전극은 양 전극일 수 있다. 일부 실시예(aspect)들에서, 웨어러블 기기(10)는 화면 또는 디스플레이를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨어러블 기기(10)는 화면 또는 디스플레이를 포함하지 않을 수 있다.
기기(10)는 프레임(177)에 분리 가능하게 고정될 수 있다. 프레임(177)은 기기(10)를 강제 맞춤(force-fit), 끼워 맞춤(friction-fit), 스냅 맞춤(snap-fit) 등을 총해 프레임(177) 내에 유지할 수 있다. 스트랩(30)들은 기기(135)를 착용자의 신체 부분에 고정할 수 있다. 기기(10)가 프레임(177) 내에 고정되고 웨어러블 장치(135)가 착용자의 신체에 고정되었을 때 웨어러블 장치(135)는 웨어러블 기기(10)(예를 들어 센서 또는 모듈(100))가 착용자의 피부와 접촉을 유지하도록 구성될 수 있다. 웨어러블 장치(135)(예를 들어 스트랩(30)들)는 착용자의 손목에 고정되는 크기 및/또는 형태를 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨어러블 장치(135)(예를 들어 스트랩(30)들)는 비제한적인 예들로 발목, 다리, 팔, 손가락, 가슴, 몸통(torso), 배, 등, 목, 머리, 이마를 포함하는 착용자 신체의 다른 부분들에 고정되는 크기 및/또는 형태를 가질 수 있다.
웨어러블 기기(10)는 독립(standalone) 방식 및/또는 다른 기기 및/또는 센서들과 조합되어 사용될 수 있다. 도 2에 보인 바와 같이, 기기(10)는 (예를 들어 Masimo's Radical-7®, Rad-97®(선택적으로 비침습적 혈압 또는 NomoLine 호기말이산화탄소분압측정(capnography)), Rad-8® 병상 모니터, Masimo's Root® Platform 등의 환자 감시 및 연결 허브, 어떤 핸드헬드 환자 감시 기기들, 및 어떤 다른 웨어러블 환자 감시 장치) 등의 병상 모니터, (예를 들어 스마트폰 등의) 이동통신 장치(204), (랩탑 또는 데스크탑이 될 수 있는) 컴퓨터(206), 태블릿(208), 간호 스테이션 시스템(201), 안경(glasses) 표면 상에 화상들을 화상표시하도록 구성된 스마트 안경 등의 안경 등을 제한 없이 포함하는 복수의 기기들과 (예를 들어 무선으로) 연결될 수 있다. 무선 연결은 블루투스(Bluetooth) 기술, 근거리 통신(near-field communication; NFC) 기술 등에 기반할 수 있다. 또한 웨어러블 기기(10)는 (예를 들어 이 명세서에 개시된 기기들을 통하거나 직접) 전산망(computing network; 212)에 연결될 수 있다. 전산망(212)은 근거리 통신망(local area network; LAN), 근거리 개인망(personal area network; PAN). 대도시 통신망(metropolitan area network; MAN), 광역 통신망(wide area network; WAN) 등을 포함할 수 있고, 지리학적으로 분산된 기기. 시스템, 데이터베이스, 서버 등이 (예를 들어 무선으로) 연결되어 (예를 들어 데이터 전송 등) 서로 통신하도록 할 수 았다. 웨어러블 기기(10)는 전산망(212)을 통해 하나 이상의 전자 의료 기록 시스템(214), 데이터베이스를 갖는 원격 서버(216) 등에 연결을 설정할 수 있다.
선택적으로, 기기(10)는 더 많은 센서들과 통합되거나 및/또는 복수의 외부 센서들과 무선으로 또는 연결 케이블을 통해 연결되도록 구성될 수 있다. 연결 케이블은 이 명세서에 개시된 의료 기기 및/또는 센서들의 어느 것에 연결되어 웨어러블 기기(10)와 연결된 의료 기기 및/또는 센서들 간에 통신을 제공하도록 구성된 범용 커넥터가 될 수 있다. 케이블은 선택적으로, 그 자체의 프로세서는 포함하지만 자체 디스플레이는 갖지 않는 보드 인 케이블(board-in-cable) 기기를 포함할 수 있다.
기기(10)는 2020년 5월 7일 간행된 미국특허공보 제2020/0138288호에 기재된 센서들(그 전체가 이 명세서에 참고로 통합됨) 등의 외부 센서들에 대한 허브(hub)로 작용할 수 있다. 미국특허공보 제2020/0138288호에 기재된 센서들은 환자의 생리학적 데이터를 수집하고 재사용 가능한 페어링(paring) 기기에 전력을 공급할 수 있다. 재사용 가능한 페어링 기기는 환자 감시 장치와 무선 통신을 설정할 수 있다. 웨어러블 기기(10)는 미국특허공보 제2020/0138288호의 환자 감시 기기를 대체할 수 있다. 다른 예로서 기기(10)는 2020년 10월 22일 간행된 미국특허공보 제2020/0329993호에 기재된 환자 감시 기기를 대체할 수 있는데, 그 전체는 이 명세서에 참고로 통합되어 있다. 미국특허공보 제2020/0138288호의 환자 감시 기기를 대체함으로써, 웨어러블 기기(10)는 센서 데이터에 기반한 모든 연산들을 수행하여 예를 들어 미국특허공보 제2020/0138288호에 개시된 ECG센서들은 강력한(heavy) 연산력이 필요하지 않다.
기기(10)는 제3자 무선 센서의 연결을 허용하거나, 및/또는 제3자가 웨어러블 기기(10) 상의 복수의 센서들에 근접(access)하거나 웨어러블 기기(10)에 연결되도록 개방된 아키텍처를 가질 수 있다. 복수의 센서들은 예를 들어 온도 센서, 고도계, 자이로스코프, 가속도계, 방출기, LED 등을 포함할 수 있다. 제3자 앱들이 웨어러블 기기(10)에 설치되어 웨어러블 기기(10) 상의 하나 이상의 센서들로부터의 데이터를 이용하거나 및/또는 웨어러블 기기와 전기적 통신할 수 있다.
선택적으로, 웨어러블 기기(10)는 음향 센서, 혈압 센서, 온도 센서, 이동 센서, ECG 센서 등의 어떤 다른 적절한 비침습적 센서와 통신할 수 있다. 이 기기들의 일부의 예는 Masimo의 Radius PPG™ 센서, Radius T™ 센서, 및 Centroid™ 센서 등을 포함한다. 하나 이상의 이 센서들, 예를 들어 Centroid™ 센서는 뇌졸중(stroke) 감지에 사용될 수 있다. 웨어러블 기기(10)는 착용자의 뇌졸중 감지를 경보하거나 및/또는 뇌졸중을 감지하면 제1 연락처(first respondent) 및/또는 착용자의 보호자(guardian) 또는 가장 가까운 친척(next-of-kin)에 대한 통신을 자동으로 시작할 수 있다.
웨어러블 기기(10)는 선택적으로, 착용자의 피부, 및/또는 땀의 화학물질, 및/또는 공기 중의 어떤 화학물질의 냄새를 감지할 수 있는 화학적 센서와 통신할 수 있다. 화학적 센서는 전기화학적 센서 또는 어떤 다른 적절한 종류의 화학적 센서들을 포함할 수 있다. 땀의 조성을 분석하도록 구성된 화학적 센서는 스트레스 및/또는 착용자의 급수 상태의 감지에 웨어러블 기기(10)를 보조하는 측정값들을 출력할 수 있다. 웨어러블 기기(10)는 선택적으로 피부 임피던스 센서와 통신할 수 있는데, 이는 착용자의 급수 상태를 감시하는 데 사용될 수 있다.
기기(10) 및/또는 센서 또는 모듈(100)에 통합 또는 연결될 수 있는 다른 예시적 센서는 (예를 들어 공기 중의 공해 또는 오염 입자, 일산화탄소, 연무(smoke) 등) 공기 중의 독소들을 감지하도록 구성된 독소 및/또는 방사선(radiation) 감지기를 포함할 수 있다. 독소 감지는 기기(10)를 착용한 의료 제공자 및/또는 소방관을 보조할 수 있다. 이와는 달리, 기기(10)가 외부 독소 및/또는 방사선 감지기에 무선으로 연결될 수 있다. 독소 및/또는 방사선 감지기는 스마트 마스크(smart mask)와 함께 사용될 수 있다. 예를 들어 외부 독소 및/또는 방사선 감지기가 마스크 상에 위치할 수 있는데, 이는 마스크 필터 또는 카트리지가 교체를 요구할 때 마스크가 마스크의 착용자에게 경보를 출력할 수 있게 할 수 있다.
선택적으로, 웨어러블 기기(10)는 혈당 감시기(glucose monitor)와 통신할 수 있는데, 이는 손가락 채혈 방식 등의 침습적 또는 최소 침습적 혈당 감시기 또는 연속 비침습적 혈당 감시기가 될 수 있다. 웨어러블 기기(10)는 혈당 감시기로부터 착용자의 혈당 수준을 수신하여 화상표시할 수 있다. 웨어러블 기기(10)는 또한 선택적으로 인슐린 펌프와 통신할 수 있다. 웨어러블 기기(10)는 감시된 착용자의 혈당 수준에 기반하여 인슐린 펌프로부터 착용자에게 인슐린을 주입하도록 하는 제어 신호를 전송할 수 있다.
도 3에 보인 바와 같이, 기기(10)는 장치 하우징(101)의 상부 측에 위치한 디스플레이 화면(display screen; 12)을 포함할 수 있다. 시간 및 일자 표시기에 추가하여 디스플레이 화면(12)의 하나의 디스플레이 레이아웃(예를 들어 기본(sefault) 디스플레이 레이아웃)은 착용자의 SpO2 측정값, 맥박수(PR) 측정값, 호흡수(RR) 측정값, 및/또는 급수 상태(H2O)를 화상표시할 수 있다. 화상표시되는 측정값의 포맷은 제한이 없다. 예를 들어 SpO2 측정값 및 PR 측정값 등의 일부 측정값들은 수치 값들로 화상표시될 수 있다. 다른 예로 PP 측정값과 급수 상태 등의 일부 측정값들은 비율 눈금(sliding scale)으로 화상표시될 수 있다. 도시된 예에서, 급수 상태는 저(L)부터 고(H)까지 3개의 수준들을 갖는 것으로 화상표시될 수 있다. 도시된 예에서, 호흡수는 5 bpm 내지 25 bpm 범위로 화상표시될 수 있다. 착용자는 터치스크린일 수 있는 디스플레이 화면(12)을 두드리거나 기기(10) 상의 버튼을 누름으로써 각 측정값 또는 측정값들의 그룹에 대한 개별적 디스플레이 레이아웃을 선택적으로 볼 수 있다. 측정값들의 각각은 계속, 어떤 간격으로, 및/또는 (예를 들어 착용자가 디스플레이 화면(12)을 두드리거나 및/또는 기기(10) 상의 버튼을 누름에 의한) 화상표시에 대한 명령의 수신에 따라 화상표시될 수 있다. 측정값들의 각각은 다르거나 동일한 주파수들로 화상표시되도록 구성될 수 있다. 시간 및 어떤 생리학적 지표들(예를 들어 SpO2 및 맥박수)은 즉시 및/또는 단속적으로 가능하거나 및/또는 연속적으로 측정(예를 들어 분당 적어도 5 내지 10 이상의 측정)되어 항상 업데이트된 값들을 화상표시한다. 선택적으로, 디스플레이는 SpO2 및 맥박수 등 일부 지표들의 추세선(trend line)을 더 보일 수 있다. 하나의 예에서, 웨어러블 기기의 디스플레이는 시간, SpO2, 및 맥박수만을 화상표시하도록 구성될 수 있다.
도 4에 보인 바와 같이, 생리학적 지표 측정 모듈(100)은 기기(10)에 통합되기 전에 사전 조립될 수 있다. 생리학적 지표 측정 모듈(100)은 기기(10)의 나머지와 조립되기 전에 특징지어질 수 있다. 사전 조립된 생리학적 지표 측정 모듈(100)은 예를 들어 하나 이상의 고정 나사들 또는 다른 체결구 등의 다양한 기계적 조립 기구를 사용하여 기기 하우징(101) 내에 고정될 수 있다. 웨어러블 기기(10)의 센서 또는 모듈(100)은 호환성이 있어서 기기(10) 내의 메모리의 교체 없이 대체될 수 있다. 예를 들어, 센서 또는 모듈(100)은 자석으로 기기(10)에 부착할 수 있는 등 센서 또는 모듈(100)을 기기(10)의 나머지에 부착하는 신속 연결(quick-connect)(및/또는 신속 분리) 구성을 포함할 수 있다. 예를 들어 기기 프로세서와 디스플레이(12)를 포함하여, 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈 프로세서 보드와 기기(10)의 나머지의 회로 간에 전기적 연결이 설정될 수 있다. 선택적으로, 전기 연결은 센서 또는 모듈(100) 상의 커넥터(32)를 포함할 수 있다. 커넥터(32)는 플렉스 회로(flex circuit)에 전기적으로 연결되도록 구성된다. 웨어러블 기기(10) 및 센서 또는 모듈(100)은 휴대용이어서 여기저기 이동될 수 있다. 전술한 바와 같이, 웨어러블 기기(10)의 기능은 다른 환자 감시 장치, 디스플레이 등에 통합되거나 및/또는 호환될 수 있다.
센서 또는 모듈(100)은 손목이 아닌 신체 상의 위치에 적용될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 모듈(100)들이 착용자의 신체의 다른 위치들에 적용될 수도 있다. 다른 종류의 스트랩 또는 체결 기구들이 복수의 모듈(100)들을 신체의 다른 부분들에 부착하는 데 사용될 수 있다. 다른 종류의 스트랩 또는 체결 기구들은 선택적으로 웨어러블 기기(10)에 통합되지 않은 모듈(100)에 전력을 공급하는 (예를 들어 배터리 등의) 전원을 포함할 수 있지만, 그 자체의 디스플레이는 갖지 않는다. 예를 들어 광학 센서가 착용자의 목에 위치하여 동맥 및 정맥 산소 포화도를 측정할 수 있는데, 이는 웨어러블 기기(10)로 전송되어 거기에 화상표시될 수 있다. 착용자는 목 위의 광학 센서로부터의 신호들 및/또는 웨어러블 기기(10) 상에 위치한 센서 또는 모듈(100)로부터의 신호에 기반하여 웨어러블 기기(10) 상에서 그의 산소 소비 정보를 볼 수 있다.
도 5a-5d에 보인 바와 같이, 예시적 웨어러블 기기(500)는 시계 하우징(501)을 포함할 수 있다. 기기(500)의 구성들이 기기(10)의 구성들에 통합될 수 있고 기기(10)의 구성들이 기기(500)의 구성에 통합될 수 있다. 시계 하우징(502)은 예를 들어 약 40 mm 내지 약 50 mm, 또는 약 42 mm 내지 약 46 mm의 길이를 가질 수 있다. 시계 하우징은 예를 들어 약 32 mm 내지 약 40 mm, 또는 약 35 mm 내지 약 38 mm의 폭을 가질 수 있다. 완전히 조립되었을 때, 시계(500)는 예를 들어 약 10 mm 내지 약 15 mm, 또는 약 12 mm 내지 약 14 mm의 두께 또는 높이를 가질 수 있다.
전술한 바와 같이, 생리학적 지표 측정 모듈은 복수의 방출기들과 복수의 감지기들을 포함할 수 있다. 방출기들은 복수의 파장들의 광학 복사를 (착용자의 손목에 가까운) 조직 부위로 전송하고, 감지기들은 조직 부위 내로 흐르는 맥동하는 동맥혈로 흡수된 다음 (조직 부위로부터 반사될 수 있는) 광학 복사의 광도(intensity)에 반응할 수 있다. 동맥 내의 혈액에 감쇠에 추가하여 모세혈관 수준에서도 광 상호작용이 발생된다. 동맥은 모세혈관보다 피부 밑으로 더 깊이 위치하므로, 더 큰 광도의 LED 방출기들을 요구하고 이에 따라 방출된 광이 동맥에 도달하기 위해서는 더 큰 전력 소모를 요구한다. 뿐만 아니라, 동맥 내의 혈액으로 감쇠된 후의 광의 광도 신호의 측정은 혈액의 맥동을 포착하기 위해 방출기 및 감지기들을 동맥 바로 위에 더 선택적으로 위치시킬 것을 요구한다. 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈은 모세혈관 내의 혈액에 의한 감쇠를 활용하도록 설계되어 동맥 내의 혈액에 의존하지 않는다, 이 명세서에 개시된 모듈에 의한 환자 지표 측정은 임상적 사용(clinical use)에 충분히 정확할 수 있다. 이 명세서에 개시된 모듈은 약 4% 오류, 또는 약 2% 오류 내의 정확도로 혈량 측정 기반 환자 지표 측정을 제공할 수 있다. 도 6에 보인 바와 같이, 손목(62)은 손가락 끝(64)보다 양당 더 적은 모세혈관을 갖는다. 이에 따라, 모듈은 착용자의 손목에 더 큰 커버리지 면적(coverage area)을 제공하는 폭을 갖도록 설계되는데, 이는 모듈 상에 위치하는 센서들로부터의 신호를 증가(boost)시킬 수 있다(이는 이하에 더 상세히 후술한다).
모세혈관 내의 혈액에 의한 감쇠에 기반하여 산소 포화도를 측정할 때는 정맥을 피하는 것이 바람직하다. 정맥혈은 더 적은 산소를 포함하므로 정맥혈에 의해 감쇠된 광도 신호들은 잘못된 판독값의 산소 포화도 측정을 유발할 수 있다. 선택적으로, 이 명세서에 개시된 생리학적 지표 측정 모듈들의 센서 또는 모듈 프로세서는 복수의 감지기들로부터의 신호를 비교하여 어느 감지기들이 더 양호하거나 및/또는 더 명확한 신호들을 수신하는지 판단하고 맥동 정맥을 덮거나 및/또는 그 부근인 듯한 신호를 비활성화시킴으로써 맥동 정맥의 효과를 저감시킬 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서는 어느 감지기들을 비활성화시킬지 동적으로 조정할 수 있다. 감지기들의 비활성화는 그 감지기의 작동의 비활성화 및/또는 그 감지기로부터의 신호들의 무시를 포함할 수 있다.
선택적으로, 생리학적 지표 측정 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서는 감지기들 및/또는 모듈의 다른 영역들에 위치한 감지기들의 클러스터(cluster)에서 수신된 신호들로부터 연산된 생리학적 지표 측정들을 매핑할(map) 수 있다. 매핑된 측정값들에서 (예를 들어 어떤 범위 외부의) 변동은 착용자의 신체 상의 웨어러블 기기의 압력 분포가 균형을 잃었다는 표시이며, 이에 따라 착용자에 대한 기기의 압력이 너무 높거나 낮고 및/또는 웨어러블 기기가 손목 상에서 기울은 것이다. 웨어러블 기기는 착용자에게 스트랩들의 조임을 재조정하거나 및/또는 웨어러블 기기의 손목 상의 중심을 다시 맞추라는 명령을 출력할 수 있다. 매핑된 측정값들에서 (예를 들어 어떤 범위 외부의) 변동은 추가적으로 또는 대체적으로 어떤 감지기 또는 감지기들의 클러스터가 전술한 바와 같이 맥동하는 큰 정맥 위에 위치한다는 표시를 제공할 수 있다. 어떤 감지기 또는 감지기들의 클러스터로부터의 판독값들을 무시하거나 맥동 정맥을 덮는다고 의심되는 감지기(들)를 비활성화할 수 있다. 산소 포화도 측정값들 등 2개 이상의 생리학적 지표 측정들이 (예를 들어 어떤 범위를 초과하는 변동을 갖는 등) 2개 이상의 감지기들에서 일치하지 않으면, 센서 또는 모듈 프로세서는 더 높거나 최고의 측정값을 사용하거나, 이와는 달리 (예를 들어 다른 시간들에 2개의 측정값들 중 하나를 사용하는 등) 2개 이상의 감지기들로부터의 측정값의 조합을 사용할 수 있다.
대체적으로 또는 추가적으로, 매핑된 측정값들이 동일한 감지기 위치 또는 감지기 클러스터 위치에서 실험적으로 결정된 데이터와 비교될 수 있다. 실험적으로 결정된 데이터는 예를 들어 해당 감지기 위치 위에 부착된(taped) 일반적인 반사율 방식 맥박 산소 농도계 또는 이 명세서에 기재된 동일한 손목 기반 센서 배열을 포함하는 어떤 다른 적절한 공지의 측정 수행 방법을 사용하여 얻어질 수 있다. 매핑된 측정값들과 실험적으로 결정된 데이터 간의 비교는 기기가 착용자의 신체 상에 원하는 압력을 달성했는지, 어떤 감지기 및/또는 감지기들의 클러스터가 생리학적 지표 측정들에 간섭할 수 있는 맥동 정맥 위 또는 근처에 있는지 등의 표시를 제공한다. 예를 들어 어떤 위치에서 매핑된 측정값들과 실험 데이터 간의 차이가 소정 범위를 벗어나면 센서 또는 모듈 프로세서는 그 위치에서 압력이 너무 높거나 낮다고, 및/또는 신체 상의 압력 분포가 정확한 측정을 수행하기에 충분히 균형 잡히지 않았다고, 및/또는 감지기 또는 감지기들의 클러스터가 착용자의 맥동 정맥 위에 위치한다고 판단할 수 있다. 실험 데이터는 센서 또는 모듈 프로세서의 메모리 장치에 저장될 수 있다.
매핑된 측정값들 중의 비교 및/또는 매핑된 측정값과 실험 데이터 간의 비교는 착용자가 처음 기기를 착용할 때 및/또는 기기가 착용자에게 착용된 기간 동안 어떤 시간 간격으로 수행될 수 있다. 또한 비교 기반 진단의 실행은 센서 또는 모듈 프로세서가 측정의 시작시 및/또는 기기의 사용 동안 동적으로 어느 감지기(들)가 가장 정확 및/또는 신뢰성 있는 측정값들을 제공하는지 판단할 수 있게 해준다.
웨어러블 기기의 여러 가지 예시적 컴포넌트들
웨어러블 기기의 컴포넌트들을 이제 설명할 것이다. 도 7a 및 7b에 보인 바와 같이, 기기(10)는 그 자체의 기기 프로세서(14)를 포함할 수 있는데, 이는 디지털시계 프로세서 또는 스마트워치 프로세서 등의 디지털/아날로그 칩 또는 다른 프로세서(들)가 될 수 있다. 도 7b, 7g, 및 7h에 보인 바와 같이, 기기 프로세서(14)는 PCB 상에 위치할 수 있다. 도 7g 및 7h는 기기 프로세서(14)를 위한 PCB의 예시적 레이아웃을 도시한다. 도 7a 및 7b에 보인 바와 같이, 기기(10)는 기기 프로세서(14), 디스플레이 화면(12), 및/또는 생리학적 지표 측정 모듈(100)에 전력을 공급하기 위한 전원(16)을 포함할 수 있는데, 이는 배터리가 될 수 있다. 배터리(16)는 각 충전 이후 SpO2 및 맥박수 등 어떤 생리학적 지표들의 연속적인 측정 및/또는 화상표시하면서 적어도 10 시간, 또는 적어도 12 시간, 또는 적어도 14 시간, 또는 적어도 16 시간 지속할 수 있다.
기기(10)는 배터리(16)가 고갈된 후 (예를 들어 모듈을 사용하여 생리학적 지표들을 측정하는 등의) 다른 기능(feature)들은 사용할 수 없더라도 배터리(16)가 고갈된 후의 시간을 표시하도록 구성될 수 있다. 또한 기기(10)가 임상적으로 사용될 때, 디스플레이(12)는 또한 배터리(16)가 고갈된 후에도 (예를 들어 환자의 이름, 입원 일자 등) 중요한 환자 정보의 표시를 지속할 수 있다. 기기(10)는 중요한 환자 정보를 저장하는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 기기(10)는 메인 배터리와 백업 배터리를 갖는 이중 배터리 구성을 포함할 수 있다. 메인 배터리가 고갈되었을 때 기기(10)의 전력 관리는 기기(10)가 백업 배터리로 전력을 공급 받도록 자동으로 전환될 수 있다. 기기는 추가적으로 또는 대체적으로 예를 들어 웨어러블 기기(10)의 다이얼(야미) 또는 다른 곳에 태양열 패널을 포함함으로써 태양열 급전되도록 구성될 수 있다. 기기(10)의 디스플레이(12)는 e-잉크 또는 ULP((ultra low power screen; 초저전력 화면) 기술을 사용할 수 있는데, 이들은 정보의 화상표시에 아주 작은 양의 전류를 사용한다. 디스플레이(12)는 배터리 수명을 더 연장하도록 야외에서 더 밝고 실내에서 더 어두워지도록 휘도가 자동으로 조정될 수 있다.
도 7a 및 7b에 보인 바와 같이, 웨어러블 기기(10)의 센서 또는 모듈(100)은 (도 11c에 보인 바와 같이 메모리 및/또는 다른 전자부품들을 포함할 수 있는) 센서 또는 모듈 프로세서(108)을 포함할 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서(108)는 센서 또는 모듈(100) 내의 하나 이상의 센서들(또는 선택적으로 기기(10)와 통신하는 다른 센서들)로부터의 신호들을 처리하여 복수의 생리학적 지표들을 결정할 수 있다. (유선 및/또는 무선 연결을 통해) 센서 또는 모듈 프로세서(108)와 통신하는 센서들의 원시(raw) 센서 데이터의 모든 처리는 센서 또는 모듈 프로세서(108)로 수행된다. 센서 또는 모듈 프로세서(108)는 방출기(104)들이 다른 파장들의 광을 방출하도록 구동하거나 및/또는 감지기(106)들로부터의 착용자의 신체 조직에 흡수된 후 감쇠된 광의 신호들을 처리하도록 구성될 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서(108)는 감지된 신호들에 기반하여 생리학적 지표들을 결정하고 기기 디스플레이 화면(12) 상에 화상표시되도록 출력할 수 있다. 선택적으로, 센서 또는 모듈(100)은 감지기(106)들로부터의 신호들(예를 들어 처리된 신호들)을 기기 프로세서(14)로 전송할 수 있는데, 이는 감지된 신호들에 기반하여 생리학적 지표들을 결정하고 화상표시되도록 출력할 수 있다. 광의 흡수는 예를 들어 기기(10) 착용된 조직 부위(예를 들어 손목) 내의 모세혈관(및 선택적으로 동맥도)을 흐르는 맥동 동맥혈 등 착용자의 신체 조직에 의한 반반사(transreflectance)를 통해 이뤄질 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서(108)는 도 7b에 보인 바와 같이 PCB 상에 위치할 수 있다.
센서 또는 모듈(100)은 하나 이상의 그룹 또는 클러스터의 (LED 등의) 광 방출기(104)들과 하나 이상의 그룹의 광 감지기("감지기(detector"로도 지칭됨)(104)를 포함할 수 있다. 각 그룹의 방출기(104)들은 이 명세서에 기재된 4개(또는 3개) 이상의 다른 파장들의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 센서 또는 모듈(100)은 하나 이상의 서미스터(thermistor; 110)들 또는 다른 종류의 온도 센서들을 포함할 수 있다. 서미스터(들)(110)는 하나 이상의 그룹의 방출기(104)들 근처에 위치할 수 있다. 각 그룹의 방출기(104)들 근처에 적어도 하나의 서미스터(110)가 존재할 수 있다. 서미스터(들)(110)는 방출기(104)들로 방출된 광의 파장 교정(wavelength correction)을 제공할 수 있다. 선택적으로, 서미스터(들)(110)는 또한 기기(10)의 착용자의 체온을 측정할 수 있다. 선택적으로 하나 이상의 서미스터(110)들이 센서 또는 모듈(100)의 다른 장소들에 위치할 수 있다. 방출기(104)들, 서미스터(들)(110), 및/또는 감지기(106)들은 PCB(116) 상에 위치할 수 있다.
도 7a에 보인 바와 같이, 기기(100)는 자이로스코프(112), 가속도계(114), 및/또는 다른 위치 및/또는 자세 감지 센서(들)를 포함할 수 있다. 자이로스코프(112) 및/또는 가속도계(114)는 센서 또는 모듈 프로세서(108)와 전기적으로 통신할 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서(108)는 자이로스코프(112) 및/또는 가속도계(114)로부터의 신호들로 동작 정보를 결정할 수 있다. 이 동작 정보는 센서 또는 모듈 프로세서(108)에 의한 혈량 정보의 분석 또는 (예를 들어 ECG 신호들의 처리 등) 다른 신호 처리에 대한 잡음 기준을 제공할 수 있다. 자이로스코프(112) 및/또는 가속도계(114)는 PCB(116) 상에 위치할 수 있다.
도 8a는 PCB(116)의 상부 측의 예시적인 레이아웃들을 도시한다. 도 8b는 PCB(116)의 하부 측의 예시적인 레이아웃들을 도시한다. PCB(116)의 제1 또는 하부 측은 방출기(104)들, 감지기(106)들, 온도 센서(110), 예를 들어 자이로스코프, 가속도계 등의 어떤 다른 센서들을 포함할 수 있다. 도 8c-8e는 와이어 본드(wire bond; 107)들을 통해 PCB(116)에 전기적으로 연결된 감지기(106)들을 도시한다. 모듈은 차폐 목적으로 감지기(106) 위로 연장되는 와이어(105)들을 포함할 수 있다. 감지기(106) 위로 연장되는 와이어(105)들의 수는 다양할 수 있다. 와이어(105)들이 감지기(106) 위로 연장되는 방식도 다양할 수 있다. 와이어(105)들이 감지기들의 폭 또는 길이에 걸쳐 감지기(106)들 위로 완전히 연장되지 않을 수 있다. 예를 들어 도 8f에 보인 바와 같이 감지기 또는 감지기 그룹(106a, 106b, 106a/b)들은 각각 와이어 본드(107)들을 통해 PCB(816)의 제1 측에 전기적으로 연결될 수 있다. 와이어(105)는 잡음 차폐를 위해 감지기의 각 변을 따라 연장될 수 있다. 도시된 예에서, 와이어(105)는 감지기의 장변을 따라 연장될 수 있다. 와이어(105)는 감지기의 길이에 평행하게 연장될 수 있다. 와이어(105)는 감지기(106a, 106b, 106a/b)의 몸체 위로 연장되지 않을 수 있다. 일부 실시예들에서, 단일한 와이어(105)가 차폐를 위해 방출기의 모든 네 변을 따라 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 4개의 와이어(105)들이 차폐를 위해 방출기의 모든 네 변 중의 하나을 따라 각각 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 캔 형태의 금속 커버 등의 금속 커버가 차폐를 위해 감지기들 및/또는 검출기들의 각각을 덮을 수 있다. 방출기 그룹(104a, 104b)들의 방출기들은 각각 와이어 본드(107)들을 통해 PCB(816)의 제1 측에 전기적으로 연결될 수 있다. 각 방출기 그룹(104, 104b)에 있는 서미스터(110)들은 와이어 본드(107)들을 통해 PCB(816)의 제1 측에 전기적으로 연결될 수 있다. 이와는 달리 감지기들, 방출기들, 및/또는 서미스터가 다른 종류의 전기 커넥터를 통해 PCB(116)에 전기적으로 연결될 수 있다.
PCB(116)의 제2 또는 상부 측은 센서 또는 모듈 프로세서(108)및 다른 회로 하드웨어를 포함할 수 있다. PCB(116)의 제2 측은 전기적으로 잡음이 있을 수 있어서 보드에 의해 PCB(116)의 제1 측과 격리된다. PCB(116)의 동일 측 상의 전자부품들은 사용 중에 제자리로 이동하거나 손상되는 것을 저감 또는 방지하기 위해 거의 모부 오버몰딩될(overmoulded) 수 있다. 광 투과 커버(102)로부터 멀리 대향하는 PCB(116)의 제2 측 상은 도 7b 및 7f에 보인 바와 같이 용융 플라스틱 또는 다른 적절한 전자부품 보호 소재(130)로 덮일 수 있다. 도 7f에 보인 바와 같이, PCB(116)의 제2 측 상의 전자 컴포넌트들은 PCB(116)의 제2 측으로부터 연장되어 노출되는 커넥터(132)를 제외하고 보호 소재(130)로 대략 밀봉될 수 있다. 이 커넥터(132)는 센서 또는 모듈(100)을 웨어러블 기기(10)의 회로에 전기적으로 연결할 수 있다.
선택적으로 도 7a, 7b, 및 7d에 보인 바와 같이, 기기(10)는 착용자의 피부와 접촉하도록 구성된 복수의 전극(124, 125)들을 포함하는 심전도(electrocardiogram; ECG) 센서를 구비할 수 있다. 하나 이상의 ECG 전극(124)은 (도 7b 및 7e에 보인 바와 같이) 센서 또는 모듈(100) 상에 위치할 수 있다. 하나 이상의 ECG 전극(125)이 기기 상의 다른 어디에 위치할 수 있다 (예를 들어 도 7b에 보인 바와 같이 ECG 전극(125)이 웨어러블 기기(10_의 하우징의 일부를 형성할 수 있다). ECG 센서는 ECG 커넥터를 통해 센서 또는 모듈 프로세서(108)와 전기적 통신할 수 있다.
도 7b-7e에 보인 바와 같이, 생리학적 지표 측정 모듈(100)은 PCB(116)의 제1 측을 둘러싸는 피부 접촉 광 투과 커버(102)를 포함할 수 있는데, 이는 복수의 광 방출기(104)들 및 감지기(104)들을 위치 설정한다. 센서 또는 모듈(100)은 방출기(104)들 및 감지기(106)들을 다른 챔버들로 분할하여 광이 챔버들 간에 이동할 수 없거나 거의 이동할 수 없게 하도록 구성된 광 배리어 구조(120)를 포함할 수 있다. 광 투과 커버(102)는 광 배리어 구조(120)와 PCB(116)로 형성되는 여러 방출기 및 방출기 챔버들 위로 연장될 수 있다. 광 투과 커버(102)는 도 7d에 보인 바와 같은 개별적 렌즈 또는 커버들, 도 17a-17c에 보인 바와 같은 단일한 렌즈 또는 커버, 또는 도 7c에 보인 바와 같은 개별적 방출기 챔버를 덮는 렌즈 또는 커버들과 복수의 감지기 챔버들을 덮는 단일한 렌즈 또는 커버의 조합을 포함할 수 있다. 도 7c에 보인 예시적 렌즈 또는 커버(102b)에는 도 7d에 보인 바와 같이 감지기 챔버들을 덮도록 구성된 개별적 렌즈 또는 커버들이 감지기 챔버들 간에서 브리지 부(bridge portion; 103)들과 교차하여 단일한 몸체의 렌즈 또는 커버를 형성할 수 있다. 렌즈 또는 커버(102b)는 방출기 챔버들을 덮는 렌즈 또는 커버(102a)와 조합되어 광 배리어(120)의 모든 개구들을 덮음으로써 밀봉된 방출기 및 감지기 챔버들을 형성한다. 광 배리어 구조(120)는 렌즈 또는 커버(102b) 및 렌즈 또는 커버(102a)에 오버몰딩될 수 있다. 렌즈 또는 커버(102b)는 방출기 챔버들을 덮도록 구성되지 않을 수 있는데, 이들은 방출기 챔버와 감지기 챔버 간에 어떤 광 이동을 방지하도록 개별적 렌즈로 덮일 수 있다.
도 7b에 보인 바와 같이, 생리학적 지표 측정 모듈(100)은 불투명 프레임(126)을 포함할 수 있다. 불투명 프레임(126)은 광 배리어 구조(120)를 수용할 수 있다. 이와는 달리, 불투명 프레임(126) 및 광 배리어 구조(120)가 도 7d에 보인 바와 같이 일체형 몸체를 형성할 수 있다. 불투명 프레임(126)은 ECG 전극(124) 또는 적절한 형태 및 크기를 갖는 다른 컴포넌트들을 수용할 형태 및 크기의 인입부(indentation)들을 포함할 수 있다. 전극(124)의 전면은 불투명 프레임(126)의 개구들을 지나 PCB(116)의 대응 개구들을 향해 연장되는 하나 이상의 포스트(post; 137)들을 가질 수 있다. 전극(124)의 포스트(137)들은 PCB(116)의 대응 개구들과 전기적 연결을 설정할 수 있다. 복수의 고정 나사(또는 다른 종류의 체결구)들이 PCB(116)의 전면으로부터 PCB(116)의 대응 개구들로 연장되어 포스트(137)와 나사 물림 등으로 맞물림으로써 전극(124)을 센서 또는 모듈(100)에 고정할 수 있다. 착용자가 센서 또는 모듈(100)이 통합된 웨어러블 기기를 착용자의 손목에 착용하면 전극(124)이 착용자의 피부와 접촉할 수 있다.
도 27a, 27b, 및 27e는 선택적인 심전도(ECG) 센서의 추가적인 예시적 실시예를 도시한다. 심전도(ECG) 센서는 착용자의 피부와 접촉하도록 구성된 복수의 전극(2724)들을 포함할 수 있다. 복수의 ECG 전극(2724)들은 (도 27a, 27b, 및 27e에 보인 바와 같이) 센서 또는 모듈(2700) 상에 위치할 수 있다. 이 명세서에 개시된 바와 같이, 모듈이 통합된 웨어러블 기기는 착용자의 피부와 접촉하도록 구성된, 웨어러블 기기의 하우징 상에 위치하는 다른 ECG 전극(125)을 포함할 수 있다.
도 27b는 센서 또는 모듈(2700)의 하나의 예시적 실시예의 분해 사시도이다. 도 27b에 보인 바와 같이, 불투명 프레임(1726)은 ECG 전극(2724) 또는 적절한 형태 및 크기를 갖는 다른 컴포넌트들을 수용할 형태와 크기를 갖는 홈(recess)들("인입부(indentations"로도 지칭됨)을 포함할 수 있다. 예를 들어 일부 구현예들에서 프레임(2726)은 홈(2824)들을 포함한다. 홈(2824)들은 ECG 전극(2724)들을 수납할 크기 및/또는 형태가 될 수 있다. 일부 구현예들에서, 홈(2824)들은 (예를 들어 프레임(2726)의 평면으로부터 측정하여) ECG 전극(2724)들의 두께와 거의 동일한 깊이를 갖는다. 일부 구현예들에서, 홈(2824)들은 ECG 전극(2724)들의 크기 및/또는 형태와 맞는 크기 및/또는 형태를 갖는다. 예를 들어 (도 27a-27b에 보인 바와 같이) ECG 전극들이 반 고리형 형태를 갖는 일부 구현예들에서 홈(2824)들은 반 고리형 형태를 가질 수 있다.
전극(2724)들의 전면은 불투명 프레임(2726)의 개구들을 지나 기판(2716)의 대응 개구들로 연장되는 하나 이상의 포스트(2737)들을 가질 수 있다. 전극(2724)의 포스트(2737)들은 기판(2716)의 대응 개구들과 전기적 연결을 설정할 수 있다. 복수의 고정 나사(또는 다른 종류의 체결구)들이 기판(2716)의 전면으로부터 기판(2716)의 대응 개구들로 연장되어 포스트(2737)와 나사 물림 등으로 맞물림으로써 전극(2724)을 센서 또는 모듈(2700)에 고정할 수 있다. 착용자가 센서 또는 모듈(2700)이 통합된 웨어러블 기기를 착용자의 손목에 착용하면 전극(2724)이 착용자의 피부와 접촉할 수 있다.
여전히 도 27b를 참조하면, 기판(2716)은 인쇄회로기판(PCB)을 포함할 수 있다. 기판(2716)은 도전성 액체 접착제(2739)를 포함할 수 있다. 도전성 액체 접착제(2739)는 기판(2716)의 구리 상에 제공될 수 있다. 도전성 액체 접착제(2739)는 전극(2724)과 기판(2716) 간의 도전성 전기적 연결을 촉진시킬 수 있다.
여전히 도 27b를 참조하면, (도 27i에 보인 스프링 접점(2755') 등) 하나 이상의 스프링 접점들이 전극(2724)들과 기판(2716) 사이에 위치할 수 있다. 스프링 접점들의 형태, 크기, 및/또는 수는 변동될 수 있다. 스프링 접점들은 전극(2724)들과 기판(2716) 간에 전기적 연결을 설정할 수 있다. 스프링 접점들은 전극(2724)들을 향해 편향되어(biased) 스프링 접점과 전극(2724)들과 기판(2716) 간에 견고한 전기적 연결을 보장할 수 있다.
생리학적 지표 측정 모듈(100)는 광 확산 소재 또는 봉합재(encapsulant)를 포함할 수 있는데, 이는 미소구체(microsphere) 또는 유리 미소구체들을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 봉합재는 광 투과 커버(102)의 표면과 방출기(104)들 및/또는 감지기(106)들 간의 공기 갭을 제거할 수 있다. 봉합재는 방출기(104)들 둘레에 포함되어 방출된 광을 더 균일하게 분산시키는데, 이는 봉합재가 없는 경우 점광원(즉 단일한 LED 방출기)이 아니라 전체 방출기 챔버로부터 방출되는 것처럼 보인다. 봉합재는 방출된 관이 조직 부위에서 더 큰 양의 조직을 통해 이동할 수 있게 해준다. 확산 소재는 방출기로부터의 입력 광 빔(beam)을 균질화하고 수신된 광의 출력 광도 프로파일을 성형(shape)하며 방출된 광이 조직 측정 부위에 분배되는 방식(예를 들어 형태 또는 패턴)을 규정하는 빔 성형기(beam shaper)로 작용할 수 있다, 이러한 확산 소재는 예를 들어 규정된 목표 영역 위에 에너지 효율적인 방식으로 거의 균일한 조명을 전달할 수 있다. 비어 람베르트 법칙에 따르면, 물질에 흡수되는 광의 양은 조사된 용액(예를 들어 동맥혈)의 광 흡수 물질의 농도에 비례한다. 이에 따라, 더 많은 양의 조직을 조사하거나 및/또는 감지되는 광의 양을 증가시킴으로써 착용자의 조직으로 감쇠된 더 큰 시료 크기의 광이 측정될 수 있다. 더 큰 시료 크기는 더 작은 시료 크기에 비해 방출 광이 환자의 혈액을 통과함에 따른 완전한 상호 작용의 더 잘 나타내는 데이터 세트를 제공한다.
확산 소재는 예를 들어 유리, 간유리(ground glass), 유리 비즈(glass beads), 오팔 유리, 회색 유리, 폴리4불화에틸렌(polytetrafluoroethylene), 또는 (예를 들어 센서 또는 모듈(100)의 조립 후) 센서 또는 모듈(100) 상의 하나 이상의 개구들에 주입되는 UV경화 유리 미소구체 흐름에 효율적이고 균일한 조명을 제공할 수 있는 미소렌즈 기반, 대역 제한, 가공된 광 확산재(engineered diffuser) 등의 어떤 적절한 소재들이 될 수 있다. 가공된 광 확산재의 예들은 방출기 광을 조직 표면의 전체에 걸쳐 확산시키도록 설계된 특정한 형태, 패턴, 및/또는 질감(texture)을 갖는 성형된(molded) 플라스틱을 포함할 수 있다. 확산 소재는 간유리로 제조될 수 있는데, 이는 방출된 광을 정규분포(Gausian) 광도 프로파일을 갖도록 분산시킨다. 확산 소재는 유리 비즈를 포함할 수 있다. 확산 소재는 방출된 광을 램버트 패턴(Lambertian pattern)으로 확산시키도록 구성될 수 있다. 램버트 패턴은 확산의 영역 전체에 걸쳐 복사 광도가 거의 일정한 패턴이다. 하나의 이러한 확산 소재는 오팔 율로 제조될 수 있다. 오팔 유리는 간유리와 유사하지만 광을 균일하게 확산시키도록 유백색 피복으로 코팅된 하나의 표면을 갖는다. 확산 소재는 방출 광을 평면의 표면(예를 들어 조직 측정 부위의 표면) 상에 거의 균일한 광도 프로파일 및 에너지 분포를 갖도록 소정의 기하학적 형태(예를 들어 직사각형, 정사각형, 원 등)로 분배시킬 수 있다. 확산소재의 효율 또는 이에 의해 전송되는 광의 양은 방출기로 방출된 광의 70%보다 클 수 있다. 효율은 방출 광의 90%보다 클 수 있다. 확산 소재의 추가적 예들은 미국특허 제10,448,871호에 기재되어 있는데, 그 전체는 이 명세서에 참고로 통합되어 본 발명의 일부로 간주되어야 한다.
추가적으로 또는 대체적으로, 생리학적 지표 측정 모듈(100)은 감지기들에 도달하는 반사광의 양을 증가시키도록 반사광을 더 균일하게 분산시키기 위해 감지기 챔버들 내에 봉합재 또는 광 확산 소재를 포함할 수 있다. 모듈은 반사광을 산란 및/또는 편향시켜 더 많은 반사광이 감지기들로 감지되도록 감지기 둘레에 위치한 광 확산 소재를 포함할 수 있다. 예를 들어 반사광은 감지기에 도달할 때까지 확산 소재에 반사를 계속할 수 있다. 이에 따라 모듈 내의 광 감지 면적이 감지기들의 표면적보다 더 크다. 광 확산 소재의 구비는 방출기들의 LED들을 구동하는 데 필용한 전력을 저감시키거나 및/또는 모듈의 특정한 위치에서의 감지기의 수를 저감시킬 수 있는데, 이는 모듈의 전력 소모를 저감시킬 수 있다.
도 9a에 보인 바와 같이, 센서 또는 모듈(100)의 불투명 프레임(126)은 복수의 광 확산 소재(들)(또는 봉합재) 충전 구멍(fill hole; 144)들을 포함할 수 있다. (예를 들어 유리 미소구체들의 흐름 등) 광 확산 소재(들) 또는 봉합재는 충전 구멍(144)을 통해 복수의 챔버들에 주입되고, 도 9a에 화살표로 도시한 바와 같이 충전 구멍(144)들과 교차하는 복수의 충전 채널(146)들(도 9b 참조)을 따라 개별 방출기 및 감지기 채널들을 향하게 된다. 충전 채널(146)들은 불투명 프레임(126)의 착용자의 조직으로부터 멀리 대향하는 측에 위치할 수 있다. 도 9b에 보인 바와 같이, 불투명 프레임(126)의 착용자의 조직으로부터 멀리 대향하는 측은 복수의 환기 채널(air vent channel; 145)들을 더 포함할 수 있다. 광 확산 소재 용액 또는 봉합재가 충전 구멍(144)들을 통해 개별 챔버들로 주입되면 공기가 환기 채널(145)로 빠질 수 있어, 주입된 용액이 개별 챔버로 흘러들어가기 더 쉽게 해줄 수 있다. 도 9b에 보인 바와 같이, 모듈(100)은 방출기 및 감지기 채널들 간에 이러한 채널을 따른 광 파이핑(light piping)을 방지하기 위해 환기 채널 또는 충전 채널을 갖지 않을 수 있다. 봉합재는 개별 챔버들에 주입된 후 UV 경화될 수 있다.
불투명 프레임(126)은 충전 구멍(144) 및 채널(146)들이 광 확산 소재가 방출기 챔버들만, 또는 감지기 채널들만, 또는 방출기 및 감지기 채널들 양자를 채우게 허용하도록 구성될 수 있다. 선택적으로, 광 확산 소재에 추가 또는 대체하여 감지기 챔버가 감지기들로 점유되지 않은 PCB의 표면 상에 광 투과성 렌즈(들) 또는 커버들을 포함할 수 있다, 광 투과성 렌즈(들) 또는 커버들은 폴리카보네이트가 될 수 있다, 감지기 챔버 내부의 광 투과성 렌즈(들) 또는 커버들은 반사광을 감지기 챔버 내의 감지기에 집중(focusing)시키는 데 도움을 줄 수 있다.
도 27c 및 27d는 센서 또는 모듈(2700)의 다른 예시적 불투명 프레임(2726)과 광 배리어 구조(2720)를 도시한다. 불투명 프레임(2726) 및/또는 광 배리어 구조(2720)는 복수의 광 확산 소재(들)(또는 봉합재) 충전 구멍(2744)들을 포함할 수 있다. (예를 들어 유리 미소구체들의 흐름 등) 광 확산 소재(들) 또는 봉합재는 충전 구멍(2744)을 통해 복수의 챔버들에 주입되고, 도 27c 및 27d에 붉은 화살표로 도시한 바와 같이 충전 구멍(2744)들과 교차하는 복수의 충전 채널(2746)들(도 27d 참조)을 따라 개별 방출기 및 감지기 채널들을 향하게 된다. 충전 채널(2746)들은 불투명 프레임(2726)의 착용자의 조직으로부터 멀리 대향하는 측에 위치할 수 있다. 충전 채널(2746)들은 불투명 프레임(2726)의 부분들 및/또는 광 배리어 구조(2720)의 부분들을 통해 연장(travel)될 수 있다. 도 27d에 보인 바와 같이, 불투명 프레임(126)의 착용자의 조직으로부터 멀리 대향하는 측은 복수의 환기 채널(2745)들을 더 포함할 수 있다. 확산 소재 용액 또는 봉합재가 충전 구멍(2744)들을 통해 개별 챔버들로 주입되면 공기가 환기 채널(2745)로 빠질 수 있어, 주입된 용액이 개별 챔버로 흘러들어가기 더 쉽게 해줄 수 있다. 도 27d에 보인 바와 같이, 충전 체널(2746) 및/또는 환기 채널(2745)의 각각은 하나 이상의 방출기 채널들 또는 하나 이상의 감지기 채널들에 연결될 수 있다. 그러나 모듈(2700)은 방출기 및 감지기 채널들 간에 이러한 채널을 따른 광 파이핑을 방지하기 위해 환기 채널 또는 충전 채널을 갖지 않을 수 있다. 봉합재는 개별 챔버들에 주입된 후 UV 경화될 수 있다.
불투명 프레임(2726)은 충전 구멍(2744) 및 채널(2746)들이 광 확산 소재가 방출기 챔버들만, 또는 감지기 채널들만, 또는 방출기 및 감지기 채널들 양자를 채우게 허용하도록 구성될 수 있다.
도 10에서, 센서 또는 모듈(100)의 단면도가 방출기 및 감지기 챔버들의 일부를 도시한다. 도 10에 도시된 챔버들은 제1 방출기 그룹(104a)을 둘러싸는(enclosing) 제1 방출기 챔버(136a), 제2 방출기 그룹(104a)을 둘러싸는 제2 방출기 챔버(136b), 제1 방출기 그룹(104a) 둘레의(surround) 감지기들의 제1 그룹(106a)을 둘러싸는 제1 감지기 챔버(140), 제2 방출기 그룹(104b) 둘레의 감지기들의 제2 그룹(106b)을 둘러싸는 제2 감지기 챔버(142), 및 제3 감지기 챔버(138) 반대측 상의 제1 및 제2 방출기 그룹(104a, 104b)들 양자 둘레의 감지기들의 공유 그룹(106a/b)들 중의 하나를 둘러싸는 제3 감지기 챔버(138)를 포함한다.
도 10에 보인 바와 같이, 제1 방출기 그룹(104a)으로부터의 광은 더 짧은 화살표로 표시된 바와 같이 감지기들의 제1 그룹(106a) 또는 감지기들의 공유 그룹(106a/b)까지 더 짧은 경로를 이동할 수 있고; 제1 방출기 그룹(104a)으로부터의 광은 더 긴 화살표로 표시한 바와 같이 감지기들의 제2 그룹(106b)까지 더 긴 경로를 이동할 수 있다. 제2 방출기 그룹(104b)으로부터의 광에 대해서는 그 역이 성립하는데, 이는 감지기들의 제2 그룹(106b) 또는 감지기들의 공유 그룹(106a/b)까지 더 짧은 경로를 이동할 수 있고 감지기들의 제1 그룹(106a)까지 더 긴 경로를 이동할 수 있다. 이 명세서에 기재된 바와 같이, 다른 그룹의 방출기(104a, 104b)들 및/또는 감지기(106a, 106b, 106a/b)들은 독립적으로 및/또는 동시에 작동할 수 있다. 제1 방출기 그룹(104a) 및/또는 제2 방출기 그룹(104b)으로부터 방출된 광에 기반하여 감지기들의 다른 그룹(106a, 106b, 106a/b)들로 출력된 신호들은 다른 광경로들에 기인하여 다른 정보를 제공하는데, 이들은 조직의 다른 영역들을 통해 이동할 수 있다. 더 긴 경로는 조직 내로 덜 깊이 침투하여 더 적은 양의 조직을 통해 감지기들의 "근거리(near)" 그룹에 도달하는 더 짧은 경로보다 조직 내로 더 깊이 침투하여 더 많은 양의 조직을 통해 감지기들의 "원거리(far)" 그룹에 도달한다. 다른 정보들은 예를 들어 뒤에 더 상세히 후술할 착용자의 급수 상태의 표시 등 센서 또는 모듈(100)이 착용자의 복수의 생리학적 지표들을 연산하도록 분리 및/또는 조합될 수 있다.
도 27e는 방출기 및 감지기 챔버들의 다른 예시적 구조를 포함하는 센서 또는 모듈(2700)의 예시적 실시예의 전면 사시도이다. 방출기 및 감지기 챔버들은 하나 이상의 광 블록(light block)들을 구비할 수 있다. 도 27e에 도시된 챔버들은 제1 방출기 그룹을 둘러싸는 제1 방출기 챔버(2736a), 제2 방출기 그룹을 둘러싸는 제2 방출기 챔버(2736b), 감지기 챔버들의 제1 그룹(2740), 감지기 챔버들의 제2 그룹(2742), 및 감지기 챔버들의 제3 그룹(2738)을 포함한다. 각 감지기 챔버는 하나의 감지기를 둘러쌀 수 있다. 제1 및 제2 방출기 그룹(2736a, 2736b)들은 서로 인접할 수 있다. 감지기들의 제1, 제2, 및 제3 그룹(2740, 2742, 2738)들은 제1 및 제2 방출기 그룹(2736a, 2736b)들 둘레로 연장될 수 있다.
도 27e에 보인 바와 같이, 제1 및 제2 방출기 챔버들 내의 제1 및 제2 방출기 그룹들로부터의 광은 예를 들어 다른 감지기들로의 다른 길이들의 경로들을 이동하는 광을 방출할 수 있다, 제1 방출기 그룹으로부터의 광은 감지기 챔버들의 제1 그룹(2740)까지 더 짧은 화살표로 지시한 더 짧은 경로를 이동할 수 있고; 제1 방출기 그룹으로부터의 광은 감지기 챔버들의 제2 그룹(2742)까지 중간 화살표로 지시한 중간 경로를 이동할 수 있으며; 제1 방출기 그룹으로부터의 광은 감지기 챔버들의 제3 그룹(2738)까지 더 긴 화살표로 지시한 더 긴 경로를 이동할 수 있다. 제2 방출기 그룹으로부터의 광에 대해서는 그 역이 성립하는데, 이는 감지기 챔버들의 제3 그룹(2738)까지 더 짧은 경로를, 감지기 챔버들의 제2 그룹(2742)까지 중간 경로를, 감지기 챔버들의 제1 그룹(2740)까지 더 긴 경로를 이동할 수 있다.
이 명세서에 기재된 바와 같이, 다른 방출기들은 독립적으로 및/또는 동시에 작동될 수 있다. 예를 들어 방출기들은 (예를 들어 변조 등) 선택적으로 활성화되어 단지 하나의 방출기(또는 방출기들의 부분집합)만이 소정 시간에 광을 방출할 수 있다. 예를 들어 제1 방출기 그룹이 4개의 방출기들을 구비하는 실시예들에서, 제1 방출기 그룹의 4개의 방출기들의 각각은 1/4 사이클(예를 들어 다른 방출기들과 다른 1/4 사이클) 동안 활성화되고 나머지 3/4 사이클 동안 비활성화될 수 있다. 예를 들어 제1 방출기 그룹의 제1 방출기는 제1 1/4 사이클 동안만 광을 방출하도록 활성화되고, 제1 방출기 그룹의 제2 방출기는 제2 1/4 사이클 동안만 광을 방출하도록 활성화되며, 제1 방출기 그룹의 제3 방출기는 제3 1/4 사이클 동안만 광을 방출하도록 활성화되고, 제1 방출기 그룹의 제4 방출기는 제4 1/4 사이클 동안만 광을 방출하도록 활성화될 수 있다. 제2 방출기 그룹의 방출기들도 이상과 유사한 방식으로 작동될 수 있다.
다른 예로서 제1 방출기 그룹이 4개의 방출기들을 구비하는 실시예들에서, 제1 방출기 그룹의 4개의 방출기들의 각각은 1/8 사이클(다른 방출기들과 다른 1/8 사이클) 동안 활성화되고 나머지 7/8 사이클 동안 꺼질 수 있다. 방출기가 활성화되지 않는 1/8 사이클이 방출기가 활성화되는 각 사이클 간에 발생될 수 있다. 예를 들어 제1 방출기 그룹이 4개의 방출기들을 구비하는 실시예들에서, 제1 방출기 그룹의 4개의 방출기들의 각각은 1/4 사이클(예를 들어 다른 방출기들과 다른 1/4 사이클) 동안 활성화되고 나머지 3/4 사이클 동안 꺼질 수 있다. 예를 들어 제1 방출기 그룹의 제1 방출기는 제1 1/8 사이클 동안만 광을 방출하도록 활성화되고, 제1 방출기 그룹의 제2 방출기는 제3 1/8 사이클 동안만 광을 방출하도록 활성화되며, 제1 방출기 그룹의 제3 방출기는 제5 1/8 사이클 동안만 광을 방출하도록 활성화되고, 제1 방출기 그룹의 제4 방출기는 제7 1/8 사이클 동안만 광을 방출하도록 활성화될 수 있다. 제2 방출기 그룹의 방출기들도 이상과 유사한 방식으로 작동될 수 있다.
위 예들은 한정을 의도한 것이 아니다. 방출기들에 대한 대체적인 활성화 시퀀스들이 시간 다중화된(time-multiplexed) 신호들을 제공하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예들에서, 방출기들이 선택적으로 활성화(예를 들어 변조)되어 소정 시간(예를 들어 동일한 사이클 또는 중첩되는 사이클들 동안)에 2개 이상의 방출기들이 위에 주어진 예들과 유사한 방식으로 광을 방출할 수 있다.
방출기들은 방출기 그룹(예를 들어 제1 방출기 그룹 및 제2 방출기 그룹) 내에서 변조되거나 웨어러블 기기(10)의 모든 방출기들이 단일한 활성화 시퀀스에 따라 변조될 수 있다. 예를 들어 제1 그룹의 방출기들이 하나의 활성화 시퀀스에 따라 변조되고 제2 그룹의 방출기들이 제2의 활성화 시퀀스에 따라 변조될 수 있다. 이와는 달리, 제1 및 제2 방출기 그룹의 방출기들이 단일한 활성화 시퀀스에 따라 모두 변조될 수도 있다.
일부 실시예들에서, 감지기들은 다른 감지기들의 각각과 독립적으로 및/또는 동시에 작동될 수 있다. 예를 들어 감지기들의 각각은 모듈 프로세서(108)에 개별적인 신호를 제공할 수 있다.
제1 방출기 그룹 및/또는 제2 방출기 그룹으로부터 방출한 광에 기반하여 다른 감지기 챔버(2740, 2742, 2738)들의 다른 감지기들로 출력된 신호들은 다른 광경로들에 기인하여 다른 정보를 제공하는데, 이는 조직의 다른 영역들을 통해 이동할 수 있다. 더 긴 경로는 중간 및 더 짧은 경로보다 조직 내로 더 깊이 침투하여 더 많은 양의 조직을 통해 감지기 그룹들의 "원거리(far)" 그룹에 도달한다. 더 짧은 경로는 중간 및 더 긴 경로보다 조직 내로 덜 깊이 침투하여 더 적은 양의 조직을 통해 감지기 그룹들의 "근거리(near)" 그룹에 도달한다. 다른 정보들은 센서 또는 모듈(2700)이 착용자의 복수의 생리학적 지표들을 연산하도록 분리 및/또는 조합될 수 있다.
편이를 위해, 이 명세서에 "근위(proximal)" 및 "원위(distal)"라는 용어들이 제1 방출기 그룹 또는 제2 방출기 그룹에 대한 구조들을 기술하는 데 사용된다. 예를 들어 감지기가 제1 방출기 그룹에 근위 또는 원위일 수 있고 제2 방출기 그룹에 근위 또는 원위일 수 있다. "원위(distal)"라는 용어는 다른 감지기들의 적어도 일부보다 방출기 그룹으로부터 더 먼 하나 이상의 감지기들을 지칭한다. "근위(proximal)"라는 용어는 다른 감지기들의 적어도 일부보다 방출기 그룹으로부터 더 가까운 하나 이상의 감지기들을 지칭한다. "중간 감지기(intermediate detector)"라는 용어는 방출기 그룹에 원위 감지기들보다 더 가깝고 근위 감지기들보다 더 먼 감지기들을 지칭한다. "근위 감지기(proximal detector)"라는 용어는 "근거리 감지기(near detector)"와 호환적으로 사용될 수 있고 "원위 감지기(distal detector)"라는 용어는 "원거리 감지기(far detector)"와 호환적으로 사용될 수 있다.
단일한 감지기가 하나의 방출기에 대해 근위이고 다른 방출기에 대해 원위가 될 수 있다. 예를 들어 하나의 감지기가 제1 방출기 그룹에 대해 근위 감지기 일 수 있고 제2 방출기 그룹에 대해 원위 감지기 일 수 있다.
도 11a는 이 명세서에 개시되는 예시적 웨어러블 기기(10)를 개략적으로 도시한다. 전술한 바와 같이, 기기 프로세서(14)는 생리학적 지표 측정 모듈(100)의 모듈 센서(108)에 연결될 수 있는데, 이는 방출기, 감지기, 서미스터, 및 이 명세서에 개시된 다른 센서들을 포함한다. 기기 프로세서(14)와 센서 또는 모듈 프로세서(108) 간의 전기적 연결은 선택적으로 플렉스 커넥터(32)를 통해 설정될 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서(108)는 선택적으로 ECG 플렉스 커넥터(123)를 통해 ECG전극(124, 125)들에 접속될 수 있다.
기기 프로세서(14)는 디스플레이(12)에 연결될 수 있는데, 이는 디스플레이 화면과 착용자로부터의 터치 입력을 포함할 수 있다. 기기 프로세서(14)는 배터리(16), 및 배터리(16)의 무선 충전을 가능하게 하는 하나 이상의 무선 충전 코일(17)들을 포함할 수 있다. 기기 프로세서(14)는 예를 들어 도 2를 참조하여 설명한 외부 기기로 등 무선으로 전송되는 신호들의 확장을 위한 안테나(19)에 연결될 수 있다, 기기 프로세서(14)는 착용자로부터의 입력을 수신하기 위해 제1 사용자 인터페이스(UI 1)(13a) 및 제2 사용자 인터페이스(UI 2)(13b)에 대한 연결을 포함할 수 있다. 도 1d에 보인 바와 같이, 예시적 제1 및 제2 사용자 인터페이스(13a, 13b)는 버튼(13) 형태가 될 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로 기기(10)는 마이크를 포함할 수 있다. 기기(10)는 사용자 입력을 사용자 인터페이스들을 통해 수신할 수 있는데, 이는 버트, 마이크, 및/또는 터치스크린이 될 수 있다. 사용자 입력은 기기(10)가 어떤 측정들을 켜거나 및/또는 끄고, 및/또는 인슐린 펌프, 치료제 전달 장치 등의 외부 연결 기기들을 제어하도록 명령할 수 있다. 기기 프로세서(14)는 착용자에게 예를 들어 진동, 음성 신호 등의 피드백을 제공하는 사용자 피드백 출력(15)에 연결될 수 있다. 기기 프로세서(14)는 선택적으로, 생리학적 지표 측정 모듈(100) 상의 가속도계(114) 및 자이로스코프(112)와 다른, 기기(10) 상에 위치한 가속도계 및/또는 자이로스코프(42)에 연결될 수 있다. 가속도계 및/또는 자이로스코프(42)는 예를 들어 착용자가 깨어났는지 감지하고 디스플레이(12)를 회전시키는 등 생리학적 지표 측정이 아닌 기능들을 위해 착용자의 지세 및/또는 방향을 측정할 수 있다.
도 11b는 기기 프로세서(14) PCB 보드의 예시적 컴포넌트들을 도시한다. 도 11b에 보인 바와 같이, 기기 프로세서(14)는 블루투스(Bluetooth) 코프로세서(1400)와 시스템 프로세서(1402)를 포함할 수 있다. 시스템 프로세서(1402)는 기기(10)의 주변 기능들을 수행하여, 사용자(즉 착용자) 입력을 수신하고 센서 또는 모듈 프로세서(108)와 통신한다. 블루투스 코프로세서(1400)는 시스템 프로세서(1402)가 디스플레이 화면(12) 관리 등 고 메모리 활용 과업들에 집주할 수 있도록 블루투스 통신 관리에 집중할 수 있다. 블루투스 코프로세서(1400)는 블루투스 통신이 유입 및/또는 유출될 때 활성화될 수 있다. 이와는 달리 블루투스 코프로세서(1400)가 다른 무선 통신 프로토콜을 사용하여 무선 통신을 관리하도록 구성된 다른 무선 코프로세서로 대체될 수도 있다.
도 11c는 모듈 프로세서 PCB 보드(116)의 예시적인 컴포넌트들을 도시한다. 도 11c에 보인 바와 같이, 센서 또는 모듈 프로세서(108)는 연산 프로세서(1080) 및 시스템 프로세서(1082)를 포함할 수 있다. 연산 프로세서(1080)는 호스트 커넥터(1084)를 통해 기기 프로세서(14)와의 호스트 통신을 관리할 수 있다. 연산 프로세서(1080)는 ECG전극(124/125)들과 방출기(104)들, 감지기(106)들을 포함하는 광학 센서, 온도 센서(110)들, 및 선택적으로 센서 또는 모듈 프로세서(108)와 통신하는 다른 센서들로부터 수신된 신호들에 기반하여 생리학적 지표들을 산출하는 알고리즘 연산을 수행할 수 있다. 연산 프로세서(1080)는 알고리즘 연산을 작동하기에 적합한 비교적 큰 메모리를 가질 수 있다, 시스템 프로세서(1082)는 전력관리 집적회로(power management integrated circuit; PMIC)와 통신할 수 있다. 시스템 프로세서(1082)는 (예를 들어 방출기 LED들의 온/오프, 게인(gain)의 변경, 전류의 설정, 가속도계(114) 및/또는 자이로스코프(112)의 판독 등을 포함하여) 센서 또는 모듈(100)의 물리적 시스템을 작동시켜 데이터를 더 낮은 시료링 속도로 데시메이션시킨다(decimate). 시스템 프로세서(1082)는 데이터 처리, 측정 및 진단 수행, 및 센서 또는 모듈 프로세서(108)의 기본적 기능들에 집중할 수 있다. 시스템 프로세서(1082)는 대부분의 시간 동안 연산 프로세서(1082)가 슬립(비활성화)하고 연산을 수행하기에 충분한 측정 데이터가 존재할 때만 깨어날 수 있게 해준다.
도 11d는 도 11c에 보인 모듈 PCB(116)의 예시적인 전단(front-end) 아날로그 신호 조정(signal conditioning) 회로(1088)를 도시한다. 전체 전단 회로(1088)는 단일한 주문형 집적회로(ASICS) 상에 위치할 수 있다.
전단 회로(1088)는 방출기(104)들, 감지기(106)들을 포함하는 광학 센서, 및 온도 센서(110)들로부터의 아날로그 신호들을 수신하도록 구성된 트랜스임피던스 증폭기(transimpedance amplifier 1092)를 포함할 수 있는데, 아날로그 신호들은 아날로그-디지털 변환기(1098)로 전송되기 전에 (예를 들어 저대역 필터(1094) 및 고대역 필터(1096)를 통해) 전처리될 수 있다. 아날로그-디지털 변환기(1098)는 방출기(104)들, 감지기(106)들을 포함하는 광학 센서, 및 온도 센서(110)들로부터의 아날로그 신호들에 기반한 디지털 신호를 시스템 프로세서(1082) 및 연산 프로세서(1080)에 출력한다. 전단 회로(1088)는 활성화될 것으로 선택된 감지기들의 음극을 활성화시키도록 구성된 감지기 음극 스위치 행열(switch matrix)(1083)을 포함할 수 있다. 행열(1082)은 감지기들이 공통 음극을 공유하고 다른 음극들을 갖는 구성에서 비활성화될 것으로 선택된 감지기들의 양극들을 (예를 들어 단락 등) 비활성화시키도록 더 구성될 수 있다.
전단 회로(1088)는 ECG 전극(124/125)들로부터 아날로그 신호들을 수신하도록 구성된 ECG 증폭기(1091)를 포함할 수 있는데, 이는 증폭된 아날로그 신호들을 아날로그-디지털 변환기(1098)로 출력할 수 있다. 증폭된 아날로그 신호들은 양 및 음 전극들 간의 ECG 차동(신호)를 포함할 수 있다. 아날로그-디지털 변환기(1098)는 ECG 전극(124/125)들로부터의 아날로그 신호들에 기반하여 시스템 프로세서(1082) 및 연산 프로세서(1080)에 디지털 신호를 출력할 수 있다.
ECG 전극(124)들은 음 전극, 양 전극, 및 기준 전극을 포함할 수 있다. 도 12a에 보인 바와 같이 센서 또는 모듈(100) 상에 위치한 2개의 전극(124)들은 각각 기준 및 음 전극(또는 양 전극)으로 작용할 수 있다. 도 12b 및 12c에 보인 바와 같이, 디스플레이 화면(12)을 둘러싸는 기기 하우징(101)의 일부가 다른 ECG 전극(125)으로 기능할 수 있다. 전기 절연 소재(127)가 ECG 전극(125)을 하우징(101)의 나머지로부터 분리하여 ECG 전극(125)과 ECG 전극(124) 간의 전류가 착용자의 신체를 통해 흐를 수 있을 것이다. 착용자가 ECG 전극(124, 125)를 포함하는 ECG 센서를 사용하여 측정하기를 원하면 착용자는 착용자의 피부가 전극(125)에 접촉하도록 착용자의 손가락 또는 착용자 신체의 다른 부분으로 전극(125)을 누르거나 터치할 수 있다.
도시된 예들에서, ECG 전극(125)은 양 전극일 수 있다(전극(124)들 중의 하나가 양 전극으로 작용하면 음 전극이 될 수 있다). 도 12c에 보인 바와 같이, 전극(125)은 전극(125) 밑에 위치한 하나 이상의 스프링 접점(131)들을 보이도록 투명하게 도시되었다. 스프링 접점(131)들의 형태, 크기, 및/또는 도 12c에 보인 예로부터 변동될 수 있다. 스프링 접점(131)들은 전극(125)과, 센서 또는 모듈(100)의 센서 또는 모듈 프로세서(108) 간에 전기적 연결을 설정할 수 있다. 예를 들어 스프링 접점(131)들은 전극(125)과 커넥터(132) 간에 전기적 연결을 설정할 수 있다. 스프링 접점(131)들은 전극(125)을 향해 편향되어(biased) 스프링 접점(131)들과 전극(125) 간에 견고한 전기적 연결을 보장한다. 전극(124, 125)들로부터의 판독값은 센서 또는 모듈 프로세서(108)가 착용자의 ECG 신호를 얻고, 선택적으로 얻어진 ECG에 기반하여 예를 들어 박동수, 호흡수 등의 생리학적 측정들을 수행할 수 있게 해준다. 센서 또는 모듈 프로세서(108)는 ECG 신호들 및/또는 ECG 관련 측정값들을 웨어러블 기기 프로세서(14)에 전송할 수 있다. ECG로부터 구성된 착용자의 ECG 파형 및/또는 측정값들이 디스플레이 화면(12) 상에 화상표시될 수 있다.
도 13a는 도 11c에 보인 모듈 PCB(116)의 예시적 LED 구동 회로(1086)를 도시한다. 전체 LED 구동 회로(1086)는 전단 회로(1088)를 갖는 단일한 ASIC 상에 위치할 수 있다. 전술한 바와 같이, 시스템 프로세서(1802)는 제어 신호를 출력하여 방출기 LED들을 켜고 끌 수 있다> 도 13a에 보인 바와 같이, LED 구동 회로(1086)는 켜지기로 선택된 방출기들(방출기 그룹들) 중의 어느 것 또는 꺼지기로 선택된 방출기들(또는 방출기 그룹들) 중의 어느 것을 구동하도록 구성된 방출기 스위치 행열(1085)을 포함할 수 있다.
도 13b는 8개의 다른 방출기 LED(104)들을 포함하는 예시적 방출기 회로를 도시한다. LED들의 수는 변동될 수 있어 8개보다 더 적거나 더 많을 수 있다. 생리학적 지표 측정 모듈의 방출기들은 복수의 파장들(예를 들어 3개, 4개 또는 그 이상)을 방출하도록 구성될 수 있다. 방출기들의 각각은 다른 방출기들과 다른 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 이와는 달리, 하나 이상의 방출기들이 하나 이상의 파장들의 광을 방출할 수 있다. 도시된 예에서, 방출기 회로는 8개의 LED들을 구동하는 4개의 드라이버들을 포함할 수 있다. 이와는 달리, 모듈이 방출기 그룹 당 4개보다 많은 LED들을 포함할 수 있다. 각 LED 드라이버는 LED가 다른 파장의 광을 방출하도록 구동할 수 있다. 기기 또는 모듈은 예를 들어 측정 목적으로 LED들의 일부의 제3자 기기로의 접근을 허용할 수 있다. LED 드라이버들은 모든 LED들이 아니라 일부를 선택적으로 구동할 수 있다.
방출기들은 기준 신호로 작용할 수 있는 광도 신호를 제공하는 제1 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 제1 파장은 방출기들로 방출되는 다른 파장들보다 인체에 더 잘 흡수될 수 있다. 기준 신호는 방출기들로 방출되는 다른 파장들보다 더 강하고 잡음에 덜 영향 받을 수 있다. 기준 신호는 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈 프로세서에 사용되어 다른 신호들로부터 예를 들어 맥박수, 고조파(harmonics) 등과 관련되거나 및/또는 이를 나타내는 정보를 추출할 수 있다. 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈 프로세서는 착용자 생리학적 지표들을 연산하기 위해 추출된 정보의 분석에 집중할 수 있다. 기준 신호의 포함은 전력 소모를 저하시켜 기기의 배터리 수명을 절감할 수 있다. 제1 파장은 약 525 nm 내지 약 650 nm, 또는 약 580 nm 내지 약 585 nm, 또는 약 645 nm 내지 약 650 nm, 또는 약 525 nm, 또는 약 580 nm, 또는 약 645 nm이 될 수 있다. 기준 신호를 제공하는 광은 주황색 또는 황색을 가질 수 있다. 이와는 달리, 기준 신호를 제공하는 광이 녹색을 갖ㄹ 수 있다.
방출기들은 적색을 갖는 제2 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 제2 파장은 약 620 nm 내지 약 660 nm가 될 수 있다. 제2 파장의 광은 방출기들로 방출된 다른 파장들의 광보다 산소 포화도(SpO2)의 변화에 더 민감할 수 있다. 제2 파장은 바람직하기로 (예를 들어 약 625 nm 등) 620 nm에 더 가까운데, 이는 착용자의 신체 조직에 더 잘 흡수되므로 660 nm에 가까운 파장보다 더 강한 신호 및/또는 신호의 더 가파른 곡선으로 결과된다. 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈 프로세서(108)는 제2 파장의 신호들로부터 혈량 파형 등의 정보를 추출할 수 있다.
방출기들은 약 900 nm 내지 약 910 nm, 또는 약 905 nm, 또는 약 907 nm의 제3 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 제3 파장은 적외선 범위가 될 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서는 예를 들어 제3 파장(적외선)에 대한 제2 파장(적색)의 광도 신호들의 비율 들 다른 파장들의 광도 신호들의 비율을 연산할 때 제3 파장을 정규화 파장으로 사용할 수 있다.
추가적으로 또는 선택적으로, 방출기들은 방출된 파장들의 나머지보다 물의 변화에 더 민감한 제4 파장을 갖는 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 제4 파장은 적외선 범위로 약 970 nm이 될 수 있다. 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈 프로세서는 적어도 부분적으로 어떤 감지기들로 감지된 제4 파장과 다른 파장의 광도 신호들의 비교에 기반하여 급수 상태 등의 생리학적 지표들을 판단할 수 있다. 급수 감시에 사용된 감지기들은 감지기들로부터 소정 거리에 위치(즉 이 명세서에 개시된 "원거리(far)" 감지기)할 수 있어서 광은 이 감지기들로 감지되기 전에 조직의 어떤 깊이를 통해 이동할 수 있다.
생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 방출기들은 2개의 방출기 그룹들에 위치할 수 있다. 각 방출기 그룹은 전술한 제1, 제2, 제3, 및 제4 파장들을 방출하도록 구성된 4개의 방출기 LED들을 포함할 수 있다. 동일한 방출기 그룹의 방출기들은 이 명세서에 개시된 동일한 방출기 챔버 내에 위치할 수 있다. 4개의 드라이버들의 각각은 방출기들이 전술한 4개의 파장들 중의 하나를 방출하게 구동하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예들에서, 드라이버들은 방출기들을 변동하는 광도로 구동할 수 있다. 드라이버들이 방출기들을 구동하는 광도는 출력되는 광의 양(즉 광속(lumens)), 출력되는 광신호의 강도, 및/또는 출력되는 광이 이동하는 거리에 영향을 미친다. 드라이버들은 모델링, 로직, 및/또는 알고리즘에 따라 방출기들을 변동하는 광도로 구동할 수 있다. 이 로직 및/또는 알고리즘은 적어도 부분적으로 다양한 입력들에 기반할 수 있다. 이 입력들은 이력 데이터(historical data), 예를 들어 광이 착용자의 피부에 침투하여 이를 통해 이동하면서 감쇠된 광의 양, 광이 상호작용하는 혈액의 양, (예를 들어 정맥, 동맥 등) 혈액의 종류, (예를 들어 모세혈관, 동맥 등) 광이 상호작용하는 혈관의 종류, 및/또는 방출기들로 생성되는 열을 포함할 수 있다. 예를 들어 드라이버들은 너무 많은 광이 조직 내에서 감쇠되었다고 또는 광이 충분한 혈액과 상호작용하지 못한다고 판단에 기반하여 방출기를 구동하는 광도를 증가시킬 수 있다. 다른 예로, 드라이버는 방출기들이 임계 온도를 초과했다는 판단에 기반하여 방출기를 구동하는 광도를 감소시킬 수 있다. 임계 온도는 인간 피부에 불편할 수 있는 온도가 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 드라이버들의 각각은 다른 드라이버들과 독립적으로 해당 방출기를 다양한 광도로 구동할 수 있을 것이다. 일부 실시예들에서, 드라이버들의 각각은 다른 드라이버들의 각각과 일치하는 다양한 광도로 해당 방출기를 구동할 수 있다.
또한 다양한 LED들이 다양한 실시예들에 사용될 수 있다. 예를 들어 다른 LED들과 동일한 양의 전력으로 더 많은 광을 출력할 수 있는 어떤 LED들이 사용될 수 있다. 이 LED들은 더 고가일 수 있다. 일부 실시예들에서, 덜 비싼 LED들이 사용될 수 있다. 다양한 종류의 LED들의 조합이 사용될 수 있다.
도 13c는 14개의 감지기(106)들을 포함하는 예시적 감지기 회로를 도시한다. 모듈 상의 감지기들의 수는 변동될 수 있다. 14개의 감지기들은 7개의 감지기 그룹들을 형성할 수 있고, 각 그룹은 2개의 감지기들을 포함한다. 각 그룹의 감지기들의 수는 변동될 수 있다. 동일한 감지기 그룹의 감지기들은 이 명세서에 개시된 동일한 감지기 챔버 애에 위치할 수 있다. 각 감지기 그룹은 하나의 신호를 출력할 수 있는데, 이는 동일한 그룹 내의 2개의 감지기들의 조합된 신호가 될 수 있다. 도 13c에 보인 바와 같이, 감지기들은 공통 양극을 공유할 수 있지만 7개의 검출기 그룹들에 대응하는 7개의 다른 음극들을 갖는다.
도 13d는 예시적 서미스터 회로를 도시한다. 도시된 예에서, 생리학적 지표 측정 모듈은 2개의 서미스터(10)들을 포함할 수 있다. 2개의 서미스터들이 각각 2개의 방출기 그룹들 근처의 2개의 방출기 챔버들 내에 위치한다.
생리학적 지표 측정 모듈의 예시적 신호 처리
도 14a 및 14b는 디지털 신호 처리 시스템으로 수행되는 종래의 맥박 산소 농도계의 연산의 기능 블록도를 도시한다. 이하에 기재된 신호 처리 기능은 마이크로컨트롤러가 제공하는 시스템 관리를 갖는 디지털 신호 처리기(digital signal processor; DSP)로 수행된다. 도 14a에 보인 바와 같이, 종래의 맥박 산소 농도계의 감지기(들)로부터의 아날로그 신호들이 디지털화되고 필터링되며 정규화되고, 종래의 맥박 산소 농도계 신호 처리 알고리즘을 사용하여 더 처리된다. 병렬 신호 처리 엔진 DST®, FST®, SST™, 및 MST™ 들이 동맥 신호를 (정맥 신호를 포함하는) 잡음의 원천으로부터 분리하여 동작 중이라도 SpO2와 맥박수를 정확히 측정할 수 있다. 도 14b는 아날로그 디지털 변환기(ADC)로부터 디지털 신호 처리 시스템에 입력된 20 KHz 시료 데이터에 수행되는 작동들의 일반화된 기능 블록도를 도시한다. 도 14b에 도시된 바와 같이, DSP는 복조 모듈(400)로 표현된 바와 같이 먼저 복조(demodulation)를 수행한다. 프로세서는 데시메이션 모듈(403)로 표현된 바와 같이 복조로 결과된 데이터에 데시메이션(decimation)을 수행한다. 프로세서는 통계 모듈(404)로 표현된 바와 같이 어떤 통계를 연산하고, 포화도 변환 모듈(406)로 표현된 바와 같이 데시메이션 연산으로부터 결과된 데이터에 포화도 변환을 수행한다. 프로세서는 통계 연산된 데이터와 포화도 변환 연산된 데이터를 포화도 연산 모듈(408)로 표현된 바와 같이 포화도 연산으로 전송하여 산소 포화도 측정값을 출력하고, 맥박수 연산 모듈(410)에 표현된 바와 같이 맥박수 연산에 전송하여 맥박수 값을 출력한다.
도 15a-15g는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 예시적 신호 처리를 도시한다. 도 15a에 보인 바와 같이, 센서 또는 모듈 프로세서는 전술한 제1(기준 신호 또는 녹색 또는 황색광의 신호), 제2(적색광의 신호), 제3(적외선 신호), 및 제4(970 nm의 파장을 갖는 적외선 신호) 파장들의 감지된 반사광에 응답하는 감지기들로부터의 광도 신호들과 자이로스코프 및 가속도계로부터의 신호들을 수신할 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서는 전술한 센서들로부터의 입력 신호들에 기반하여 복수의 생리학적 지표들을 출력할 수 있다. 복수의 생리학적 지표들은 예를 들어 SpO2(Sat), 맥박수(PR), 관류 지수(PI), 혈량 변이 지수(PVI), 혈량으로부터의 호흡수(RRp), 및 급수 지수를 포함할 수 있다.
도 15b에 더 상세히 보인 바와 같이, 센서 또는 모듈 프로세서는 비정규화 형태 및 정규화 형태의 제1, 제2, 및 제3 파장들의 감지된 광에 응답하여 광도 신호를 처리할 수 있다(정규화 모듈 "Norm"(1500), "Norm 1"(1502), 및 "Norm 2"(1504)에서). 전술한 바와 같이, 제3 파장의 신호는 정규화 신호로 사용될 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서는 제1, 제2, 및 제3 파장들의 감지된 광에 응답하는 광도 신호들과 가속도계 및 자이로스코프로부터의 신호들로부터 (PR 측정값로 출력될 수 있는) PR, 시간 영역(time domain; TD) 포화도 정보, 주파수 영역(frequency domain; FD) 포화도 정보, PI 정보, 및 PVI 정보 등의 다양한 정보를 맥박수 결정 모듈(1506)로 추출할 수 있다.
도 15c는 가속도계 및 자이로스코프 신호들을 출력하는 가속도계 및 자이로스코프로부터의 원시(raw) 신호들의 예시적 처리를 도시한다. 센서 또는 모듈 프로세서는 (자이로스코프 및/또는 가속도계의 어떤 축으로부터의 원시 신호들일 수 있는) 원시 자이로스코프 및 가속도계 신호들을 내삽 모듈(interpolation module; 1518) 또는 내삽 1모듈(1520)에서 자이로스코프/가속도계 시간 상수와 혈량 시간 상수 신호들과 각각 조합할 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서는 내삽 모듈(1518) 또는 내삽 1모듈(1520)로부터의 출력들을 저대역 필터 및 데시메이션 모듈(1522) 또는 저대역 필터 및 데시메이션 1 모듈(1524)에서 더 처리하여 각각 자이로 1 신호 및 가속도계 1 신호를 출력할 수 있다. 출력 자이로 1 및 가속도계 1 신호들은 전술한 ASIC으로 전송될 수 있다.
도 15d에 보인 바와 같이, 센서 또는 모듈 프로세서는 자이로스코프 및 가속도계 입력과 간섭 완화(interference mitigation; IM) 및 동작 분석 모듈(1526)의 제1, 제2, 및 제3 파장들의 정규화된 신호들로부터 동작 정보를 추출할 수 있다. 도 15d에 또 보인 바와 같이, 센서 또는 모듈 프로세서는 제1, 제2, 및 제3 파장들의 광도 신호들로부터 시간 영역 맥박수(time domain pulse rate; TDPR) 정보, TD 포화도 정보, PI 정보, 및 PVI 정보를 시간 영역 맥박수 결정 모듈(1528)에서 얻을 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서는 제1, 제2, 및 제3 파장들의 정규화된 신호들에 기반하여 주파수 영역 맥박수 결정 모듈(1530)에서 주파수 영역 맥박수(frequency domain pulse rate; FDPR) 정보와 FD 포화도 정보를 얻을 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서는 TDPR 정보, FDPR 정보, (간섭 완화 및 동작 분석 모듈(1526)에서 출력된) 간섭 완화(IM) PR 정보, 및 동작 정보에 기반하여 맥박수 결정 로직(1532)에 맥박수를 결정 및 출력할 수 있다,
도 15e는 예시적 맥박수 결정 로직을 도시한다. 이 예에서 결정 로직 스테이지 2 모듈(1534)은 입력으로 (예를 들어 도 15d에 보인 시간 영역 맥박수 결정 모듈(1528), 주파수 영역 맥박수 결정 모듈(1530), 및 간섭 완화 및 동작 분석 모듈(1526) 등의) 개별 맥박수 결정 엔진들로부터 원시 맥박수 연산치, 혈량 신호의 N 채널들(예를 들어 N=4 이상)로부터의 시간 영역 및 주파수 영역을 포함하는 혈량 특징(features), 및 동작 분석 모듈(1536)로부터 얻어진 동작 특징을 수신할 수 있다. 동작 분석 모듈(1536)은 동작이 주기적이라고 판단되는 경우 등에 6DOF(자유도) 관성 측정 유닛(inertia measurement unit; IMU)으로부터의 동작 정보에 기반하여 동작의 양을 평가하고, 동작의 종류를 정의하며, (예를 들어 분당의) 동작 속도를 연산할 수 있다. IMU는 생리학적 지표 측정 모듈 상에 가속도계 및 자이로스코프를 포함할 수 있다.
도 15b를 계속 참조하면, 센서 또는 모듈 프로세서는 제3 파장의 정규화된 신호, 제2 파장의 정규화된 신호, TD 포화도 정보, FD 포화도 정보, PR, 및 산소 포화도 결정 모듈(1508)의 동작 정보에 기반하여 산소 포화도 측정값을 결정할 수 있다. 도 15f는 개별적인 원시 산소 포화도(SpO3) 값들을 결정 로직(1548)에 공급하도록 구성된 Seed 포화도 모듈(1538), SST 포화도 모듈(1540), DST 포화도 모듈(1542), 간섭 완화(IM) (1544), 신호/잡음 기준 포화도 모듈(1546) 등 복수의 병렬 신호 처리 엔진들을 포함한 산소 포화도 결정 모듈을 도시한다. 결정 로직(1548)은 또한 입력으로 동작 정보를 수신하여 이 동작 정보와 병렬 엔진들에서 결정된 원지 산소 포화도 값에 기반하여 최종 산소 포화도 측정값을 출력할 수 있다.
도 15e는 예시적인 산소 포화도 결정 로직을 도시한다. 이 예에서, 포화도 결정 로직 스테이지 2 모듈(1550)은 전술한 병렬 엔진들로부터의 원시 산소 포화도 연산치, 혈량 특징, 맥박수, 및 동작 분석 모듈(1552)로부터 얻어진 동작 특징을 입력으로 수신한다. 모듈(1550)로 수신된 혈량 특징은 도 15e에 보인 맥박수 결정 로직의 특징을 포함할 수 있다. 또한 모듈(1550)로 수신된 혈량 특징은 예를 들어 제2 파장과 제3 파장의 DC 비율 등 포화도에 관련된 특징을 포함할 수 있다. 동작 분석 모듈(1552)은 도 15e에 보인 맥박수 결정 로직과 동일한 특징을 수신할 수 있다.
도 15b를 계속 참조하여, 센서 또는 모듈 프로세서는 제3 파장의 정규화된 신호와 관류 지수 결정 모듈(1510)의 PI 정보에 기반하여 PI 측정값을 결정할 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서는 혈량 변동성 지수 결정 모듈(1512)의 PVI 정보에 기반하여 PVI 측정값을 결정할 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서는 호흡수 결정 모듈(1514)의 제1 및 제2 파장의 광도 신호들에 기반하여 RRp 측정값을 결정할 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서는 (예를 들어 이 명세서에 개시된 "원거리 감지기들(far detectors)"로부터의) 제4 파장의 광도 신호들에 기반하여 급수 지수를 결정할 수 있는데, 제4 파장은 측정 부위의 물의 변화에 더 민감하고 다른 파장(예를 들어 제3 파장 또는 905 nm)은 물의 변화에 덜 민감하다. 센서 또는 모듈 프로세서는 급수 상태 감시를 위해 신호들의 DC 성분들에 집중할 수 있다.
다양한 예시적 생리학적 지표 측정 모듈들과 이를 통합한 웨어러블 기기들이 이하에 설명될 것이다. 예시적 모듈과 기기들의 각각은 전술한 생리학적 지표 측정 모듈(100) 및 기기(10)의 구성들의 어느 것에 통합될 수 있는데, 간결성을 위해 모두 설명을 반복하지는 않는다. 이 명세서에 개시된 예시적 모듈 및 기기들의 특징들은 서로 통합될 수 있다.
이중 방출기 그룹들을 갖는 생리학적 지표 측정 모듈의 예들
도 16a는 센서 또는 모듈 프로세서 PCB(116) 상에 방출기, 감지기, 및 서미스터들을 포함하는 광학 센서의 예시적 구조를 개략적으로 도시한다. 도 16a에 보인 바와 같이, PCB(116)는 방출기들의 제1 그룹(104a)과 방출기들의 제2 그룹(104b)를 포함할 수 있다. 방출기들의 각 그룹은 4개의 방출기들을 포함할 수 있다. 각 그룹(104a, 104b)의 방출기들은 전술한 바와 같이 제1, 제2, 제3, 및 제4 파장들을 방출할 수 있다. 방출기들의 제1 및 제2 그룹(104a, 104b)들은 PCB(116)의 제1 면 상에 서로 어떤 거리에 위치할 수 있다. PCB(116)는 PCB(116)의 제1 면상에 위치한 전술한 바와 같은 (서미스터 등의) 온도 센서(110)를 포함할 수 있다. 하나의 온도 센서(110)는 방출기들의 제1 그룹(104a) 근처일 수 있다. 다른 온도 센서(110)는 방출기들의 제2 그룹(104b) 근처일 수 있다.
PCB의 형태는 제한이 없지만 PCB(116)는 형태가 타원형일 수 있다. 방출기들의 두 그룹(104a, 104b)들은 타원의 단축을 따라 분할되는 PCB(116)의 제1 측의 다른 부분들에 위치할 수 있다. 방출기들의 두 그룹(104a, 104b)들의 각각은 제1 광 배리어에 둘러싸야 방출기 챔버들을 형성할 수 있다.
방출기들의 제1 및 제2 그룹(104a, 104b)들은 방출기들의 제1 및 제2 그룹(104a, 104b)들과 각각 거리로 분리된 감지기들의 2개의 링(ring)(106a, 106b)들로 둘러싸일 수 있다. 감지기들의 2개의 링(106a, 106b)은 (예를 들어 2개 이상) 복수의 감지기(106a/b)들이 양 링들에 공통되도록 공유할 수 있다. 양 링들에 공통되는 감지기(106a/b)들은 타원의 단축을 따라 위치할 수 있다. 도시된 예에서, PCB(116)는 PCB(116)에 결합된 14개의 감지기들을 포함할 수 있지만, 감지기들의 전체 수는 변동될 수 있다.
감지기(106b)들은 방출기들의 제1 그룹(104a)에 대해 원거리 감지기들이 될 수 있고, 감지기(196a, 106a/b)들은 방출기들의 제1 그룹(104a)에 대해 근거리 감지기들이 될 수 있다. 감지기(106a)들은 방출기들의 제2 그룹(104b)에 대해 원거리 감지기들이 될 수 있고, 감지기(106b, 106a/b)들은 방출기들의 제2 그룹(104b)에 대해 근거리 감지기들이 될 수 있다. 이에 따라 감지기(106a, 106b, 106a/b)들은 방출기들의 제1 및 제2 그룹(104a, 104b)들로 방출된 각 파장에 대해 각각 2개의 신호들을 수신할 수 있다. 전술한 바와 같이, 원거리 및 근거리 감지기들로 출력된 신호들이 다른 광경로들에 따른 다른 정보를 제공할 수 있는데, 이들은 조직의 다른 영역들을 통해 이동할 수 있다. 또한 방출기들의 각 그룹(104a, 104b)에 대한 원거리 감지기들은 예를 들어 제4 파장 및 다른 파장의 광으로 조직에 의해 감쇠되어 이 명세서에 설명한 바와 같이 착용자의 급수 상태의 표시를 제공하는 방출기들의 각 그룹(104a, 104b)에 의해 방출된 광을 감지할 수 있다.
감지기(106a, 106b, 106a/b)들은 7개의 감지기 영역들로 분리되거나 구획될 수 있다. 각 감지기 영역은 2개의 감지기들, 또는 어떤 다른 수의 감지기들을 포함할 수 있다. 각 감지기 영역은 광 배리어들로 둘러싸인 감지기 챔버를 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 센서 또는 모듈 프로세서는 하나의 신호원(signal source)으로 동일한 감지기 영역 내의 감지기들로 수신된 특정한 방출기로부터의 신호들을 처리할 수 있다. 이에 따라 각 파장에 대해, 센서 또는 모듈 프로세서는 전체 14개의 신호원들로부터 데이터를 수신할 수 있고, 각 감지기 영역의 2개는 각각 다른 방출기 그룹들에 대한 원거리 및 근거리 감지기들로 작용할 수 있다.
도 16b-16d는 웨어러블 기기의 예시적 생리학적 지표 측정 모듈(400)을 도시한다. 모듈(400)은 이 명세서에 기재된 모듈 예들의 모든 특징들(any of the features)을 통합할 수 있다.
도 16b에 보인 바와 같이, 생리학적 지표 측정 모듈(400)은 도 16a에 보인 구조를 통합한 방출기들의 제1 그룹(104a) 및 방출기들의 제2 그룹(104b)을 포함할 수 있다. 방출기들의 각 그룹은 4개의 방출기들(또는 선택적으로 6개 또는 8개의 방출기들 등 다른 수의 방출기들)을 포함할 수 있다. 각 그룹(404a, 404b)의 방출기들은 전술한 바와 같이 적어도 제1, 제2, 제3, 및 제4 파장을 방출할 수 있다. 방출기들의 2개의 그룹(404a, 404b_들의 각각은 제1 광 배리어(420)들로 둘러싸여 방출기 챔버를 형성할 수 있다.
모듈(400) 내의 방출기들의 제1 및 제2 그룹(404a, 404b)들은 광 배리어(420)에 의해 방출기들의 제1 및 제2 그룹(404a, 404b)들과 분리된 감지기들의 2개의 링(406a, 406b)들로 둘러싸일 수 있다.감지기들의 2개의 링(406a, 406b)들은 양 링들에 공통인 (예를 들어 2개 이상) 복수의 감지기(406a/b)들을 공유할 수 있다. 감지기(406a, 406b, 406a/b)들은 도 16a에 보인 감지기들과 동일한 배열을 가질 수 있다. 도시된 예에서, 모듈(400)은 14개의 감지기들을 포함할 수 있지만, 모듈(400)은 다른 전체 수의 감지기들을 포함할 수도 있다.
도 16b 및 16d에 보인 바와 같이, 감지기(406a, 406b, 406a/b)들은 제1 광 배리어(420) 및 제2 광 배리어(422)의 일부에 의해 7개의 감지기 챔버들로 분리 또는 구획될 수 있다. 각 감지기 영역은 2개의 감지기들, 또는 다른 수의 감지기들을 포함할 수 있다. 모듈(400)의 외주를 따라 감지기(406a, 406b, 406a/b)들이 모듈 측벽(424) 내에 둘러싸일 수 있다. 모듈(400)의 센서 또는 모듈 프로세서는 전술한 하나의 신호원으로 동일한 감지기 영역 내의 감지기들로 수신된 특정한 방출기들로부터의 신호들을 처리할 수 있다. 방출기(104a, 104b)들과 감지기(406a, 406b, 406a/b)들의 배열과 방출기(104a, 104b) 및/또는 감지기(406a, 406b, 406a/b)들을 봉합하는 광 확산 소재는 착용자의 손목 상의 감지 범위(sensing coverage)를 향상시킬 수 있는데, 손목은 전술한 바와 같이 손가락 끝보다 더 적은 용적 당 모세혈관을 갖는다. 도 16b의 감지기(406a, 406b, 406a/b)의 합계(aggregate) 광 감지 면적, 즉 모든 감지기 챔버들의 합계 표면적은 생리학적 지표 측정 모듈의 조직 대향 면의 50% 이상을 점유할 수 있다. 도 15b의 합계 광 감지 면적은 예를 들어 약 100 mm2보다 크거나 약 125mm2보다 크거나 약 150 mm2 또는 약 165mm2가 될 수 있다. 도 16b의 합계 광 방출 면적, 즉 양 방출기 챔버들의 합계 표면적은 25mm2보다 크거나 약 30 mm2 또는 약 35mm2가 될 수 있다. 이 명세서에 기재된 어떤 다른 생리학적 지표 측정 모듈 예들도 도 16b에 보인 모듈(400)과 동일 또는 거의 유사한 합계 감지 면적 및/또는 광 방출 면적을 가질 수 있다.
PCB(416)의 제1 면 상에서, 모듈(400)은 볼록한 돌출부를 갖는 굴곡된 광 투과 커버(402)로 둘러싸일 수 있다. 도 16c에 보인 바와 같이, 커버(402)는 연속된 곡률을 가질 수 있다. 제1 및 제2 광 배리어(420, 422)들은 일단에서 PCB(416)의 제1 면에 접촉하도록 구성된다. 타단에서 제1 및 제2 광 배리어(420, 422)들과 측벽(424)의 높이는 대략 커버(402)의 곡률을 따른다. 측벽(424)은 제2 광 배리어(422)보다 더 짧을 수 있다. 제2 광 배리어(422)의 높이는 제2 광 배리어(422)가 광 배리어들 중에서 가장 높은 제1 광 배리어(420)에 병합될 때까지 모듈(400)의 외주로부터 모듈(400)의 중심을 향해 증가될 수 있다. 광 배리어(420, 422)들은 커버(402)의 조직 대향 면으로 연장되어 모듈(400)이 모듈(400)이 통합된 기기의 착용자의 피부에 가압될 때 제1 및 제2 광 배리어(420, 422)들과 측벽(424)의 조직 대향 면들이 착용자의 피부에 접촉되도록 구성될 수 있다. 커버(402)는 도 7d에 보인 바와 같은 개별적 렌즈 또는 커버들, 또는 도 7c에 보인 바와 같은 개별적인 방출기 챔버를 덮는 렌즈 또는 커버들 또는 복수의 감지기 챔버들을 덮는 렌즈 또는 커버의 조합을 포함할 수 있다. 렌즈 또는 커버들은 폴리카보네이트일 수 있다. 모듈(400)의 조직 대향 면은 연속적인 볼록한 곡률을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 광 배리어(420, 422)들과 측벽(424)은 선택적으로 단일한 광 배리어 구조를 형성할 수 있다. 단일한 광 배리어 구조는 어떤 적절한 제조 기법 및 예를 들어 플라스틱, 착색 또는 불투명 사파이어 유리 등 어떤 적절한 소재로 형성될 수 있다. 단일한 광 배리어 구조 일단에 PCB(416) 상의 전자부품들을 포함하여 PCB(416)를 수납할 형태와 크기의 홈(recess)을 가질 수 있다. PCB(416)의 제1 면는 방출기(404a, 404b), 감지기(406a, 406b, 406a/b), 온도 센서(410), 예를 들어 자이로스코프, 기속도계 등의 어떤 다른 센서들을 포함할 수 있다. PCB(416)의 제2 면은 센서 또는 모듈 프로세서와 다른 회로 하드웨어를 포함할 수 있다.
전술한 바와 같이, 모듈(400)은 복수의 챔버들을 포함할 수 있어서 PCB(416)으로부터 이 명세서에 기재된 커버(402)의 조직 대향 면으로 연장되는 여러 광 배리어들 때문에 광이 챔버들 간을 이동할 수 없다. 전술한 광 확산 소재는 (예를 들어 이 명세서에 기재된 충전 구멍들을 통해) 방출기(404a, 404b)들의 위와 둘레 및/또는 선택적으로 감지기(406a, 406b, 406a/b) 위와 둘레에 추가되어 방출된 광 및/또는 조직에 의한 감쇠 후 감지된 광의 분포를 개선할 수 있다. 광 확산 소재는 유리 미소구체 용액의 흐름을 포함할 수 있는데, 이는 모듈(400)이 조립된 후 챔버들에 주입될 수 있다. 개별 챔버에 주입되고 난 후 용액은 UV 경화될 수 있다. 주입 개구들을 통해 개별 챔버들로 광 확산 소재가 주입됨에 따라 이 명세서에 개시된 환기 개구들을 통해 공기가 탈출할 수 있어서, 유리 미소구체 용액이 개별 챔버로 흐르기 더 용이해진다. 커버(402) 역시 유리 미소구체들을 포함할 수 있다. 커버(402) 내 및 방출기 챔버들 및/또는 데1 광 배리어(420) 내부의 광 확산 소재들은 방사광이 방출기(404a, 404b)들을 둘러싼 방출기 챔버들을 제1 광 배리어(420)의 높이에 거의 평행한 방향으로 이탈할 수 있게 해줄 수 있다. 커버(402)와 감지기 챔버들 내의 광 확산 소재들은 감지기(406a, 406b, 406a/b)들을 향해 이들에 감지되는 반사광의 양을 증가시킬 수 있다.
도 16e-16g는 웨어러블 기기의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈(401)들을 도시한다. 모듈(401)은 도 16a-16d에 보인 바와 동일한 광학 센서 구조를 포함할 수 있고 도 16e-16g의 설명에 주기된 차이와 함께 도 16b-16d의 모듈(400)의 모든 특징들을 갖는다. 모듈(401)은 이 명세서에 기재된 다른 생리학적 지표 측정 모듈의 모든 특징들을 가질 수 있다.
모듈(401)은 대략 원형의 외형을 가질 수 있다. 대략 원형의 외형은 PCB(416)의 제1 면으로부터 PCB(416) 위로 연장되는 불투명 프레임(426)으로 형성(define)될 수 있다. 불투명 프레임(426)은 어떤 높이(height)를 가질 수 있어서 불투명 프레임(426)의 상부 측이 대략 PCB(416)의 제2 면과 같은 높이(level)가 될(또는 약간 인입 또는 돌출될) 수 있다. 도 18g에 보인 바와 같이, PCB(416)는 대략 원형 형태일 수 있다. 불투명 프레임(426)은 대략 PCB(416)와 동축이다. 불투명 프레임(426) 및 PCB(416)들은 광 투과성이 아니다, 도 16e 및 16f의 불투명 프레임(426)은 제1 광 배리어(420) 및 제2 광 배리어(422)들을 일체로 포함할 수 있다.
모듈(401)은 (예를 들어 2개 이상의) 하나 이상의 ECG 전극(424)들을 포함할 수 있다. 도 16e-16g에 도시된 예들에서, ECG 전극(424)들 중의 하나는 기준 전극이 되고 ECG 전극(424)들 중의 다른 하나는 음 또는 양 전극이 될 수 있다. 불투명 프레임(426)은 도 7d에 보인 불투명 프레임(126) 상의 인입부들과 유사하게 전극(424)들을 수용할 형태 및 크기를 갖는 인입부들을 포함할 수 있다. 도 16f에 보인 바와 같이, 전극(424)의 저면은 불투명 프레임(426)과 광 투과 커버(402)의 곡률과 대략 연속되는 곡률을 가질 수 있다. 도 16g에 보인 바와 같이, 전극(424)의 상면은 불투명 프레임(426)의 개구들을 지나 PCB(416) 상의 대응 개구들로 연장되는 하나 이상의 포스트(437)들을 가질 수 있다. 전극(424)의 포스트(437)들은 PCB(416)의 대응 개구들과 전기적 연결을 설정할 수 있다. 복수의 고정 나사들(또는 다른 종류의 체결구들)이 PCB(416)의 전면으로부터 PCB(416)의 대응 개구들로 연장되어 포스트들과 나사 물림됨으로써 전극(424)들을 모듈(401)에 고정할 수 있다. 착용자가 모듈(401)이 통합된 웨어러블 기기를 착용자의 손목에 착용했을 EO, 전극(424)들은 착용자의 피부와 접촉할 수 있다. 전극(424)들은 이 명세서에 기재된 전극(124)들과 동일한 극성(polarity)을 가질 수 있다. 이 명세서에 개시된 바와 같이, 모듈(401)이 통합된 웨어러블 기기는 착용자의 피부와 접촉하도록 구성된 웨어러블 기기의 하우징 상에 위치하는 다른 ECG 전극(125)을 포함할 수 있다.
커버(402)로부터 멀리 향하는 PCB(416)의 제2 면 상에서, 플렉스 커넥터(432)가 노출을 유지하는 것을 제외하고 PCB(416)는 용융 플라스틱 또는 (이 명세서에 개시되 보호 소재(130)와 유사한) 다른 적절한 전자부품 보호 소재(430)로 덮일 수 있다. 플렉스 커넥터(432)는 모듈(401)을 모듈(401)이 통합된 웨어러블 기기에 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
도 17a-17c는 웨어러블 기기의 예시적인 생리학적 지표 측정 모듈(403)들을 도시한다. 모듈(403)은 도 16a-16g에 보인 바와 동일한 광학 센서 구조를 포함하고 도 16b-16g의 모듈(400)의 모든 특징들과 도 16e-16g의 모듈(401)의 모든 특징들을 도 17a-17c의 설명에 주기한 차이들과 함께 가질 수 있다. 모듈(401)은 이 명세서에 기재된 다른 생리학적 지표 측정 모듈 예들의 모든 특징들을 가질 수 있다.
도 17a-17c에 보인 바와 같이, 불투명 프레임(426)은 광 투과 커버(402)에 맞춰진 개구를 포함할 수 있다. 광 배리어(420, 422, 423) 및 PCB(415)들로 형성되는 방출기 챔버 또는 감지기 챔버들 위로 연장되는 커버(402)는 단일한 렌즈 또는 커버를 포함할 수 있다. 커버(402)는 타원 형태일 수 있다. 커버(402)는 연속적인 볼록 곡률을 가질 수 있다. 도 17c에 보인 바와 같이, 광 배리어(420, 422, 423)들은 커버(402)의 조직 대향 면까지 연장되지 않고, 착용자가 모듈(402)이 통합된 웨어러블 기기를 착용했을 때 착용자의 조직이 커버(402) 및 전극(424)과 접촉하지만 광 배리어(420, 422, 423)들의 어느 것과 접촉하지 않도록 커버(402) 밑까지 연장될 수 있다.
도 18a-19c는 광 배리어로 형성된 2개의 분리된 방출기 챔버들 내의 2개의 방출기 그룹들을 갖는 생리학적 지표 측정 모듈의 다른 비제한적인 예들을 도시한다. 이 구성들에서, 모듈의 외주는 다른 형태를 가질 수 있다. 예를 들어 도 19a는 서로 부분적으로 중첩하는 2개의 원들의 외형을 갖는 모듈(300)을 개략적으로 도시한다. 모듈(300)의 원은 예를 들어 약 6 mm 내지 12 mm, 또는 약 8 mm 내지 약 10 mm의 반경을 가질 수 있다. 모듈(300)은 이 명세서에 개시된 다른 모듈들의 모든 특징들을 가질 수 있다. 모듈(300)은 각 방출기 그룹(304a, 304b)들이 3개의 방출기들을 포함하는 것을 제외하고는 전술한 모듈(400, 401, 403)과 거의 동일한 구조의 방출기(300a, 300b)들과 감지기(306a, 306b, 306a/b)들을 포함할 수 있다, 모듈(300)는 각 방출기 그룹(300a, 300b) 근처에 서미스터를 포함할 수 있다. 모듈(300)은 예를 들어 약 22 mm 내지 약 28 mm, 또는 약 24 mm 내지 약 26 mm의 길이를 가질 수 있다.
도 18b는 도 18a의 모듈(300)의 방출기 및 감지기들의 구조의 변형을 포함하는 생리학적 지표 측정 모듈(301)을 도시하는데, 여기 기재한 차이를 제외하고는 모듈(300)의 모든 특징들을 포함할 수 있다. 모듈(301)은 방출기들의 2개의 그룹(304a, 304b)들 사이에 위치한 감지기들을 공유하지 않는 점이 모듈(300)과 다르다. 방출기들의 제1 그룹(304a)은 단축(A2)의 제1 측 상의 감지기들의 제1 링(306a)으로 둘러싸일 수 있고 방출기들의 제2 그룹(304b)은 단축(A2)의 제2 측 상의 감지기들의 제2 링(306b)으로 둘러싸일 수 있다.
도 19a는 도 18a의 모듈(300)의 방출기 및 감지기들의 구조의 변형을 포함하는 생리학적 지표 측정 모듈(201)을 도시한다. 생리학적 지표 측정 모듈(201)은 도 19a의 설명에 주기된 차이를 제외하고는 모듈(300)의 모든 특징들을 가질 수 있다. 모듈(201)은 이 명세서에 개시된 다른 모듈들의 모든 특징들을 가질 수 있다. 모듈(201)에서, 감지기(206a, 206b)들의 2개의 중첩하는 원들이 모듈(300)에서보다 서로 더 가깝다. 감지기(206a/b)들은 모듈(300)에서보다 서로 더 멀 수 있고 2개의 방출기 그룹(204a, 204b)들 사이에 위치하거나 이들을 분리하지 않을 수 있다. 모듈(201)은 하나의 광 배리어로 서로 분리된 방출기들의 2개의 그룹들을 포함할 수 있다. 모듈(201)의 감지기들의 각각은 하나 이상의 광 배리어들로 그 자체의 감지기 챔버를 형성할 수 있다, 원은 예를 들어 약 6 mm 내지 약 12 mm, 또는 약 8 mm 내지 약 10 mm의 반경을 가질 수 있다. 모듈(300)은 예를 들어 약 18 mm 내지 약 24 mm, 또는 약 20 mm 내지 약 22 mm의 길이를 가질 수 있다.
도 19b 및 19c는 도 18b 및 19c의 설명에 주기된 차이를 갖는 도 19a의 모듈(201)의 변형을 도시한다. 도 19b 및 19c의 모듈(200)은 이 명세서에 기재된 모듈 예들의 모든 특징들을 가질 수 있다. 도 19b 및 19c에서, 생리학적 지표 측정 모듈(200)은 감지기(206)들의 1개의 링에 둘러싸인 방출기들의 2개의 그룹(204a, 204b)들을 포함할 수 있다. 모듈(200)은 예를 들어 약 16 mm 내지 약 22 mm, 또는 약 18 mm 내지 약 20 mm의 폭을 가질 수 있다. 모듈(200)은 예를 들어 약 20 mm 내지 약 28 mm, 또는 약 22 mm 내지 약 25 mm의 길이를 가질 수 있다.
방출기들의 각 그룹(204a, 204b)은 3개의 방출기들을 포함할 수 있다. 방출기들의 각 그룹(204a, 204b)은 적어도 전술한 제1, 제2, 및 제3 파장을 방출할 수 있다. 선택적으로 각 방출기 그룹(204a, 204b)은 물에 더 민감한 제4 파장을 방출하도록 구성된 제4 방출기를 포함할 수 있다. 방출기들의 모듈(200)의 PCB(216)의 중심부 또는 그 근처에 위치할 수 있다. 모듈(200)은 방출기들의 각 그룹(204a, 204b) 근처의 PCB(216) 상에 위치한 온도 센서를 포함할 수 있다.
방출기들은 내측 렌즈 또는 커버(202a)로 덮일 수 있다. 도시된 예에서, 내측 렌즈 또는 커버(202a)는 대략 타원형이다. 다른 예들에서 내측 렌즈 또는 커버는 어떤 다른 형태들은 가질 수 있다. 방출기들의 2개의 그룹(204a, 204b)들은 타원의 단축으로 분할되는 PCB의 중앙부의 두 부분들 상에 위치할 수 있다. 방출기들의 2개의 그룹(204a, 204b)들은 불투명 분할 배리어(228)로 분할될 수 있는데, 이는 방출기들의 2개의 그룹(204a, 204b)들로 방출되는 광의 혼합을 저감시킬 수 있다. 도 19c에 보인 바와 같이, 분할 배리어(228)는 모듈(200) 내에 조립되었을 때 내부 렌즈 또는 커버의 최고점과 동일 또는 거의 동일한 높이를 가질 수 있다. 내측 렌즈 또는 커버(202a)는 분할 배리어(228)로 분할되는 2개의 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
모듈(200)은 감지기(206)들이 방출기(204a, 204b) 둘레에 이격되도록 PCB 상에 배열될 수 있는 (예를 들어 약 6개, 8개, 10개, 또는 그 이상의) 복수의 감지기(208)들을 포함할 수 있다. 방출기 그룹(204a, 204b)들과 감지기(206)들은 제1 광 배리어(220)로 분리될 수 있다. 제1 광 배리어(220)는 내측 렌즈 또는 커버(202a)을 따라 연장되어 이를 둘러쌀 수 있다. 분할 배리어(228)와 제1 광 배리어(220)는 3개의 방출기 챔버(234a, 234b)들을 형성할 수 있는데, 각각 2개의 방출기 그룹(204a, 204b)들 중의 하나를 둘러싼다. 분할 배리어(228)와 제1 광 배리어(220)는 또한 방출기(204a, 204b)로부터 경사지게 방출되는 광을 억제하여 방출기 그룹(204a, 204b)으로 방출된 광이 제1 광 배리어(220)의 높이와 대략 평행한 방향으로 내측 렌즈 또는 커버(202a)를 탈출하게 된다. 감지기(206)는 모듈 측벽(224) 내에 둘러싸일 수 있다. 모듈 측벽(224)은 모듈(200)의 외주를 규정(define)할 수 있다. 도 19b에 보인 바와 같이, 모듈(200)의 외주는 대략 타원형 외형을 가질 수 있다. 담지기(206)는 또한 복수의 분할 배리어(226)들로 서로 분리되어 각각 하나의 감지기(206)를 포함하는 감지기 챔버(236)들을 형성할 수 있다.
도 19c에 보인 바와 같이, 제1 광 배리어(220)는 내측 렌즈 또는 커버(202a)와 후술할 다른 렌즈 또는 커버들의 모서리로부터 약간 돌출할 수 있다. 감지기(206)들은 외측 렌즈 또는 커버(202b)로 덮일 수 있다. 외측 렌즈 또는 커버(202b)는 내측 렌즈 또는 커버(202a)와 대략 동축이다. 도시된 예들에서, 외측 렌즈 또는 커버(202b)는 도 19b에 보인 바와 같이 타원형 원반이 될 수 있다. 이 명세서에 개시된 것들 등의 다른 예들에서, 외측 렌즈 또는 커버는 다른 형태들을 가질 수 있다. 도 19c에 보인 바와 같이, 내측 렌즈 또는 커버가 외측 렌즈 또는 커버(202b)와 동일한 곡률을 가진 경우보다 내측 렌즈 또는 커버(202a)가 더 돌출하도록 외측 렌즈 또는 커버(202b)가 내측 렌즈 또는 커버(202a)보다 더 작은 곡률을 가질 수 있다.
도 19c에 보인 바와 같이, 측벽(224)은 제1 광 배리어(220)보다 더 짧을 수 있다. 측벽(224)의 높이는 측벽(224)의 조직 대향단이 외측 렌즈 또는 커버(202b)들과 대략 연속되도록 구성될 수 있다. 분할 배리어(226)는 제1 광 배리어(220)보다 더 낮은 높이를 가질 수 있다. 분할 배리어(226)들의 높이는 조립시 외측 렌즈 또는 커버(202b)를 수용하도록 구성될 수 있는데, 외측 렌즈 또는 커버(202b)는 모듈 측벽(224)과 함께 대략 매끄러운 표면을 형성한다. 제1 광 배리어(220)와 측벽(224)의 조직 대향단들과 내측 렌즈 또는 커버(202a) 및 외측 렌즈 또는 커버(202b)의 조직 대향 면이 모듈(200)의 조직 대향 면을 형성할 수 있다. 약간 돌출한 제1 광 배리어(220) 및/또는 내측 렌즈 또는 커버(202a)는 렌즈 또는 커버, 또는 광 배리어들의 나머지보다 더 높은 압력으로 착용자의 피부에 가압될 수 있다.
전술한 광 확산 소재가 모듈(200)의 챔버(234a, 234b, 236)들의 하나 이상에 포함되어 방출되는 광 및/또는 감지되는 광의 분포를 향상시킬 수 있다. 도 19b에 보인 바와 같이, 렌즈 또는 커버(202a, 202b)들의 하나 이상이 주입 개구(244)를 포함할 수 있는데, 이는 모듈(200)이 조립된 후 유리 미소구체 용액의 흐름을 포함할 수 있는 광 확산 소재를 각 챔버(234a, 234b, 236)에 주입할 수 있다. 주입 후 용액은 UV 경화된다. 렌즈 또는 커버(202a, 202b)들은 주입 개구(244)들보다 더 작은 하나 이상의 환기 구멍들을 포함할 수 있다. 주입 개구(244)를 통해 확산 소재 용액이 개별 챔버(234a, 234b, 236)들로 주입됨에 따라 공기는 선택적으로 별도의 환기 개구들을 통해 탈출할 수 있다. 내측 렌즈 또는 커버(202a) 및 외측 렌즈 또는 커버(202b) 역시 광 확산재로 작용하도록 유리 미소구체들을 포함할 수 있다.
도 27a-27j는 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈(2700)의 다른 비제한적 예들을 도시한다. 모듈(2700)은 이 명세서에 기재된 예들의 모든 특징들을 통합할 수 있다. 도 27f는 센서 또는 모듈 프로세서 기판(2716) 상의 방출기, 감지기, 및 서미스터들을 포함하는 광학 센서의 예시적 배열을 도시한다. 기판(2716)은 인쇄회로기판(PCB)을 포함할 수 있다. 도 27f에 보인 바와 같이, 기판(2716)은 방출기들의 제1 그룹(2704a)과 방출기들의 제2 그룹(2704b)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 방출기 그룹(2704a, 2704b)들의 각각은 4개의 방출기들(또는 3개, 6개, 또는 8개의 방출기들 또는 요구되거나 바람직한 대로의 어떤 다른 수의 방출기들 등 선택적으로 다른 수의 방출기들)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 방출기 그룹(2704a, 2704b)들의 각각은 LED를 구비할 수 있다.
제1 및 제2 방출기 그룹(2704a, 2704b)들의 방출기들은 예를 들어 도 13a-13b를 참조하여 전술한 작동 및/또는 기능적 특징들을 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 및 제2 방출기 그룹(2704a, 2704b)들은 (예를 들어 3개, 4개 또는 그 이상 등) 복수의 파장들을 방출하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, (하나의 그룹 내의) 방출기들의 각각은 (예를 들어 그 그룹 내의) 다른 방출기들과 다른 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 이와는 달리, 하나 이상의 방출기들이 하나 이상의 파장의 광을 방출할 수 있다. 제1 및 제2 방출기 그룹(2704a, 2704b)들의 방출기들은 도 13b를 참조하여 전술한 바와 같이 적어도 제1, 제2, 제3, 및 제4 파장들을 방출할 수 있다.
제1 방출기 그룹(2704a)들의 방출기들의 각각은 제1 방출기 그룹(2704a)들의 다른 방출기들의 각각의 근처 이내에 위치할 수 있다. 예를 들어 제1 방출기 그룹(2704a)들의 방출기들의 각각은 PCB 상에서 제1 방출기 그룹(2704a)들의 다른 방출기들의 각각으로부터 0.2 mm 내지 2 mm에 위치할 수 있다. 예를 들어 제1 방출기 그룹(2704a)들의 방출기들의 각각은 PCB 상에서 제1 방출기 그룹(2704a)들의 다른 방출기들의 각각으로부터 약 0.5 mm에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제1 방출기 그룹(2704a)들의 방출기들의 각각은, 제1 방출기 그룹(2704a)들의 방출기들의 각각 간에 0.5mm, 1mm, 1.5mm 및/또는 2mm, 또는 요구되거나 바람직한 대로의 어떤 다른 거리 등의 어떤 거리 이내에 위치한다. 제2 방출기 그룹(2704b)들의 방출기들의 각각은예를 들어 제1 방출기 그룹(2704a)을 참조하여 전술한 바와 같이 제2 방출기 그룹(2704b)들의 다른 방출기들의 각각에 대해 근처 이내에 위치할 수 있다.
2개의 방출기 그룹(2704a, 2704b)들의 각각은 제1 광 배리어로 둘러싸여 방출기 그룹(2704a)과 방출기 그룹(2704b)에 대한 방출기 챔버들을 각각 형성할 수 있다. 제1 및 제2 방출기 그룹(2704a, 2704b)들은 기판(2716)의 제1 면 상에서 서로 어떤 거리에 위치할 수 있다, 기판(2716)은 전술한 바와 같이 기판(2716)의 제1 면 상에 위치한 (서미스터 등) 하나 이상의 온도 센서(2710)를 포함할 수 있다. 하나의 온도 센서(2710)는 개별적인 방출기 챔버 내의 제1 방출기 그룹(2704a)에 근접할 수 있다. 다른 온도 센서(2710)는 개별적인 방출기 챔버 내의 제2 방출기 그룹(2704b)에 근접할 수 있다.
PCB의 형태는 제한이 없지만 기판(2716)은 원형 형태가 될 수 있다. 2개의 방출기 그룹(2704a, 2704b)들은 원의 중심선을 따라 분할되는 기판(2716)의 제1 면의 다른 부분들에 위치할 수 있다. 2개의 방출기 그룹(2704a, 2704b)들의 각각은 제1 광 배리어로 둘러싸여 방출기 챔버를 형성할 수 있다.
제1 및 제2 방출기 그룹(2704a, 2704b)들은 감지기(2706)들로 둘러싸일 수 있다. 도 27a를 참조하여 더 상세히 설명한 바와 같이, 감지기(2706)들은 기판(2716) 상에 대약 원형 또는 고리형 배열로 위치할 수 있다. 감지기(2706)들은 제1 및 제2 방출기 그룹(2704a, 2704b)들을 둘러쌀(surround and/or enclose) 수 있다. 감지기들의 각각은 기판(2716) 및/또는 센서 또는 모듈의 기하학적 중심으로부터 유사 또는 동일한 거리가 될 수 있다. 일부 실시예들에서, 감지기(2706)들은 장변과 단변을 포함하는 직사각형이 될 수 있다. 감지기(2706)들은 각 감지기의 장변이 기판(2716)의 반경에 직교하도록 기판(2716) 상에 위치할 수 있다. 도시된 에에서, 기판(2716)은 기판(2716)에 결합된 6개의 감지기들을 포함하지만 감지기들의 전체 수는 변동될 수 있다.
감지기(2706b)들은 제1 그룹의 방출기(2704a)들에 대해 원거리 감지기들일 수 있다. 감지기(2706a)들은 제1 그룹의 방출기(2704a)들에 대해 근거리 감지기들일 수 있다. 감지기(2706a)들은 제2 그룹의 방출기(2704b)들에 대해 원거리 감지기들일 수 있다. 감지기(2706b)들은 제2 그룹의 방출기(2704b)들에 대해 근거리 감지기들일 수 있다. 감지기(2706c)들은 제1 및 제2 방출기 그룹(2704a, 2704b)들에 대해 중간 감지기들일 수 있다. 이에 따라 각 감지기(2706a, 2706b, 2706c)는 제1 및 제2 방출기 그룹(2704a, 2704b)들로 방출된 각 파장에 대해 각각 2개의 신호들을 수신할 수 있다. 전술한 바와 같이, 원거리, 근거리, 및 중간 감지기들로 출력된 신호들은 조직의 다른 영역들을 통해 이동할 수 있는 다른 광경로들에 기인하여 다른 정보를 제공할 수 있다.
일부 실시예들에서, 센서 또는 모듈 프로세서는 감지기들이 출력한 여러 가지 신호들을 예를 들어 감지기들의 신호 품질을 비교함으로써 평가할 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서 원거리, 근거리, 및 중간 감지기들의 각각에 대해 전체 감지기 신호들보다 더 적게 선택할 수 있다. 예를 들어, 센서 또는 모듈 프로세서는 4개의 가능한 원거리 감지기들 중에서 하나 또는 2개의 신호들에, 4개의 가능한 근거리 감지기들 중에서 하나 또는 2개의 신호들에, 4개의 가능한 중간 감지기들 중에서 하나 또는 2개의 신호들에 의존할 수 있다.
또한 각 그룹의 방출기(2704a, 2704b)들에 대한 원거리 감지기들은 방출기(2704a, 2704b)들의 개별 그룹으로 방출된 광을 감지할 수 있는데, 예를 들어 조직에 의해 감쇠된 제4 파장 및 다른 파장의 광은 이 명세서에 기재된 대로 착용자의 급수 상태의 표시를 제공한다.
감지기(2706a, 2706b, 2706c)들은 6개의 감지기 영역들로 분리 또는 구획될 수 있다. 각 감지기 영역은 하나의 감지기, 또는 다른 어떤 수의 감지기들을 포함할 수 있다. 각 감지기 영역은 (도 26e에 보인 바와 같이) 광 배리어들로 둘러싸인 감지기 챔버를 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 센서 또는 모듈 프로세서는 하나의 신호원으로 동일한 감지기 영역 내의 감지기들에 수신된 특정한 방출기로부터의 신호들을 처리할 수 있다.
모듈(2700)은 개별적 렌즈 또는 커버들 또는 개별 방출기 챔버를 덮는 렌즈 또는 커버들 또는 복수의 감지기 챔버들을 덮는 렌즈 또는 커버의 조합을 포함할 수 있다. 렌즈 또는 커버들은 폴리카보네이트일 수 있다. 모듈(2700)의 조직 대향 면은 연속적 볼록 곡률을 포함할 수 있다.
도 27i는 센서 또는 모듈 프로세서 기판(2716') 상의 방출기, 감지기, 및 서미스터들을 포함하는 광학 센서의 예시적 배열을 도시한다. 도 27i의 기판(2716')은 도 27f를 참조하여 논의한 것과 유사한 구조적 및/또는 작동상 특징들을 포함할 수 있다, 도 27i에 보인 바와 같이, 제1 및 제2 방출기 그룹(2704a', 2704b')들의 각각은 5개의 방출기들(또는 요구되거나 바람직한 대로의 어떤 다른 수의 방출기들 등 선택적으로 다른 수의 방출기들)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 방출기 그룹(2704a', 2704b')들의 방출기들의 각각은 LED를 구비할 수 있고, 예를 들어 (약 580 nm 내지 약 580 nm 등) 약 525 nm 내지 650 nm의 제1 파장, (약 625 nm 등) 약 620 nm 내지 660 nm의 제2 파장, (약 660 nm 등) 약 650 nm 내지 670 nm의 제3 파장, 약 900 nm 내지 910 nm의 제4 파장, 및 약 970 nm의 제5 파장 등 이 명세서에 논의된 어떤 파장들 등 다양한 파장으로 광을 방출하도록 구성될 수 있다.
도 27i에 보인 바와 같이, 기판(2716')은 기판(2716')과 (예를 들어 도 27b에 보인 전극(2724) 등의) 전극들 간의 물리적 및/또는 전기적 연결을 촉진하기 위한 스프링 접점(2755')을 포함할 수 있다.
도 27g-27h에 보인 바와 같이, 커버로부터 멀리 대향하는 기판(2716)의 제2 면 상에서, 기판(2716)은 플렉스 커버(2732)가 노출된 채 남을 수 있는 것을 제외하고 용융 플라스틱 또는 (이 명세서에 개시된 보호 소재(130)와 유사한) 다른 적절한 전자부품 보호 소재(2730)로 덮일 수 있다. 플렉스 커넥터(2732)는 모듈(2700)을 모듈(2700)을 통합한 웨어러블 기기에 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
도 27j는 예시적 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈(2700)의 단면 사시도를 도시한다. 보인 바와 같이, 센서 또는 모듈(2700)은 (예를 들어 기판(2716) 등의) 제1 회로 기판과 (예를 들어 계기(instrument) PCB(2768) 등의) 제2 회로 기판을 포함할 수 있다. 센서 또는 모듈(2700)은 유도 코일(2765)을 포함할 수 있다. 유도 코일(2765)은 예를 들어 땜납 및/또는 플렉스 커넥터 연결(2762)을 통해 기판(2716)에 전기적 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 유도 코일은 예를 들어 땜납 및/또는 플렉스 커넥터 연결(2762)을 통해 기판(2716)에 전압을 공급할 수 있다. 기판(2716)은 유도 코일(2765)로부터 수신된 전압을 수신 및/또는 제어하도록 구성된 충전 회로를 포함할 수 있다. 기판(2716)은 유도 코일(2765)로부터 수신된 전압을 예를 들어 플렉스 커넥터(2761)를 통해 계기 PCB(2768)에 전달하도록 구성될 수 있다. 계기 PCB(2768)는 기판(2716)으로부터 수신한 전압을 배터리 또는 센서 또는 모듈(2700)의 다른 컴포넌트들에 요구되거나 원하는 대로 전달하도록 구성될 수 있다.
내측 및 외측 감지기 그룹들을 갖는 생리학적 지표 측정 모듈의 예들과 이를 통합한 웨어러블 기기의 예들
도 20a-20d는 웨어러블 기기의 예시적 생리학적 지표 측정 모듈(600)을 도시한다. 모듈(600)은 도 20a-20d의 설명에 주기된 차이를 제외하고는 이 명세서에 기재된 모듈 예들의 모든 특징들을 가질 수 있다. 생리학적 지표 측정 모듈(600)은 도 20a에 보인 바와 같이 4개의 방출기들, 6개의 방출기들, 또는 8개의 방출기들 등 복수의 방출기(604)들을 갖는 단일한 방출기 그룹을 포함할 수 있다. 모듈(600)의 방출기(604)는 전술한 바와 같이 적어도 제1, 제2, 제3, 및 제4 파장들을 방출할 수 있다. 방출기(604)는 모듈(600)의 PCB(616)의 중심부 부근에 위치할 수 있다. 모듈(600)은 방출기(604) 근처의 PCB(616) 상에 위치한 온도 센서(610)를 포함할 수 있다.
모듈(600은 PCB(616) 상에 감지기(606)들의 내측 그룹과 감지기(606)들의 외측 그룹으로 배열될 수 있는 복수의 감지기(606)을 포함할 수 있다. 예를 들어 10개(또는 다른 수의) 감지기(606)들을 포함할 수 있는 감지기(606)들의 내측 그룹(606c)는 방출기(604)를 둘러싸고 서로 이격될 수 있다.
감지기(606)들의 외측 그룹은 감지기(606)들의 내측 그룹보다 방출기(604)들로부터 더 멀리 위치할 수 있다. 감지기(606)들의 외측 그룹은 감지기(606)들의 제1 외측 그룹(606a)과 제2 외측 그룹(606b)으로 분리될 수 있다. 도 20a에 보인 바와 같이, 모듈(600)은 제1 축(A1)과 제2 축(A2)을 가질 수 있다. 감지기(606)들의 외측 그룹(606a, 606b)들은 감지기(606)들의 내측 그룹보다 대략 제1 축(A1)을 따라 방출기(204)들로부터 더 멀리 위치할 수 있다. 감지기(606)들의 2개의 외측 그룹(606a, 606b)은 제1 축(A1)을 따라 감지기들의 내측 그룹의 반대측 상에 있다. 감지기(606)들의 제1 및 제2 외측 그룹(606a, 606b)들은 제1 축(A1) 및 제2 축(A2)에 대해 대략 대칭일 수 있다. 감지기(606)들의 제1 및 제2 외측 그룹(606a, 606b)들의 각각은 대략 제2 축(A2)을 따라 서로 이격된 약 5개(또는 다른 수)의 감지기(606)들을 포함할 수 있다. 감지기(606)들의 외측 그룹(606a, 606b)들은 감지기(606)들의 내측 그룹(606c)과 대략 동축으로 배열될 수 있다.
모듈(600)은 제2 축(A2)에서보다 제1 축(A1)에서 더 길 수 있다. 모듈(600)은 제1 축(A1)을 따라 약 25.4 mm(1 인치)의 크기를 가질 수 있다. 모듈(600)은 제2 축(A2)을 따라 약 19.1 mm(0.75 인치)의 크기를 가질 수 있다. 도 20a에 보인 바와 같이, 모듈(600)을 통합한 시계가 착용자의 손목 상에 착용되었을 때, 제1 축(A1)은 손목의 폭에 대략 평행하고 손목을 따른 혈류의 방향에 대략 직교(즉 손과 팔뚝 간의 방향)할 수 있고 제2 축(A2)은 손목의 폭에 대략 직교하고 손목을 따른 혈류의 방향에 대략 평행할 수 있다. 제1 축(A1)을 따른 감지기(606)들의 분포는 감지기(606)들이 손목을 통한 혈류의 더 큰 단면을 덮도록 배열되므로 모세혈관 내의 맥동 동맥혈로 감쇠된 광의 감지를 향상시킬 수 있다. 마찬가지로 이 명세서에 기재된 센서 또는 모듈(100, 400, 401, 403, 300, 301, 200, 201) 등의 다른 예시적 모듈들에서 생리학적 지표 측정 모듈은 웨어러블 기기가 손목 상에 착용되었을 때 모듈의 장변이 손목을 따른 혈류의 방향에 대략 직교하도록(예를 들어 도 1b 참조) 웨어러블 기기에 통합된다.
도 20a에 보인 바와 같이, 방출기(604)들은 내측 렌즈 또는 커버(602a)로 덮일 수 있다. 도시된 예에서, 내측 렌즈 또는 커버(602a)는 대략 원형이 될 수 있다. 이 명세서에 개시된 것 등의 다른 예들에서, 내측 렌즈 또는 커버는 대략 원형이 아니라, 예를 들어 타원형, 직사각형, 직사각형, 다이아몬드형 등 다른 형태를 가질 수 있다. 감지기(606)들의 내측 그룹(606c)은 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b)로 덮일 수 있다. 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b)는 대략 내측 렌즈 또는 커버(602a)와 동축이 될 수 있다. 도시되 예에서, 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b)는 원반 형태일 수 있다. 감지기(606)들의 내측 및 외측 그룹(606a, 606b)들은 제2 외측 렌즈 또는 커버(602c) 및 제3 외측 렌즈 또는 커버(602d)로 덮일 수 있다. 제2 및 제3 외측 렌즈 또는 커버(602c, 602d)들은 제2 축(A2)에 대해 대칭이 될 수 있다. 도 20b에 보인 바와 같이, 제1, 제2, 및 제3 외측 렌즈 또는 커버(602b, 602c, 602d)들은 대략 동일한 곡률을 가질 수 있다. 내측 렌즈 또는 커버(602a)는 내측 렌즈 또는 커버(602a)가 외측 렌즈 또는 커버(602b, 602c, 602d)들과 동일한 곡률을 가진 경우보다 내측 렌즈 또는 커버(602a)가 더 돌출하도록 외측 렌즈 또는 커버(602b, 602c, 602d)들보다 더 굴곡될 수 있다.
감지기(606)들의 내측 그룹(606c)은 제1 광 배리어(620)로 분리될 수 있다. 제1 광 배리어(620)는 내측 렌즈 또는 커버(602a)를 따라 연장되며 이룰 둘러싸 방출기 챔버를 형성한다. 감지기(606)들의 제1 및 제2 외측 그룹(606a, 606b)들은 제2 광 배리어(622)에 의해 감지기(606)들의 내측 그룹(606c)으로부터 분리된다. 제2 광 배리어(622)는 제1 광 배리어(620)보다 더 짧을 수 있다. 감지기(606)들의 제1 및 제2 외측 그룹(606a, 606b)들은 모듈(600)의 외주를 둘러싸는 모듈 측벽(624) 내에 둘러싸일 수 있다. 모듈(600)의 외주는 타원형 또는 다른 형태일 수 있다. 측벽(624)은 제2 광 배리어(622)보다 더 짧을 수 있다. 제1 및 제2 광 배리어(620, 622)들과 측벽(624)의 높이는 제1, 제2, 및 제3 렌즈 또는 커버(602b, 602c, 602d)들의 곡률을 따르거나 이에 거의 연속적이다. 제1 및 제2 광 배리어(620, 622)들과 측벽(624)은 착용자의 피부에 접촉하도록 구성된 높이를 가질 수 있다. 이에 따라 모듈(600)의 조직 대향 면은 제1 및 제2 광 배리어(620, 622)들과 측벽(624)의 조직 대향 측들과 내측 렌즈 또는 커버(602a) 및 제1, 제2, 및 제3 외측 렌즈 및 커버(602b, 602c, 602d)들의 조직 대향 면들로 형성(define)될 수 있다.
도시된 예에서, 감지기(606)들의 내측 그룹(606c)은 제3 광 배리어(626) 및 제4 광 배리어(628)로 분리될 수 있다(도 20c 및 20d 참조). 제3 및 제4 광 배리어(626, 628)들은 제1 광 배리어(620) 또는 제2 광 배리어(622)보다 낮은 높이를 가질 수 있다. 제3 및 제4 광 배리어(626, 628)들의 높이는 조립시 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b)가 제2 및 제3 외측 렌즈 또는 커버(602c, 602d)들과 대략 매끄러운 표면을 형성하게 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b)를 수용하도록 구성될 수 있다. 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b)는 제3 및 제4 광 배리어(626, 628)들의 상부에 위치할 수 있다.
제1 광 배리어(620)는 내측 렌즈 또는 커버(602a) 및 외측 렌즈 또는 커버(602b, 602c, 602d)들의 모서리로부터 약간 돌출할 수 있다. 약간 돌출하는 제1 광 배리어(620) 및/또는 내측 렌즈 또는 커버(602a)는 렌즈 또는 커버들 또는 광 배리어들의 나머지보다 더 높은 압력으로 착용자의 피부에 가압될 수 있다. 제1 광 배리어(620)는 또한 방출 및 반사된 광의 혼합을 감소시키거나 및/또는 방출기(604)들보부터 경사지게 방출되는 광을 억제하여 방출된 광은 내측 렌즈 또는 커버(602a)를 대략 제1 광 배리어(620)의 높이와 평행한 방향으로 탈출하게 된다.
도 20c 및 20d에 보인 바와 같이, 제1, 제2, 제3, 및 제4 광 배리어(620, 622, 626, 628)들과 측벽(624)은 선택적으로 단일한 광 배리어 구조(630)를 형성할 수 있다. 단일한 광 배리어 구조(630)는 어떤 적절한 제도 기법으로 형성될 수 있다. 단일한 광 배리어 구조(630)는 일단에 PCB(616)(및 PCB(616) 상에 위치하는 방출기(604)들, 감지기(606)들, 온도 센서(610), 및 자이로스코프 및/또는 가석도계 등의 어떤 다른 센서들과 센서 또는 모듈 프로세서)를 수용하도록 구성된 홈(632)(도 20c 참조)을 포함할 수 있다. 단일한 광 배리어 구조(630)는 홈(632)을 포함하는 단부의 반대측 단에 내측 렌즈 또는 커버(602a), 제1, 제2, 및 제3 외측 렌즈 또는 커버(602b, 602c, 602d)들을 포함하는 렌즈들을 수용할 수 있다.
모듈 하우징은 이 명세서에 기재된 여러 가지 광 배리어들 때문에 광이 챔버들 간을 이동하지 못하도록 복수의 챔버들을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 챔버는 내측 렌즈 또는 커버(602a), 제1 광 배리어(620), 및 PCB(616)의 일부로 둘러싸일 수 있다. 제1 챔버(634)는 방출기(604)들을 둘러싼다. 제2 챔버 및 제3 챔버는 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b), 제1 광 배리어(620), 제2 광 배리어(622), 제3 광 배리어(626), 제4 광 배리어(628), 및 PCB(616)의 일부로 둘러싸일 수 있다. 제2 및 제3 챔버들은 감지기들의 내측 그룹(606c)의 절반이 제2 및 제3 챔버들에 각각 둘러싸이도록 감지기(606)들의 내측 그룹(606c)을 둘러쌀 수 있다. 제4 챔버는 제2 외측 렌즈 또는 커버(602c), 제2 광 배리어(622), 측벽(624), 및 PCB(616)의 일부로 둘러싸일 수 있다. 제5 챔버는 제3 외측 렌즈 또는 커버(602d), 제2 광 배리어(622), 측벽(624), 및 PCB(616)의 일부로 둘러싸일 수 있다. 제4 및 제5 챔버들은 각각 감지기(605)들의 제1 및 제2 외측 그룹(606a, 606b)들을 둘러쌀 수 있다
방출기(604)들로부터의 광은 감지기(606)들의 내측 그룹(606c)로의 더 짧은 경로와 감지기(606)들의 제1 및 제2 외측 그룹(606a, 606b)들로의 더 긴 경로를 이동할 수 있다. 감지기(606)들의 내측 그룹(606c)과 감지기(606)들의 제1 및 제2 외측 그룹(606a, 606b)들은 독립적으로 및/또는 동시에 작동할 수 있다, 감지기(606)들의 내측 및 외측 그룹(606a, 606b)들로 출력된 신호들은 조직의 다른 영역들을 통해 이동할 수 있는 다른 광경로들 덕분에 다른 정보를 제공할 수 있다. 조직에 덜 깊이 및 더 적은 양의 조직을 통해 침투하여 감지기(606)들의 내측 그룹(606c)에 도달하는 더 짧은 경로보다 더 긴 경로는 조직에 더 깊이 및 더 많은 양의 조직을 통해 침투하여 감지기(606)들의 외측 그룹(606a, 606b)들 중의 하나에 도달한다. 다른 정보가 분리 및/또는 조합되어 예를 들어 뒤에 더 상세히 설명할 착용자의 급수 상태의 표시 등 모듈(600)의 착용자의 복수의 생리학적 지표들을 연산한다.
전술한 광 확산 소재들이 모듈(600)의 하나 이상의 챔버들에 포함되어 방출되는 광 및/또는 조직에 감쇠된 후 감지되는 광의 분포를 향상시킬 수 있다. 도 20a에 보인 바와 같이, 하나 이상의 렌즈 또는 커버(602a, 602b, 602c, 602d)들이, 모듈(600)이 조립된 후 유리 미소구체 흐름을 포함할 수 있는 광 확산 소재들이 개별 챔버들에 주입될 수 있도록 주입 개구(644)를 포함할 수 있다. 개별 챔버로 주입된 후 용액은 UV 경화된다. 렌즈 또는 커버(602a, 602b, 602c, 602d)들은 주입 개구(644)보다 더 작은 하나 이상의 환기 개구(645)들을 포함할 수 있다. 렌즈 또는 커버들의 각각은 적어도 하나의 환기 개구(645)를 포함할 수 있다. 확산 소재 용액이 주입 개구(644)들을 통해 개별 챔버들에 주입됨에 따라 공기가 환기 개구(645)들을 통해 탈출하여 유리 미소구체 용액이 개별 챔버들로 유입되는 것을 용이하게 할 수 있다. 내측 렌즈 또는 커버(602a) 및/또는 외측 렌즈 또는 커버(602b, 602c, 602d)들 역시 유리 미소구체들을 포함할 수 있다. 내측 렌즈 또는 커버(602a) 내의 광 확산 소재와 제1 챔버(634) 및/또는 제2 광 배리어(620) 내의 UV 경화된 소재는 방출된 광이 제1 광 배리어(620)의 높이에 대략 평행한 방향으로 제1 챔버(634)를 이탈하게 할 수 있다. 외측 렌즈 또는 커버(602b, 602c, 602d)들 내의 광 확산 소재와 다른 챔버(636, 638, 640, 642)들 내의 UV 경화된 소재는 감지기(606)를 향하는 반사광의 양을 증가시킬 수 있다.
도 20a-20d에 보인 모듈(600)은 도 20e-20g에 보인 시계(900) 등 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기에 통합될 수 있다. 시계 프로세서(914) 및 전원은 시계 하우징(901) 내에 둘러싸일 수 있다. 시계 하우징(901)은 시계 프로세서(914) 및/또는 전원에 전기적 통신되는 연결 포트(952)에 근접을 허용하도록 구성된 연결 포트 개구(950)를 포함할 수 있다. 연결 포트 개구(950)는 모듈(600)의 제1 축(A1)에 교차하는 시계 하우징(901)의 일단에 위치할 수 있다. 연결 포트(952)는 전원의 충전 및/또는 시계 프로세서(914)로의/로부터의 데이터 전송을 허용할 수 있다. 선택적으로 도 20f 및 20i에 보인 바와 같이, 시계(900)가 시계 하우징(901)으로부터 외측으로 연장되는 케이블 커넥터(945)를 포함할 수 있다. 케이블 커넥터(945)는 연결 포트 개구(950)에 인접하여 또는 그 근처에 위치할 수 있다.
시계(900)는 시계 하우징(901)의 제1 측에 위치한 디스플레이 화면(912)을 포함할 수 있다. 시계 하우징(901)은 제1 측에 반대쪽인 제2 측을 가진다. 시계 하우징(901)의 제2 측은 모듈(600)의 조직 대향 면을 여전히 노출시킬 수 있게 하면서 생리학적 지표 측정 모듈(600)을 유지할 수 있는 크기의 개구를 포함할 수 있다. 시계 하우징(901)의 제2 측은 외부 체결구를 사용하지 않거나 하나 이상의 체결구를 통해 시계 하우징(901)의 제1 측에 분리 가능하게 부착될 수 있다. 예를 들어 이 명세서에 개시된 플렉스 커넥터를 사용하여 생리학적 지표 측정 모듈 PCB와 시계 회로 간에 전기적 연결이 설정될 수 있다.
시계 하우징(901)은 시계(900)의 양 대향 측 상에 하우징(901)의 길이를 따라(즉 모듈(600)의 제1 축(A1)을 따라) 스트랩 결합 연장부(948)들을 포함할 수 있다.
도 21a-21c 및 도 22a-22c는 도 20a-20d의 생리학적 지표 측정 모듈(600)의 대체적인 렌즈 또는 커버 곡률들을 보이는데, 이하에 설명하는 차이를 제외하고는 도 20a-20d의 모듈(600)의 모든 특징들을 통합할 수 있다. 도 21a-21c에 보인 바와 같이, 모듈(601)의 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b)는 내측 렌즈 또는 커버(602a)와 제2 및 제3 외측 렌즈 또는 커버(602c, 602d)들보다 더 볼록(즉 더 돌출)할 수 있다. 제2 광 배리어(622)와 측벽(624)의 조직 대향 측의 곡률들은 제2 및 제3 외측 렌즈 또는 커버(602c, 602d)들의 곡률과 거의 연속될 수 있다, 제2 광 배리어(622)는 제1 광 배리어(620)보다 더 짧을 수 있다. 제1 광 배리어(620)는 내측 렌즈 또는 커버(602a)의 외측 모서리보다 더 높을 수 있는데, 이는 방출기(604)들로 방출되는 광과 착용자의 신체 조직에 의해 감쇠되기 전에 감지기(606)로 감지되는 광의 분리를 촉진할 수 있다. 도 22a-22c에서, 모듈(603)은 내측 렌즈 또는 커버(602a)가 제1 광 배리어(620) 및 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b)와 동일한 높이를 갖는다는 점에서 도 21a-c의 모듈(602)과 다를 수 있다. 내측 렌즈 또는 커버(602a)는 대략 평탄한 평면 또는 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b)의 곡률로부터 대략 연속될 수 있는 약간의 곡률을 가질 수 있다. 도 21a-21c의 모듈(601, 603)은 모듈(600)의 조작 대향 면의 나머지보다 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b) 또는 제1 외측 렌즈 또는 커버(602b) 및 내측 렌즈 또는 커버(602a)의 착용자의 피부로의 가압을 촉진할 수 있다.
도 23a-23e는 생리학적 지표 측정 모듈(600)을 통합할 수 있는 시계(700)를 도시한다. 시계(700)는 도 23a-23e의 설명에 주기된 차이를 제외하고는 시계(900)의 모든 특징을 가질 수 있다. 도 23a-23e에 보인 바와 같이, 시계(700)의 시계 하우징(701)은 시계(701)의 측부 상에 시계 하우징(701)의 길이를 따라 플랩(flap; 750)을 포함할 수 있는데, 이는 생리학적 지표 측정 모듈의 제1 축(A1)을 따른다(도 23e 참조). 플랩(750)은 시계 프로세서(714) 및/또는 전원(716)과 전기적 통신하는 (시계(900)의 연결 포트 등의) 연결 포트에 접근할 수 있도록 개방될 수 있다. 연결 포트는 전원(716)의 충전 및/또는 시계 프로세서(714)에 대한/로부터의 데이터 전송을 허용할 수 있다. 연결 포트(752)가 사용되지 않을 때 플랩(750)이 폐쇄될 수 있다.
시계(700)는 시계 하우징(701)의 제1 측에 디스플레이 화면을 포함할 수 있다. 시계 하우징(701)은 제1 측의 반대쪽인 제2 측을 갖는다. 시계 하우징(701)의 제2 측은 모듈(600)의 조직 대향 면을 여전히 노출시킬 수 있게 하면서 생리학적 지표 측정 모듈(600)을 유지할 수 있는 크기의 개구를 포함할 수 있다. 시계 하우징(901)의 제2 측은 하나 이상의 고정 나사(178) 또는 다른 체결구를 통해 시계 하우징(701)의 제1 측에 분리 가능하게 부착될 수 있다. 완전히 조립되었을 때, 시계(700)는 예를 들어 약 10 mm 내지 15 mm, 또는 약 12 mm 내지 14 mm의 두께 또는 높이를 가질 수 있다.
시계 하우징(701)은 시계 스트랩(들)을 결합하도록 구성된 적절한 스트랩 연결부들을 포함할 수 있다. 시계 하우징(701)의 스트랩 연결부들은 시계(900)에 보인 스트랩 연결부들과 다를 수 있다. 하나의 예에서, 복수의 스트랩 개구들이 시계의 반대측 양단에 위치할 수 있고 시계 하우징은 추가적으로 및/또는 대체적으로 시계의 동일한 반대측 양단에 스트랩 개구로서 스트랩 슬롯들이 포함될 수 있다. 이 예에서, 스트랩 슬롯들은 스트랩 슬롯에 대응하는 형태를 갖는 시계 스트랩의 단부들을 미끄러짐으로 수용하도록 구성될 수 있다. 스트랩 개구들은 시계 스트랩의 단부들 근처에 스프링 편향 버튼을 수납하여 시계 스트랩의 단부가 스트랩 슬롯에 수납된 후 스트랩을 분리 가능하게 유지할 수 있다. 이와는 달리, 시계가 스트랩 개구들을 포함하지 않을 수 있다. 이 명세서에 개시된 시계 예들에 결합되는 스트랩(들)은 예를 들어 버클(buckle) 커넥터, 벨크로(Velcro) 커넥터 등을 사용하여 착용자의 손목 둘레의 조임을 허용하도록 구성될 수 있다.
"근거리(Near)" 및 "원거리(Far)" 감지기들 또는 감지기 그룹들을 갖는 예시적 생리학적 지표 측정 모듈들을 통합한 웨어러블 기기들에 의한 급수 감시
이 명세서에 개시된 생리학적 지표 측정 모듈 예들은 착용자의 급수 상태를 감시할 수 있다. 이는 신체 조직 내의 물이 이 명세서에 개시된 제3(또는 제1 또는 제2) 파장의 광의 더 많은 부분을 통과(즉 광 파이프로 기능)시킬 수 있지만 이 명세서에 개시된 제4 파장의 광을 대량으로(bulk) 흡수하도록 할 수 있기 때문이다. 생리학적 지표 측정 프로세서는 동일한 감지기(들)로부터의 제4 파장과 물의 변화에 덜 민감한 다른 파장의 광도 신호들을 비교할 수 있다. 급수 상태가 정상적 범위에 있어서 착용자가 의료적 의미로 탈수 상태로 간주되지 않으면 제4 파장과 다른 파장의 신호들이 반대의 추세들을 보일 수 있는데, 즉 다른 하나가 감소될 때 하나가 증가한다. 착용자가 의료적 의미로 탈수 상태가 되면 이 반대 추세들은 예를 들어 임계값 미만으로 떨어지는 등 덜 두드러지게 된다.
급수 상태 감시는 센서 또는 모듈(100) 등의 생리학적 지표 측정 모듈이 도 10에 보인 바와 같이 감지기(106)들의 적어도 일부(원거리 감지기)가 다른 감지기(106)들(근거리 감지기)보다 방출기(104)들(또는 방출기 그룹들)로부터 더 멀리 위치하도록 구성될 때 수행될 수 있다. 2개의 방출기 그룹들이 존재하는 구성에 있어서, 각 감지기(106) 또는 (동일한 감지기 챔버 내에 둘러싸여 위치하는 하나 이상의 감지기(106)를 포함할 수 있는) 감지기 영역이 감지기(106) 또는 감지기 영역에 더 가까운 방출기들의 그룹에 대해 근거리(또는 얕은; shallow) 감지기 또는 감지기 영역으로 작용하고 감지기(106) 또는 감지기 영역에 더 먼 방출기들의 그룹에 대해 원거리(또는 더 깊은; deeper) 감지기 또는 감지기 영역으로 작용할 수 있다.
생리학적 지표 측정 모듈(400, 401, 403)은 착용자의 급수 감시를 위한 예시적 구성을 도시한다. 감지기(406a)들은 방출기들의 제2 그룹(404b)에 대해 원거리 감지기가 될 수 있고 감지기(406b, 406a/b)들은 방출기들의 제2 그룹(404b)에 대해 근거리 감지기들이 될 수 있다. 감지기(406b)들은 방출기들의 제1 그룹(404a)에 대해 원거리 감지기가 될 수 있고 감지기(406b, 406a/b)들은 방출기들의 제1 그룹(404a)에 대해 근거리 감지기들이 될 수 있다. 생리학적 지표 측정 모듈(300, 301)들은 (모듈(301)에서 방출기들의 두 그룹(304a, 304b)들 간에 공유 감지기가 없는 점을 제외하고) 구성에 있어서 유사한 감지기 배열을 도시하는데, 여기서 모듈(300, 301)은 제4 파장의 광을 방출하도록 구성된 방출기 그룹들 중의 적어도 하나의 제4 방출기를 포함한다.
생리학적 지표 측정 모듈(200, 201)들은 모듈(200, 201)들이 제4 파장의 광을 방출하도록 구성된 제4 방출기를 포함하는 구성에서 하나의 방출기 그룹에 대한 "근거리(near)" 감지기들 및 다른 방출기 그룹에 대한 "원거리(far)" 감지기들을 포함할 수 있는 추가적인 예시적 감지기들 구성들을 도시한다. 예를 들어 방출기들의 각 그룹(204a, 204b)의 원거리 측 상의 감지기(206)들은 방출기들의 개별 그룹(204a, 204b)으로 방출된 광을 감지하는 "원거리(far)" 감지기들로 작용할 수 있는데, 예를 들어 제4 파장 및 다른 파장으로 방출되어 조직으로 감쇠된 광은 착용자의 급수 상태의 표시를 제공할 수 있다.
생리학적 지표 측정 모듈(600)은 감지기(606)들의 내측 그룹(606c)이 "근거리(near)" 감지기들로 작용하고 감지기(606)들의 외측 그룹(606a, 606b)이 "원거리(far)" 감지기들로 작용하는, 착용자의 급수 감시를 위한 예시적 구성을 도시한다.
전술한 구성들에서, 각 감지기 또는 감지기 영역은 더 가까운 방출기 그룹으로부터 수신된 신호들과 더 먼 방출기 그룹으로부터 수신된 신호들로부터 연산된 2개의 측정값들을 각각 제공할 수 있다. 원거리 감지기들에서 감지된 신호들은 광이 근거리 감지기들이 도달하는 것보다 착용자의 조직의 더 깊은 부분을 이동하여 착용자의 급수 상태의 표시를 제공할 수 있다. 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈 프로세서가 착용자의 급수 상태를 판단할 때 근거리 감지기들에서 감지된 신호들은 선택적으로 기준 또는 원거리 감지기들에서 감지된 신호들과 비교를 위해 사용될 수 있다. 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서는 "원거리(far)" 감지기들 중의 하나로부터의 제4 파장과 물의 변화에 덜 민감한 다른 파장(예를 들어 제3 파장 또는 약 905 nm)의 광도 신호들을 비교할 수 있다. 모듈 프로세서는 급수 상태 감시를 위해 DC 컴포넌트, 또는 "원거리(far)" 감지기들로 감지된 신호들의 DC 대량 흡수 측정값에 집중할 수 있다. DC 수준에서, 물은 제4 파장에 대해 광 블록으로 작용(즉 광의 투과성이 낮다)하고 다른 파장에 대해 렌즈 또는 커버로 작용한다(즉 광 투과성이 높다).
추가적으로 및/또는 대체적으로, 이 명세서에 개시된 모든 모듈들은 착용자의 PVI 값들을 감시함으로써 착용자의 급수 상태를 감시할 수 있다. 모듈의 착용자의 기준(baseline) PVI 값을 결정할 수 있고, 이 기준으로부터 PVI 값의 요동에 기반하여 착용자가 탈수 또는 급수라고 통지를 출력할 수 있다.
모듈은 또한 착용자의 최종 급수 상태 표시의 출력에 광학 감지기들과 (땀 센서 또는 피부 임피던스 센서 등의) 다른 센서들에 의해 급수 상태 감시를 조합할 수 있다. 모듈은 다른 센서들로부터의 신호들에 기반하여 연산된 원시 급수 지수 평균, 가중평균 등을 연산하거나 및/또는 중복(redundancy)을 위해 다른 급수 감시 센서들에 의존할 수 있다.
사람의 급수 상태는 급격히 변경할 것으로 기대되지 않으므로, 생리학적 지표 측정 모듈은 착용자의 맥박수 또는 SpO2 또는 다른 지표들에 관련된 측정보다 덜 빈번하게 급수 상태를 측정할 수 있다. 예를 들어, 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈 프로세서는 5분 또는 그 이상마다 및/또는 착용자가 기기 상의 버튼(물리적 버튼 및/또는 디스플레이 상의 터치 버튼)을 누르거나 음성 명령, 손동작을 사용하여 기기에 달리 명령하는 등 (예를 들어 요청시만 등) 착용자의 요청에 의해 급수 상태를 측정할 수 있다.
대략 원형인 생리학적 지표 측정 모듈의 예들 및 이를 통합한 웨어러블 기기의 예들
생리학적 지표 측정 모듈은 대체적으로 도 24a-24b 및 도 25a-25b에 봉ㄴ 바와 같이 검출기들의 내측 부분과 감지기들의 외측 링을 포함할 수 있다. 도 24a-24b의 센서 또는 모듈(1000)과 도 25a-25b의 모듈(1100)은 도 24a-24b 및 도 25a-25b의 설명에 주기된 차이를 갖고 이 명세서에 개시된 모듈 예들의 모든 특징들을 가질 수 있다. 이러한 생리학적 지표 측정 모듈은 대략 원형의 외형을 가질 수 있다. 도 24a-24b의 센서 또는 모듈(1000)은 도 25a-25b의 모듈(1100)보다 더 작을 수 있다. 예를 들어 센서 또는 모듈(1000)은 약 12 mm 내지 약 16 mm, 또는 약 14 mm 내지 15 mm의 외경을 가질 수 있다. 예를 들어 모듈(1100)은 약 16 mm 내지 약 22 mm, 또는 약 18 mm 내지 20 mm의 외경을 가질 수 있다.
생리학적 지표 측정 모듈(1000, 1100)은 각각 3개의 방출기들 등 복수의 방출기(1004, 1104)들을 갖는 단일한 방출기 그룹을 포함할 수 있다. 센서 또는 모듈(1000, 1100)의 방출기(1004, 1104)들은 전술한 바와 같이 적어도 제1, 제2, 및 제3 파장들을 방출할 수 있다. 방출기(1004, 1104)들은 센서 또는 모듈(1000, 1100)의 PCB의 중앙부 또는 그 근처에 위치할 수 있다. 센서 또는 모듈(1000, 1100)은 방출기(1004, 1104)들 근처의 PCB 상에 위치한 온도 센서를 포함할 수 있다.
센서 또는 모듈(1000, 1100)은 감지기(1006, 1106)들이 방출기(1004, 1006) 둘레에 이격되도록 PCB 상에 배열될 수 있는 (예를 들어 약 6개, 8개 또는 그 이상) 복수의 감지기(1006, 1106)들을 포함할 수 있다. 방출기(1004, 1104)들 및 감지기(1006, 1106)들은 제1 광 배리어(1020, 1120)로 분리될 수 있다, 제1 광 배리어(1020, 1120)는 방출기(1004, 1104)들을 둘러쌀 수 있다. 제1 광 배리어(1020, 1120)는 또한 방출기(1004, 1104)들로부터 경사지게 방출되는 광을 억제하여 방출된 광이 제1 광 배리어(1020, 1120)의 높이에 대략 평행한 방향으로 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a)를 탈출할 수 있다.
방출기(1004, 1104)들은 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a)로 덮일 수 있다. 도시된 예에서, 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a)는 대량 원형일 수 있다. 감지기(1006, 1106)들은 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b)로 덮일 수 있다. 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b)는 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a)와 대략 동축일 수 있다. 도시된 예에서 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b)는 센서 또는 모듈(1000, 1100) 바로 위에서 볼 때 원반일 수 있다. 이 명세서에 개시된 것 등의 다른 예들에서, 외측 렌즈 또는 커버는 예를 들어 타원형 등의 다른 형태를 가질 수 있다. 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a)가 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b)와 동일한 곡률을 가지는 경우보다 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a)가 더 돌출하도록 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b)는 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a)보다 더 작은 곡률을 가질 수 있다. 도 24b 및 25b에 보인 바와 같이, 제1 광 배리어(1020, 1120)는 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a)의 외측 모서리보다 약간 돌출할 수 있다. 약간 돌출한 제1 광 배리어(1020, 1120) 및/또는 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a)는 센서 또는 모듈(1000, 1100)의 광배리어들 및 렌즈 또는 커버들의 나머지보다 착용자의 피부에 더 큰 압력으로 가압될 수 있다.
감지기(1006, 1106)들은 센서 또는 모듈(1000, 1100)의 외주를 형성하는 모듈 측벽(1024, 1124) 내에 둘러싸일 수 있다. 외주는 대략 원형 또는 어떤 다른 형태일 수 있다. 측벽(1024, 1124)은 제1 광 배리어(1020, 1120)보다 더 짧을 수 있다. 측벽(1024, 1124)의 높이는 측벽(1024, 1124)의 조직 대향단이 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b)의 곡률과 대략 연속되도록 하는 것일 수 있다. 도시된 예에서, 감지기(1006, 1106)들은 복수의 대략 불투명한 분할 배리어(1026, 1126)들에 의해 서로 분리될 수 있다. 분할 배리어(1026, 1126)들은 제1 광 배리어(1020, 1120)보다 더 낮은 높이를 가질 수 있다. 분할 배리어(1026, 1126)들의 높이는 조립시 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b)를 수용하도록 구성될 수 있는데, 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b)는 모듈 측벽(1024, 1124)과 대략 매끄러운 표면을 형성한다. 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b)는 분할 배리어(1026, 1126)들의 상부 위에 위치할 수 있다. 제1 광 배리어(1020, 1120) 및 측벽(1024, 1124)의 조직 대향단들과, 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a) 및 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b) 조직 대향 면들은 착용자의 피부에 접촉하여 센서 또는 모듈(1000, 1100)의 조직 대향 면을 형성하도록 구성될 수 있다.
제1 광 배리어(1020, 1120), 측벽(1024, 1124), 및 분할 배리어(1026, 1126)들은 선택적으로 단일한 광 배리어 구조를 형성할 수 있다. 단일한 광 배리어 구조는 PCB of 센서 또는 모듈(1000, 1100)의 PCB와 방출기(1004, 1104), 감지기(1006, 1106)들, 온도 센서, 및 예를 들어 자이로스코프, 가속도계 등의 어떤 다른 센서들과 PCB 상에 위치한 센서 또는 모듈 프로세서를 수용할 수 있다. 단일한 광 배리어 구조는 PCB를 수용하는 단부 반대쪽인 다른 단부 상에 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a) 및 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b)를 포함하는 렌즈들을 수용할 수 있다. 도 25a 및 25b에 보인 바와 같이, 모듈(1100) 또는 PCB의 광 배리어 구조는 추가적으로 (예를 들어 4개 등) 복수의 연장 갈래(extension prong; 1152)들을 포함할 수 있다. 복수의 연장 갈래(1152)들은 측벽(1124) 둘레에 대략 동일하게 이격된다.
센서 또는 모듈(1000, 1100)은 이 명세서에 기재된 여러 광 배리어들 때문에 광이 챔버들 간을 이동할 수 없도록 복수의 챔버들을 포함할 수 있다. 제1 챔버(1034, 1134)들은 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a), 제1 광 배리어(1020, 1120), 및 PCB의 일부로 둘러싸일 수 있다. 복수의 제2 챔버(1036, 1136)들은 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b), 제1 광 배리어(1020, 1120), 분할 배리어(1026, 1126)들, 측벽(1024, 1124), 및 PCB의 일부로 둘러싸일 수 있다. 제2 챔버(1036, 1136)들의 각각은 하나의 감지기(1006, 1106)를 둘러쌀 수 있다.
전술한 광 확산 소재들이 모듈 하우징의 하나 이상의 챔버(1034, 1134, 1036, 1136)들에 포함되어 방출되는 광 및/또는 감지되는 광의 분포를 향상시킬 수 있다. 내측 렌즈 또는 커버(1002a, 1102a) 및 외측 렌즈 또는 커버(1002b, 1102b) 역시 전술한 바와 같이 유리 미소구체들을 포함할 수 있다.
도 25c-25h의 시계(1200)는 도 25a-25b에 보인 모듈(1100)을 통합한 것으로 도시되어 있다. 그러나 이 명세서에 개시된 모든 예시적 시계들이 도 24a-24b 또는 도 25a-25b에 보인 생리학적 지표 측정 모듈(1000, 1100)을 통합할 수 있다. 시계(1200)는 시계(700, 900) 등 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기들의 모든 특징들을 가질 수 있는데, 간결성을 위해 모두 반복하지 않는다. 시계 프로세서(1214) 및 전원은 시계 하우징(1201) 내에 둘러싸일 수 있다. 시계 하우징(1201)은 시계 프로세서(1214) 및/또는 전원과 전기적 통신하는 연결 포트(1252)로의 접근을 허용하도록 구성된 연결 포트 개구(1250)를 포함할 수 있다. 개구(1250)는 모듈(1100)의 제1 축(A1)에 직교하는 시계(1200)의 일측 상의 스트랩 결합 기구에 가까이 위치할 수 있다. 연결 포트(1252)는 전원의 충전 및/또는 시계 프로세서(1214)로의/로부터의 데이터 전송을 허용한다. 선택적으로 도 25d, 25f, 및 25h에 보인 바와 같이, 시계(1200)는 시계 하우징(1201)으로부터 외측으로 연장되는 케이블 커넥터(1245)를 포함할 수 있다. 케이블 커넥터(1245)는 연결 포트 개구(1250)에 인접하여 또는 그 근처에 위치할 수 있다.
시계(1200)는 시계 하우징(1201)의 제1 면에 위치한 디스플레이 화면(1212)을 포함할 수 있다. 시계 하우징(1201)은 제1 면 반대쪽의 제2 면을 갖는다, 시계 하우징(1201)의 제2 면은 모듈(1100)의 조직 대향 면을 여전히 노출시키면서 생리학적 지표 측정 모듈(1100)을 유지할 수 있는 크기의 개구를 포함할 수 있다. 모듈(1100)의 연장 갈래(1152)들은 예를 들어 시계 하우징(1201)의 제2 면 상의 홈 등의 대응 구조들에 수납될 수 있는데, 이는 시계(1200)에 설치될 때 모듈(1100)의 회전을 방지할 수 있다. 시계 하우징(1201)의 제2 면은 외부 체결구들을 사용하지 않거나 전술한 아나 이상의 체결구들을 통해 시계 하우징(1201)의 제1 면 상에 분리 가능하게 부착될 수 있다. 생리학적 지표 측정 모듈 회로와 시계 회로 간에 전기적 연결이 설정될 수 있다. 선택적으로 이 전기 연결은 플렉스 회로를 포함할 수 있다.
시계 하우징(1201)은 시계(1200)의 양 반대측에 모듈(1100)의 제1 축(A1)을 따른 스트랩 결합 연장부(1248)들을 포함할 수 있다. 연장부(1248)들은 어떤 적절한 시계 스트랩들에 결합하기 위한 바(bar; 1246)를 포함할 수 있다.
아편 제제 과다 복용을 방지하기 위한 생리학적 지표 측정 모듈들 상의 예시적 제2 센서 연결
이 명세서에 개시된 생리학적 지표 측정 모듈 예들은 제2 센서를 수신하는 선택적 커넥터(118)(도 7a 참조)를 포함할 수 있는데, 이는 혈량 측정 센서 또는 다른 적절한 센서들이 될 수 있다. 커넥터(118)는 제2 센서가 기기(10)의 하우징으로부터 기기/조직 경계면에 조직의 충돌이 감소되거나 없이 연장될 수 있어 제2 센서의 커넥터(118)에 대한 연결이 기기 측정 부위를 통한 혈류에 대해 영향이 적거나 없게 된다. 제2 혈량 측정 센서는 예를 들어 그 전체로서 이 명세서에 참고로 통합되어 본 발명의 일부로 간주되어야 하는 미국특허공보 제20190374173호에 기제된 아편 제제(opioid) 과다 복용을 감시하도록 구성된 손가락 끝 센서 등 어떤 적절한 혈량 측정 센서를 포함할 수 있다. 도 1c는 손가락 끝 센서인 제2 센서(119)의 비제한적인 예를 도시한다. 제2 센서(119)는 도 1c에 보인 바와 같은 웨어러블 기기 또는 이 명세서에 개시된 어떤 웨어러블 기기 예들로부터 연장될 수 있다.
도 1c에 보인 바와 같은 웨어러블 기기에 대한 연결에 대체하여, 이 명세서에 개시된 시계로부터의 커넥터는 예를 들어 융기 플랫폼(raised platform; 703, 903)(도 20i 및 도 23a) 상 등 기기 하우징의 조직 대향 측 상의 개구로부터 연장될 수 있다. 커넥터는 케이블을 통해 PCB(616)에 결합될 수 있는데, 이는 선택적으로 옐ㄹ 들어 융기 플랫폼(703, 903)의 홈(groove) 등 융기 플랫폼(703, 903) 둘레로 연장되도록 구성된 길이를 가질 수 있다. 케이블이 융기 플랫폼(703, 903) 둘레로 연장되도록 하면 커넥터가 제2 센서에 연결될 때 케이블의 늘러짐의 조정이 가능해진다. 케이블이 융기 플랫폼(703, 903) 상의 개구로부터 연장되도록 하면 또한 커넥터 및/또는 케이블이 전술한 시계/조직 경계면에서 조직과 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 커넥터는 이와 달리 시계(700, 900) 상의 다른 적절한 위치들에 위치할 수 있다.
제2 혈량 측정 센서는 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈보다 더 높은 측정 정확도를 가질 수 있다. 착용자는 착용자가 깨어 있거나 및/또는 돌아다니는 동안 제3 센서를 분리 및/또는 비활성화시킬 수 있다. 착용자는 예를 들어 자거나 휴식하러 갈 때 제2 센서를 연결 및 활성화시킬 수 있다. 센서 또는 모듈 프로세서는 제2 센서가 활성화되었을 때는 센서 또는 모듈 프로세서가 제2 센서로부터의 판독값들에 기반하여 생리학적 지표들을 출력할 수 있도록 모듈의 감지기들로부터의 신호들을 무시할 수 있다. 이와는 달리, 센서 또는 모듈 프로세서는 제2 센서와 모듈의 감지기들로부터의 판독값들의 조합에 기반하여 생리학적 지표들을 출력할 수 있다. 착용자는 착용자의 필요에 따라 생리학적 지표 측정 모듈 및/또는 제2 센서의 사용을 선택할 유연성을 가질 수 있다.
제2 혈량 측정 센서는 특히 착용자의 혈액 내의 낮은 포화도를 감지함으로써 (예를 들어 의료적 이유로) 아편 제제를 사용하는 착용자의 아편 제제 과다 복용의 감지에 도움을 줄 수 있다. 호흡 곤란이 아편 제제 과다 복용의 가장 위험한 부작용이다. 두뇌에 대한 산소의 부족은 영구적 신경 손상으로 결과될 뿐 아니라 심장과 신장을 포함한 다른 기관계들의 광범위한 부전(failure)을 수반할 수 있다. 아편 제제를 과다 복용한 사람이 혼자 방치돼 잠이 들면 호흡 곤란이 악화되어 쉽게 사망할 수 있다. 제2 혈량 측정 센서는 착용자의 저하된 산소 포화도를 감지함으로써 호흡 곤란을 감지하도록 구성될 수 있다. 웨어러블 기기는 착용자의 아편 제제 과다 복용의 감지에 응답하여 제1 연락처 및/또는 착용자의 가족 또는 보호자에 자동으로 통지하도록 구성될 수 있다.
선택적으로, 웨어러블 기기의 기기 프로세서는 (예를 들어 블루투스 또는 NFC 통신을 통해 또는 전산망을 통해) 착용자가 착용할 수 있고 아편 제제 등의 치료 약물의 하나 이상의 용량을 전달하도록 구성된 약물 전달 장치의 프로세서와 통신할 수 있다. 약물 전달 장치는 저장부에 저장된 치료 약물의 용량, 약물 전달 채널, 치료 약물을 저장부로부터 약물 전달 채널을 통해 분배하는 분배 장치, 및 분배 장치를 활성화시키는 활성화 회로를 포함하는 전잘 장치를 구비할 수 있다. 약물 전달 장치의 프로세서는 이 명세서에 개시된 웨어러블 기기의 제2 혈량 측정 센서로 측정된 지표들을 수신할 수 있다. 약물 전달 장치의 프로세서는 메모리 저장 명령들을 저장할 수 있고 이 명령들을 실행하여 적어도 웨어러블 기기로부터 수신된 지표들을 아편 제제 과다 복용을 표시하는 임계값과 비교하도록 구성될 수 있다. 약물 전달 장치의 프로세서는 비교에 기반하여 과다 복용 사건이 발생되었는지 또는 발생될 수 있는지 여부를 판단하고 이 판단에 기반하여 적어도 하나의 용량을 분배하도록 약물 전달 장치에 적어도 하나의 활성화 신호를 전송할 수 있다.
이와는 달리, 생리학적 지표 측정 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서는 제2 혈량 측정 센서에서 측정된 지표들의 소정의 아편 제제 과다 복용 임계값과의 비교를 수행할 수 있다. 선택적으로 아편 제제 과다 복용에 대응하는 약물을 제공하는 데 미세침 패치가 사용될 수 있다. 웨어러블 기기가 (예를 들어 SpO2 등) 착용자 생리학적 지표들이 (아편 제제 과다 복용의 표시가 될 수 있는) 임계값을 초과했다는 경보를 출력할 때 착용자는 약물을 포함하는 미세침 패치를 피부에 주사할 수 있다.
대체적으로 또는 추가적으로, 제2 센서는 이 명세서에 개시되는 다른 적절한 비침습적 센서가 될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 이 명세서에 개시되는 생리학적 지표 측정 모듈 예들은 예를 들어 블루투스 기술을 이용하는 등 무선 연결을 통해 제2 센서에 연결될 수 있다. 모듈은 연결된 제2 센서로부터 측정된 지표들을 수신하거ㅏ 및/또는 제2 센서로부터 수신된 센서 데이터를 처리하여 추가적인 생리학적 지표들을 연산할 수 있다.
예시적 미세침 패치
전술한 바와 같은 아편 제제 과다 복용을 방지하는 약물 전달에 추가 및/또는 대체하여, 미세침 패치(microneedle patch)는 다른 목적으로 웨어러블 기기와 조합되어 사용될 수 있다. 미세침은 최근 약물을 전달하는 데 피하 주사바늘에 대한 고통 없는 대안으로 사용되어 왔다, 패치 상의 미세침은 팔 또는 다리, 또는 신체의 다른 부분들에 위치할 수 있는데, 그러면 피부의 최외곽층에 작은 구멍들을 생성하여 각 바늘에 피복된 약물들이 신체로 확산될 수 있게 해준다. 미세침은 실리콘, 금속, 합성 폴리머. 또는 비단이나 키틴(chitin) 등 천연, 생분해성 소재들로 제작될 수 있다.
작은 크기 때문에 미세침은 최소 침습적이고 (예를 들어 피하 주사바늘 등) 더 큰 바늘에 비해 고통을 덜 유발한다. 또는 미세침 패치는 피하 주사바늘에 비해 착용자가 주사하기 더 쉽다. 이에 비해 더 큰 바늘은 올바른 위치로의 약물의 주입을 보장하기 위해 정확한 주사 깊이와 주사 각도를 요구한다.
도 26a는 착용자의 피부 표면(2)으로 침투한 미세침 패치의 미세침(3100)을 개략적으로 도시한다. 그 높이에 따라, 미세침(3100)은 변동하는 주입 깊이를 가질 수 있다. 예를 들어 미세침(3100)은 (표피의 외층인 각질층을 포함하여) 표피(42)만을 천공할 수 있다. 다른 예들에서, 미세침(102)은 진피(44)에서 종단하는 미세침(102)의 선단(tip)을 가져 표피(42)와 진피(44)를 천공할 수 있다. 도 26a에 보인 것 등의 다른 예에서, 미세침(3100)은 피하조직(46)에서 종단되는 팁(3102)로 표피(42)와 진피(44)를 천공할 수 있다.
용도에 따라, 다른 높이를 갖는 미세침(3100)들이 착용자의 조직의 다른 부분들에 대한 약물 및/또는 세척액(irrigation fluid)(3104)의 전달에 사용될 수 있다. 미세침(3100)들은 광범위한 약물, 생물치료제, 및 백신을 전달하는 데 사용될 수 있다. 미세침(3100)들은 약물 또는 세척액(3104)을 저장 및 전달하는 내부 저장부를 가져 중공(hollow)일 수 있다. 이와는 달리, 미세침(3100)들은 중실(solid)로 약물(3104) 및 선택적으로 다른 계면활성제(surfactant)/증점제(thickening agent)들이 피복될 수 있다. 선택적으로 미세침(3100)들은 용해 가능하여 피부 내부로 들어가고 나면 용해될 수 있는 무독성 폴리머로 약물을 봉합할 수 있다.
대체적으로 또는 추가적으로, 미세침(3100)들은 시료(3104) 내의 분석물의 검출 및/또는 분석을 위한 (예를 들어 착용자의 간질액(interstitial fluid) 등) 조직 용액 시료(3104)을 추출하는 데 사용될 수 있다. 선택적으로 미세침(3100)들은 유체를 추출하기 전에 착용자의 조직을 (예를 들어 착용자의 체액 시료의 화학적 조성과 평형을 이룰 수 있는) 용액으로 세척하고 다시 미세침(3100)들로 추출할 수 있다. 미세침(3100)들은 중공일 수 있고 표면장력을 통해 유체 시료를 추출할 수 있다. 분석물 검출 및/또는 분석은 급수 상태, 혈당 농도, 헤모글로빈 농도 등의 정보, 및/또는 유체에 대한 일반적 정보(orthogonal information)를 제공할 수 있다. 분석물 검출 및/또는 분석은 예를 들어 나트륨, 칼륨, 혈당, 염소, 이산화탄소, 혈액 요소성 질소, 마그네슘, 크레아틴, LDL 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 중성지방 등에 대한 추가적 정보를 제공할 수 있다.
미세침 패치는 웨어러블 기기의 스트랩 또는 몸체 중의 하나의 밑에 위치하거나 기기와 접촉하지 않고 (착용자의 신체의 어디 다른 곳 상에) 웨어러블 기기로부터 떨어져 주사될 수 있다. 복수의 미세침 패치들이 착용자의 신체의 다른 위치들에서 착용자에게 주사될 수 있다. 도 26b 및 26c에 보인 바와 같이, 미세침(3100)들이 패치 몸체(3106)에 연결되어 미세침 패치(3108)를 형성할 수 있다 패치 몸체(3106)는 원형, 타원형, 직사각형, 정사각형, 삼각형, 물방울(tear-drop)형 또는 어떤 다른 형태일 수 있다. 패치 몸체(3106)의 크기는 제한이 없다. 미세침(3100)들에 연결되지 않은 패치 몸체(3106)의 표면은 패치(3108)를 웨어러블 기기에 분리 가능하게 부착하기 위한 접착제 층을 포함할 수 있다. 접착제 층은 배면층으로 덮일 수 있는데, 이는 패치(3108)를 웨어러블 기기에 부착하기 전에 벗겨질 수 있다.
도 26b에 보인 바와 같이, 미세침 패치(3108)는 기기(10)의 몸체 상에 위치할 수 있다. 패치(3108)는 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈(100)의 피부 대향 면 밑에 부착될 수 있다. 미세침 패치(3108)의 미세침(3100)들은 기기(10)가 착용되었을 때 기기(10)의 착용자의 피부에 대향할 수 있다. 이에 따라 스트랩이 착용자의 손목에 감겨 착용자의 손목 상에 기기(10)가 착용되었을 때 미세침(3100)들이 손목의 피부를 천공할 수 있다.
추가적으로 또는 대체적으로, 미세침 패치(3108)는 도 26c에 보인 것 같이 웨어러블 기기(10)의 조정 가능한 스트랩(30)의 내측에 통합 또는 분리 가능하게 고정될 수 있다. 미세침(3100)들은 기기(10)가 착용되었을 때 착용자의 손목 둘에의 피부를 향할 수 있다. 스트랩(30)이 착용자의 손목 둘레에 감겼을 때, 미세침 패치(3108)는 착용자의 손목 둘레의 피부와 접촉하게 되어 미세침(3100)들이 착용자의 피부를 천공할 수 있다.
도 26d에 보인 바와 같이, 미세침 패치(3108)는 웨어러블 기기(10)를 미세침 패치(3108)에서 수집된 유체 시료의 분석물을 검출 및/또는 분석하는 플랫폼 또는 허브로 하여 웨어러블 기기(10)와 통신할 수 있다. 패치(3108)는 선택적으로 예를 들어 (미세침들에 내장된 전극들을 갖는) 전기화학적 센서, 비색 센서(colorimetric sensor) 등의 센서(3110)를 포함할 수 있다. 이와는 달리, 패치(3108)는 분석물 검출 및 분석을 위한 외부 센서로 전달될 수 있다. 패치(3108)는 안테나(3112)를 포함할 수 있는데, 이는 NFC 안테나 등이 될 수 있다. 센서(3100)는 안테나(19)를 통해 신호를 출력할 수 있다. 웨어러블 기기는 센서(3100)로부터의 신호를 안테나(19)를 통해 수신할 수 있다. 기기 프로세서(14)(또는 선택적으로 기기(10) 상의 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈의 센서 또는 모듈 프로세서)가 센서(3100)로부터의 신호를 처리하여 유체 시료 내의 분석물(들)의 존재 및/또는 농도를 결정할 수 있다.
예시적 기기 조임 감시 시스템 및 방법
신체 상의 기기의 원하는 조임(tightness) 및/또는 압력은 기기가 이동할 때 함께 이동하는 웨어러블 기기와 접촉하는 피부에 의해 표시될 수 있다. 착용자의 신체에 대한 기기의 조임 및/또는 압력의 불충분하면 기기-피부 경계면에 진입하는 주변광이 감지기들로 감지되는 신호들에 잡음으로 결과되고, 이에 따라 부정확한 측정이 기기에 의해 이뤄지게 된다. 기기가 너무 조이게 착용되면(및/또는 신체 상에 기기가 인가하는 압력이 너무 높으면) 손목에서의 혈액 맥동과 순환이 제한될 수 있고 이는 기기의 착용자의 산소 포화도 판독값을 저하시킬 수 있다. 선택적으로, 기기가 착용자의 산소 포화도 판독값이 어떤 비율로 어떤 퍼센트만큼 저하되거나 및/또는 소정 시간 내에 어떤 비율로 저하되었다고 판단하면 기기는 착용자에게 (착용자에게 트랩을 느슨하게 하라는 메시지를 기기 상에 화상표시하는 것을 포함할 수 있는) 기기가 너무 조이게 착용되었다고 경보를 출력할 수 있다.
기기(10)는 착용자 상의 기기(10)의 압력을 측정하기 위해 선택적인 변형계(strain gauge; 20)(도 7a 참조)를 포함할 수 있다. 변형계(20)는 기기 하우징(101) 내의 생리학적 지표 측정 모듈(100)과 예를 들어 전원(16), 기기 프로세서(14) 등의 기기(10)의 다른 컴포넌트들 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어 변형계(20)는 생리학적 지표 측정 모듈(100)과기기 프로세서(14) 사이에 자리할 수 있다. 기기(10)가 예를 들어 손목 상 등 착용자 상에 착용될 때, 특히 커버(102)의 볼록 돌출부들 등 모듈에 의해 피부에 인가되는 압력이 변형계(20)로 전달되어 측정될 수 있다. 변형계(20)는 또한 이 명세서에 개시된 다른 웨어러블 기기 예들에도 통합될 수 있다.
변형계(20)로부터의 판독값은 기기 프로세서(14)로 통신될 수 있는데, 이는 판독값을 처리하여 착용자 상의 기기(10)로 인가된 압력의 표시를 디스플레이(12) 상에 화상표시되도록 출력한다. 이 표시는 다양한 적절한 형태가 될 수 있는데, 예를 들어 생리학적 지표 측정 모듈(100)를 사용하여 정확 또는 신뢰성 높은 측정값들을 얻기 위해 입력이 너무 낮은지, 적절한지, 또는 너무 높은지 여부를 표시하는 데 다른 색을 사용할 수 있다. 하나의 예에서, 기기(10)는 착용자 상의 압력이 생리학적 지표 측정 모듈(100)을 사용하기에 적절할 때 녹색광을 표시하고 바람직한 압력 또는 압력 범위보다 너무 높거나 너무 낮은 압력에 대해 적색을 표시할 수 있다. 변형계(20)로부터의 판독값이 바람직한 압력 또는 압력 범위를 달성했다고 표시하지 않는 한 생리학적 지표 측정 모듈(100)이 활성화되지 않을 수 있다. 선택적으로, 기기 프로세서는 또한 변형계(20)로부터 기기(10)가 착용자에게 착용되지 않았음을 나타내는 어떤 판독값이 검출되지 않음에 응답하여 생리학적 지표 측정 모듈(100), 및/또는 기기(10)에 부착된 다른 센서들을 비활성화시킬 수 있다. 기기(10) 상의 또는 이에 부착된 센서들을 자동으로 켜고 끄면 전력 소모를 절감시키고 기기(10)의 배터리 수명을 증가시킬 수 있다.
선택적으로, 웨어러블 기기(10)는 감시된 스트랩의 조임 및/또는 착용자의 피부 상에 센서 또는 모듈(100)이 인가한 압력에 기반하여 스트랩의 조임을 조정하는 모터를 포함할 수 있다.
웨어러블 기기의 예시적인 추가적 특징들
이 명세서에 개시된 웨어러블 기기 예들은 예를 들어 사용자가 익사하는 등 위험에 처했을 때 (예를 들어 병원 응급실, 소방서, 911, 착용자가 위치한 시설의 경비원 등의) 제1 연락처 및/또는 착용자의 가족 또는 보호자에게 경보를 전송함으로써 착용자의 안점을 제공할 수 있다. 웨어러블 기기는 수영 모드를 포함할 수 있는데, 이는 착용자가 수영하러 갈 때 활성화될 수 있다. 웨어러블 기기의 생리학적 지표 측정 모듈은 하나 이상의 지표들을 감시하여 예를 들어 (분당 소정수보다 더 큰 요동을 보이는 등) 착용자의 호흡수가 불규칙해지거나 착용자의 SpO2 값이 소정 양만큼 저하되는 등 (예를 들어 아이가 물속에 빠지는 등) 착용자가 익사할 것 같다고 판단할 수 있다. 이와는 달리 모듈 프로세서가 자이로스코프 및/또는 가속도계 판독값에 기반하여 착용자가 익사할 것 같다고 판단할 수 있는데, 이는 다른 센서들로 감시된 지표들과 더 조합될 수 있다. 착용자가 익사할 것 같다는 판단에 기반하여, 모듈은 웨어러블 기기의 프로세서에 통지를 전송할 수 있고, 이는 착용자의 제1 연락처 및/또는 착용자의 가족 또는 보호자에게 경보를 전송할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 웨어러블 기기는 착용자가 호나 있는 동안 물에 빠지거나 낙상(이는 대체적으로 또는 추가적으로 자이로스코프 및/또는 가속도계를 사용하여 판단할 수 있는데, 이는 다른 센서들로 감시된 지표들과 조합될 수 있다)하는 등 착용자가 비상시에 누를 수 있는 조난 버튼을 포함할 수 있다.
이 명세서에 개시된 모듈로 측정된 (예를 들어 SpO2, PR, PI, PVI, RR, 급수, ECG-지표 등이지만 이에 한정되지 않는) 생리학적 지표들은 예를 들어 병원에서의 건강관리 또는 의료 목적에 충분하게 신뢰성이 있다. 모듈은 매일 동일한 시간에 측정을 수행하도록 구성될 수 있다. 웨어러블 기기(또는 기기의 생리학적 지표 측정 모듈)는 근거리 통신(NFC) 또는 블루투스 침, 또는 시계 스트랩 또는 밴드 상에 병원 환자 ID 태그를 더 포함할 수 있다. 환자 성명, 입원 일자, 입원 이유, 혈액형, 약물 알레르기 등의 필수적 환자 정보가 시계 또는 생리학적 지표 측정 모듈의 메모리 장치 상에 저장될 수 있다. 환자 ID 태그는 쉽게 제거할 수 없거나 및/또는 예를 들어 환자가 시계 스트랩을 절단해야하는 등 절도 방지 장치 같이 특수한 연장을 포함할 수 있다. 이와는 달리, 환자가 병원에 입원할 때 웨어러블 기기가 화면 상에 (예를 들어 성명 입원 일자 등의) 정보를 화상표시할 수 있다. 환자 ID 태그는 환자가 퇴원한 후 폐기 가능하거나 소독 후 재사용할 수 있다. (예를 들어 시계 밴드 등의) 환자 ID 태그가 변경되면 생리학적 지표 측정 모듈이 제거 및 교체될 수 있다. 웨어러블 기기가 간병인에게 착용되면 (예를 들어 환자들에 대한 중요한 거의 실시간 정보, 환자 상태의 업데이트 변경 등) 간병인은 웨어러블 기기를 다른 간병인들과의 통신에 사용할 수 있어서, 예를 들어 Vocera®, Spok®, 등의 전문화된 통신 도구의 필요를 대체할 수 있다.
센서 또는 모듈의 추가적인 예시적 실시예들 및 구현예들
도 27a는 예시적 센서 또는 모듈(2700)의 전면도이다. 센서 또는 모듈(2700)은 불투명 프레임(2726), 하나 이상의 전극(2724)들, 하나 이상의 감지기 챔버(2788)들, 하나 이상의 방출기 챔버(2778)들, 및 광 배리어 구조(2720)를 포함한다.
불투명 프레임(2726)은 광의 투과를 방지 또는 차단하도록 구성된 하나 이상의 소재들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 불투명 프레임(2726)은 단일한 일체형 유닛을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 불투명 프레임(2726)은 연속적인 소재로 형성될 수 있다. 광 배리어 구조(2720)는 광의 투과를 방지 또는 차단하도록 구성된 하나 이상의 소재들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 배리어 구조(2720)는 단일한 일체형 유닛을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 배리어 구조(2720)는 연속적인 소재로 형성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 배리어 구조(2720) 및 불투명 프레임(2726)은 단일한 일체형 유닛을 형성할 수 있다.일부 실시예들에서, 광 배리어 구조(2720) 및 불투명 프레임(2726)은 분리 가능하게 연결될 수 있다.
광 배리어 구조(2720)는 비제한적인 예로서 광 배리어(2720a, 2720b, 2720c, 2720d)들 등 하나 이상의 광 배리어들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 배리어들은 이 명세서의 광 블록으로도 지칭될 수 있다. 광 배리어들은 광 배리어 구조(2720)의 하나 이상의 부분들을 형성할 수 있다. 광 배리어 구조(2720)(또는 그 광 배리어 부분)는 광이 이를 통해 통과하는 것을 방지할 수 있다. 광 배리어 구조(2720)는 여러 광 배리어들 사이에 (예를 들어 감지기 챔버(2788)들, 방출기 챔버(2778) 등) 하나 이상의 챔버들을 형성하는 공간을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, (예를 들어 감지기 챔버(2788)들, 방출기 챔버(2778) 등) 하나 이상의 챔버들은 광 배리어 구조(2720) 또는 그 광 배리어 부분, (예를 들어 PCB 등) 기판의 표면, 및 렌즈 또는 커버로 둘러싸일 수 있다. 일부 실시예들에서, 광은 렌즈 또는 커버를 통해서만 챔버들에 진입할 수 있다.
광 배리어의 예가 예시적 광 배리어(2720a)를 참조하여 제공된다. 광 배리어(2720a)는 광 배리어 구조(2720)의 일부를 형성한다. 광 배리어(2720a)는 광이 인접 챔버들 간을 통과하는 것을 (예를 들어 차단 등) 방지할 수 있다. 예를 들어,광 배리어(2720a)는 광이 방출기 챔버(2778)와 감지기 챔버(2788) 간의 광 배리어 구조(2720)를 통과하는 것을 방지한다. 광 배리어(2720a), 또는 그 일부는 폭(2771)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771)이 약 1.85mm 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771)이 약 1.9mm 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771)이 약 1.95mm 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 일부 실시예들에서, 폭(2771)이 약 1.88mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771)이 길이(2779)보다 (예를 들어 더 작은 등) 짧을 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771)이 길이(2779)의 55% 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771)이 길이(2779)의 60% 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771)이 길이(2779)의 65% 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771)이 길이(2779)의 약 58.9%일 수 있다.
광 배리어의 다른 예가 예시적 광 배리어(2720b)를 참조하여 제공된다. 광 배리어(2720b)는 광 배리어 구조(2720)의 일부를 형성한다. 광 배리어(2720b)는 광이 인접 챔버들 간을 통과하는 것을 (예를 들어 차단 등) 방지할 수 있다. 예를 들어,광 배리어(2720b)는 광이 방출기 챔버(2778)와 감지기 챔버(2788) 간의 광 배리어 구조(2720)를 통과하는 것을 방지한다. 광 배리어(2720b), 또는 그 일부는 폭(2772)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772)이 약 1.35mm 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772)이 약 1.9mm 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772)이 약 1.40mm 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 일부 실시예들에서, 폭(2772)이 약 1.45mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 일부 실시예들에서, 폭(2772)이 약 1.37mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772)은 폭(2771)과 거의 유사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772)이 폭(2771)보다 (예를 들어 더 작은 등) 짧을 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772)이 폭(2771)의 70% 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772)이 폭(2771)의 75% 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772)이 폭(2771)의 80% 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772)이 폭(2771)의 약 72.9%일 수 있다.
광 배리어의 다른 예가 예시적 광 배리어(2720c)를 참조하여 제공된다. 광 배리어(2720c)는 광 배리어 구조(2720)의 일부를 형성한다. 광 배리어(2720c)는 광이 인접 챔버들 간을 통과하는 것을 (예를 들어 차단 등) 방지할 수 있다. 예를 들어,광 배리어(2720c)는 광이 방출기 챔버(2778)와 감지기 챔버(2788) 간의 광 배리어 구조(2720)를 통과하는 것을 방지한다.
광 배리어의 다른 예가 예시적 광 배리어(2720d)를 참조하여 제공된다. 광 배리어(2720d)는 광 배리어 구조(2720)의 일부를 형성한다. 광 배리어(2720d)는 광이 인접 챔버들 간을 통과하는 것을 (예를 들어 차단 등) 방지할 수 있다. 예를 들어,광 배리어(2720d)는 광이 방출기 챔버(2778)와 감지기 챔버(2788) 간의 광 배리어 구조(2720)를 통과하는 것을 방지한다. 일부 실시예들에서, 광 배리어(2720d)는 dir 1.30 mm 이하의 인접 방출기 챔버들을 분리하는 폭(2775)을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775)이 약 1.25mm 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775)이 약 1.20mm 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 일부 실시예들에서, 폭(2775)이 약 1.20mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775)은 폭(2772)과 거의 유사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775)이 폭(2772)보다 (예를 들어 더 작은 등) 짧을 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775)이 폭(2772)의 95% 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775)이 폭(2772)의 90% 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775)이 폭(2772)의 85% 이하일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775)이 폭(2772)의 약 87.6%일 수 있다.
방출기 챔버(2778)들은 센서 또는 모듈(2700)의 중앙부 내에 위치한다. 방출기 챔버(2778)들은 예를 들어 도 27k를 참조하여 상세히 설명한 바와 같이 센서 또는 모듈(2700)의 중심선에 가로질러 서로 인접할 수 있다. 방출기 챔버(2778)들은 중심점(C1)에 인접하여 위치할 수 있다. 각 방출기 챔버(2778)들은 유사한 크기 및/또는 형태일 수 있다. 방출기 챔버(2778)들은 적어도 부분적으로 광 배리어 구조(2720)의 광 배리어(2720d)로 분리될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이 예에 보인 바와 같이 광 배리어(2720d)가 방출기 챔버(2778)들 간의 전체 거리를 형성할 수 있다. 예를 들어 방출기 챔버(2778)들은 (예를 들어 감지기들, 감지기 챔버들 증의) 다른 컴포넌트들이 방출기 챔버(2778)들 사이에 위치하지 않도록 광 배리어(2720d)만으로 분리될 수 있다.
방출기 챔버(2778)들의 일부는 중심점(C1)으로부터 길이(2779)만큼 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 약 3.15mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 약 3.20mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 약 3.25mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 약 3.19mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 감지기 챔버로부터 방출기 챔버를 분리하는 폭(2771) 등 광 배리어의 폭보다 (예를 들어 더 긴 등) 더 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 폭(2771)의 약 165%보다 더 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)의 약 170%보다 더 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)의 약 175%보다 더 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 may be about 169.7% of 폭(2771)의 약 169.7%가 될 수 있다.
이 예시적 실시예에 보인 바와 같이, 감지기 챔버(2788)들은 대략 원형 패턴으로 배열된다. 감지기 챔버(2788)들의 각각은 대략 원형 또는 고리형 패턴으로 (예를 들어 PCB 등의) 기판 상에 위치한 감지기(2706)를 수납한다. 감지기(2706)들은 개별 감지기 챔버(2788)들의 각각의 중심 영역에 위치할 수 있다. 감지기 챔버(2788)들은 링(L1)으로 정의되는 링을 따라 배열된다. 이 예시적 실시예에 보인 바와 같은 일부 실시예들에서, 개별 감지기 챔버(2788)들의 감지기(2706)들 역시 (감지기들이 개별 챔버들의 중앙 영역에 위치한 실시예들과 같이) 감지기 챔버(2788)들이 배열된 것과 동일한 링을 따라 배열될 수 있다. 링(L1)은 감지기 챔버(2788)들의 중심 영역과 교차할 수 있다. 이 예시적 실시예에서, 방출기 챔버(2778)들이 감지기 챔버(2788)들로 규정되는 링(L1)의 (예를 들어 중앙 영역 등) 내부 영역에 위치하도록 링(L1)이 방출기 챔버(2778)들의 전체를 둘러싼다. 일부 실시예들에서, 감지기 챔버(2788)들의 각각(및 감지기 챔버(2788)들 내의 대응 감지기(2706)들)은 (예를 들어 센서 또는 모듈(2700)의 중심 등) 중심점(C1)으로부터 거의 유사 또는 동일한 거리에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서, 감지기(2706)들은 장변과 단변을 포함할 수 있다. 감지기(2706)들은 각 감지기의 장변이 중심점(C1)으로부터 연장되는 반경(예를 들어 r1, 반경 r2, 반경 r3)에 직교하도록 센서 또는 모듈(2700)의 기판 상에 위치할 수 있다. 바람직하기로, 감지기(2706)들을 센서 또는 모듈(2700) 상에 감지기(2706)들의 장변이 중심점(C1)에 직교하는 고리형 배열로 배향시키면, 방출기들로부터의 광이 방출기들로부터 감지기(2706)들로의 알려진 경로를 따라 이동하도록 보장함으로써 생리학적 측정의 정확도를 향상시키고, 또한 생리학적 데이터의 결정을 위해 요구되는 (예를 들어 광경로 길이들의 수 등) 변수들의 양을 감소시킴으로써 센서의 처리 요구치들을 저감시킬 수 있다.
전극(2724)들은 기준 전극과 음 전극(및/또는 양 전극)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 또는 모듈(2700)을 통합한 웨어러블 기기는 착용자의 피부와 접촉하도록 구성된 웨어러블 기기의 하우징 상에 위치한 (예를 들어 양 전극 등) 다른 ECG 전극을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극(2724)들의 표면은 불투명 프레임(2726)의 표면과 같은 높이일(flush) 수 있다.
전극(2724)들은 예를 들어 도 27b에 보인 바와 같은 불투명 프레임(2726) 내에 또는 이를 따라 위치한다. 일부 실시예들에서, 전극(2724)들은 대략 반원일 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극(2724)들은 대략 반 고리형일 수 있다. 도시된 예시적 실시예에서, 전극(2724)들의 각각은 대략 반 고리를 형성한다. 바람직하기로, 고리형 전극은 전극의 표면적의 양을 감소시키면서 (예를 들어 피부의 다양한 영역에 접촉하여) 착용자의 피부와의 접촉을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극(2724)들의 각각은 유사한 크기 및/또는 형태일 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극(2724)들은 다양한 크기 및/또는 형태들일 수 있다. 이 예시적 실시예에서, 전극(2724)들은 (예를 들어 불투명 프레임(2726) 내 등) 센서 또는 모듈(2700) 내에 L2.로 정의되는 링을 따라 위치한다. 이 명세서에 기재된 실시예들에서, 링(L2)은 바람직하기로 전극(2724)과 기기 착용자의 피부 간에 향상된 접촉을 제공할 수 있는 다양한 반경들을 포함할 수 있다.
불투명 프레임(2726)은 전극(2724)들 간에 (예를 들어 g1, g2 등) 하나 이상의 갭들을 포함한다. 갭(g1, g2)들(또는 불투명 프레임(2726)의 다른 부분들)은 전극(2724)들의 각각과 서로 전기적으로 절연될 수 있다. 전극(2724)들의 각각은 개별적 갭(g1, g2)들의 일부를 따라 거의 직선의 모서리를 포함한다. 일부 실시예들에서, 갭(g1, g2)들은 융사 또는 동일한 크기가 될 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭(g1, g2)들은 서로 다른 크기일 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭(g1, g2)들은 약 1.6mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭(g1, g2)들은 약 1.65mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭(g1, g2)들은 약 1.7mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭(g1, g2)들은 약 1.62mm일 수 있다. 전술한 바와 같이, 일부 구현예들에서 프레임(2726)은 ECG 전극(2724)들을 수납할 크기 및/또는 형태의 홈(2824)들을 포함한다. 일부 구현예들에서, 이러한 홈(2824)들의 각각은 제1 및 제2 단들을 포함하는데, 홈(2824)들의 제1 단들은 갭(g1)에 의해 서로 분리되고, 홈(2824)들의 제2 단들은 갭(g2)에 의해 서로 분리된다.
링(L1)은 센서 또는 모듈(2700)의 외주와 동축일 수 있다. 링(L2)은 센서 또는 모듈(2700)의 외주와 동축일 수 있다. 링(L2)은 링(L1) 들 감지기 챔버(2788)들이 위치로 정의되는 링과 동축일 수 있다. 중심점(C1)은 링(L1)의 기하학적 중심을 정의한다. 중심점(C1)은 링(L2)의 기하학적 중심을 정의할 수 있다. 중심점(C1)은 센서 또는 모듈(2700)의 외주의 기하학적 중심을 정의할 수 있다. 도 27a에 보인 바와 같은 일부 실시예들에서, L1, L2의 각각과 센서 또는 모듈(2700)의 외주는 서로 동축이고 C1로 보인 동일한 기하학적 중심을 공유한다.
링(L1)은 반경 r1을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 약 6.25mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 약 6.50mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 약 6.75mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 약 6.34mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 (예를 들어 더 작은 등) 반경 r2 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 r2의 약 55% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 r2의 약 60% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경r1은 r2의 약 56% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 r2의 약 59%일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 (예를 들어 더 작은 등) 반경 r3 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 r3의 약 40% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 r3의 약 45% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1은 r3의 약 50% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, r1은 r3의 약 41.7%일 수 있다.
링(L2)은 반경 r2를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2는 약 10.5mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2는 약 10.75mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2는 약 11.9mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2는 약 10.73mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2는 (예를 들어 더 작은 등) 반경 r3 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2는 r3의 약 65% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2는 r3의 약 70% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2는 r3의 약 75% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, r2는 r3의 약 70.6%일 수 있다.
일부 실시예들에서, (예를 들어 센서 또는 모듈(2700)의 외주 등) 센서 또는 모듈(2700)은 반경 r3을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r3은 약 14.5 mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r3은 약 15.0 mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r3은 약 15.5 mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r3 은 약 16.0 mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r3은 약 15.19 mm일 수 있다.
도 27k-27l은 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈(2700')과 모듈(2700')의 방출기들과 감지기들 간의 예시적인 광경로들을 도시한다.
도 27k는 센서 또는 모듈(2700')의 방출기 및 감지기 채널들의 예시적인 배열을 도시한다. 도시한 바와 같이, 센서 또는 모듈(2700')은 하나 이상의 방출기들을 구비하는 제1 방출기 그룹을 둘러싸는 제1 방출기 챔버(2736a'),하나 이상의 방출기들을 구비하는 제2 방출기 그룹을 둘러싸는 제2 방출기 챔버(2736b'), 하나 이상의 제1 감지기 챔버(2738')들, 하나 이상의 제2 감지기 챔버(2742')들, 및 하나 이상의 제3 감지기 챔버(2740')들을 포함한다. 일부 실시예들에서, 각 감지기 챔버는 하나의 감지기를 둘러쌀 수 있다.
제1 방출기 챔버(2736a')의 제1 방출기 그룹은 제2 방출기 챔버(2736b')의 제2 방출기 그룹과 동일한 수와 종류의 방출기들을 구비할 수 있다. 달리 말해, 제1 방출기 그룹의 각 방출기는 제2 방출기 그룹의 (예를 들어 동일한 파장 등) 동일한 종류의 방출기에 대응할 수 있다. 제1 방출기 그룹의 방출기들은 도 27k에 보인 바와 같이 센서 또는 모듈(2700')의 중심선에 대해 제2 방출기 그룹에 경면대칭이다(mirror). 예를 들러, 제1 그룹의 방출기들의 각 방출기는 센서 또는 모듈(2700')의 중심선(2750)으로부터 어떤 거리에 위치할 수 있는데, 이 거리는 방출기들의 제2 그룹의 대응 방출기가 센서 또는 모듈(2700')의 중심선(2750)으로부터 위치하는 거리와 동일한 거리이다. 예를 들어, 제1 및 제2 방출기 그룹들은 각각 제1 파장의 광을 방출하고 센서 또는 모듈(2700')의 중심선(2750)에 대해 서로 경면대칭인 위치들에 위치하는 방출기를 포함할 수 있다. 또한 제1 및 제2 방출기 그룹들은 각각 제1 파장의 광을 방출하고 센서 또는 모듈(2700')의 중심선(2750)에 대해 서로 경면대칭인 위치들에 위치하는 방출기를 포함할 수 있다. 제1 방출기 그룹의 방출기들의 각각은 경면대칭 위치에 위치하는 제2 방출기 그룹의 방출기에 대응할 수 있고, 그 역도 마찬가지다.
하나 이상의 제2 감지기 챔버(2742')들은 센서 또는 모듈(2700')의 중심선(2750)에 의해 양분될 수 있다. 개별적인 하나 이상의 제2 감지기 챔버(2742')들의 감지기들의 각각은 센서 또는 모듈(2700')의 중심선(2750)에 의해 양분될 수 있다. 달리 말해, 하나 이상의 제2 감지기 챔버(2742')들과 개별적인 감지기들과 센서 또는 모듈(2700')은 각각 (예를 들어 평행한 등) 동일한 중심선(2750)을 공유할 수 있다, 센서 또는 모듈(2700')은 착용자의 조직에 대해 어떤 방향으로건 (예를 들어 회전 등) 향할 수 있다. 센서 또는 모듈(2700')이 사용자의 손목에 착용된 예시적 구현예에서, 센서 또는 모듈(2700')은 착용자의 손목 또는 팔뚝에 대해 어느 방향으로건 회전할 수 있다. 하나의 예시적 구성에서, 센서 또는 모듈(2700')은 센서 또는 모듈의 중심선(2750')이 (예를 들어 팔꿈치로부터 손목으로 등) 착용자의 팔뚝의 길이를 따라 연장되는 선에 직교하도록 착용자의 팔뚝(또는 다른 신체 부분)에 대해 배향될 수 있다. 바람직하기로, 이러한 구성은 (예를 들어 방출기 챔버(2736a')로부터 감지기 챔버(2738')로 이동하는 광 등) 방출기 챔버들에서 방출되는 광과 감지기 챔버들에서 감지되는 광이 뼈 등 다른 조직이 아니라 (예를 들어 혈관 등) 착용자의 연질 조직으로 침투하도록 촉진함으로써 생리학적 측정을 향상시킬 수 있다. 다른 예시적 구성에서 센서 또는 모듈(2700')은 센서 또는 모듈의 중심선(2750')이 (예를 들어 팔꿈치로부터 손목으로 등) 착용자의 팔뚝의 길이를 따라 연장되는 선에 평행하도록 팔뚝(또는 다른 신체 부분)에 대해 배향될 수 있다. 바람직하기로, 이러한 구성은 (예를 들어 방출기 챔버(2736a')로부터 감지기 챔버(2738')로 이동하는 광 등) 방출기 챔버들에서 방출되는 광과 감지기 챔버들에서 감지되는 광이 뼈 등 다른 조직이 아니라 (예를 들어 혈관 등) 착용자의 연질 조직으로 침투하도록 촉진함으로써 생리학적 측정을 향상시킬 수 있다.
도 27k에 보인 바와 같이, (예를 들어 동일한 파장을 방출하고 서로 경면대칭인) 서로 대응하는 제1 및 제2 방출기 그룹들의 방출기들은 각각 하나 이상의 제2 감지기 챔버(2742')들의 감지기들로의 개별적인 경로들을 따라 이동하는 광을 방출할 수 있다. 대응 방출기들로부터의 광의 개별 경로들은 동일한 길이를 갖는 것일 수 있다. 이는 대응 방출기들이 각각 챔버(2742')의 감지기로부터 동일한 거리에 위치하기 때문일 수 있다. 하나 이상의 제2 감지기 챔버(2742')들과 개별 감지기들을 양분하는 센서 또는 모듈(2700')의 중심선(2750)에 대해 서로 경면대칭으로 위치하므로 대응 방출기들은 각각 챔버(2742')의 감지기로부터 동일한 거리에 위치할 수 있다.
하나 이상의 제2 감지기 챔버(2742')들 및 그 개별적 감지기들이 알려진 비율 등 알려진 정보를 제공함으로써 예를 들어 방출기들을 특징화하기 위한 검정(calibration)에 적어도 부분적으로 사용될 수 있다. 예를 들어 방출기들의 제1 그룹의 방출기로부터 챔버(2742')의 감지기에 감지된 파장에 해당하는 정보는 방출기들의 제2 그룹의 방출기로부터 챔버(2742')의 감지기에 감지된 파장에 해당하는 정보와 유사할 수 있어서 방출기들의 제1 및 제2 그룹들이 감지기(2742')로부터 동일한 거리에 있고 거기서 방출된 광이 감지기(2742')이 감지기까지 동일한 거리를 이동할 것이므로 방출기들의 제1 및 제2 그룹들로부터 결과된 정보의 (빼기, 나누기 등) 비교는 0 또는 1 등 알려진 수치를 산출할 것이다. 정규화의 예로서, 챔버(2738', 2740')들의 감지기들에서 감지된 파장들의 비율들이 챔버(2742')들의 감지기들에서 감지된 (예를 들어 나눠지는 등) 정규화된 비율일 수 있다. (예를 들어 방출 광도 변동 또는 다른 이러한 불일치 등) 방출기들의 제1 및 제2 그룹으로부터의 광의 감지로 결과되는 정보가 동일하지 않거나 상당히 다른 경우, 이 정보는 이러한 차이들을 처리(account for)하기 위해 조정 또는 (예를 들어 검정 등) 정규화될 수 있다. 이러한 방출기들의 정규화 또는 온보드 검정(on-board calibration) 또는 특성화는 생리학정 측정의 정확도를 향상시키고 측정 동안 계속적인 검정 또는 정규화를 제공할 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 센서의 생리학적 지표 측정을 연속적으로 검정 또는 정규화하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예들에서, 프로세서는 광학 생리학적 센서가 착용자 생리학적 지표들을 측정하는 동안, 센서의 생리학적 지표 측정을 연속적으로 검정 또는 정규화하도록 구성될 수 있다.
도 27l은 센서 또는 모듈(2700')의 방출기 및 감지기 챔버들의 예시적 구조를 도시한다. 도시된 바와 같이, 센서 또는 모듈(2700')은 예를 들어 이 명세서의 다른 곳에 논의된 바와 같은 제1 방출기 챔버(2736a'), 제2 방출기 챔버(2736b'), 하나 이상의 제1 감지기 챔버(2740')들, 하나 이상의 제2 감지기 챔버(2742')들, 및 하나 이상의 제3 감지기 챔버(2738')들을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 방출기 그룹(2736a', 2736b')들은 하나 이상의 감지기 챔버(2738', 2740')들의 각 챔버들의 각각으로부터 동일하지 않은 거리들에 위치할 수 있다. 이에 따라 감지기 챔버(2738', 2740')들의 각 감지기 챔버들에 대해 제1 및 제2 방출기 그룹(2736a', 2736b')들은 각각 "근거리(near)" 또는 "원거리(far)" 방출기 챔버가 될 수 있다. 달리 말해, 감지기 챔버(2738', 2740')들의 각 감지기는 "근거리(near)" 방출기와 "원거리(far)" 방출기 양자로부터 어떤 특정한 파장을 감지할 수 있는데, 근거리 및 원거리 방출기들이 각각 제1 또는 제2 방출기 그룹들 중의 어느 것에 포함될 수 있다.
예로서 도 27l에 보인 바와 같이, 특정 파장의 광은 제1 방출기 그룹의 방출기로부터 감지기 챔버(2738')의 감지기로의 경로를 따라 이동할 수 있고, 동일한 파장의 광이 제2 방출기 그룹의 방출기로부터 동일한 감지기로의 경로를 따라 이동할 수 있다. 제1 방출기 그룹으로부터의 광은 감지기 챔버(2738')의 감지기에 도달하기 전에 제2 방출기 그룹으로부터의 광보다 더 긴 경로를 이동할 수 있다. 이에 따라 감지기 챔버(2738', 2740')의 어떤 감지에 있어서, 감지기는 (예를 들어 근위 등) 근거리 방출기와 (예를 들어 원위 등) 원거리 방출기 양자로부터 특정한 파장의 광을 수신할 수 있다. 제1 및 제2 방출기 그룹들이 이 명세서에 기재된 바와 같이 감지기 챔버(2742')의 어떤 특정한 감지기로부터 각각 동일한 거리에 위치하므로 이는 챔버(2742')의 감지기들에는 해당하지 않는다.
편의를 위해, "근위(proximal)" 및 "원위(distal)"라는 용어들이 이 명세서에서 감지기 챔버들의 어는 것이나 그 개별 감지기들에 대해 구조들에 기술할 때 사용될 수 있다. 예를 들어 방출기는 제1 감지기 챔버들에 대해 근위이고 제2 감지기 챔버들에 대해 원위일 수 있다. "원위(distal)"라는 용어는 다른 방출기들의 적어도 일부보다 감지기 챔버로부터 더 먼 하나 이상의 방출기들을 지칭한다. "근위(proximal)"라는 용어는 다른 방출기들의 적어도 일부보다 감지기 챔버로부터 더 가까운 하나 이상의 방출기들을 지칭한다. "근위 방출기(proximal emitter)"라는 용어 "근거리 방출기(near emitter)"와 호환적으로 사용될 수 있고 "원위 방출기(distal emitter)"라는 용어는 "원거리 방출기(far emitter)"와 호환적으로 사용될 수 있다.
단일한 방출기가 동시에 하나의 감지기에 근위이고 다른 감지기에 원위일 수 있다. 예를 들어, 하나의 방출기가 제1 감지기 챔버들의 감지기에 대해 근위 방출기이고 제1 감지기 챔버들의 감지기에 대해 원위 방출기가 될 수 있다.
감지기에서 감지된 측정 파장의 광은 (예를 들어 원위 방출기로부터의 긴 경로를 따르거나 근위 방출기로부터 짧은 경로를 따르는 등) 방출기로부터 이동한 경로의 길이에 따라 다른 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어 원위 방출기로부터 긴 경로를 따라 이동한 광은 기기의 착용자의 조직에 더 깊이 침투하여 맥동 혈류 또는 성분에 관한 정보를 제공할 수 있다. 각 파장에 대해 근위 및 원위 방출기를 사용하면 예를 들어 원위 방출기로부터 긴 경로를 따라 이동한 광에 관련된 정보가 근위 방출기로부터 짧은 경로를 따라 이동한 광에 관련된 정보로 (예를 들어 나뉘는 등) 정규화되어 측정의 정확도가 향상될 수 있다.
도 27m-27p는 예시적인 생리학적 지표 측정 센서 또는 모듈(2700')과 모듈(2700')의 방출기 및 감지기 챔버들 간의 예시적인 광 배리어 또는 광 블록들을 도시한다.
도 27m은 센서 또는 모듈(2700')의 예시적 실시예의 전면도이다. 센서 또는 모듈(2700')은 불투명 프레임(2726'), 하나 이상의 전극(2724')들, 하나 이상의 감지기 챔버(2788')들, 하나 이상의 방출기 챔버(2778')들, 및 광 배리어 구조(2720)'를 포함할 수 있다.
불투명 프레임(2726')은 광의 투과를 방지 또는 차단하도록 구성된 하나 이상의 소재들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 불투명 프레임(2726')은 단일한 통합 유닛을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 불투명 프레임(2726')은 연속된 소재를 형성할 수 있다. 광 배리어 구조(2720')는 광의 투과를 방지 또는 차단하도록 구성된 하나 이상의 소재들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 배리어 구조(2720')는 단일한 통합 유닛을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 배리어 구조(2720')는 연속된 소재를 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 배리어 구조(2720') 및 불투명 프레임(2726')은 단일한 통합 유닛을 형성할 수 있다. 일부 실시예들에서, 광 배리어 구조(2720')와 불투명 프레임(2726')은 분리 가능하게 연결될 수 있다.
광 배리어 구조(2720')는 광 배리어(2720a', 2720b', 2720c', 2720d')들 등 하나 이상의 광 배리어들을 포함할 수 있는데, 이는 비제한적인 예들로 제공된다. 일부 실시예들에서, 광 배리어들은 이 명세서에서 광 블록들로도 지칭될 수 있다. 광 배리어들은 광 배리어 구조(2720')의 하나 이상의 부분들을 형성할 수 있다. 광 배리어 구조(2720')(또는 그 광 배리어 부분들)는 이를 통한 광의 통과를 방지할 수 있다. 광 배리어 구조(2720')는 (예를 들어 감지기 챔버(2788')들, 방출기 챔버(2778')들 등) 하나 이상의 챔버들을 규정할 수 있는 여러 광 배리어들 간의 공간들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, (예를 들어 감지기 챔버(2788')들, 방출기 챔버(2778')들 등) 하나 이상의 챔버들은 광 배리어 구조(2720') 또는 그 광 배리어 부분들, (예를 들어 PCB 등) 기판의 표면, 및 렌즈 또는 커버로 둘러싸일 수 있다. 일부 실시예들에서, 광은 렌즈 또는 커버를 통해서만 챔버들로 진입할 수 있다.
광 배리어의 예가 예시적 광 배리어(2720a')를 참조하여 제공된다. 광 배리어(2720a')는 광 배리어 구조(2720')의 일부를 형성한다. 광 배리어(2720a')는 인접 챔버들 간의 광의 이동을 (예를 들어 차단 등) 방지할 수 있다. 예를 들어, 광 배리어(2720a')는 방출기 챔버(2778')들과 감지기 챔버(2788')들 간의 광 배리어 구조(2720')의 광의 통과를 방지할 수 있다. 광 배리어(2720a'), 또는 그 부분들은 폭(2771')을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771')은 약 3.30mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771')은 약 3.25mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771')은 약 3.20mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771')은 약 3.24mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771')은 (예를 들어 더 긴 등) 길이(2779)보다 더 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771')은 길이(2779)의 약 165% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771')은 길이(2779)의 약 160% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771')은 길이(2779)의 약 155% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2771')은 길이(2779)의 약 160%일 수 있다. 바람직하기로, (예를 들어 방출기 챔버(2778')들과 감지기 챔버(2788')들을 분리하는 더 넓은 광 배리어 등) 더 큰 폭(2771')은 방출기 챔버(2778')들에서 방출된 광이 감지기 챔버(2788')들에 도달하시 전에 더 긴 거리를 이동하게 한다. 더 긴 거리를 이동한 광은 착용자의 조직에 더 깊이 침투하는데 이는 생리학적 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
광 배리어의 다른 예가 예시적 광 배리어(2720b')를 참조하여 제공된다. 광 배리어(2720b')는 광 배리어 구조(2720')의 일부를 형성한다. 광 배리어(2720b')는 인접 챔버들 간의 광의 이동을 (예를 들어 차단 등) 방지할 수 있다. 예를 들어, 광 배리어(2720b')는 방출기 챔버(2778')들과 감지기 챔버(2788')들 간의 광 배리어 구조(2720')의 광의 통과를 방지할 수 있다. 광 배리어(2720b'), 또는 그 부분들은 폭(2772')을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772')은 약 1.65mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772')은 약 1.60mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772')은 약 1.55mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772')은 약 1.59mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772')은 (예를 들어 더 짧은 등) 폭(2771')보다 더 작을 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772')은 폭(2771')의 약 60% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772')은 폭(2771')의 약 55% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772')은 폭(2771')의 약 50% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2772')은 폭(2771')의 약 49%일 수 있다. 바람직하기로, (예를 들어 방출기 챔버(2778')들과 감지기 챔버(2788')들을 분리하는 더 넓은 광 배리어 등) 더 큰 폭(2772')은 방출기 챔버(2778')들에서 방출된 광이 감지기 챔버(2788')들에 도달하시 전에 더 긴 거리를 이동하게 한다. 더 긴 거리를 이동한 광은 착용자의 조직에 더 깊이 침투하는데 이는 생리학적 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다.
광 배리어의 다른 예가 예시적 광 배리어(2720c')를 참조하여 제공된다. 광 배리어(2720c')는 광 배리어 구조(2720')의 일부를 형성한다. 광 배리어(2720c')는 인접 챔버들 간의 광의 이동을 (예를 들어 차단 등) 방지할 수 있다. 예를 들어, 광 배리어(2720c')는 방출기 챔버(2778')들과 감지기 챔버(2788')들 간의 광 배리어 구조(2720')의 광의 통과를 방지할 수 있다.
광 배리어의 다른 예가 예시적 광 배리어(2720d')를 참조하여 제공된다. 광 배리어(2720d')는 광 배리어 구조(2720')의 일부를 형성한다. 광 배리어(2720d')는 인접 챔버들 간의 광의 이동을 (예를 들어 차단 등) 방지할 수 있다. 예를 들어, 광 배리어(2720d')는 방출기 챔버(2778')들과 감지기 챔버(2788')들 간의 광 배리어 구조(2720')의 광의 통과를 방지할 수 있다. 광 배리어(2720d'), 또는 그 부분들은 약 1.40 mm 미만의 인접 방출기 챔버들을 분리하는 폭(2775')을 가질 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775')은 약 1.35mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775')은 약 1.30mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775')은 약 1.28mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775')은 약 1.28mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775')은 (예를 들어 더 짧은 등) 폭(2771')보다 더 작을 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775')은 폭(2771')의 약 50% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775')은 폭(2771')의 약 45% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775')은 폭(2771')의 약 40% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775')은 폭(2771')의 약 35% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 폭(2775')은 폭(2771')의 약 49%일 수 있다.
방출기 챔버(2778')들은 센서 또는 모듈(2700')의 중앙 영역 내에 위치할 수 있다. 방출기 챔버(2778')들은 예를 들어 도 27k를 참조하여 더 상세히 설명한 바와 같이 센서 또는 모듈(2700')의 중심선에 걸쳐 서로 인접하게 위치할 수 있다. 방출기 챔버(2778')들은 중심점(C1')에 인접하여 위치할 수 있다. 방출기 챔버(2778')들의 각각은 유사한 크기 및/또는 형태가 될 수 있다. 방출기 챔버(2778')들은 적어도 부분적으로 광 배리어 구조(2720')의 광 배리어(1720d')에 의해 분리될 수 있다. 이 예에서 보인 것 같은 일부 실시예들에서, 광 배리어(1720d')는 방출기 챔버(2778')들 간의 전체 거리를 형성할 수 있다. 예를 들어 (예를 들어 감지기, 감지기 챔버들 등의) 다른 컴포넌트들이 방출기 챔버(2778')들 간에 위치하지 않도록 방출기 챔버(2778')들은 광 배리어(1720d')만으로 분리될 수 있다.
방출기 챔버(2778')들의 일부는 중심점(C1')으로부터의 길이(2779)만큼 연장될 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 약 2.15mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 약 2.19mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 약 2.05mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 약 2.0mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 약 2.02mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 폭(2771') 등 방출기 챔버를 감지기 챔버로부터 분리하는 광 배리어의 폭보다 (예를 들어 더 짧은 등) 더 작을 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 폭(2771')의 약 70% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 폭(2771')의 약 65% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 폭(2771')의 약 60% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 길이(2779)는 폭(2771')의 약 62.3%일 수 있다.
이 예시적 실시예에서 보인 바와 같이, 감지기 챔버(2788')들은 대략 원형 패턴으로 배열된다. 감지기 챔버(2788')들의 각각은 대략 원형 또는 고리형으로 (예를 들어 PCB 등의) 기판 상에 위치한 감지기(2706)를 수납한다. 감지기(2706)들은 개별 감지기 챔버(2788')의 각각의 중심 영역에 위치할 수 있다. 감지기 챔버(2788')들은 링(L1')으로 정의되는 링을 따라 배열될 수 있다. 이 예시적 실시예에 보인 것 같은 일부 실시예들에서, 개별 감지기 챔버(2778')의 감지기(2706)들 역시 (감지기들이 개별 챔버들의 중앙 영역에 위치한 실시예들에서와 같이) 감지기 챔버(2788')들이 배열된 것과 동일한 링을 따라 배열될 수 있다. 링(L1')은 감지기 챔버(2778')의 중앙 영역과 교차할 수 있다. 이 예시적 실시예에서, 방출기 챔버(2778')들이 감지기 챔버(2788')가 규정하는 링(L1')의 (예를 들어 중앙 영역 등) 내부 영역에 위치하도록 링(L1')이 방출기 챔버(2778')들의 전체를 둘러싼다. 일부 실시예들에서, 감지기 챔버(2788')들의 각각(및 개별 감지기 챔버(2788')들 내의 대응 감지기(2706)들)은 (예를 들어 센서 또는 모듈(2700')의 중심 등의) 중심점(C1')으로부터 거의 유사 또는 동일한 거리에 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서, 감지기(2706)들은 장변과 단변을 포함하는 직사각형일 수 있다. 감지기(2706)들은 각 감지기의 장변이 (예를 들어 반경 r1', 반경 r2', 반경 r3' 등) 중심점(C1')으로부터 연장되는 반경에 직교하도록 센서 또는 모듈(2700') 상에 위치할 수 있다. 바람직하기로, 감지기(2706)들이 중심점(C1')에 직교하도록 감지기(2706)들을 센서 또는 모듈(2700') 상에 고리형 배열로 배향하면 방출기들로부터의 광이 방출기들로부터 감지기들로의 알려진 경로를 따라 이동하도록 보장함으로써 생리학적 측정의 정확도를 향상시키고 또한 생리학적 데이터를 결정하기 위해 요구되는 (예를 들어 광경로 길이들의 수 등) 변수들의 양을 감소시켜 센서 또는 모듈(2700')의 처리 요구치들 저감시킬 수 있다.
전극(2724')들은 기준 전극과 음 전극(및/또는 양 전극)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 센서 또는 모듈(2700')을 통합한 시계 등의 웨어러블 기기는 착용자의 피부와 접촉하도록 구성된 웨어러블 기기의 하우징 상에 위치한 (예를 들어 양 전극 등의) 다른 ECG 전극을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극(2724')들의 표면은 불투명 프레임(2726')의 표면과 같은 높이가 될 수 있다.
전극(2724')들은 예를 들어 도 27b에 보인 바와 같이 불투명 프레임(2726') 내 또는 이를 따라 위치할 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극(2724')들은 대략 반원형일 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극(2724')들은 대략 반 고리형일 수 있다. 도시된 예시적 실시예에서, 전극(2724')들의 각각은 대략 반 고리를 형성한다. 바람직하기로, 고리 형태 전극은 전극의 표면을 감소시키는 동시에 (예를 들어 피부의 다양한 영역과 접촉함으로써) 착용자의 피부와의 접촉을 향상시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극(2724')들의 각각은 유사한 크기 및/또는 형태가 될 수 있다. 일부 실시예들에서, 전극(2724')들은 다양한 크기 및/또는 형태들일 수 있다. 이 예시적 실시예에서, 전극(2724')들은 링(L2')으로 정의되는 링을 따라 (예를 들어 불투명 프레임(2726') 내부의) 센서 또는 모듈(2700') 내에 위치할 수 있다. 이 명세서에 기재된 여러 실시예들에서, 링(L2')은 바람직하기로 전극(2724')들과 기기 착용자의 피부 간에 향상된 접촉을 제공할 수 있는 다양한 반경을 포함할 수 있다. 일부 구현예들에서, 프레임(2726')은 ECG 전극(2724')들을 수용할 크기 및/또는 형태의 홈(2824')들을 포함한다. 일부 구현예들에서, 홈(2824')들은 ECG 전극(2724')들의 두께와 거의 동일한 깊이를 갖는다(예를 들어 프레임(2726')의 평면으로부터 측정). 일부 구현예들에서, 홈(2824')들은 ECG 전극(2724')들의 크기 및/또는 형태에 맞는 크기 및/또는 형태를 갖는다. 예를 들어 ECG 전극들이 반 고리형 형태를 갖는 일부 구현예들에서 홈(2824')들은 반 고리형 형태를 가질 수 있다.
불투명 프레임(2726')은 전극(2724)들 사이에 예를 들어 g1',g2'등) 하나 이상의 갭들을 포함한다. 갭( g1',g2')들(또는 불투명 프레임(2776')의 다른 부분들)은 전극(2724)들의 각각을 서로에 대해 전기적으로 절영할 수 있다. 전극(2724')들의 각각은 개별 갭( g1',g2')들의 부분을 따라 굴곡된 모서리를 포함한다. 일부 실시예들에서 갭( g1',g2')들은 크기가 유사할 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭( g1',g2')들은 서로 다른 크기들일 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭(g1',g2')들은 약 0.6 mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭(g1',g2')들은 약 0.65 mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭(g1',g2')들은 약 0.7 mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 갭(g1',g2')들은 약 0.62 mm일 수 있다. 전술한 바와 같이 일부 구현예들에서 프레임(2726')은 ECG 전극(2724')들을 수납할 크기 및/또는 형태의 홈(2824')들을 포함한다. 일부 구현예들에서, 이러한 홈(2824')들의 각각은 제1 및 제2 단들을 포함하는데, 홈(2824')들의 제1 단들은 갭(g1')에 의해 서로 분리되고 홈(2824')들의 제2 단들은 갭(g2')에 의해 서로 분리된다(도 27m 참조). 적어도 도 27m에 도시된 것 등의 일부 구현예들에서, 홈(2824')들의 단부들 및/또는 ECG 전극(2724')의 단부들은 둥글린(rounded) 형태를 갖는다.
링(L1')은 센서 또는 모듈(2700')의 외경과 동축일 수 있다. 링(L2')은 센서 또는 모듈(2700')의 외경과 동축일 수 있다. 링(L2')은 링(L1') 등 감지기 챔버(2788')들의 위치들로 정의되는 링과 동축일 수 있다. 중심점(C1')은 링(L1')의 기하학적 중심을 규정할 수 있다. 중심점(C1')은 링(L2')의 기하학적 중심을 규정할 수 있다. 중심점(C1')은 센서 또는 모듈(2700')의 기하학적 중심을 규정할 수 있다. 도 27m에 보인 것 같은 일부 실시예들에서, L1', L2'의 각각과 센서 또는 모듈(2700')의 외주는 서로 동축으로 C1'로 보인 동일한 기하학적 중심을 공유한다.
링(L1')은 반경 r1'를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 약 6.5mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 약 6.45mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 약 6.40mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 약 6.40mm일 수 있다. 일부 실시예들에서 반경 r1'는 반경 r2'보다 (예를 들어 더 짧은 등) 더 작을 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 반경 r2'의 60% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 반경 r2'의 55% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 반경 r2'의 50% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 반경 r2'의 50.9%일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 반경 r3'보다 (예를 들어 더 짧은 등) 더 작을 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 반경 r3'의 40% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 반경 r3'의 45% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 반경 r3'의 50% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r1'는 반경 r3'의 42%일 수 있다.
링(L2')은 반경 r2'를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2'는 약 13mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2'는 약 12.75mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2'는 약 12.5mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2'는 약 12.59mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2'는 반경 r3'보다 (예를 들어 더 짧은 등) 더 작을 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2'는 반경 r3'의 80% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2'는 반경 r3'의 85% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2'는 반경 r3'의 90% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r2'는 반경 r3'의 82.7%일 수 있다.
일부 실시예들에서, (예를 들어 센서 또는 모듈(2700')의 외주 등) 센서 또는 모듈(2700')은 반경 r3'을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r3'는 약 15.0mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r3'는 약 15.25mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r3'는 약 15.5mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 반경 r3'는 약 15.22mm일 수 있다.
도 27n은 센서 또는 모듈(2700')의 예시적 실시예의 절개 측면도이다. 센서 또는 모듈(2700')은 배리어 구조(2720'), 외면(2791'), 및 기판(2716')을 포함한다. 외면(2791')은 광 배리어 구조 부분, 렌즈 부분, 불투면 프레임 부분, 및/또는 전극 부분들을 포함할 수 있다. 센서 또는 모듈(2700')의 외면(2791')은 착용자의 피부를 대량 및/또는 접촉할 수 있고 대략 볼록 형태를 포함할 수 있다. 센서 또는 모듈(2700')의 중앙 영역은 높이(2793')를 가질 수 있다. 예를 들어 센서 또는 모듈(2700')의 중앙 영역에서 광 배리어 구조(2720')의 높이는 높이(2793')에 대응할 수 있다. 높이(2793')는 외면(2792')이 기판(2716')으로부터 (예를 들어 착용자의 피부를 향해) 수직으로 연장되는 최대 거리가 될 수 있다. (예를 들어 기판(2716')의 외주를 따른) 센서 또는 모듈(2700')의 외측 영역은 높이(2795')를 가질 수 있다. 예를 들어 센서 또는 모듈(2700')의 외측 영역에서 광 배리어 구조(2720') 및/또는 불투명 프레임(2726')의 높이는 높이(2795')에 해당할 수 있다. 높이(2795')는 외면(2792')이 기판(2716')으로부터 (예를 들어 착용자의 피부를 향해) 수직으로 연장되는 최소 거리가 될 수 있다.
일부 실시예들에서, 높이(2793')는 약 2.95mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 약 2.90mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 약 2.85mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 약 2.80mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 약 2.85mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 약 2.70mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 약 2.65mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 약 2.60mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 약 2.55mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 약 2.58mm일 수 있다.
일부 실시예들에서, 높이(2795')는 약 1.40mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2795')는 약 1.35mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2795')는 약 1.30mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2795')는 약 1.25mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2795')는 약 1.29mm일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2795')는 약 1.90mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2795')는 약 1.85mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2795')는 약 1.80mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2795')는 약 1.75mm 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2795')는 약 1.78mm일 수 있다.
일부 실시예들에서, 높이(2793')는 (예를 들어 더 높은 등) 높이(2795')보다 더 클 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 높이(2795')의 약 230% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 높이(2795')의 약 225% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 높이(2795')의 약 220% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 높이(2795')의 약 215% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 높이(2795')의 약 221%일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 높이(2795')의 약 155% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 높이(2795')의 약 150% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 높이(2795')의 약 145% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 높이(2795')의 약 140% 미만일 수 있다. 일부 실시예들에서, 높이(2793')는 높이(2795')의 약 145%일 수 있다.
(예를 들어 센서 또는 모듈(2700)의 중앙 영역에서 광 배리어가 더 높은 등) 바람직하기로 높이(2793')가 높을수록(및/또는 높이(2795')에 대한 높이(2793')의 비율이 높을수록) 방출기 챔버들에서 방출된 광이 감지기 챔버들에 도달하기 전에 더 큰 거리를 이동하게 된다. 더 큰 거리를 이동하는 광은 착용자의 조직으로 더 깊이 침투할 수 있는데, 이는 생리학적 측정의 정확도를 향상시킬 수 있다. 높이(2793')가 낮을수록(및/또는 높이(2795')에 대한 높이(2793')의 비율이 낮을수록) 착용자 상에 위치한 웨어러블 기기의 압력의 양이 저감됨으로써 웨어러블 기기(10)를 착용한 착용자의 불편이 감소되거나 착용자의 혈류에 대한 장애를 감소시킬 수 있다. 높이(2793') 및/또는 높이(2795')는 광이 조직 내로 침투하는 깊이의 증가와 착용자의 불편 또는 혈류 장애의 감소 등 전술한 고려사항들의 균형을 잡도록 선택될 수 있다.
도 27o 및 27p는 다른 광 배리어 구조 구성들을 갖는 센서 또는 모듈(2700')의 2개의 예시적 실시예들을 도시한다. 도 27o 및 27p는 또한 방출기 챔버로부터 감지기 챔버로의 예시적 광경로도 도시한다. 도 27o의 예시적 실시예에 보인 광 배리어 구조(2720')(또는 그 부분들)는 도 27p의 예시적 실시예에 보인 광 배리어 구조(2720)(또는 그 부분들)보다 (예를 들어 기판(2716)의 표면으로부터 더 멀리 연장되는 등) 더 높거나 및/또는 더 넓다. 도 27o의 실시예에서 광 배리어 구조(2720')의 높이 및/또는 폭이 더 커지면 방출기 챔버(2778')에서 방출된 광이 감지기 챔버에 도달하기 전에 더 큰 거리를 이동하게 되고, 이에 따라 도 27p의 실시예보다 착용자의 조직으로 더 깊이 침투하게 된다. 그러므로 광 배리어 구조의 높이 및/또는 폭의 조정은 방출기 챔버로부터 감지기 챔버로 광이 이동하는 경로에 영향을 미칠 수 있는데, 이는 생리학적 측정의 정확도에 영향을 미칠 수 있다. 여러 실시예들에 따르면 광 배리어 구조의 높이 및/또는 폭은 요구되거나 원하는 대로 조정할 수 있다.
도 27q는 광 투과 렌즈(들) 또는 커버(들) 및 광 확산 소재를 보이는, 예시적 센서 또는 모듈(2700')의 절개 측면도를 도시한다. 광 확산 소재들은 하나 이상의 방출기 또는 감지기 챔버들에 포함되어 방출 광 및/또는 감지 광의 분포를 향상시킬 수 있다. 광 확산 소재 또는 봉합재는 예를 들어 미소구체 또는 유리 미소구체들을 포함할 수 있다. 봉합재는 광 투과 커버(2702')의 표면과 방출기 및/또는 감지기들 간의 공기 갭을 제거할 수 있다. 봉합재는 봉합재들의 둘레에 포함되어 방출 광을 더 균일하게 분산시킴으로써 방출 광이 봉합재가 없는 경우의 점광원(즉 단일한 LED 방출기)이 아니라 전체 방출기 챔버로부터 방출되는 것처럼 보이게 할 수 있다. 광 투과 렌즈(들) 또는 커버(들)(2702')는 폴리카보네이트를 포함할 수 있다.
외부 기기들의 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스
이 명세서에 논의하고 도 2에 보인 바와 같이, 웨어러블 기기(10)는 예를 들어 무선으로 외부 기기와 통신할 수 있다. 도 28은 외부 기기(2802)와 통신하는 웨어러블 기기(10)의 예시적 실시예를 보이는 블록도를 도시한다. 통신은 블루투스 및/또는 근거리 통신(NFC) 무선통신이 될 수 있지만 이에 한정되지는 않는다. 도 2에 보인 바와 같이, 웨어러블 기기(10)는 환자 모니터(202), (예를 들어 스마트폰 등의) 이동통신 장치(204), (랩탑 또는 데스크탑일 수 있는) 컴퓨터(206), 태블릿(208), 간호 스테이션 시스템(201), 안경의 표면에 화상을 화상표시할 수 있도록 구성된 스마트 안경 등의 안경을 포함할 수 있는 어떤 수 및/또는 종류의 외부 기기(2802)들과 통신할 수 있다. 외부 기기(2802)들은 건강관리 앱(2804)을 포함할 수 있다. "외부 기기(External device)"와 "연산 장치(computing device)"는 이 명세서에서 호환적으로 사용될 수 있다.
사용자는 외부 기기(2802)를 이 명세서에 기재된 바와 같이 작동할 수 있다. 착용자는 웨어러블 기기(10)를 착용할 수 있다. 일부 구현예들에서, 외부 기기(2802)의 사용자와 웨어러블 기기(10)의 착용자는 다른 사람이다. 일부 구현예들에서, 외부 기기(2802)의 사용자와 웨어러블 기기(10)의 착용자는 동일한 사람이다. "사용자(user)"와 "착용자(wearer)"와 "환자(patient)"라는 용어들은 이 명세서에서 서로 호환적으로 사용될 수 있고 모두 웨어러블 기기(10)를 착용한 사람 및/또는 건강 앱(2804)를 사용하는 사람을 모두 지칭할 수 있으며, 특정한 예들의 어느 것에서의 그 사용이 본 발명의 한정을 의도한 것이 아니다.
웨어러블 기기(10)는 착용자/사용자의 생리학적 데이터 등의 정보를 외부 기기(2802)에 통신할 수 있다. 외부 기기(2802)는 웨어러블 기기(10)로부터 수신한 생리학적 지표들을 이 명세서에 기재된 바와 같이 화상표시할 수 있다.
외부 기기(2802)는 예를 들어 이 명세서에 기재된 무선 통신을 통해 웨어러블 기기(10)의 작동을 제어할 수 있다. 예를 들어 외부 기기(2802)는 웨어러블 기기(10)가 착용자 생리학적 지표들의 측정을 시장 또는 중지하도록 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨어러블 기기(10)는 착용자 생리학적 지표들을 계속적으로 측정하여 외부 기기(2802)에 통신할 수 있다. 일부 실시예들에서, 외부 기기(2802)는 웨어러블 기기(10)로부터 수신된 착용자 생리학적 지표들을 계속적으로 화상표시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨어러블 기기(10)는 웨어러블 기기(10)와 통신하는 외부 기기(2802)에서 사용자 입력을 수신하면 1분 등 유한한 양의 시간 동안 생리학적 지표들을 측정하여 외부 기기(2802)에 통신할 수 있다.
도 29, 30a-30h, 31a-31d, 32, 33a-33c-34a-34c 및 35a-35b는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 건강관리 앱(2804)의 예시적인 그래픽 사용자 인터페이스(graphical user interface)들을 도시한다. 여러 실시예들에서, 사용자 인터페이스의 실시예들은 이하에 도시 및 설명된 것들로부터 재배열되거나 및/또는 특정한 실시예들이 포함되거나 포함되지 않을 수 있다. 건강 앱(2804)은 외부 기기(2802) 상에서 실행되어 도 29, 30a-30h, 31a-31d, 32, 33a-33c-34a-34c 및 35a-35b의 그래픽 사용자 인터페이스가 표시되도록 할 수 있다. 이 명세서에 설명된 바와 같이, 건강 앱(2804)은 도 29, 30a-30h, 31a-31d, 32, 33a-33c-34a-34c 및 35a-35b의 그래픽 사용자 인터페이스를 표시시키는 개별 고객 구성 패키지를 수신할 수 있다.도 29, 30a-30h, 31a-31d, 32, 33a-33c-34a-34c 및 35a-35b의 그래픽 사용자 인터페이스들은 유사한 사용자 인터페이스 요소 및/또는 능력들을 가질 수 있다.
도 29는 건강 앱(2804)의 대시보드 사용자 인터페이스(2900)를 도시한다. 대시보드 사용자 인터페이스(2900)는 맥박수, SpO2, RRp, PVi, Pi 등 착용자의 현재 생리학적 지표들 (2902)을 화상표시할 수 있다. 현재 착용자 생리학적 지표(들)(2902)의 표시에 추가하여 대시보드 사용자 인터페이스(2900)는 지표(2902)들의 상태와 각 지표(2902)에 대한 다양한 상태 범위를 시각적으로 표시하는 하나 이상의 생리학적 지표(2902)들에 연관된 표시기(indicator)(들)를 표시할 수 있다. 대시보드 사용자 인터페이스(2900)는 또한 운동 이력 정보, 수면 정보, 활동 수준, 걸음 수, 및/또는 소모 칼로리 등 착용자의 통계/정보의 이력을 화상표시할 수 있다.
대시보드 사용자 인터페이스(2900)는 또한 사용자에 의해 선택하도록 구성된 하나 이상의 내비게이션 선택기(2904)를 화상표시할 수 있다. 내비게이션 선택기(2904)는 홈(home) 내비게이션 선택기, 활동 내비게이션 선택기, 운동(workout) 내비게이션 선택기, 활성(vitals) 내비게이션 선택기, 수면 내비게이션 선택기, 이력 내비게이션 선택기, 공유 내비게이션 선택기 및/또는 설정 내비게이션 선택기를 포함할 수 있다. 내비게이션 선택기(2904)들의 선택은 건강 앱(2804)이 선택된 내비게이션 선택기(2904)에 연계된 이 명세서에 기재된 그래픽 사용자 인터페이스들 중의 어느 것을 화상표시하게 한다. 내비게이션 선택기(2904)는 이 명세서에 기재된 그래픽 사용자 인터페이스들 중의 어느 것에 화상표시될 수 있다.
도 30a-30d는 건강 앱(2804)의 예시적인 불시 검사(spot check) 감시 사용자 인터페이스를 도시한다. 웨어러블 기기(10)는 불시 검사를 수행하도록 구성될 수 있다. 불시 검사는 웨어러블 기기(10)가 착용자의 생리학적 측정을 수행하는 동안의 불연속적 기간(discrete period)이 될 수 있다. 예를 들어 불시 검사 동안 웨어러블 기기(10)는 1분 동안 생리학적 측정을 수행할 수 있다. 사용자/착용자는 외부 기기(2802)의 건강 앱(2804)을 통해 어느 원하는 시간에 불시 검사를 개시할 수 있다.
도 30a는 건강 앱(2804)의 예시적 즉시 검시 감시 사용자 인터페이스(3000)를 도시한다. 사용자/착용자는 시작 불시 검사 선택 가능한 컴포넌트(start spot check selectable component; 3002)를 선택함으로써 불시 검사를 시작할 수 있다. 건강 앱(2804)을 통해 시작 불시 검사 선택 가능한 컴포넌트(3002)를 선택하면, 외부 기기(2802)는 웨어러블 기기(10)가 이 명세서에 기재된 바와 같이 생리학적 지표들의 측정을 시작하게 할 수 있다. 일부 실시예들에서, 건강 앱(2804)을 통해 시작 불시 검사 선택 가능한 컴포넌트(3002)를 선택하면, 외부 기기(2802)는 웨어러블 기기(10)가 불시 검사를 시작하게 하기 전에 (예를 들어 전원(16)의 충전 및/또는 전압 수준을 점검함으로써) 웨어러블 기기(10)의 전력 수준을 점검하여 웨어러블 기기(10)가 불시 검사를 수행하기에 충분한 전력을 갖는지 점검할 수 있다. 웨어러블 기기(10)가 충분한 전력을 갖는다고 판단하면 외부 앱은 웨어러블 기기(10)가 불시 검사를 수행하도록 시킨다. 웨어러블 기기(10)가 충분한 전력을 갖지 않는다고 판단하면 외부 앱은 웨어러블 기기(10)가 불시 검사를 수행하도록 시키지 않거나 및/또는 웨어러블 기기(10)가 어떤 생리학적 지표들만에 대해 불시 검사를 하도록 시킬 수 있다. 일부 실시예들에서, 외부 기기(2802)로부터 불시 검사를 수행하라는 명령을 수신하면, 웨어러블 기기(10)는 불시 검사를 시작하게 하기 전에 (예를 들어 전원(16)의 충전 및/또는 전압 수준을 점검함으로써) 전력 수준을 점검하여 불시 검사를 수행하기에 충분한 전력을 갖는지 점검할 수 있다. 충분한 전력을 갖는다고 판단하면 웨어러블 기기(10)는 불시 검사의 수행을 시작할 수 있다. 충분한 전력을 갖지 않는다고 판단하면 웨어러블 기기(10)가 불시 검사를 수행하지 않을 수 있다.
일부 실시예들에서, 웨어러블 기기(10)는 예를 들어 3분, 2분, 1분, 30초, 15초 또는 요구되거나 원하는 어떤 양의 시간 등 소정의 시간 동안 불시 검사를 수행할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자는 예를 들어 선택 가능한 컴포넌트(3002)의 선택 이전 또는 이후에 불시 검사가 수행될 소정 양의 시간을 선택할 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨어러블 기기(10)는 불시 검사를 중지하라는 명령을 받을 때까지 불시 검사를 수행할 수 있다. 예를 들어, 외부 기기(2802)는 예를 들어 (예를 들어 선택 가능한 컴포넌트(3002)와 유사한) 건강 앱(2804)의 선택 가능한 컴포넌트를 통해 사용자 명령을 수신하면 웨어러블 기기(10)가 불시 검사의 수행을 중단하게 시킬 수 있다.
도 30b는 건강 앱(2804)의 예시적 불시 검사 감시 사용자 인터페이스(3010)를 도시한다. 불시 검사 감시 사용자 인터페이스(3010) 불시 검사 동안 맥박수, SpO2, RRp, PVi, Pi 등 웨어러블 기기(10)가 측정한 생리학적 지표들의 거의 실시간 측정값들을 화상표시할 수 있다. 이 명세서에 기재된 바와 같이, 거의 실시간 측정값, 파형, 지표 등이 웨어러블 기기(10)로 얻어지는 것과 동시에 또는 거의 동시에 (예를 들어 전기 전도 또는 전송으로 야기되는 등 사람이 인식 불가능한 등의 작은 지연은 무시함)(예를 들어 건강 앱의 사용자 인터페이스를 통해) 화상표시되는 생리학적 지표들로 지칭될 수 있다. 즉시 검시 감시 사용자 인터페이스(3010)는 불시 검사 동안 얻어진 맥박 파형 및/또는 혈량 측정 파형 등 생리학적 지표들의 어느 것의 거의 실시간 파형을 화상표시할 수 있다.
도 30c는 건강 앱(2804)의 예시적인 불시 검사 감시 사용자 인터페이스(3020)를 도시한다. 불시 검사 감시 사용자 인터페이스(3020)는 도 30b를 참조하여 설명한 바와 같은 착용자 생리학적 지표들의 거의 실시간 측정값들을 화상표시할 수 있다. 불시 검사 감시 사용자 인터페이스(3020)는 이력 데이터를 더 포함할 수 있다. 특히 불시 검사 감시 사용자 인터페이스(3020)는 착용자 생리학적 지표들의 과거 추세들을 표현하는 시각화 정보(들)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 시각화 정보(들)는 시간의 x축과 지표값의 y축을 갖는 하나 이상의 그래프들을 포함할 수 있다.
도 30d는 건강 앱(2804)의 예시적인 불시 검사 감시 사용자 인터페이스(3030)를 도시한다. 불시 검사 감시 사용자 인터페이스(3030)는 웨어러블 기기(10)가 불시 검사를 완료했을 때 화상표시될 수 있다. 도 30d에 묘사된 바와 같은 일부 실시예들에서, 사용자 인터페이스(3030)는 불시 검사 동안 얻어진 생리학적 지표들을 도 30c의 사용자 인터페이스(3020)에 보인 것과 유사한 포맷으로 화상표시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자 인터페이스(3030)는 불시 검사 동안 얻어진 생리학적 지표들을 도 30b의 사용자 인터페이스(3010)에 보인 것과 유사한 포맷으로 화상표시할 수 있다.
일부 실시예들에서, 불시 검사 감시 사용자 인터페이스(3030)는 불시 검사가 종료된 후 1분 등 소정 길이의 시간 동안 화상표시되고, 소정 길이의 시간 후 건강 앱(2803)은 대시보드 사용자 인터페이스(2900) 또는 불시 검사 감시 사용자 인터페이스(3000) 등 이 명세서에 기재된 사용자 인터페이스들의 어느 것 등 다른 사용자 인터페이스를 화상표시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 선택 가능한 컴포넌트(3032)를 선택하면 사용자는 대시보드 사용자 인터페이스(2900) 또는 불시 검사 감시 사용자 인터페이스(3000) 등 이 명세서에 기재된 사용자 인터페이스들의 어느 것 등 다른 사용자 인터페이스로 내비게이션할 수 있다. 일부 실시예들에서, 건강 앱(2804)은 사용자가 선택 가능한 컴포넌트(3032)를 선택할 때까지 사용자 인터페이스(3030)를 화상표시할 수 있다.
도 30e-30h는 건강 앱(2804)의 예시적인 연속 감시 사용자 인터페이스들을 도시한다. 웨어러블 기기(10)는 착용자 생리학적 지표들의 연속적 측정을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 기기는 예를 들어 사용자가 연속 작동 모드를 중단할 때까지 및/또는 이 명세서에 기재된 바와 같은 불시 검사 등 작동의 불연속적인 감시 모드의 작동을 선택할 때까지 착용자 생리학적 지표들을 무한히 연속 측정할 수 있다.
일부 실시예들에서, 외부 기기(2802)는 웨어러블 기기(10)를 연속 감시 모드에 진입시키기 전 및/또는 연속 감시를 하는 동안(예를 들어 전원(16)의 충전 및/또는 전압 수준을 점검함으로써) 웨어러블 기기(10)의 전력 수준을 점검하여 웨어러블 기기(10)가 연속 감시를 수행하기에 충분한 전력을 갖는지 점검할 수 있다. 웨어러블 기기(10)가 충분한 전력을 갖는다고 판단하면 외부 앱은 웨어러블 기기(10)가 연속 감시를 시작하거나 및/또는 연속 감시를 계속하도록 시킬 수 있다. 웨어러블 기기(10)가 충분한 전력을 갖지 않는다고 판단하면 외부 앱은 웨어러블 기기(10)가 연속 감시를 시작하도록 시키지 않거나 및/또는 웨어러블 기기(10)가 연속 감시를 중단하도록 시키거나 및/또는 수정된 연속 감시 모드 또는 불시 검사 감시 모드 등 웨어러블 기기(10)가 연속 감시와 다른 작동 모드를 시작할 수 있다.
도 30e는 건강 앱(2804)의 예시적인 연속 감시 사용자 인터페이스(3040)를 도시한다. 이 사용자 인터페이스(3040)는 웨어러블 기기(10)가 연속 감시 모드로 작동되지만 예를 들어 웨어러블 기기(10)가 착용자에 착용되지 않아(또는 적절히 착용되지 않아) 생리학적 측정값들을 동시에 얻을 수 없는 경우(또는 얻어진 생리학적 측정값들이 정확도 임계값 밑으로 떨어졌다고 판단된 경우) 화상표시될 수 있다.
도 30f는 건강 앱(2804)의 예시적인 연속 감시 사용자 인터페이스(3050)를 도시한다. 이 사용자 인터페이스(3050)는 도 30b의 예시적 사용자 인터페이스(3010)의 불시 검사 동안의 생리학적 지표들의 화상표시를 참조하여 설명한 바와 유사한 방식의 연속 감시 동안 웨어러블 기기(10)로 측정함에 따라 생리학적 지표들의 거의 실시간 측정값들을 화상표시할 수 있다.
도 30g는 건강 앱(2804)의 예시적인 연속 감시 사용자 인터페이스(3060)를 도시한다. 이 연속 감시 사용자 인터페이스(3060)는 도 30f 또는 도 30b를 참조하여 설명한 것 등 착용자 생리학적 지표들의 거의 실시간 측정값들을 화상표시할 수 있다. 연속 감시 사용자 인터페이스(3060)는 이력 데이터를 더 포함할 수 있다. 특히 연속 감시 사용자 인터페이스(3060)는 착용자 생리학적 지표들의 과거 추세들을 표현하는 시각화 정보(들)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 시각화 정보(들)는 시간의 x축과 지표값의 y축을 갖는 하나 이상의 그래프들을 포함할 수 있다.
도 30h는 건강 앱(2804)의 예시적인 연속 감시 사용자 인터페이스(3070)를 도시한다. 이 연속 감시 사용자 인터페이스(3070)는 이 명세서에 논의된 그래픽 사용자 인터페이스들의 어느 것에 화상표시되는 것 등 이 명세서에 논의되는 생리학적 지표들의 어느 것에 관련된 정보(3702)를 화상표시할 수 있다. 이 정보(3072)는 사용자/착용자가 생리학적 지표를 이해하는 데 도움이 될 수 있다. 도 30h의 예에서, 연속 감시 사용자 인터페이스(3070)는 생리학적 지표에 관련된 정보(3072)를 화상표시한다. 연속 감시 사용자 인터페이스(3070)는 화상표시된 생리학적 지표의 사용자 선택에 응답하여 생리학적 지표에 관련된 정보를 화상표시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도 30h에 묘사한 바와 같이 사용자는 도 30f의 사용자 인터페이스(3050)에 보인 것과 유사하게 화상표시된 포맷으로부터 생리학적 지표를 선택하여 정보(3072)를 화상표시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자는 도 30g의 사용자 인터페이스(3060)에 보인 것과 유사하게 화상표시된 포맷으로부터 생리학적 지표를 선택하여 정보(3072)를 화상표시할 수 있다.
도 31a-31d는 건강 앱(2804)의 예시적인 측정 설정 사용자 인터페이스들을 도시한다. 예시적인 측정 설정 인터페이스들에서 논의한 바와 같이, 사용자는 적어도 생리학적 측정들에 관련된 건강 앱(2804)의 설정을 조정하거나 및/또는 웨어러블 기기(10)의 작동 모드를 조정할 수 있다.
도 31a는 건강 앱(2804)의 예시적인 측정 설정 사용자 인터페이스(3100)를 도시한다. 이 측정 설정 사용자 인터페이스(3100)는 사용자가 웨어러블 기기(10)의 작동 모드를 선택할 수 있게 해준다. 예를 들어 사용자는 사용자 인터페이스(3100)를 통해 웨어러블 기기가 연속 감시 모드로 작동될지 또는 불시 검사 모드로 작동될지를 선택할 수 있다. 사용자는 또한 사용자 인터페이스(3100)의 선택을 통해 사용자 인터페이스(3110) 등의 추가적인 측정 설정 사용자 인터페이스들로 내비게이션할 수 있다.
도 31b는 건강 앱(2804)의 예시적인 측정 설정 사용자 인터페이스(3110)를 도시한다. 이 측정 설정 사용자 인터페이스(3110)는 도시된 바와 같이 여러 가지 생리학적 지표들을 화상표시할 수 있다. 사용자는 화상표시된 생리학적 지표들의 어느 것을 선택하여 선택된 생리학적 지표에 연계된 설정들을 편집 및/또는 조정할 수 있다. 생리학적 지표들의 사용자 선택은 사용자가 사용자 인터페이스(3120 또는 3130) 등의 추가적인 측정 설정 사용자 인터페이스들로 내비게이션할 수 있게 할 수 있다.
도 31c는 건강 앱(2804)의 예시적인 측정 설정 사용자 인터페이스(3120)를 도시한다. 이 측정 설정 사용자 인터페이스(3120)는 사용자가 웨어러블 기기(10)로 측정되거나 및/또는 이 명세서에 논의된 그래픽 사용자 인터페이스로 화상표시된 생리학적 지표들의 어느 것 등 생리학적 지표에 관련된 하나 이상의 임계 수준들을 설정할 수 있게 해준다. 일부 실시예들에서, 웨어러블 기기(10)로 측정된 생리학적 지표값이 임계 수준에 도달하면, 외부 기기(2802)가 통지를 생성할 수 있다. 예를 들어 임계 수준이 돌파되면 외부 기기(2802)는 비상 통지가 생성되도록 할 수 있다. 이 비상 통지는 외부 기기(2802)의 그래픽 사용자 인터페이스에 화상표시되거나 및/또는 웨어러블 기기(10), 다른 외부 기기(2802), 및/또는 제3자 기기 등의 다른 기기에 통산될 수 있다. 일부 실시예들에서, 생리학적 지표 통지(들)의 생성은 사용자에 의해 활성화 또는 비활성화될 수 있다.
예시적 측정 설정 사용자 인터페이스(3120)는 SpO2 임계값에 관련된 밀 수 있는(slidable) 컴포넌트(3122)를 화상표시할 수 있다. 사용자는 밀 수 있는 컴포넌트(3122)를 밀어 임계 SpO2 한도를 조정 및/또는 선택할 수 있다. 도시된 바와 같이, 사용자가 SpO2 임계 한도를 88%로 설정했다. 이 명세서에서 논의한 바와 같이 일부 실시예들에서, 웨어러블 기기(10)가 착용자의 SpO2 수준이 88% 또는 88% 미만으로 측정하면, 외부 기기의 건강 앱(2804)이 통지 및/또는 경보를 생성할 수 있다.
도 31d는 건강 앱(2804)의 예시적인 측정 설정 사용자 인터페이스(3130)를 도시한다. 이 측정 설정 사용자 인터페이스(3130)는 RRp 임계값에 관련된 밀 수 있는 컴포넌트(3134)를 화상표시한다. 사용자는 밀 수 있는 컴포넌트(3134)를 밀어 RRp 임계값 상항과 하한을 조정 및/또는 선택할 수 있다. 도시된 바와 같이 사용자는 RRp 임계값 하한을 6으로 설정하고 RRp 임계값 상한을 30으로 설정했다. 이 명세서에서 논의된 바와 같이, 일부 실시예들에서, 웨어러블 기기(10)가 6 미만 또는 30보다 큰 착용자의 RRp 수준을 측정하면 외부 기기(2802)의 건강 앱(2804)이 통지 및/또는 경보를 생성할 수 있다.
예시적인 측정 설정 사용자 인터페이스(3130)는 RRp 화상표시에 관련된 토글 컴포넌트(toggle component; 3132)를 화상표시한다. 사용자는 토글 컴포넌트(3132)를 선택하여 예를 들어 예시적 사용자 인터페이스(29 또는 30a-30h) 등 이 명세서에서 논의된 사용자 인터페이스들의 어느 것에 RRp 생리학적 지표 측정들의 화상 표시를 가능 또는 불가능하게 할 수 있다. 토글 컴포넌트(3132)와 유사한 다른 토글 컴포넌트 또는 수단이 다른 생리학적 지표들에 관련된 다른 사용자 인터페이스들에 화상표시될 수 있다. 예를 들어 유사한 토글 컴포넌트가 사용자 인터페이스(3120)에 화상표시되어 사용자가 이 명세서에 논의된 사용자 인터페이스에 SpO2 생리학적 지표 측정의 화상표시를 가능 또는 불가능하게 할 수 있다.
도 32는 건강 앱(2804)의 예시적인 활동 사용자 인터페이스(3200)를 도시한다. 이 활동 사용자 인터페이스(3200)는 걸은 걸음의 수, 이동한 거리, 및/또는 소모한 칼로리 등 활동 카테고리(3202)들의 어떤 수에 대한 활동 수준의 이력을 화상표시할 수 있다. 활동 사용자 인터페이스(3200)는 12시간 시간주기, 24시간 시간주기, 1주일 시간주기 또는 어떤 다른 시간주기 등의 시간주기 동안(throughout)의 착용자의 활동 수준들을 화상표시할 수 있다. 예를 들어 활동 사용자 인터페이스(3200)는 착용자의 활동 수준(3202)의 과거 추세들을 표현하는 시각화 정보(들)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 이 시각화 정보(들)는 시간의 x축과 활동 수준의 y축을 갖는 하나 이상의 그래프들을 포함할 수 있다. 활동 사용자 인터페이스(3200)는 활동 카테고리(3002)들의 어느 것에 대한 목표를 화상표시하고 목표 및/또는 착용자의 목표 달성 상태에 대응하는 시각화 정보(들)를 화상표시할 수 있다.
도 33a는 건강 앱(2804)의 예시적인 운동(workout) 사용자 인터페이스(3300)를 도시한다. 사용자는 운동 사용자 인터페이스(3300)의 선택 가능한 컴포넌트(3302)를 선택하여 웨어러블 기기가 착용자 생리학적 지표들 감시를 시작하게 하거나 및/또는 건강 앱(2804)이 운동 동안의 생리학적 지표들의 추적/기록을 시작하게 시킬 수 있다. 선택 가능한 컴포넌트(3302)는 달리기, 수영, 고강도 인터벌 훈련(high-intensity interval training; H.I.I.T), 근력 운동(strength training) 등의 운동의 종류에 해당할 수 있다. 운동 사용자 인터페이스(3300)는 이전 운동에 관련된 정보(3304)를 화상표시할 수 있다.
도 33b는 건강 앱(2804)의 예시적인 운동 사용자 인터페이스(3310)를 도시한다. 운동 사용자 인터페이스(3310)는 착용자의 운동 동안 및/또는 이후에 건강 앱(2804)에 의해 화상표시될 수 있다. 운동 사용자 인터페이스(3310)는 웨어러블 기기(10)로 수신된 것 등의 착용자 생리학적 지표들, 운동의 지속시간 등 운동에 관련된 다른 정보를 화상표시할 수 있다. 운동 사용자 인터페이스(3310)는 착용자의 과거 및/또는 거의 실시간 생리학적 지표들을 화상표시할 수 있다. 운동 사용자 인터페이스(3310)는 착용자 생리학적 지표들의 어느 것의 시각화 정보(들)를 화상표시할 수 있다. 예를 들어 운동 사용자 인터페이스(3310)는 운동 동안의 착용자 생리학적 지표들의 과거 추세들을 표현하는 시각화 정보(들)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이 시각화 정보(들)는 시간의 x축과 지표값들의 y축을 갖는 하나 이상의 그래프들을 포함할 수 있다.
도 33c는 건강 앱(2804)의 예시적인 운동 사용자 인터페이스(3320)를 도시한다. 운동 사용자 인터페이스(3320)는 착용자의 운동 후에 건강 앱(2804)에 의해 화상표시될 수 있다. 운동 사용자 인터페이스(3320)는 착용자의 운동에 관련된 정보(3308)를 화상표시할 수 있다.
도 34a는 건강 앱(2804)의 예시적인 수면 사용자 인터페이스(3400)를 도시한다. 수면 사용자 인터페이스(3400)는 적어도 부분적으로 웨어러블 기기(10)로부터 수신한 착용자의 하나 이상의 생리학적 지표들을 기반으로 연산한 수면 품질 지수를 화상표시할 수 있다. 수면 사용자 인터페이스(3400)는 수면 품질 지수의 시각화 정보(들)(3402)를 화상표시할 수 있다. 예를 들어 수면 사용자 인터페이스(3400)는 착용자가 잠든 동안의 수면 품질 지수의 과거 추세들을 표현하는 시각화 정보(들)(3402)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이 시각화 정보(들)는 시간의 x축과 수면 품질 지수의 y축을 갖는 하나 이상의 그래프들을 포함할 수 있다.
도 34b는 건강 앱(2804)의 예시적인 수면 사용자 인터페이스(3410)를 도시한다. 수면 사용자 인터페이스(3410)는 착용자가 잠든 시간 동안 발생한 사건들의 이력을 화상표시할 수 있다. 이 사건들은 예를 들어 사건들의 크기에 따라 판단된 바와 같이 중요(major) 또는 사소한(minor) 사건들이 될 수 있다. 예를 들어 사건들의 이력은 착용자가 잠든 동안 SpO2 등의 생리학적 지표들이 임계값을 초과한 모든 시간들을 화상표시할 수 있다. 이 임계값(들)는 도 31c-31d를 참조하여 논의한 바와 같이 사용자/착용자에 의해 설정될 수 있다.
도 34c는 건강 앱(2804)의 예시적인 수면 사용자 인터페이스(3420)를 도시한다. 수면 사용자 인터페이스(3420)는 현재 생리학적 지표들 및/또는 착용자가 잠든 동안의 평균 생리학적 지표들 등의 생리학적 지표들을 화상표시할 수 있다. 수면 사용자 인터페이스(3420)는 생리학적 지표들의 시각화 정보(들)(3404)를 화상표시할 수 있다. 예를 들어 수면 사용자 인터페이스(3420)는 착용자가 잠든 동안의 생리학적 지표들의 과거 추세들을 표현하는 시각화 정보(들)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 시각화 정보(들)는 시간의 x축과 수면 품질 지수의 y축을 갖는 하나 이상의 그래프들을 포함할 수 있다. 시각화 정보는 또한 임계값(들)의 표시를 더 포함할 수 있고 생리학적 지표기 임계값(들)를 초과한 모든 시간들을 보여줄 수 있다. 이 임계값(들)는 도 34b를 참조하여 논의한 임계값(들)에 해당할 수 있고 도 31c-31d를 참조하여 논의한 바와 같이 착용자에 의해 설정될 수 있다.
도 35a는 건강 앱(2804)의 예시적인 이력(history) 사용자 인터페이스(3500)를 도시한다. 이력 사용자 인터페이스(3500)는 예를 들어 웨어러블 기기(10)로부터 수신한 착용자 생리학적 지표들의 이력 데이터 등의 이력 데이터를 화상표시할 수 있다. 이력 사용자 인터페이스(3500)는 예를 들어 하루에 대한 이력 데이터 및/또는 1주에 대한 이력 데이터 등 시간의 어떤 범위에 걸친 이력 데이터를 화상표시할 수 있다. 이력 사용자 인터페이스(3500)는 예를 들어 하루로 묶여진(grouped) 이력 데이터 및/또는 시간으로 묶여진 이력 데이터 등 어떤 기간(time frame)에 따라 묶인 이력 데이터를 화상표시할 수 있다. 도 35a에 보인 바와 같이, 이력 사용자 인터페이스(3500)는 현재 일자 또는 어떤 수의 이전 일자들에 대한 이력 데이터를 화상표시할 수 있다.
도 35b는 건강 앱(2804)의 예시적인 이력 사용자 인터페이스(3510)를 도시한다. 이력 사용자 인터페이스(3510)는 착용자의 과거 생리학적 지표값들 및/또는 활동 수준들 등의 이력 데이터를 화상표시할 수 있다. 이력 사용자 인터페이스(3510)는 칼로리 소모 또는 걸음 수 등 착용자 생리학적 지표들 및/또는 활동들의 과거 추세들을 표현하는 시각화 정보(들)를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 시각화 정보(들)는 시간의 x축과 생리학적 지표값 또는 활동 수준 등의 값들의 y축을 갖는 하나 이상의 그래프들을 포함할 수 있다. 이력 사용자 인터페이스(3510)는 하나의 그래프의 시간의 x축이 다른 그래프들의 어느 것의 시간의 x축과 대응하도록 시각화 정보(들)를 화상표시할 수 있다. 이력 사용자 인터페이스(3510)는 도 35b에 보인 바와 같은 그래프들의 x축을 따른 슬라이더(slider)의 조정에 의한 선택시 시각화 그래프(들)의 시간에 대응하는 시각화 그래프(들)의 이력 데이터 값(들)을 더 화상표시할 수 있다.
이 명세서에 첨부된 부록(Appendix) A는 그 전체로서 이 명세서에 통합되어 이 명세서의 일부를 구성한다. 부록 A는 건강 앱(2804)의 추가적 예시적 그래픽 사용자 인터페이스들을 도시한다. A1은 웨어러블 기기(10)를 외부 기기에 연결하기 위한 웨어러블 기기(10)의 예시적 사용자 인터페이스를 도시한다. A2는 외부 기기(2802) 상의 건강 앱(2804)을 시작시키는 예시적 사용자 인터페이스를 도시한다. A3-A5는 건강 앱(2804) 상에 계정을 생성하는 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A6은 건강 앱(2804)에 대한 성공적인 계정 생성의 예시적 사용자 인터페이스를 도시한다. A7은 웨어러블 기기(10)의 외부 기기(2802)와의 성공적인 페어링(pairing)의 예시적 사용자 인터페이스를 도시한다. A8은 건강 앱(2804)에 목표들을 설정하는 예시적 사용자 인터페이스를 도시한다. A9는 건강 앱(2804)에의 로그인에 실패한 예시적 사용자 인터페이스를 도시한다..
A10은 건강 앱(2804)의 홈페이지의 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A11-A13은 건강 앱(2804)의 대시보드의 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A14는 웨어러블 기기(10)로 착용자 생리학적 지표들을 불시 검사 감시하는 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A14에 보인 바와 같이, 사용자는 사용자 인터페이스를 통해 컴포넌트를 선택하여 웨어러블 기기(10)로 생리학적 측정을 시작할 수 있다. 웨어러블 기기(10)는 생리학적 지표들을 측정하고 측정값들을 사용자 인터페이스에 (예를 들어 1분 등) 소정 양의 시간 동안 및/또는 사용자가 사용자 인터페이스를 통해 생리학적 측정을 중단하도록 컴포넌트를 선택할 때까지 화상표시할 수 있다. A15는 웨어러블 기기(10)로 연속적으로 측정된 생리학적 지표들을 화상표시하는 예시적 사용자 인터페이스를 도시한다. A16은 생리학적 측정 설정을 조정하는 예시적 사용자 인터페이스를 도시한다. A17은 생리학적 지표 측정값들을 화상표시하는 예시적 사용자 인터페이스를 도시한다.
A18-A19는 사용자의 활동을 화상표시하는 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A20-A21은 사용자의 운동 정보를 화상표시하는 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A22-A24는 사용자의 수면 정보를 화상표시하는 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A25-A26은 사용자에 대하 수명 설정들을 설정하는 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A27-A29는 사용자의 생리학적 지표 측정들 및 활동의 이력을 화상표시하는 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다.
A30-A36은 웨어러블 기기(10)의 설정들을 설정하는 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다.
A37은 건강 앱(2804)의 대시보드의 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A38은 사용자의 생리학적 지표들의 이력의 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A39는 외부 기기(2802)로부터 다른 기기로의 생리학적 지표들 등의 공유 정보에 대한 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A40-A41은 사용자 인터페이스의 바닥에 표시되는 대화형 내비게이션 바를 사용하여 건강 앱(2804)의 인터페이스들 간을 내비게이션하는 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A42는 건강 앱(2804)의 대시보드 및 계정 홈페이지의 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. A43은 사용자 인터페이스의 바닥에 표시되는 대화형 내비게이션 바를 사용하여 건강 앱(2804)의 인터페이스들 간을 내비게이션하는 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다. 건강 앱(2804)의 대시보드의 예시적 사용자 인터페이스들을 도시한다.
웨어러블 기기의 예시적 그래픽 사용자 인터페이스들
예를 들어 도 11a를 참조하여 이 명세서에 논의한 바와 같이, 웨어러블 기기(10)는 디스플레이(12)를 포함할 수 있는데, 이는 디스플레이 화면과 착용자로부터의 터치 입력을 포함할 수 있다. 예를 들어 디스플레이(12)는 착용자로부터의 터치 입력을 수신하여 웨어러블 기기(10)의 기능을 제어하도록 구성된 정전식 터치스크린을 구비할 수 있다. 웨어러블 기기(10)는 또한 착용자로부터 입력을 수신할 수 있는 기기(10) 상의 사용자 인터페이스들을 포함할 수 있다. 도 1d에 보인 바와 같이, 예시적 사용자 인터페이스들은 버튼(13)을 포함할 수 있다.
도 36a는 디스플레이(12)와 버튼(13)을 포함하는 예시적 웨어러블 기기(10)를 보인다. 도 36b-36e는 웨어러블 기기(10)의 디스플레이(12)의 예시적 화면들을 보인다. 디스플레이(12)는 많은 다른 화면들을 화상표시하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 일부 실시예들에서, 디스플레이(12)는 다양한 생리학적 지표 정보를 갖는 화면을 화상표시할 수 있고, 다른 실시예들에서 디스플레이(12)는 생리학적 지표 정보가 없는 화면을 화상표시할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이(12)는 일자. 시간, 및 다른 통지 등 생리학과 관련 없는 정보로 화면을 화상표시할 수 있다,
디스플레이(12)는 순환적 방식으로 여러 화면들을 화상표시할 수 있다. 예를 들어 디스플레이(12)는 (값 및 추세 등의) 제1 생리학적 지표 정보를 갖는 화면을 화상표시한 다음, 제2 생리학적 지표 정보를 갖는 화면을 화상표시하고, 이어서 제3 생리학적 지표 정보를 갖는 화면을 화상표시하며 이하 같다. 일부 실시예들에서, 디스플레이(12)가 화상표시하는 화면들의 순서는 일정하다. 디스플레이(12)는 여러 화면들의 화상 표시 간을 자동 및/또는 수동으로 순환할 수 있다. 예를 들어 디스플레이(12)는 사용자 입력 없이 1분마다, 30초마다, 10초마다, 5초마다, 3초마다, 2초마다, 1초마다, 또는 요구되거나 원하는 어떤 다른 기간마다 화상표시되는 화면을 자동으로 변경할 수 있다. 일부 실시예들에서, 착용자/사용자는 (예를 들어 빈도 등) 디스플레이(12)가 화면을 변경할 기간을 선택할 수 있다. 일부 실시예들에서, 착용자/사용자는 디스플레이(12)에 화상표시되는 화면을 수동으로 변경할 수 있다. 예를 들어 착용자는 디스플레이(12)를 터치하여 웨어러블 기기(10)에 터치 입력을 제공하거나 및/또는 버튼(13)을 눌러 웨어러블 기기(10)에 입력을 제공할 수 있다. 착용자로부터 위 입력을 수신하면 디스플레이(12)는 화상표시되는 화면을 변경할 수 있다. 디스플레이(12)는 전술한 바와 같이 다른 사용자 입력이 수신될 때까지 화면을 다시 변경하지 않을 수 있다.
일부 실시예들에서, 디스플레이(12)는 동시 작동 모드로서 다양한 화면들을 자동 및 수동의 화상표시 간에 순환할 수 있다. 예를 들어 디스플레이(12)는 (디스플레이(12) 및/또는 버튼(13)을 통해) 착용자/사용자가 입력을 제공하지 않거나 제공할 때까지 (예를 들어 3초마다) 사용자 입력 없이 자동으로 여러 화면들 간에 순환하고, 입력이 있으면 디스플레이(12)가 화면을 변경할 것이다.
일부 실시예들에서, 디스플레이(12)는 여러 화면들 간의 표시를 자동 또는 수동으로 순환할 수 있지만, 양 작동 모드들이 동시는 아니다. 예를 들어 디스플레이(12)는 수신된 사용자 입력과 무관하게 여러 화면들 간을 (예를 들어 3초마다) 자동으로 순환할 수 있다. 다른 예로 디스플레이(12)는 경과된 시간에 무관하게 사용자 입력에 의해서만 수동으로 화면들 간을 순환할 수 있다. 일부 실시예들에서, 디스플레이(12)는 여러 화면들의 화상표시 들의 순환을 예를 들어 웨어러블 기기(10) 사용자 설정에 따라 자동 또는 수동으로 전환(toggle)될 수 있다.
도 36a-35e는 웨어러블 기기(10)의 디스플레이(12)의 예시적 화면들을 보인다. 도 36a는 (값 또는 추세 등) 생리학적 지표 정보가 없는 화면을 보인다. 도 36b는 착용자의 SpO2 생리학적 지표값을 갖는 화면을 보인다. 도 36c는 착용자의 RR 생리학적 지표값을 갖는 화면을 보인다. 도 36d는 착용자가 걸은 걸음 수를 갖는 화면을 보인다. 도 36e는 착용자의 PR 생리학적 지표값을 갖는 화면을 보인다. 디스플레이(12)는 전술한 바와 같이 도 36a-36e의 여러 화면들의 화상표시 감을 자동 및/또는 수동으로 순환할 수 있다.
도 37a-37e는 웨어러블 기기(10)의 디스플레이(12)의 예시적 화면들을 보인다. 디스플레이(12)는 전술한 바와 같이 도 37a-37e의 여러 화면들의 화상표시 감을 자동 및/또는 수동으로 순환할 수 있다.
도 38a는 웨어러블 기기(10)의 디스플레이(12)의 예시적 화면을 보인다. 디스플레이(12)는 시간, RRp 생리학적 지표값 및 추세, 및 PR 생리학적 지표값 및 추세를 갖는 화면을 화상표시한다. 일부 실시예들에서, 디스플레이(12)는 예를 들어 도 37a-37e를 참조하여 전술한 바와 같이 (SpO2, 걸음 수 등) 다른 지표들의 (값 및 추세들 등) 생리학적 정보의 화상표시 간을 자동 및/또는 수동으로 순환할 수 있다. 일부 실시예들에서, 사용자/착용자는 예를 들어 웨어러블 기기(10)의 설정을 조정함으로써 생리학적 정보가 기본(default)으로 디스플레이(12)에 화상표시되도록 선택할 수 있다.
도 38b는 웨어러블 기기(10)의 디스플레이(12)의 예시적 화면을 보인다. 디스플레이(12)는 시간, SpO2 생리학적 지표값 및 추세, 및 PR 생리학적 지표값 및 추세를 갖는 화면을 화상표시한다 일부 실시예들에서, 예를 들어 생리학적 지표값이 임계값 상한 또한 하한을 초과하는 등 어떤 지표가 임계값을 초과하면 디스플레이(12)는 그 지표에 관련된 (값 및 추세 등의) 생리학적 정보를 자동으로 화상표시할 수 있다. 이는 이미 화상표시된 다른 지표의 생리학적 정보를 대신할 수 있다. 예를 들어 도 38b에 보인 바와 같이, 착용자는 89의 SpO2 지표값을 가질 수 있다. 이 값은 (예를 들어 도 31c를 참조하여 설명한 바와 같이 사용자/착용자가 설정한) SpO2에 대한 임계값 하한 미만일 수 있다. SpO2가 임계값 하한 밑으로 떨어졌다고 판단되면 웨어러블 기기(10)는 디스플레이(12)가 SpO2에 대한 (값 및 추세 등의) 생리학적 정보를 화상표시하게 할 수 있다. 이는 이미 화상표시된 임계값을 초과하지 않은 다른 지표의 생리학적 정보를 대체할 수 있다. 이 예에서 디스플레이(12)는 (도 38a에 보인) 화면의 (임계값을 초과하지 않은) RRp를 (도 38b에 보인) SpO2로 대체한다. 디스플레이(12)에 의해 화면에 화상표시된 임계값을 초과한 생리학적 지표들은 임계값을 초과하지 않은 생리학적 지표들과 색 또는 일부 다른 점에서 다를 수 있다.
도 39는 사용자/착용자의 하나 이상의 생리학적 지표들의 감시 작동(들)을 수행하는 예시적 프로세스(3900)의 흐름도를 도시한다. 이 프로세스(3900)는 웨어러블 기기(10)와 연산 장치(2802)응 포함하는 시스템에 의해 수행될 수 있다, 연산 장치(2802)는 환자 모니터(202), 이동통신 장치(204), 컴퓨터(206), 태블릿(208), 간호 스테이션 시스템(210), 또는 요구되거나 원하는 다른 기기 등 도 2를 참조하여 논의한 기기들의 어느 것이 될 수 있다. 이 명세서에서 논의한 바와 같이, 웨어러블 기기(10)와 연산 장치(2802)는 예를 들어 블루투스 기술이나 근거리 통신(NFC) 기술을 통해 서로 통신할 수 있다.
블록 3902에서, 웨어러블 기기(10)와 연산 장치(2802)는 서로 통신을 설정할 수 있다. 예를 들어 웨어러블 기기(10)는 블루투스 또는 NFC를 사용하여 연산 장치와 페어링된다(paired with).
블록 3904에서, 연산 장치(2802)는 사용자 입력을 수신할 수 있다. 예를 들어 사용자는 연산 장치(2802)의 대화형 사용자 인터페이스를 통해 사용자 입력을 제공할 수 있다. 예시적 사용자 입력은 불시 검사 또는 연속 감시 등 감시 작동의 시작에 대한 사용자 선택을 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 웨어러블 기기(10)는 불시 검사 또는 연속 감시 등 감시 작동의 시작에 대한 사용자 선택 등을 사용자 입력으로 수신할 수 있다.
블록 3906에서, 연산 장치(2802)는 감시 작동의 수행에 해당하는 사용자 입력을 수신했는지 여부를 점검하여 판단할 수 있다. 감시 작동에 대한 사용자 입력의 수신에 응답하여 연산 장치(2802)는 웨어러블 기기(10)에 무선 통신을 전송하는 등 웨어러블 기기(10)에 통신하는 신호를 생성할 수 있다. 이 신호는 웨어러블 기기(10)에 사용자 입력에 따른 하나 이상의 작동들을 수행하도록 명령할 수 있다. 예를 들어 연산 장치(2802)의 사용자 인터페이스를 통해 사용자는 즉시 검시 감시 작동을 선택할 수 있다. 사용자 입력에 응답하여 연산 장치(2802)는 웨어러블 기기(10)에 무선 통신하는 신호를 생성하여 웨어러블 기기(10)가 즉시 검시 감시 작동을 수행하도록 명령할 수 있다.
사용자 입력이 감시 작동에 연계되지 않으면 프로세스(3900)는 블록 3904로 복귀하여 추가적 입력을 대기할 수 있다. 일부 실시예들에서, 연산 장치(2802)는 이 명세서에 기재된 바와 같이, 감시 작동에 연계되지 않은 다른 작동을 수행할 수 있다.
웨어러블 기기(10)는 감시 작동의 수행을 명령하는 신호를 수신했는지 여부를 점검하여 판단할 수 있다. 감시 작동의 수행을 명령하는 신호가 수신되지 않았으면 웨어러블 기기(10)는 블록 3906에서 신호를 수신했는지 여부의 판단을 계속할 수 있다. 웨어러블 기기(10)가 예를 들어 연산 장치(2802)로부터 감시 작동을 수행하라고 명령하는 신호를 수신했으면 프로세스(3900)는 단계 3908로 계속된다.
블록 3908에서, 웨어러블 기기(10)가 용청된 감시 작동을 수행하기에 충분한 전력을 갖는지 여부가 판단될 수 있다. 배터리가 특정한 감시 작동을 시작하기에 충분히 충전되었는지 여부를 판단하는 데 하나 이상의 기법들이 사용될 수 있다. 예를 들어 웨어러블 기기(10)가 배터리의 현재 충전 상태를 판단할 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨어러블 기기(10)는 개별 작동 및/또는 센서들에 대한 추정 전력 소모 속도를 포함할 수 있다. 추가적으로 또는 대체적으로, 웨어러블 기기(10) 또는 다른 연산 장치(2802)는 웨어러블 기기(들)의 특정 작동 또는 센서들에 대한 전력 소모를 기록(log)하여 추정 전력 소모 속도를 결정할 수 있다. 작동에 대한 충분한 전력의 판단은 특정한 작동에 기반할 수 있다. 예를 들어 불시 검사 작동은 연속 감시 작동보다 적은 전력을 사용할 수 있다. 뿐만 아니라, 전력 소모의 추정은 특정한 작동에 기반할 수 있다. 전력 소모의 추정은 작동의 추정 작동 기간을 포함할 수 있다. 예를 들어 불시 검사 작동은 1초, 5초, 또는 15초 등의 소정 기간 동안 지속될 수 있으며 추정 전력 소모는 이 기간과 작동에 관련된 특정한 센서(들)에 기반할 수 있다. 마찬가지로 연속 감시 작동은 30분, 1시간, 4시간, 또는 8시간의 추정 런타임(runtime) 등 전력 소모 목적에 사용되는 추정 기간을 가질 수 있다. 웨어러블 기기(10) 또는 다른 연산 장치(2802)는 추정 전력 소모 속도를 특정 작동에 대한 소정 또는 추정 기간을 곱함으로써 그 작동에 대한 전력 소모를 추정할 수 있다. 이어서 추정 전력 소모가 현재 배터리 충전 수준과 비교될 수 있다. 예를 들라 추정 전력 소모가 현재 배터리 충전(수준)보다 더 크거나 또는 배터리가 5% 또는 10% 용량 미만만 남는다고 추정되면, 웨어러블 기기(10) 또는 다른 연산 장치(2802)는 요청된 감시 작동에 불충분한 전력이 존재한다고 판단할 수 있다. 웨어러블 기기(10)가 요청된 감시 작동에 충분한 전력을 가졌으면 프로세스는 블록 3912로 진행하여 감시 작동을 수행한다.
웨어러블 기기(10)가 충분한 전력을 갖지 않으면, 프로세스(3900)는 블록 3910으로 진행하여 저전력 경보를 제공한다.
블록 3910에서, 저전력 경보가 제공될 수 있다. 예를 들어 웨어러블 기기(10)는 연산 장치(2802) that 웨어러블 기기(10)가 감시 작동에 불충분한 전력을 가진다고 연산 장치(2802)에 (메시지 등의) 신호를 전송할 수 있다. 이 신호는 연산 장치(2802)가 저전력 경고 메시지를 사용자에게 화상표시하도록 시킬 수 있다.
일부 실시예들에서, 웨어러블 기기(10)가 요청된 감시 작동에 충분한 전력을 갖지 않으면, 웨어러블 기기(10)는 단계 3912를 계속하여 요청된 감시 작동과 다른 작동을 수행할 수 있다. 예를 들어 웨어러블 기기(10)가 요청된 감시 작동에 충분한 전력을 갖지 않으면, 웨어러블 기기(10)는 수정된 연속 감시 작동 및/또는 수정된 불시 검사 감시 작동 등 수행될 수 있는 수정된 감시 작동을 결정할 수 있다. 이 결정은 적어도 부분적으로 (예를 들어 잔여 배터리 수명 등) 감시 장치의 전력에 기반할 수 있다. 예를 들어 사용자가 연속 감시 작동을 요청할 수 있는데, (예를 들어 단계 3908에서) 연속 감시 작동의 수행에 불충분한 전력이 존재한다고 판단되면, 웨어러블 기기(10)는 대신 웨어러블 기기(10)의 (예를 들어 잔여 배터리 수명 등) 전력의 양에 맞는 시간의 양 동안 (연속 감시보다 적은 전력을 요구할 수 있는) 불시 검사 작동을 수행할 수 있다. 다른 예로서 사용자가 불시 검사 감시가 어떤 양의 시간 동안 수행되도록 요청할 수 있는데, (예를 들어 단계 3908에서) 그 기간 동안 불시 검사 감시 작동의 수행에 충분한 전력이 존재하지 않는다고 판단되면, 웨어러블 기기(10)는 대신 웨어러블 기기(10)의 (예를 들어 잔여 배터리 수명 등) 전력의 양에 맞는 시간의 (불시 검사 감시보다 적은 전력을 요구할 수 있는) 단축된 기간 동안 불시 검사 감시를 수행할 수 있다.
블록 3912에서, 감시 작동이 수행될 수 있다. 예를 들어 웨어러블 기기(10)가 감시 작동을 수행할 수 있다. 이 명세서에 설명된 바와 같이, 예시적 감시 작동들은 하나 이상의 불시 검사 감시 작동들, 연속 감시 작동, 및/또는 이 명세서에 논의된 어떤 다른 감시 작동을 포함할 수 있다. 웨어러블 기기(10)는 착용자/사용자의 SpO2, RR, PR, RRp 등을 제한 없이 포함하는 하나 이상의 생리학적 지표들에 대해 감시 작동을 수행할 수 있다.
웨어러블 기기(10)는 생리학적 지표 측정 데이터를 연산 장치(2802)에 전송할 수 있다. 일부 실시예들에서, 웨어러블 기기(10)는 (웨어러블 기기(10)가 생리학적 지표들을 측정하면서 및/또는 연속적 감시 작동 동안 등) 감시 작동 동안 측정 데이터를 전송할 수 있다.
블록 3914에서, 하나 이상의 사용자 인터페이스들이 표시(present)될 수 있다. 예를 들어 연산 장치(2802)는 웨어러블 기기(10)로부터 수신한 생리학적 지표 측정 데이터를 사용자 인터페이스에 표시할 수 있다. 마찬가지로 웨어러블 기기(10)는 웨어러블 기기(10) 상의 사용자 인터페이스에 생리학적 지표 측정 데이터를 표시할 수 있다. 웨어러블 기기(10)로부터의 생리학적 지표 측정 데이터의 수신에 응답하여 연산 장치(2802)는 도 30b, 30c, 30f, 및/또는 30g를 참조하여 이 명세서에 기재한 것 등의 사용자 인터페이스들을 화상표시할 수 있다. 예를 들어 웨어러블 기기(10)가 감시 작동을 수행하여 하나 이상의 생리학적 지표들을 측정함에 따라 연산 장치(2802)는 생리학적 지표 측정 데이터를 거의 실시간으로 화상표시할 수 있다.
일부 구현예들에서, 웨어러블 기기(10)는 생리학적 지표 측정 데이터를 웨어러블 기기(10)의 착용자/사용자에게 화상표시할 사용자 인터페이스 데이터를 생성할 수 있다. 에를 들어 웨어러블 기기(10)는 도 38a-38b를 참조하여 이 명세서에 기재된 것 등의 사용자 인터페이스들을 웨어러블 기기(10)의 디스플레이 화면(12) 상에 화상표시할 수 있다. 웨어러블 기기(10)가 감시 작동을 수행하여 하나 이상의 생리학적 지표들을 측정함에 따라 웨어러블 기기(10)는 생리학적 지표 측정 데이터를 거의 실시간으로 화상표시할 수 있다.
추가적 구현 상세들
도 40은 연산 장치(4000)의 예시적 컴포넌트들을 도시하는 블록도이다. 연산 장치(4000)는 본 발명의 실시예들, 특히 웨어러블 기기(10) 및/또는 도 28의 연산 장치(2802)의 실시예들을 구현할 수 있다. 연산 장치(4000)는 다른 연산 장치들과 통신할 수 있다.
연산 장치(4000)는 하드웨어 프로세서(4002), 데이터 저장 장치(4004), 메모리 장치(4006), 버스(4008), 디스플레이(4012), 및 하나 이상의 입출력 장치(4014)들을 포함할 수 있다. 프로세서(4002)는 또한 예를 들어 디지털 신호 처리기와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, 디지털 신호 처리기와 연계된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 다른 어떤 구성 등 연산 장치들의 조합으로 구현될 수도 있다. 프로세서(4002)는 무엇보다도 이 명세서에 기재된 바와 같이 하나 이상의 생리학적 신호들을 처리하여 하나 이상의 측정값들을 얻는 등 데이터를 처리하고 명령들을 실행하여 하나 이상의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 데이터 저장 장치(4004)는 자기 디스크, 광학 디스크, 또는 플래시 드라이브 등을 포함할 수 있고. 정보와 명령들을 저장하도록 버스(4008)에 제공 및 접속된다. 메모리(4006)는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 독출 전용 메모리(ROM) 등을 제한 없이 포함하여 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들이 될 수 있다. 연산 장치(4000)는 버스(4008)를 통해 사용자에게 정보를 화상표시하는 LCD 디스플레이 또는 터치스크린 등의 디스플레이(4012)에 접속될 수 있다. 연산 장치(4000)는 버스(4008)를 통해 하나 이상의 입출력 장치(4014)들에 접속될 수 있다. 입력 장치(4014)는 키보드, 마우스, 디지털 펜, 마이크, 터치스크린, 동작 인식 시스템, 음성 인식 시스템, (눈, 손, 머리, 또는 신체 추적 데이터를 포착(captyure) 및/또는 배치(placement)할 수 있는) 이미징 장치(imaging device), 게임패드, 가속도계, 또는 자이로스코프를 제한 없이 포함할 수 있다.
용어
이 명세서에 사용된 "대략(approximately", "약(about)", "대략(generally)", 및 "거의(substantially)"라는 용어 등의 정도의 문언은 여전히 원하는 기능을 수행하거나 원하는 결과를 달성하는, 언급된 값, 양, 또는 특성에 가까운 값, 양, 또는 특성을 나타낸다. 예를 들어 "대략(approximately", "약(about)", "대략(generally)", 및 "거의(substantially)"라는 용어들은 언급된 양의 10% 미만 이내, 5% 미만 이내, 1% 미만 이내, 0.1% 미만 이내, 및 0.01% 미만 이내의 양을 지칭할 수 있다. 다른 예로 어떤 실시예들에서, "대략 평행(generally parallel)" 및 "거의 평행(substantially parallel)"이라는 용어들은 정확한 평행으로부터 10도, 5도, 3도, 또는 1도 이하로 이탈하는 값, 양, 또는 특성을 지칭한다. 다른 예로 어떤 실시예들에서, "대략 수직(generally perpendicular)" 및 "거의 수직(substantially perpendicular)"이라는 용어들은 정확한 수직으로부터 10도, 5도, 3도, 또는 1도 이하로 이탈하는 값, 양, 또는 특성을 지칭한다.
이 명세서에 기재된 것과 다른 많은 변형들이 이 개시내용으로부터 자명할 것이다. 에를 들어, 이 명세서에 기재된 알고리즘들의 어느 것의 어떤 동잗, 사건, 또는 기능들이 다른 시퀀스로 수행될 수 있고, 추가, 병합, 또는 완전히 제외될 수 있다(예를 들어 모든 기재된 동작 또는 사건들이 알고리즘들의 실행에 필요한 것은 아니다). 뿐만 아니라 동작 또는 사건들은 예를 들어 다중 스레드 처리(multi-threaded processing), 인터럽트 처리(interrupt processing), 또는 다중 프로세서들 또는 프로세서 코어들 또는 다른 병렬 구조를 통해 순차적이 아니라 동시에 수행될 수 있다. 또한 다른 과업(task) 또는 프로세스들이 동시에 기능할 수 있는 다른 기계 및/또는 연산 시스템들로 수행될 수 있다.
이러한 모든 이점들이 반드시 이 명세서에 개시된 예들 중의 어느 특정한 예에 의해 달성될 수 있는 것은 아니라는 것을 이해해야 할 것이다. 이에 따라 이 명세서에 개시된 예들은 이 명세서에서 교시 또는 제안될 수 있는 다른 이점들을 반드시 달성하는 것이 아니라 하나의 이점 또는 이점들의 그룹을 달성 또는 최적화하는 방식으로 구현 또는 실행될 수 있다.
이 명세서에 개시된 예들과 연계되어 기재된 여러 가지 예시적 논리 블록, 모듈, 및 알고리즘 단계들은 전자적 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 양자의 조합으로 구현될 수 있다. 하드웨어와 소프트웨어의 호환성을 명확히 설명하기 위해 이상에서 여러 가지 예시적 컴포넌트, 블록, 모듈, 및 단계들이 대략 그 기능 측면에서 설명되었다. 이러한 기능이 하드웨어로 구현될지 소프트웨어로 구현될지는 특정한 응용과 전체적 시스템에 부과된 설계 제약조건들에 좌우된다. 기술된 기능은 각 특정한 응용에 대해 다양한 방법으로 구현될 수 있지만, 이러한 구현 결정은 본 발명의 범위로부터 이탈을 야기하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
이 명세서에 개시된 예들과 연계되어 기재된 여러 가지 예시적 논리 블록, 모듈들은 이 명세서에 기재된 기능들을 수행하도록 설계된 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 주문형 집적회로(ASIC), 현장 프로그래밍 가능한 게이트 어레이(FPGA) 또는 다른 프로그래밍 가능한 논리 장치, 디스크리트(discrete) 게이트 또는 트랜지스터 로직, 디스크리트 하드웨어 컴포넌트들, 또는 그 어떤 조합으로 구현 또는 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서가 될 수 있지만, 대체적으로 컨트롤러, 마이크로컨트롤러, 또는 상태 기계(state machine), 또는 이들의 조합 등이 될 수도 있다. 프로세서는 컴퓨터 실행 가능한 명령들을 처리하도록 구성된 전기 회로 또는 디지털 논리 회로를 포함할 수 있다. 다른 예에서 프로세서는 컴퓨터 실행 가능한 명령들의 처리 없이 논리 연산들을 수행하는 FPGA 또는 다른 프로그래밍 가능한 논리 장치를 포함할 수 있다. 프로세서는 또한 예를 들어 DSP와 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서들, DSP 코어에 연계된 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 어떤 다른 이러한 구성 등 연산 장치들의 조합으로 구현될 수 있다. 연산 환경은 몇 가지 예를 든다면 마이크로프로세서에 기반한 컴퓨터 시스템, 메인프레임 컴퓨터, 디지털 신호 처리기, 휴대용 연산 장치, 장치 컨트롤러, 또는 가전제품(appliance) 내의 연산 엔진을 제한 없이 포함하는 어떤 종류의 컴퓨터 시스템을 포함할 수 있다.
이 명세서에 개시된 예들에 연계하여 기재된 방법, 공정, 또는 알고리즘들의 단계들은 하드웨어로 직접, 하나 이상의 메모리 장치들에 저장되어 하나 이상의 프로세서들로 실행되는 소프트웨어 모듈로, 또는 이 둘의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, RRPROM메모리, 레지스터들, 하드디스크, 이동식 디스크(removable disk), CD-ROM, 또는 어떤 다른 형태의 비일시적 컴퓨터 독출 가능한 저장 매체, 매체들, 또는 당업계에 알려진 물리적 컴퓨터 저장 장치에 상주할 수 있다. 예시적 저장 매체는 프로세서가 저장 매체로부터 정보를 독출하고 이에 정보를 기입할 수 있도록 프로세서에 접속될 수 있다. 대안으로 저장 매체가 프로세서에 일체가 될 수 있다. 저장 매체는 휘발성 또는 비휘발성이 될 수 있다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC에 상주할 수 있다.
이 명세서에 기재된 장치 및 방법들은 하나 이상의 프로세서들로 실행되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로 구현될 수 있다. 이 컴퓨터 프로그램은 비일시적 유형(tangible) 컴퓨터 독출 가능한 매체 상에 저장된 프로세서 실행 가능한 명령들을 포함한다. 컴퓨터 프로그램들은 또한 저장된 데이터를 포함할 수 있다. 비일 시적 유형 컴퓨터 독출 가능한 매체의 비제한적인 예는 비휘발성 메모리, 자기 저장 장치, 및 광학 저장 장치들이다.
"거의(substantially)"라는 용어가 "실시간(real-time)"이라는 용어와 연계하여 사용되면 당업계에 통상의 기술을 가진 자가 쉽게 이해할 문구가 형성된다. 에를 들어 이러한 문언이 지연이 없거나 거의 없는 속도들을 포함할 것을 쉽게 이해할 수 있다.
무엇보다 "할 수 있다(can)", "일 수 있다(might)", "할 수 있다(may)", "예를 들어(for example)" 등 이 명세서에 사용된 조건부 언어(onditional language)는 구체적으로 달리 언급되지 않은 한, 또는 사용된 문맥 내에서 달리 이해되지 않는 한, 어떤 특징, 요소, 및/또는 상태들이 다른 예들에는 포함되지 않지만 어떤 예들에는 포함된다는 의미를 일반적으로 전달하려 의도한 것이다. 이에 따라 이러한 조건부 언어는 일반적으로, 그 특징, 요소, 및/또는 상태들이 하나 이상의 예들에 어떤 방식으로건 요구된다는 것을 의미하거나, 그 하나 이상의 예들이 작성자(author) 입력 또는 프롬프트(prompting) 없이 그 특징, 요소, 및/또는 상태들이 포함될지 또는 어떤 특정한 예에서 수행될지 여부를 결정하는 로직을 반드시 포함해야 한다는 것을 의미하려 의도한 것이 아니다. "구비하는(comprising)", "포함하는(including)", "가지는(having)" 등의 용어들은 동의어이고 개방형 방식으로 포괄적으로 사용되며, 추가적 요소, 특징, 동작, 작동들 등의 추가를 배제하지 않는다. 또한 "또는(or)"이라는 용어도 포괄적 의미(및 배타적이 아닌 의미)로 사용되어 예를 들어 요소들의 목록을 연결하는 데 사용될 때, "또는(or)"이라는 용어는 목록 내의 하나, 일부, 또는 모든 요소들을 의미한다. 또한 이 명세서에 사용된 "각각(each)"이라는 용어는 그 일반적 의미를 갖는 것에 추가하여 "각각(each)"이라는 용어가 적용된 요소들의 집합의 모든(any) 부분집합을 의미할 수 있다,
"X, Y, 또는 Z 중의 적어도 하나(at least one of X, Y, or Z)"라는 문구 등의 분리형 언어(disjunctive language)는 구체적으로 달리 언급되지 않은 한, 항목, 용어 등이 (예를 들어 X, Y, 및/또는 Z 등) X, Y, 또는 Z, 또는 그 모든 조합의 어느 것을 일반적으로 표현하는데 사용되는 문맥으로 달리 이해해야 할 것이다. 이에 따라 이러한 분리형 언어는 어떤 예들이 X 중 적어도 하나, Y 중 적어도 하나, 또는 Z 중 적어도 하나가 각각 존재해야 하는 것을 의미하려는 의도가 아니며 의미해서도 안 된다.
달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "a" 또는 "an" 같은 관사는 일반적으로 하나 이상의 기술된 항목들을 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 이에 따라"~하도록 구성된 하나의 장치(a device configured to)" 등의 문구는 하나 이상의 기재된 장치들을 포함하려 의도한 것이다. 이러한 하나 이상의 기재된 장치들은 또한 집합적으로 언급된 기재 사항들을 수행하도록 구성될 수 있다. 예를 들어 "기재 사항 A, B, 및 C들을 수행하도록 구성된 하나의 프로세서(a processor configured to carry out recitations A, B and C)"는 기재사항 B 및 C를 수행하도록 구성된 제2 프로세서와 연계되어 작동되는 기재 사항 A를 수행하도록 구성된 제1 프로세서를 포함할 수 있다.
이상의 설명은 다양한 예들에 적용된 신규한 특징들을 도시하고, 설명하며, 지적했지만, 예시된 장치 또는 알고리즘들의 형태 및 상세에서의 다양한 생략, 대체, 및 변경들이 본 발명의 개념을 벗어나지 않고도 이뤄질 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 알 수 있다시피, 일부 특징들은 다른 것들과 별도로 사용 또는 실행될 수 있으므로 이 명세서에 기재된 발명들은 이 명세서에 규정된 모든 특징과 이점들을 제공하지는 않는 형태로 구현될 수 있다.
또한 이 명세서에 언급된 모든 간행물, 특허, 및 특허출원들은 각 개별적인 간행물, 특허, 또는 특허출원이 구체적 및 개별적으로 참고로 통합되도록 표시된 것과 동일한 범위로 이 명세서에 참고로 통합될 수 있다.
Claims (16)
- 웨어러블 기기에 통합되는 광학 생리학적 센서로:
광학 중심을 갖는 기판과;
상기 기판의 상기 광학 중심에 인접하여 위치하고 상기 광학 중심으로부터 편심으로 이격되는 발광다이오드(LED)들의 제1 방출기 그룹과;
상기 기판의 상기 광학 중심에 인접하여 위치하고 상기 광학 중심으로부터 상기 광학 중심에 대해 상기 LED들의 제1 방출기 그룹 반대쪽으로 편심으로 이격되는 LED들의 제2 방출기 그룹과; 및
상기 제1 및 제2 방출기 그룹을 둘러싸는 공간 구조로 배열되는 복수의 감지기들을 포함하고,
상기 복수의 감지기들 각각이 상기 기판 상에서 상기 기판의 상기 광학 중심으로부터 동일한 거리에 위치하는, 광학 생리학적 센서. - 제1항에 있어서,
상기 공간 구조가 고리를 포함하는, 광학 생리학적 센서. - 제1항에 있어서,
상기 기판 상에 장착되고 상기 제1 방출기 그룹, 제2 방출기 그룹, 및 상기 복수의 감지기들을 격리하도록 구성된 광 배리어 구조를 더 포함하고,
상기 광 배리어 구조가 하나 이상의 챔버들을 규정하는 복수의 광 배리어들을 구비하는, 광학 생리학적 센서. - 제3항에 있어서,
상기 광 배리어 구조가 상기 기판의 중심에서 상기 기판으로부터 연장되는 최대 높이를 갖는, 광학 생리학적 센서. - 제3항에 있어서,
상기 광 배리어 구조가 상기 제1 방출기 그룹을 격리하도록 구성된 광 배리어를 포함하고,
상기 광 배리어가 상기 광 배리어 구조로 규정되는 방출기 챔버로부터의 거리보다 더 작은 폭을 가지며, 상기 제1 방출기 그룹을 상기 광 배리어 구조로 규정되는 감지기 챔버에 수납하고, 상기 센서의 중심선으로 양분되는 감지기를 수납하는, 광학 생리학적 센서. - 제5항에 있어서,
상기 제1 방출기 챔버로부터 상기 감지기 챔버로 상기 센서의 중심선에 평행한 길이를 따라 연장되는 거리가 상기 센서의 중심선에 평행한 길이를 따른 상기 제1 방출기 챔버의 폭의 절반보다 더 작은, 광학 생리학적 센서. - 제5항에 있어서,
상기 제1 방출기 챔버로부터 상기 감지기 챔버로 상기 센서의 중심선에 평행한 길이를 따라 연장되는 거리가 상기 센서의 중심선에 평행한 길이를 따른 상기 제1 방출기 챔버의 폭의 절반보다 더 큰, 광학 생리학적 센서. - 제1항에 있어서,
상기 제1 방출기 그룹이 상기 제2 방출기 그룹과 동일한 복수의 광 파장들을 방출하도록 구성되는, 광학 생리학적 센서. - 제1항에 있어서,
상기 기판 상의 상기 제1 방출기 그룹의 LED들의 배열이 상기 센서를 양분하는 상기 센서의 중심선에 대해 상기 제2 방출기 그룹의 LED들의 배열과 경면대칭인, 광학 생리학적 센서. - 제9항에 있어서,
상기 센서의 중심선이 상기 복수의 감지기들 중의 적어도 하나를 양분하는, 광학 생리학적 센서. - 제10항에 있어서,
상기 제1 방출기 그룹으로부터 상기 복수의 감지기들 중의 적어도 하나까지의 거리가 상기 제2 방출기 그룹으로부터 상기 복수의 감지기들 중의 적어도 하나까지의 거리와 유사한, 광학 생리학적 센서. - 제1항에 있어서,
기준 전극, 음 전극, 및 양 전극을 포함하는 ECG 센서를 더 포함하고,
상기 기준 및 음 전극이 상기 센서 상에 위치하고, 상기 양 전극이 상기 웨어러블 기기의 하우징 상에 위치하는, 광학 생리학적 센서. - 제12항에 있어서,
여기서 상기 기준 전극이 대략 반 고리형이고, 여기서 상기 음 전극이 대략 반 고리형인, 광학 생리학적 센서. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 감지기들이 제1 감지기 그룹과 제2 감지기 그룹을 포함하는, 광학 생리학적 센서. - 제14항에 있어서,
상기 제1 감지기 그룹이 개별 감지기 챔버들에 수납되는 적어도 2개의 감지기들을 포함하고,
상기 제2감지기 그룹이 개별 감지기 챔버들에 수납되는 적어도 2개의 감지기들을 포함하는, 광학 생리학적 센서. - 제14항에 있어서,
상기 제1 방출기 그룹과 상기 제1 감지기 그룹 간의 거리가 상기 제2 방출기 그룹과 상기 제1 감지기 그룹 간의 거리보다 더 큰, 광학 생리학적 큰 센서.
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