RU224969U1 - Устройство измерения экг, звуков сердца и легких с беспроводными наушниками - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к портативным мониторам активности сердца и легких, портативным системам мониторинга электрокардиографии (ЭКГ), портативным электронным системам звукозаписи и аналогичными устройствами. В частности, это описание касается аппарата, который интегрирует устройство измерения активности сердца и легких, систему звукозаписи и наушники. Система наблюдения за активностью сердца, звуков сердца и легких, соединенная с наушниками, такими как беспроводные наушники или беруши с электродами, подключенными к коже с целью измерения активности сердца с использованием метода электрокардиограммы или ЭКГ. Система состоит из датчика сердца и датчика легких, по крайней мере, двух электродов, где первый электрод контактирует с кожей внутри уха пользователя, а второй электрод контактирует с кожей на груди или спине пользователя. Датчик активности сердца и легких может измерять электрические сигналы, генерируемые сердечными мышцами, по крайней мере, между двумя электродами, воспринимать звук, генерируемый сердцем и легкими, и передавать информацию об активности сердца и легких по беспроводной сети на принимающее устройство, такое как смартфон или умные часы.

Description

Область техники

[0001] Полезная модель относится к портативным мониторам активности сердца и легких, портативным системам мониторинга электрокардиографии (ЭКГ), портативным электронным системам звукозаписи и аналогичными устройствами. В частности, это описание касается аппарата, который интегрирует устройство измерения активности сердца и легких, систему звукозаписи и наушники.

Предшествующий уровень техники

[0002] Спортивная активность является важным фактором для многих людей в поддержании здорового образа жизни. Считается полезным отслеживать и записывать данные об активности сердца и легких, особенно во время физических упражнений. Существует множество приборов, предназначенных для мониторинга активности сердца человека. Например, наиболее распространенным устройством является монитор сердечного ритма, включая грудной ремень с двумя электрическими контактами, которые создают контакты на груди пользователя и включают монитор для измерения сердечного ритма человека. Этот тип монитора частоты сердечных сокращений многими пользователями считается неудобным.

[0003] Другие мониторы частоты сердечных сокращений включают технологию на основе света. Эти мониторы частоты сердцебиения обычно включают источник света и детектор света. Свет, исходящий от источника и направленный через кожу пользователя, отражается назад, и воспринимается приемником света. Оптический монитор сердечного ритма измеряет скорость движения крови через вену и вычисляет сердцебиение. Оптические мониторы сердечного ритма, как правило, интегрированы в носимые аксессуары, такие как часы, браслеты и наушники. Одним хорошо известным недостатком оптических мониторов сердечного ритма является неточность в измерении частоты сердечных сокращений человека, особенно в движении.

[0004] Устройства электрокардиографии более точны, но они, как правило, громоздкие, маломобильные, или требуют дополнительное устройство, плотно прикрепленное к груди пользователя. Кроме того, было установлено, что устройства электрокардиографии, постоянно прикрепленные к груди пользователя неудобны в использовании. Соответственно, еще существует потребность в улучшении мониторов сердечной активности, которые сделают их более надежными и удобными.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ

[0005] В данном разделе представлены аспекты практического воплощения, которые более подробно описаны ниже в разделах Подробное Описание и Примеры Воплощений. Настоящее краткое описание не предназначено для выявления ключевых и существенных признаков представленной полезной модели и не предназначено для использования в качестве вспомогательного средства при определении сферы охвата представленной полезной модели. Аспекты реализации этой полезной модели призваны преодолеть хотя бы некоторые известные в технике недостатки.

[0006] Одним из аспектов настоящей полезной модели является аппарат для мониторинга активности сердца и легких. Аппарат представляет собой устройство, обычно называемое монитором сердца и легких или HLM, которое интегрировано в носимые устройства, аксессуары и одежду, которую носит человек. Датчик мониторинга сердца использует метод электрокардиограммы (или ЭКГ) с по крайней мере двумя электродами, контактирующими с кожей.

[0007] Носимые устройства и аксессуары, которые могут быть интегрированы с датчиком мониторинга сердца, включают, но не ограничиваются: наушниками с вкладышами, наушниками с передачей звука по кости, прикрепленные за ухом или перед ухом и наушники-гарнитуру как единственный (моно) наушник, так и пара TWS (стерео) наушников.

[0008] Система мониторинга сердца состоит, по крайней мере, из одного датчика, по крайней мере двух электродов, контактирующих с кожей человека, и, по крайней мере, одного наушника. Датчик с электродами может быть интегрирован или подключен к существующему устройству или аксессуару, или быть автономным сенсорным устройством. Датчик обнаруживает электрический сигнал, генерируемый сердечными мышцами. При этом датчик воспринимает аудиозвуки сердца и легких через встроенный микрофон. Сигнал ЭКГ и аудиозвуки сердца и легких передаются на принимающее устройство, такое как смартфон, часы или другое устройство мониторинга, обычно называемое Хост. Хост разделяет сигнал ЭКГ от сигнала звуков сердца и легких, обрабатывает сигналы ЭКГ, вычисляет данные об активности сердца, такие как стандартные точки формы сигнала ЭКГ: Р, Q, R, S, Т, интервалы между точками формы сигнала ЭКГ, частота сердечных сокращений, вариабельность сердечного ритма, сердечный ритм и другие параметры активности сердца. В то же время хост анализирует аудиозвуки сердца и дыхания, и вычисляет частоту дыхания. Кроме того, хост подключен по крайней мере к одному наушнику и получает аудиоинформацию от микрофона, встроенного в наушник. Хост соединяет данные ЭКГ, звуки сердца и легких со звуком, полученным от наушника, отображает и сохраняет сигнал ЭКГ со звуками сердца и легких, и аудиоиз наушника в одну цифровую папку.

[0009] Дополнительные объекты, преимущества и новые особенности примеров будут частично изложены в последующем описании и станут очевидными для специалистов в данной области техники после изучения описания и сопровождающих его чертежей или могут быть изучены путем посредством воспроизводства и эксплуатации примеров. Объекты и преимущества концепций могут быть реализованы и достигнуты с помощью методологий, инструментов и комбинаций, особо отмеченных в прилагаемой формуле полезной модели.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0010] Варианты исполнения проиллюстрированы в качестве примеров и ограничены только представленными фигурами сопутствующих чертежей, в которых аналогичные ссылки указывают на похожие элементы, и в которых:

[0011] Рис. 1 иллюстрирует логическую блок-схему системы HLM;

[0012] Рис. 2 иллюстрирует один из вариантов исполнения системы HLM;

[0013] Рис. 3 иллюстрирует один из вариантов исполнения датчика HLM в поперечном сечении;

[0014] Рис. 4А показывает вид пользователя, иллюстрирующий один из вариантов использования датчика HLM;

[0015] Рис. 4В показывает вид другого пользователя, иллюстрирующий один из вариантов использования датчика HLM;

[0016] Рис. 5А иллюстрирует один из вариантов исполнения наушника с подключением к датчику HLM;

[0017] Рис. 5В показывает вид пользователя сбоку, иллюстрирующий один из вариантов соединения наушника с датчиком HLM;

[0018] Рис. 5С иллюстрирует поперечное сечение одного из вариантов исполнения наушника с подключением к датчику HLM;

[0019] Рис. 6А иллюстрирует поперечное сечение другого варианта исполнения наушника с подключением к датчику HLM;

[0020] Рис. 6В показан вид уха, иллюстрирующий другой вариант соединения наушника с датчиком HLM;

[0021] Рис. 7 иллюстрирует один из вариантов исполнения датчика HLM в поперечном сечении на коже пользователя;

[0022] Рис. 8 блок-схема, иллюстрирующая взаимодействие пользователя с системой HLM;

[0023] Рис. 9 блок-схема, иллюстрирующая логику HLM-приложения для хост.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

Введение

[0024] Следующее подробное описание вариантов полезной модели

включает ссылки на прилагаемые чертежи, которые являются частью подробного описания. Подходы, описанные в настоящем разделе, не являются известным уровнем техники по отношению к заявленному в формуле полезной модели и не могут быть включены в известный уровень техники путем включения в этот раздел. На чертежах приведены иллюстрации в соответствии с примерами практического воплощения. Эти иллюстрации, которые также именуются в настоящем документе "примерами", описаны достаточно подробно, с тем, чтобы позволить специалистам в данной области практиковать данный предмет. Варианты могут быть объединены, другие варианты могут быть использованы, или структурные, логические и оперативные изменения могут быть сделаны без отступления от объема того, что заявлено. Поэтому нижеследующее подробное описание не следует рассматривать в ограничительном смысле, а сфера охвата определяется прилагаемой формулой и ее эквивалентами.

[0025] Примеры практического воплощения будут представлены со ссылкой на гарнитуру или устройство для измерения активности сердца и легких. Эта гарнитура и устройство может быть реализовано с использованием электронного оборудования, компьютерного программного обеспечения или любой их комбинации. Реализация таких примеров в виде аппаратного или программного обеспечения зависит от конкретного приложения и конструктивных ограничений, накладываемых на общую систему. К примеру, элемент или часть элемента, или любое сочетание элементов могут быть реализованы с помощью "обработчика данных", который включает в себя один или более микропроцессоров, микроконтроллеров, центральных процессоров (ЦП), цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), программируемых пользователем вентильных матриц (ППВМ), программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), конечных автоматов, закрытых логик, дискретных аппаратных схем и другого подходящего оборудования, настроенного для выполнения различных функций, описанных в этом описании. Обработку данных может выполнять программное обеспечение, встроенное ПО или промежуточное ПО (совместно именуемое "программное обеспечение"). Под термином "программное обеспечение" (ПО) в широком смысле понимаются инструкции, наборы инструкций, код, сегменты кода, программный код, программы, подпрограммы, программные компоненты, приложения, программные приложения, программные пакеты, объекты, исполняемые файлы, потоки выполнения, процедуры, функции, которые могут упоминаться как программное обеспечение, микропрограммное обеспечение, промежуточное программное обеспечение, микрокод, язык описания оборудования или иным образом.

[0026] Соответственно, в одном или нескольких вариантах описанные здесь функции могут быть реализованы в аппаратном, программном обеспечении или любом их сочетании. Если функции реализованы в программном обеспечении, они могут храниться или кодироваться в виде одной или нескольких инструкций или кода на непостоянном читаемом носителе информации. Машиночитаемый носитель информации включает в себя компьютерные носители данных. Носителем данных может быть любой носитель, доступный компьютеру. В качестве примера, а не ограничения, такой машиночитаемый носитель может содержать оперативное запоминающее устройство, запоминающее устройство с произвольной выборкой, электрически стираемую программируемую память только для чтения, магнитный диск для хранения, твердотельную память или любые другие устройства хранения данных, комбинации вышеуказанных типов машиночитаемых носителей или любой другой носитель, который может быть использован для хранения исполняемого кода в виде инструкций или структур данных, которые могут быть доступны с помощью компьютера.

[0027] Для целей настоящего патентного документа термины "или" и "и" означают "и/или", если в контексте их использования не указано иное или явно не предусмотрено иное. Термины " состоит", "состоящий", "включает" и "включающий" взаимозаменяемы и не предназначены для ограничения. Например, термин "включающий" следует толковать как означающий "включающий, но не ограничиваясь этим".

[0028] Следует также понимать, что термины "первый", "второй", "третий" и т.д. могут быть использованы в настоящем документе для описания различных элементов. Эти термины используются для отличия одного элемента от другого, но не подразумевают требуемую последовательность элементов. Например, первый элемент можно назвать вторым элементом и, аналогично, второй элемент можно назвать первым элементом, не выходя за рамки настоящей полезной модели. Кроме того, следует понимать, что, когда элемент упоминается как "связан" или "подключен" или "сопряжен" с другим элементом, он может быть непосредственно сопряжен или подключен или связан с другим элементом, или могут присутствовать промежуточные элементы. В отличие от этого, когда элемент называется "непосредственно на" или "непосредственно связаны" или "непосредственно связан" с другим элементом, нет никаких промежуточных элементов.

[0029] Термин "хост устройство" означает любое вычислительное или электронное устройство с возможностями обработки данных и передачи данных, включая, но не ограничиваясь, мобильное устройство, сотовый телефон, мобильный телефон, смартфон, интернет-телефон, пользовательское оборудование, мобильный терминал, планшетный компьютер, портативный компьютер, настольный компьютер, рабочую станцию, тонкий клиент, персональный цифровой помощник, мультимедийный проигрыватель, навигационную систему, игровую приставку, носимый компьютер, умные часы, систему развлечения, информационно-развлекательную приставку, бортовой компьютер, велосипедный компьютер или прибор виртуальной реальности.

[0030] Термин "наушник" должен толковаться как означающий любое устройство, которое может быть помещено в наружное ухо пользователя или рядом с ним в целях вывода звуковых сигналов или снижения уровня шума. Термин "наушник" также означает любое или все из следующих значений или должен толковаться как означающий, что один или несколько из следующих элементов являются элементом "наушника": головные наушники, вставные наушники, навесные наушники, динамик, ушная капсула, ушной вкладыш, слуховой аппарат и акустическое устройство в ухе.

[0031] Термин "гарнитура" следует понимать как устройство, включающее по крайней мере один наушник, или устройство, включающее по крайней мере один наушник и микрофон. Таким образом, гарнитура может быть выполнена как с одним наушником (моно), так и с двойным наушником (моно на оба уха или стерео). Термин "наушники" здесь используется для обозначения пары наушников или громкоговорителей, которые прилагаются близко к ушам пользователя. Примеры наушников могут быть охватывающие, повышающие, ушная капсула, или наушники-вкладыши. Наушники-вкладыши - это небольшие наушники, иногда называемые также наушниками, которые вставляются в ушной канал или устанавливаются в наружное ухо. Хотя варианты этого описания ограничены беспроводными наушниками, те, кто владеет техническими навыками, оценят, что те же или подобные варианты могут быть реализованы с помощью проводных наушников или проводной гарнитуры.

[0032] Термин "активность сердца" должен толковаться как означающий любую жизненно важную, естественную или биологическую работу человеческого сердца, включая сердцебиение или электрическую активность сердца. Под термином "сигнал активности сердца" понимается аналоговый сигнал, характеризующий сердечную деятельность пользователя. Под термином "данные о активности сердца" понимаются любые цифровые данные, характеризующие сердечную деятельность пользователя. Некоторые примеры сигнала активности сердца включают, но не ограничиваются, сигналом электрокардиограммы (ЭКГ), сигналом волны активности сердца или импульсным сигналом активности сердца. Некоторые примеры данных активности сердца включают, но не ограничиваются, частотой сердечных сокращений, частотой сердечных сокращений в минуту, вариабельностью (переменчивостью) сердечного ритма, сердечным ритмом или любыми другими жизненно важными биометрическими данными, связанными с сердечной деятельностью.

[0033] Термин "звук сердца" должен толковаться как означающий любые звуки, производимые сердцем в диапазоне частот ниже 20,000 Гц, включая инфразвуки ниже диапазона частот 20 Гц. Термин "звук легких" должен толковаться как означающий любые звуки, производимые легкими и дыхательными путями в результате дыхания в диапазоне частот ниже 20,000 Гц, включая инфразвуки ниже диапазона частот 20 Гц.

[0034] Как указано выше, аспекты реализации этой полезной модели обеспечивают устройство для измерения активности сердца. Другими словами, варианты этой полезной модели относятся к интегрированию датчика измерения активности сердца в наушник. Датчик измерения активности сердца, как правило, настроен на чувствительность, обнаружение или измерение одной или более активностей сердца пользователя, создание данных активности сердца и передачу данных активности сердца на принимающее устройство, такие как мобильный телефон или сервер для дальнейшей обработки, записи в память или вывода на экран.

[0035] Датчик измерения активности сердца и легких содержит, по крайней мере, два электрода, которые сконфигурированы для непосредственного подключения к коже пользователя. В одном варианте исполнения первый электрод помещен внутри уха, на раковине или в слуховом проходе и устанавливает надежный электрический контакт с кожей. Второй электрод обеспечивает контакт с кожей на груди или спине пользователя.

[0036] В другом варианте исполнения полезной модели датчик измерения активности сердца и легких, интегрированный в наушник, имеет третий электрод. Третий электрод находится в другом ухе пользователя так же, как и первый электрод, на раковине или в слуховом проходе и устанавливает надежный электрический контакт с кожей.

[0037] Аппарат для измерения активности сердца и легких может дополнительно содержать один или более датчиков, соединенных с электродами и сконфигурированных для измерения электрических сигналов, уловленными электродами и генерируемых сердечными мышцами, фильтрации сигнала ЭКГ, обработки этого сигнала ЭКГ, расчета различных данных работы сердца из сигнала ЭКГ, улавливание звуков сердца и легких и передачи данных ЭКГ, звуков сердца и легких на хост устройство.

Аппаратная Архитектура

[0038] На чертежах описаны примерные варианты исполнения аппаратной архитектуры. Чертежи являются схематическими иллюстрациями идеализированных примеров исполнения. Таким образом, примеры реализации, обсуждаемые в настоящем документе, не должны толковаться как ограниченные конкретными иллюстрациями, представленными в настоящем документе, а эти примеры реализации могут включать отклонения и отличаться от представленных здесь иллюстраций.

[0039] Рис. 1 иллюстрирует логическую блок-схему, представляющую собой пример системы (100) мониторинга активности сердца, которая состоит по крайней мере из одного датчика (101) HLM, по крайней мере одного хост-устройства (119), по крайней мере одного беспроводного наушника (123) для одного уха и, необязательно, второго беспроводного наушника (125) для другого уха. Хост-устройство (119) может быть соединено беспроводным образом с датчиком (101) HLM, наушником (123) и наушником (125) одновременно с помощью Bluetooth или другого беспроводного протокола. Датчик (101) состоит из двух логических подсистем, аудиоподсистемы и подсистемы мониторинга сердца или подсистемы HrM. Обе подсистемы могут функционировать как независимо, так и в беспроводном соединении с хостом (119) с целью передачи звуковых сигналов и характеристик активности сердца и легких человека.

[0040] В одном варианте исполнения конфигурация подсистемы HrM состоит из 2х электродов (103) и (104), аналогового входного устройства (AFE) (109), беспроводного передатчика (TRX) (107) и батареи (ВАТ) (121). В некоторых вариантах исполнения подсистема HrM может также иметь модулятор (MD) (110) и аудиокодек (АС) (112). Еще, в другом варианте исполнения, подсистема HrM может иметь микроконтроллер (MCU) (113) и хранилище данных (DS) (117). Подсистема HrM также может иметь и третий электрод (105).

[0041] Аудиоподсистема в минимальной конфигурации состоит, по крайней мере, из одного микрофона (115), аудиокодека (АС) (112), беспроводного передатчика (TRX) (107) и батареи (ВАТ) (121). В другом варианте исполнения аудиоподсистема может также иметь микроконтроллер (MCU) (113) и хранилище данных (DS) (117). Еще, в другом варианте исполнения аудиоподсистема может также иметь аналоговый усилитель (AMP) (114), соединенный своим входом с микрофоном (115) и выходом с аудиокодеком (АС) (112). Аналоговый усилитель (AMP) (114) может быть включен и выключен пользователем. Аудиоподсистема предназначена для фиксации звуков, производимых сердцем, легкими и дыхательными путями через микрофон (115). Затем эти звуки передаются через (АС) (112) и далее на хост (119) через передатчик (TRX) (107) с использованием стандартного аудиоканала, обычно используемого в аксессуарах Bluetooth. Звуковой сигнал, выбранный микрофоном (115), может быть передан в (АС) (112) двумя способами: не усиленного и усиленного сигнала через AMP (114).

[0042] Человек с навыками в данной области техники поймет, что деление на подсистему HrM и аудиоподсистему используется только для логического разделения разных частей системы и не ограничивается описанными компонентами в каждой подсистеме. По сути, некоторые компоненты могут быть общими между всеми подсистемами, другие компоненты предназначены для использования только в одной подсистеме. Обе подсистемы могут работать независимо друг от друга и как единое целое. Логическое объяснение деления датчика (101) на две подсистемы будет очевидно далее из этого описания.

[0043] В другом варианте исполнения датчик (101) состоит из трех электродов (103), (104) и (105), которые соединены электрическими проводами или электропроводящими полимерами с аналоговым входным устройством (AFE) (109). Электроды (103) и (104) используются для создания одного канала с целью измерения сигнала ЭКГ. Электрод (105) служит опорным электродом, как это часто используется в системах измерения ЭКГ. Выход AFE (109) представляет собой усиленный аналоговый сигнал, относящийся к ЭКГ. Выход AFE (109) передается на аналоговый вход микроконтроллера (MCU) (113) и на модулятор (MD) (110). MCU (113) обрабатывает аналоговый сигнал в цифровую форму и вычисляет данные об активности сердца. Микроконтроллер сохраняет полученные данные в хранилище данных (DS) (117) типа флэш-памяти. Микроконтроллер (113) подключен к беспроводному передатчику (TRX) (107), такому как Bluetooth или другому беспроводному передатчику.

[0044] Датчик (101) также содержит, по крайней мере, один аудиокодек (АС) (112) и, по крайней мере, один микрофон (115). Аналоговый звуковой сигнал от микрофона (115) обрабатывается аудиокодеком (АС) (112) в цифровой аудиосигнал. У большинства передатчиков (TRX) (107), доступных на рынке, таких как Bluetooth, есть встроенный аудиокодек. Поэтому блоки, иллюстрирующие передатчик (TRX) (107) и аудиокодек (АС) (112), показанные как отдельные компоненты, являются лишь их логическим представлением и могут быть реализованы в одной интегральной схеме (ИС) или микрочипе.

[0045] Выход AFE (109) также подсоединен к модулятору (MD) (110). MD (110) модулирует аналоговый сигнал ЭКГ, полученный от AFE (109), и передает модулированный сигнал ЭКГ напрямую в АС (112). АС (112) преобразует его в цифровой формат и перенаправляет на передатчик (TRX) (107) для беспроводной передачи на хост (119). MD (110) может использовать различные методы модуляции. Одним из методов является использование несущей частоты с модуляцией амплитуды, разделенной по времени. Этот метод позволяет микшировать сигнал ЭКГ от AFE (109) с голосовым сигналом от микрофона (115) в один аудиоканал.

[0046] Цель модуляции сигнала ЭКГ заключается в передаче аналогового сигнала ЭКГ на хост (119) без пересечения с аудиосигналом от стандартного звукового канала микрофона, обычно используемый в беспроводных наушниках. Поскольку звуковой диапазон человека использует спектр от 20 Гц до 20,000 Гц, имеет смысл модулировать сигнал ЭКГ, используя несущую частоту выше слышимого диапазона 20,000 Гц. Этот метод позволяет смешивать сигнал ЭКГ и звук, полученный от микрофона (115), в один аудиоканал. Смешивание обоих сигналов и их оцифровка выполняется в кодеке АС (112) и затем передается через TRX (107) на хост (119). Хост (119) принимает цифровой аудиопоток и записывает его в цифровой аудиофайл с использованием доступных цифровых форматов, таких как AAC, ALAC, FLAC, МР3, WAV или другой цифровой формат. Сигнал ЭКГ, записанный синхронно с голосовым сигналом в файл, дополнительно используется для анализа ЭКГ. Пользователь может записать свои собственные ощущения или другие наблюдения одновременно с измерением ЭКГ. Аудиозаписи пользователя одновременно с сигналом ЭКГ могут быть использованы врачом, обученным специалистом или искусственным интеллектом (ИИ) для детальной аналитики активности сердца и легких.

[0047] Не все аудиокодеки поддерживают частоты передачи аудиосигнала выше 20,000 Гц или 20 кГц. Некоторые кодеки Bluetooth ограничивают частоту звука до 16 кГц или даже до 8 кГц для специального аудиопрофиля Bluetooth. В этом случае модулятор может быть настроен на использование частот ниже 20 кГц. Например, если аудиокодек (АС) (112) имеет предел звуковой частоты 16 кГц, то несущая модулирующая частота для MD (110) может быть установлена менее 16 кГц. АС (112) смешивает сигналы от микрофона (115), от усилителя (114) и от MD (110) в один сигнал, кодирует его в цифровой формат и отправляет через передатчик TRX (107) на хост (119). Хост (119) принимает цифровые данные и обрабатывает их как и монофонический аудиопоток.

[0048] В другом варианте воплощения HLM-датчик (101) используют иной способ передачи сигнала ЭКГ на хост (119). Это может быть воплощено с помощью двух-микрофонного передатчика TRX (107). Некоторые передатчики, такие как Bluetooth, предназначены для двух независимых входных аудиоканалов для двух микрофонов. Аудиосигнал от микрофона (115) оцифровывается кодеком АС (112) и передается TRX (107) с использованием первого микрофонного канала. Модулированный сигнал ЭКГ от MD (110) оцифровывается кодеком АС (112) и передается TRX (107) с использованием второго канала микрофона. Хост (119) принимает цифровые данные через оба канала и обрабатывает их как двухканальный аудиопоток.

[0049] Тем не менее, в другом варианте воплощения HLM-датчик (101) использует прямой (немодулированный) способ передачи сигнала ЭКГ на хост (119). Аудиосигнал от микрофона (115) оцифровывается кодеком АС (112) и передается TRX (107) с использованием первого канала. Сигнал ЭКГ от AFE (109) пропускается через MD (110) без модификации, затем оцифровывается кодеком АС (112) и передается TRX (107) используя второй канал. Хост (119) принимает цифровые данные по двум каналам и обрабатывает их как двухканальный аудиопоток.

[0050] Современные интегральные схемы (ИС) могут включать несколько компонентов, таких как MCU (113), передатчик (107), хранилище данных (117) и аудиокодек (112), интегрированных в одну ИС или микрочип. Модулятор MD (110) может быть реализован в виде кода или библиотеки на микроконтроллере MCU (113). Также возможно, что все компоненты датчика HLM (101) интегрированы в одну ИС.

[0051] Батарея (ВАТ) (121) обеспечивает питание датчика (101) и всех его компонентов. Это может быть аккумулятор или одноразовая (не перезаряжаемая) батарея. Передатчик TRX (107) может быть беспроводным способом соединен с хостом (119) через беспроводной передатчик (111), встроенный в хост с тем же протоколом, как Bluetooth или другим беспроводным протоколом. Хост (119) может представлять собой мобильный телефон, смарт-часы, планшет, компьютер или любое другое устройство, способное принимать беспроводные сигналы, обрабатывать, отображать, хранить или ретранслировать их на другое устройство. Передатчик TRX (107) может транслировать сигналы на несколько хост-устройств, которые могут принимать данные одновременно.

Один пример, иллюстрирующий воплощение датчика

[0052] Рис. 2 иллюстрирует один из вариантов воплощения датчика HLM (200) для использования с беспроводными наушниками. Датчик HLM состоит из корпуса (201), электропроводящей колоколообразной крышки (203) с отверстием для микрофона (205), разъема (207) и электродного кабеля (209), содержащего, по крайней мере, один первый электрический провод (215), соединенный с электропроводящим контактом (219). В другом варианте воплощения электродный кабель (209) содержит два электрических провода, где второй электрический провод (217) соединен с электропроводящим контактом (221).

[0053] Контакты (219) и (221) изготовлены из электропроводящих материалов, таких как проводящие полимеры, металлы, металлические и неодимовые сплавы. Контакты (219) и (221) предназначены для удобного подключения к наушникам (202) и (204) соответственно. Контакт (219) подключается к правому наушнику (202), а контакт (221) подключается к левому наушнику (204). Контакт (219) соединен электрическим проводом (215) с первым электродом датчика HLM (103), как показано на рис. 1. Контакт (221) соединен электрическим проводом (217) с третьим электродом датчика HLM (105), как показано на рис. 1. Оба подключения электродов расположены внутри корпуса (201) датчика HLM, который логически представлен как (101) на рис. 1.

[0054] Колоколообразная крышка (203) электрически соединена со вторым электродом (104), как показано на рис. 1. Колоколообразная крышка (203) изготовлена из электропроводящего материала, такого как металл, металлический сплав, металло-покрытый пластик или проводящий полимер. Отверстие для микрофона (205) в колоколообразной крышке (203) предназначено для приема звуков от груди или спины пользователя.

[0055] Для большего комфорта система может быть оснащена вокруг-шейной поддержкой (223), скрепленной с проводами электродов (215) и (217) с помощью скользящих стяжек или колец (211) и (213) соответственно. Назначение нашейной поддержки (223) со скользящими кольцами состоит в том, чтобы установить определенную длину поддержки, поэтому, когда пользователь носит датчик HLM (201) он расположен на или рядом с мечевидным отростком на груди пользователя.

[0056] Рис. 2 предназначен для иллюстрации общей картины датчика HLM (200). Пропорция всех размеров корпуса (201), разъема (207), проводов (215) и (217), контактов (219) и (221), наушников (202) и (204) и вокруг-шейной поддержки (223) может не соответствовать реальным и пропорциональным размерам всех элементов иллюстрации.

[0057] Рис. 3 иллюстрирует один из вариантов воплощения датчика HLM в поперечном сечении (300). Датчик HLM состоит из: корпуса (301), колоколообразной крышки (309), электродного кабеля (323) с проводами, соединяющие датчик с электродами в ушах, и печатной платы (РСВ) (307) с компонентами, логически представленными внутри блока (101), как показано на рис. 1. Рис. 3 описывает не все, а только некоторые компоненты из блока (101), показанного на рис. 1.

[0058] Провод (311) соединен с первым электродом, логически представленным как (103) на рис. 1. Провод (313) электрически соединен с колоколообразной крышкой (309) в контактной позиции (321). Колоколообразная крышка (309) изготовлена из металла, металлического сплава, металлизированного пластика или электропроводящего полимера. Колоколообразная крышка (309) представляет собой второй электрод, логически представленный как (104) на рис. 1.

[0059] Провод (315) соединен с третьим электродом, логически представленным как (105) на рис. 1. Компонент (303), установленный на печатной плате (307), представляет из себя аналоговое устройство (AFE), логически представленным как (109) на рис. 1. Все 3 провода (311), (313) и (315) соединены с соответствующими электродами AFE (303).

[0060] Колоколообразная крышка (309) имеет двойное назначение: она является электродом и представляет собой диафрагму для звукового усиления звуков сердца и легких. Покрытие колоколообразной крышки (309) проводит электрический ток от кожи при прилегании на груди или спине пользователя и устанавливает прочный контакт с кожей по ее окружности (305). В качестве приемника звуков сердца и легких она блокирует внешний шум при размещении на коже груди или спины и блокирует внешние звуки по окружности (305). Она получает звуки, производимые сердцем, легкими и дыхательными путями через отверстие (319).

[0061] Компонент (317) иллюстрирует микрофон, установленный на печатной плате (307) и сцентрированный с отверстием (319). Микрофон (317) предназначен для приема аудиозвуков сердца и легких при размещении на груди или спине пользователя. Микрофон (317) может включаться и выключаться пользователем. Микрофон (317) может переключаться пользователем в различные режимы работы: прямой режим и режим усиления. Эти два режима работы также отражены линиями подключения к АС (112) на рис. 1. Прямой режим представлен прямой линией от микрофона (115) к АС (112). Режим усиления представлен линией через усилитель (114) к АС (112). В прямом режиме микрофон принимает аудиосигнал и передает его непосредственно на АС (112). В режиме усиления аудиосигнал от микрофона (115) усиливается в усилителе (114), а затем передается на АС (112). Режим усиления используется для обнаружения низкоамплитудных звуков сердца и легких пользователя.

Примеры, иллюстрирующие использование датчика HLM с гарнитурой

[0062] Рис. 4А показывает вид пользователя-женщины, иллюстрирующий один пример того, как пользователь может носить датчик HLM (400). В одном варианте воплощения датчик HLM (409) расположен на груди, на или рядом с мечевидным отростком. Датчик HLM (409) может быть прикреплен к бюстгальтеру, так чтобы он оставался под бюстгальтером и устанавливал прочный контакт с кожей. Провод (413) соединяет датчик HLM (409) с электродным контактом в наушнике (401) правого уха. Провод (405) соединяет датчик HLM (409) с электродным контактом в наушнике (403) левого уха. В другом варианте воплощения провода (413) и (405) крепятся с помощью зажимов (411) и (407) к вокруг-шейной поддержки (415). Вокруг-шейная поддержка (415) используется для позиционирования датчика HLM (409) на фиксированной длине и расположен на мечевидном отростке или рядом с ним. Каждый пользователь может установить длину нашейной поддержки (415) индивидуально, и затем использовать его с той-же настройкой. Таким образом, все записанные данные ЭКГ, звуки сердца и легких могут быть правильно сопоставлены, поскольку датчик HLM записывает ЭКГ звуки сердца и легких из одного и того же положения на груди.

[0063] На рис. 4 В показан вид пользователя мужского пола, иллюстрирующий один пример того, как этот пользователь может носить датчик HLM (420). Датчик HLM (431) расположен на спине пользователя, между лопатками. Датчик HLM (431) на спине можно плотно прижать к коже с помощью облегающей одежды или эластичного пояса вокруг спины и груди. Датчик HLM (431) подсоединен к кабелю (429) с двумя проводами (425) и (427). Провод (425) соединен с электродом в наушнике (423) в левом ухе. Провод (427) соединен с электродом в наушнике (421) в правом ухе.

[0064] Во всех вариантах воплощения, проиллюстрированных на рис. 4А и рис. 4В, первый электрод (103), как показано на рис. 1, расположен в правом наушнике, второй электрод (104), как показано на рис. 1, расположен с датчиком HLM на груди или спине пользователя, а третий электрод (105), как показано на рис. 1, расположен в левом наушнике.

[0065] Для обнаружения сигнала ЭКГ достаточно иметь 2 электрода: первый электрод в ухе с наушником и второй электрод на груди или спине с датчиком HLM. Однако третий электрод, расположенный в другом ухе с наушником, используется в качестве опорного электрода. Опорный электрод в ухе используется для введения небольшого электрического тока в тело, чтобы компенсировать электрические сигналы, создаваемые другими мышцами или вызванные движением мышц и всего тела. Опорный электрод в наушнике может улучшить качество сигнала ЭКГ, когда пользователь находится в движении. Описанная система не ограничивается использованием только двух или всех трех электродов. Она предоставляет пользователю возможность иметь меньше проводов с использованием двухэлектродного решения или использовать трех-электродное решение для улучшения качества ЭКГ в движении.

Пример наушника с зажимным электродным разъемом

[0066] Рис. 5А, рис. 5В и рис. 5С иллюстрируют один вариант воплощения наушника для использования с описанным выше датчиком HLM.

[0067] Рис. 5А иллюстрирует один вариант воплощения наушника с подключением к датчику HLM (500). На рисунке показан вид спереди и сзади одного наушника с электродным проводом (505), электрически соединенным с зажимным контактом (501) в позиции (503). Зажимной контакт (501) изготовлен из металла или электропроводящего полимера и используется для установления надежного электрического соединения с кольцом (509) на штоке наушника. Крышка (507) предназначена для размещения в раковине уха и установления надежного контакта с кожей. Крышка (507) изготовлена из металлического, металлизированного пластика или электропроводящего полимера и служит как внутриушной электрод, контактирующий с кожей в раковине уха.

[0068] Рис. 5В показывает вид пользователя сбоку, иллюстрирующий один пример того, как пользователь может носить наушник, соединенный с датчиком HLM (520). Наушник (521) расположен в раковине уха с электродным проводом (523), прикрепленным к ножке наушника. Электродный провод (523) соединен с датчиком HLM, расположенным на спине или груди пользователя.

[0069] Рис. 5С иллюстрирует поперечное сечение одного варианта воплощения наушника с подключением к датчику HLM (540). Типичный наушник состоит, по крайней мере, из одного динамика или драйвера (541), и электронной сборки с аккумуляторной батареей (543). Наушник может иметь, по крайней мере, один микрофон (545).

[0070] Крышка (547), также проиллюстрированная как (507) на рис. 5А, изготовлена из металла, металлизированного пластика или электропроводящего полимера. Крышка (547) электрически соединена в позиции (549) с внутренним проводом (551) с помощью пайки или механического соединения, поэтому провод (551) может передавать электрический ток, через крышку (547), от кожи к кольцу (555) на ножке наушника. Кольцо (555) изготовлено из металлического, металлизированного пластика или электропроводящего полимера и соединено с проводом (551) в позиции (553). Зажимной контакт (557), также проиллюстрированный как (501) на рис. 5А, электрически соединен с проводом (561) в положении (559). Зажимной контакт (557) обжимает кольцо (555) и устанавливает надежный электрический контакт для всей цепи от оболочки через крышку (547) до датчика HLM по проводу (561). Такая же конструкция применяется и во втором наушнике. Микрофон (545) может быть только в одном наушнике.

[0071] Другие варианты воплощения электрического соединения датчика HLM с электродом в наушнике возможны для подключения электродного провода к коже в ухе без отклонения от смысла данного описания.

Пример наушника с электродным разъемом на магните

[0072] Рис. 6А и рис. 6В иллюстрируют другой вариант воплощения наушника для использования с описанным выше датчиком HLM.

[0073] Рис. 6А иллюстрирует поперечное сечение другого варианта воплощения наушника с подключением к датчику HLM (600) с помощью разъема на магните. Наушник обычно состоит из, по крайней мере одного динамика или драйвера (605) и электронной сборки с аккумуляторной батарейкой (603). Наушник может также иметь, по крайней мере, один микрофон. Мягкий вкладыш для уха (609) предназначена для размещения внутри ушного канала. Мягкий вкладыш изготовлен из электропроводящего материала, такого как электропроводящий полимер, электропроводящий латекс или резина. Сопло (607) предназначено для передачи звукового сигнала от драйвера (605) к уху пользователя. Вкладыш (609) плотно прилегает к соплу (607). Сопло (607) изготовлено из электропроводящего материала, такого как металл, металлизированный пластик или электропроводящий полимер. Сопло (607) электрически соединено в позиции (611) с электрическим проводом (613). Электрический провод (613) соединен с первым магнитом (617), расположенным внутри корпуса наушника (601). Первый магнит (617) электрически соединен с проводом (613) в позиции (615).

[0074] Второй магнит (619) притянут к первому магниту (617) под действием магнитной силы. Оба магнита поляризованы таким образом, что притягиваются друг к другу с одной стороны и отталкиваются друг от друга с другой стороны. Магнит (619) электрически соединен с электродным проводом (623) в позиции (621).

[0075] Оба магнита (617) и (619) изготовлены из металла, металлических или неодимовых сплавов и служат для электрического соединения датчика HLM через электродный провод (623), сопло (607), вкладыш (609) к коже внутри уха пользователя. Магниты (617) и (619) устанавливают надежное электрическое соединение с помощью магнитной силы и соединяют электрод (103), показанный на рис. 1, с кожей в ухе пользователя.

[0076] В другом варианте воплощения могут быть использованы два наушника, по одному в каждом ухе. Второй наушник имеет те же компоненты, что и первый, описанный выше. Магниты (617) и (619) устанавливают надежное электрическое соединение с помощью магнитной силы и соединяют электрод (105), показанный на рис. 1, с кожей в ухе пользователя. Второй наушник может не содержать микрофона.

[0077] Рис. 6В показывает вид уха, иллюстрирующий другой пример того, как пользователь может носить наушник, соединенный с датчиком HLM (630). Когда пользователь вставляет наушник (631) в ухо, электродный провод (635) соединяется через магнит (633) с кожей уха.

[0078] Человеку, обладающему навыками в данной области техники, очевидно, что в других вариантах воплощения возможно соединение электрода с кожей в ухе без отклонения от основных принципов настоящей полезной модели - электрическое соединение датчика HLM с электродом, встроенным в наушник.

Пример, иллюстрирующий использование датчика HLM

[0079] Рис. 7 иллюстрирует один из вариантов воплощения, как пользователь может использовать датчик HLM (700) в поперечном сечении. На рис. 7 подробно не описаны все компоненты датчика HLM. Подробное описание компонентов датчика HLM показано на рис. 3. Датчик HLM (701) расположен на или рядом с мечевидным отростком на груди или между лопатками на спине, прилегающей к коже пользователя (702), так что колоколообразная крышка (707) устанавливает прочный контакт с кожей по ободу (709). Крышка (707) изготовлена из металла, металлического сплава, металлизированного пластика или электропроводящего полимера и служит для приема электрического сигнала (717), генерируемого активностью сердца (715). Электрический сигнал (717) передается через контакт с кожей (709) по ободу крышки (707) к AFE (708). Крышка (707) электрически соединена с AFE (708), логически показанной как (109) на рис. 1, посредством электрического провода (704) с электрическим контактом (706), который расположен на внутренней поверхности крышки (707). Колоколообразная крышка (707) и ее контакт с кожей (709) логически показана в виде электрода (104) на рис. 1. Электрический сигнал от сердца (717) принимается через контакт с кожей (709) по ободу крышки 707 и передается через электрический провод (704) к AFE (708).

[0080] Два электрода, логически показанные как электроды (103) и (105) на рис. 1, соединены с AFE (708) через два электрических провода встроенных в электродной кабель (721), как подробно описано на рис. 2 и рис. 3.

[0081] Отверстие (703) в колоколообразной крышке (707) позволяет микрофону (705) принимать акустический сигнал (719), производимый сердцем (715), и акустический сигнал (713), производимый легкими и дыхательными путями (711). Микрофон (705) изолирован от других звуков шумопоглощающим корпусом, принимая звуки только через отверстие (703).

[0082] В другом варианте воплощения электрод (707) датчика HLM изготовлен из электропроводящего материала в виде кольца вокруг отверстия (703) для микрофона (705). Защитная мембрана может отделять отверстие (703) для микрофона от кожи (702).

[0083] Человеку, обладающему навыками в данной области техники, очевидно, что возможны и другие варианты воплощения для конструирования датчика HLM (701), объединяющего электрод (707) и микрофон в одном корпусе без значительного отклонения от принципа данной полезной модели - электрического соединения одного электрода датчика HLM с кожей на груди или спине пользователя и получения звуков, производимых сердцем, легкими и дыхательными путями пользователя.

Пример логики датчика HLM представленной в блок-схеме

[0084] Рис. 8 показывает блок-схему, иллюстрирующую взаимодействие пользователя с системой HLM (800). Датчик HLM (101) логически представленный как часть общей системы на рис. 1, состоящий по крайней мере из одного хоста (119) и одного наушника (123), также проиллюстрированного как (202) на рис. 2. Когда пользователь носит наушник (202) с целью прослушивания музыки или разговора через микрофон, датчик HLM (201) выключен или может вообще не использоваться. Когда пользователь хочет измерить ЭКГ и записать звуки сердца или легких, датчик HLM (201) должен быть помещен на грудь или спину, плотно прилегая к коже с помощью предмета одежды, такого как бюстгальтер, рубашки или специальным держателем (223), и быть подключенным по крайней мере к одному наушнику (202) с помощью провода электрода (215).

[0085] (801) - датчик по умолчанию находится в спящем состоянии. Это состояние низкого энергопотребления для экономии батарейки. Датчик сконфигурирован для автоматического включения при обнаружении электрического тока между по крайней мере двумя электродами. Это происходит, когда первый электрод соединен с наушником в ухе, как показано на рис. 5А, рис. 5В, рис. 5С или на рис. 6А и рис. 6В, а другой электрод соединен с кожей на груди или спине пользователя, как показано на рис. 7. Как только датчик HLM включается, он начинает одновременно обрабатывать ЭКГ, звуки сердца и легких.

[0086] (802) - датчик HLM подключается к хосту через беспроводное устройство, такое как Bluetooth. Он использует один из доступных протоколов для передачи звука сердца и легких одновременно с сигналом ЭКГ. В другом варианте воплощения датчик может работать независимо от подключения с хостом. Он также может работать с беспроводным соединением с хостом, периодически прерываемым или отключаемым. В то время как датчик HLM отключен от хоста, он сохраняет весь сигнал ЭКГ, звуки сердца и легких в собственном хранилище данных (DS) (117) с помощью MCU (113), как показано на рис. 1. Сохраненные данные передаются на хост, когда соединение становится доступным.

[0087] (803) - как только соединение с хостом установлено, датчик HLM начинает модулировать сигнал ЭКГ одним из доступных методов модуляции, совмещает модулированный сигнал ЭКГ со звуками сердца и легких и передает совмещенный сигнал на хост.

[0088] (804) пользователь может перевести датчик HLM в специальное состояние, когда микрофон находится в режиме усиления для улучшенного восприятия звука низкой амплитуды, производимого сердцем, легкими и дыхательными путями. Датчик HLM оснащен кнопкой или бесконтактным (например, емкостным или детектором движения) переключателем.

[0089] (805) - пользователь может взаимодействовать с датчиком HLM через приложение, работающее на хосте. Приложение на хосте может получать голосовой запрос от пользователя через микрофон в датчике HLM или наушнике и инструктировать датчик HLM выполнить действие, связанное с запросом пользователя. Например, пользователь может запросить включение режима усиления датчика HLM, сказав «усилить» или тому подобное. Приложение на хосте преобразует этот запрос в цифровое сообщение на датчик HLM с командой перейти в режим усиления. Точно так же пользователь может сказать «нормальный режим» или тому подобное, попросив датчик HLM вернуться в нормальный режим.

[0090] Пользователь также может запросить HML приложение на хосте, чтобы начать запись сигнала ЭКГ, звука сердца и легких сказав «начать запись» или тому подобное. Точно так же пользователь может остановить запись, сказав «стоп» или тому подобное.

[0091] (806) когда пользователь отсоединяет один из электродов от кожи или от наушника, датчик HLM может обнаружить это и уведомить хост. Приложение на хосте, в свою очередь, уведомляет пользователя о том, что один из электродов отключен. Если пользователь сделал это намеренно, то хост выдает команду датчику HLM выключиться через определенный промежуток времени. Затем датчик HLM отключается от хоста и возвращается в спящее состояние (ожидания).

[0092] Человек с опытом в данной области техники поймет, что описанный поток событий в блок-диаграмме используется в качестве иллюстрации для одного из многих возможных сценариев. Данная полезная модель не ограничивается одним сценарием, описанным на рис. 8.

[0093] Рис. 9 показывает блок-схему, иллюстрирующую логику приложения HLM на хосте (900). Общая система логически представлена на рис. 1 и состоит, по крайней мере из одного датчика HLM (101), соединенным по беспроводной связи с хост-устройством (119). Хост-устройство (119) также может быть беспроводным способом соединено по крайней мере с одним наушником (123). Хост-устройство (119) также может быть беспроводным способом соединено с обоими наушниками (123) и (125). Хост-устройство (119) принимает пакеты данных от датчика HLM (101) через встроенный беспроводной передатчик (111), как показано на рис. 1. В то же время принимающее устройство (119) может беспроводным способом принимать пакеты аудиоданных по крайней мере от одного наушника (123) или (125), как показано на рис. 1. Приложение HLM на хосте принимает аудиопотоки от одного наушника (123) или (125) и от датчика HLM по беспроводной связи. Приложение HLM обрабатывает аудиопотоки от датчика HLM и наушника и координирует действия с датчиком HLM.

[0094] Приложение HLM записывает все аудиопотоки от наушника и датчика HLM в одну папку в цифровом виде. Цифровая папка включает в себя аудиоот микрофона в наушнике, звуки сердца и легких и сигнал ЭКГ, полученный от датчика HL М. Эта единая цифровая запись позволяет воспроизводить первоначально записанный аудиопоток с тем же временным интервалом, как он и был принят, где аудиоот микрофона в наушнике, звуки сердца и легких синхронизированы с сигналом ЭКГ. Это позволяет лучше диагностировать активность сердца и легких. Некоторые цифровые форматы файлов, такие как МР3, обеспечивают многоканальную (2-канальную стерео или 4-канальную-квадро) запись. В этом случае приложение HLM использует один канал (например, левый канал) для голосового звука, звука сердца и легких, а другой канал (например, правый канал) для сигнала ЭКГ. В другом варианте воплощения аудиозвук записывается в первом канале, звуки сердца и легких записываются во втором канале, а сигнал ЭКГ записывается в третий канал. Дальнейшие шаги описывают один из многих возможных сценариев логики приложения HLM.

[0095] (901) - Приложение HLM на хост-устройстве принимает аудиопотоки от датчика HLM и, по крайней мере, одного наушника. Приложение HLM отделяет сигнал ЭКГ в другой логический поток. Затем оно совмещает аудиопоток, полученный из наушника, со звуком сердца и легких, полученным от датчика HLM в один аудиопоток. Затем аудиопоток и поток ЭКГ обрабатываются в двух параллельных процессах, по одному для каждого потока данных или канала связи.

[0096] (902) Аудиосигнал записывается в один аудиоканал, например, левый канал в цифровой папке в формате МР3, WAV или другом цифровом формате аудиопапки.

[0097] (903) - Сигнал ЭКГ демодулируется в исходный сигнал ЭКГ с использованием того-же метода модуляции, который использовался в модуляторе MD (110), проиллюстрированном на рис. 1.

[0098] (904) - Сигнал ЭКГ записывается в другом потоке, например, в правом потоке той-же цифровой папки.

[0099] (905) - Приложение HLM вычисляет данные ЭКГ по форме сигнала ЭКГ, включая, но не ограничиваясь: амплитуду и время точек Р, Q, R, S и Т, интервал RR, пульс, изменчивость сердечного ритма, предпосылку к фибрилляции предсердий и другие параметры.

[00100] (906) - Приложение HLM взаимодействует с пользователем о рассчитанных важных данных ЭКГ. Приложение HLM уведомляет пользователя об отклонениях голосовым сообщением, например: «Возможная фибрилляции предсердий. Обратитесь за медицинской помощью» или «изменчивость сердечного ритма выше среднего» или тому подобное. Затем пользователь может задавать вопросы приложению HLM о некоторых других жизненно важных данных, таких как «Какова моя средняя частота сердечных сокращений?» или «Что делать, чтобы уменьшить мою вариабельность?». Приложение HLM попытается найти ответы, используя собственные логические возможности в искусственном интеллекте (ИИ), или оно может передать этот запрос облачной системе ИИ через беспроводное соединение с хост-устройством.

[00101] Пользователь может проинструктировать приложение HLM с помощью голосовой команды выгрузить запись ЭКГ на хост-устройство и в облако. Хост-приложение HLM загружает запись в соответствии с инструкциями и подтверждает ее пользователю голосовой подсказкой. Наушник может оставаться все время включенным и подключенным к хосту с целью прослушивания музыки или разговора по телефону.

[00102] В другом варианте воплощения TRX (107), проиллюстрированный на рис. 1, может иметь два отдельных аудиоканала микрофона. Датчик HLM передает звуки сердца и легких через один канал микрофона, а сигнал ЭКГ через другой канал. В этом случае шаг (901) выполняет простую переадресацию аудиоканала сердца и легких на шаг (902) и сигнала канала ЭКГ на шаг (903). Также сигнал ЭКГ может передаваться в оригинальном, немодулированном виде. В этом варианте воплощения демодуляция на шаге (903) становится ненужной и логика переходит сразу к шагу (904).

[00103] Другие варианты конструкции датчика HLM, сопряженным с носимыми аксессуарами или встроенным в них, или устройства с электродами, соединенными с кожей с использованием уже существующих точек контакта носимого устройства с кожей, могут быть использованы в данной полезной модели. Приведенные выше примеры представлены на рис. 1 - рис. 9 не ограничиваются только описанными носимыми устройствами или аксессуарами и вариантами подключения электродов. В духе данной полезной модели любой наушник может быть дополнен описанным датчиком активности сердца, где первый электрод соединен с кожей уха с использованием специфических особенностей дизайна наушника. Второй электрод может контактировать с кожей на груди или спине пользователя. Третий электрод, соединяющийся с кожей в другом ухе, может быть использован в качестве опорного электрода. Все эти 2 или 3 электрода подключены к датчику HLM с целью измерения активности сердца с помощью электрических сигналов, полученных от двух электродов и записывающего звуки сердца и легких.

[00104] Таким образом описан прибор для мониторинга активности сердца и легких с разными вариантами крепления к наушнику. Хотя варианты воплощения были описаны со ссылкой на конкретные примеры вариантов исполнения, будет очевидно, что различные модификации и изменения могут быть внесены в эти примеры вариантов воплощения, не отходя от принципа действия и функционирования настоящей заявки. Соответственно, описание и чертежи следует рассматривать в иллюстративном, а не в ограничительном смысле.

Claims (10)

1. Устройство для мониторинга активности сердца, включающее первый электрод, сконфигурированный для восприятия электрического сигнала в области уха пользователя, с прилеганием к коже; второй электрод, сконфигурированный для восприятия электрического сигнала на теле пользователя, за исключением области уха, с прилеганием к коже; наушник со встроенным первым электродом; микроконтроллер, сконфигурированный для: обнаружения электрического напряжения между первым электродом и вторым электродом; обработки этого электрического напряжения для получения сигнала электрокардиограммы (ЭКГ); определения на основе сигнала ЭКГ параметров активности сердца и передачи данных через беспроводной передатчик данных на хост-устройство; и корпус, выполненный с возможностью прилегания к коже пользователя на теле пользователя, за исключением области - уха, и предназначенный для установки микроконтроллера и беспроводного передатчика данных, при этом первый электрод, встроенный в наушник, связан посредством провода с корпусом и микроконтроллером, а второй электрод интегрирован в корпус и подключен к микроконтроллеру, в корпусе установлен акустический датчик, выполненный с возможностью восприятия акустического сигнала, указывающего на активность сердца и легких пользователя, а также хранилище данных, сконфигурированное для хранения сигнала ЭКГ и акустического сигнала.

2. Устройство по п.1, в котором микроконтроллер сконфигурирован для определения на основе сигнала ЭКГ параметра активности сердца, такого как комплексы P, Q, R, S, T в сигнале ЭКГ, или временные интервалы между комплексами P-Q, Q-R, R-S, S-T, Q-R-S, R-R, или частота сердечных сокращений, или вариабельность сердечного ритма, или вероятность фибрилляции предсердий, или сочетание этих параметров.

3. Устройство по п.1, в котором корпус выполнен с возможностью прилегания к коже пользователя в одном из следующих мест: на груди пользователя или на спине пользователя.

4. Устройство по п.1, в котором первый электрод встроен в первый наушник и соединен с корпусом электрическим проводом; и второй электрод выполнен в виде крышки, изготовленной из электропроводящего материала, крышка устанавливается в корпус и сконфигурирована для прилегания к коже пользователя.

5. Устройство по п.1, в котором микроконтроллер выполнен с возможностью передачи данных через передатчик на хост-устройство одного или более из следующего: воспринимаемого акустического сигнала и сигнала ЭКГ.

6. Устройство по п.5, в котором микроконтроллер выполнен с возможностью обнаружения электрического напряжения между первым электродом и вторым электродом, и в ответ на обнаружение электрического напряжения установить соединение между передатчиком данных и хост-устройством.

7. Устройство по п.6, в котором хост-устройство сконфигурировано для запуска приложения для: разделения цифрового сигнала на данные ЭКГ и аудиоданные; и определения, основываясь на данные ЭКГ, одного или нескольких параметров активности сердца.

8. Устройство по п.6, в котором хост-устройство сконфигурировано для: восприятия голосовых команд пользователя через акустический датчик; и в ответ на получение голосовых команд инструктировать микроконтроллер выполнить одну или несколько операций, включая начало измерения ЭКГ, завершение измерения ЭКГ и передачу результатов измерения ЭКГ.

9. Устройство по п.8, в котором хост-устройство выполнено с возможностью приема голосовых команд пользователя через наушники.

10. Устройство по п.6, в котором хост-устройство сконфигурировано для: получения через наушники запроса от пользователя на отчет о результатах измерения; и в ответ на полученный запрос, отправления сообщения на наушники, голосовым сообщением, информирующим пользователя о результатах измерения.