TW201803517A - 多感測器設備和使用多感測器設備來決定主體的生物計量性質的方法 - Google Patents

多感測器設備和使用多感測器設備來決定主體的生物計量性質的方法 Download PDF

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Abstract

揭示方法、設備、系統和非暫態處理器可讀儲存媒體,以用於使用沿著柔性背襯定位的多個感測器來決定主體的一或多個生物計量性質。多感測器設備的至少一個處理器可以被配置為從多個感測器接收輸出信號,從所接收的輸出信號中辨識表現目標生物結構的量測值的至少一個輸出信號,基於從多個感測器中的至少一個感測器接收到的所辨識的至少一個輸出信號來決定該主體的一或多個生物計量性質,以及提供所決定的一或多個生物計量性質。

Description

多感測器設備和使用多感測器設備來決定主體的生物計量性質的方法
本案內容係關於多感測器設備和使用多感測器設備來決定主體的生物計量性質的方法。
可以使用生物阻抗、光學和超聲波感測器技術中的一或多個來監測生物計量性質,例如血壓、脈搏率和其他心血管性質。存在與使用這種非侵入性設備來監測心血管和其他生物計量性質相關聯的許多挑戰。一般的感測器可能需要靠近皮膚表面佈置以偵測目標生物特徵及/或性質。例如,光學感測器可以穿透皮膚下方僅幾毫米,而超聲波感測器可以穿透皮膚下方幾釐米。這種短距離感測器可能需要被定位在皮下生物結構(例如,動脈、靜脈、骨骼等)之上或附近,以獲得適合的量測值。然而,可能難以決定將這種一般感測器定位在主體上的什麼位置。一些生物結構(例如動脈和肌肉組織)可以在一定體積的組織內來回移動,以使得生物結構的位置可以從一個量測值改變為下一個量測值,從而進一步使短距離生物感測器在主體上的精決定位複雜化。
各種實施例包括多感測器設備和使用多感測器設備來決定主體的一或多個生物計量性質的方法。在一些實施例中,多感測器設備可以被配置為決定主體的生物計量性質,以使得不需要設備相對於目標生物結構(例如,動脈)的完美放置。在一些實施例中,多感測器設備可以被配置為動態校正多感測器設備與量測位置之間由於設備或患者移動而引起的任何未對準,以使得生物計量性質可以僅由表現目標生物結構的量測值或特性的(多個)感測器的輸出信號決定。
在各種實施例中,用於決定主體的一或多個生物計量性質的設備可以包括柔性背襯(backing),沿柔性背襯定位的多個感測器以及耦合到多個感測器的至少一個處理器。該處理器可以被配置為從該多個感測器接收輸出信號,從所接收到的輸出信號中辨識表現目標生物結構的量測值的至少一個輸出信號,基於從至少一個感測器接收到的所辨識的輸出信號來決定該主體的一或多個生物計量性質,以及提供所決定的一或多個生物計量性質。在一些實施例中,柔性背襯可以是被配置為以螺旋方式環繞主體或主體的一部分的柔性條。在一些實施例中,感測器可以用材料覆蓋以保護皮膚。
在一些實施例中,為了從所接收到的輸出信號中辨識表現目標生物結構的量測值的輸出信號,處理器亦可以被配置為將從感測器接收到的輸出信號與對目標生物結構建模的參考信號進行比較,並且基於比較結果來辨識輸出信號。
在一些實施例中,感測器可以包括一或多個類型的感測器,並且處理器可以被進一步被配置為啟動一或多個類型的感測器以獲得目標生物結構的不同量測值。在一些實施例中,一或多個類型的感測器可以包括光學感測器、生物阻抗感測器、超聲成像儀、超聲感測器、壓力感測器、珀耳帖感測器、心電圖(ECG)感測器、肌電圖(EMG)感測器、腦電圖(EEG)感測器、紫外線(UV)感測器、加速度計、慣性感測器或其任何組合。
在一些實施例中,處理器可以被進一步配置為將與所辨識的輸出信號不相關聯的一或多個感測器的啟動狀態改變為降低的啟動狀態。
在一些實施例中,處理器可以被配置為同時啟動該複數個感測器中的所有感測器。在一些實施例中,處理器可以被配置為在相似的時間啟動感測器的至少一個子集。在一些實施例中,在相似的時間啟動的感測器子集可以包括不同類型的感測器。在其他實施例中,在相似的時間啟動的感測器子集可以包括相同類型的感測器。在一些實施例中,處理器可以被配置為週期性地或准週期性地啟動感測器以產生輸出信號。
在一些實施例中,處理器可以被進一步配置為:偵測從至少一個感測器接收到的至少一個輸出信號的變化,回應於偵測到至少一個輸出信號的變化而辨識從至少一個不同感測器接收到的表現目標生物結構的量測值的至少一個其他輸出信號,並且基於從至少一個不同感測器接收到的所辨識的至少一個輸出信號來決定主體的一或多個生物計量性質。
另外的實施例可以包括用於使用包括沿著柔性背襯定位的多個感測器的設備來決定主體的一或多個生物性質的方法,該方法可以包括:從感測器接收輸出信號,從所接收到的輸出信號中辨識表現目標生物結構的量測值的至少一個輸出信號,基於從至少一個感測器接收到的所辨識的輸出信號決定主體的一或多個生物計量性質,以及提供所決定的一或多個生物計量特性。在一些實施例中,從所接收到的輸出信號中辨識表現目標生物結構的量測值的輸出信號可以包括將從感測器接收到的輸出信號與對目標生物結構建模的參考信號進行比較,並且基於比較結果辨識輸出信號。
在一些實施例中,感測器可以包括一或多個類型的感測器,並且該方法亦可以包括啟動一或多個類型的感測器以獲得目標生物結構的不同量測值。在一些實施例中,從感測器接收輸出信號可以包括從光學感測器、生物阻抗感測器、超聲成像儀、超聲感測器、壓力感測器、珀耳帖感測器、心電圖(ECG)感測器、肌電圖(EMG)感測器、腦電圖(EEG)感測器、紫外線(UV)感測器、加速度計、慣性感測器或其任何組合接收輸出信號。
在一些實施例中,該方法亦可以包括將與所辨識的至少一個輸出信號不相關聯的一或多個感測器的啟動狀態改變為降低的啟動狀態。在一些實施例中,該方法亦可以包括同時啟動該複數個感測器中的所有感測器。在一些實施例中,該方法亦可以包括在相似的時間啟動該複數個感測器的子集。在一些實施例中,該方法亦可以包括週期性地或准週期性地啟動該複數個感測器以產生輸出信號。
在一些實施例中,該方法亦可以包括:偵測從至少一個感測器接收到的輸出信號的變化,回應於偵測到至少一個輸出信號的變化而辨識從至少一個不同感測器接收到的表現目標生物結構量測值的至少一個其他輸出信號,以及基於從至少一個不同感測器接收到的所辨識的至少一個輸出信號來決定主體的一或多個生物計量性質。
另外的實施例可以包括用於決定主體的一或多個生物計量性質的設備,該設備可以包括柔性背襯、沿著柔性背襯定位的多個感測器、以及用於執行上述實施例方法的操作的功能的模組。
另外的實施例可以包括一種非暫態處理器可讀儲存媒體,在該非暫態處理器可讀儲存媒體上儲存有處理器可執行指令,該處理器可執行指令被配置為使得可以包括沿著柔性背襯定位的多個感測器的多感測器設備的處理器執行操作,該等操作可以包括:從該多個感測器接收輸出信號,從所接收到的輸出信號中辨識表現目標生物結構的量測值的至少一個輸出信號,基於從至少一個感測器接收到的所辨識的輸出信號來決定該主體的一或多個生物計量性質,以及提供所決定的一或多個生物計量性質。
將參考附圖詳細描述了各種實施例。儘可能地,在整個附圖中將使用相同的組件符號來代表相同或相似的部分。對特定實例和實施方式的參考是出於說明性的目的,並且並非意欲限制請求項的範疇。
術語「生物計量性質」在本文中用作一般術語以代表人類主體的生物系統的特性,其包括但不限於心血管系統的心血管性質。心血管性質的實例可以包括但不限於動脈逐拍(beat-to-beat)擴張、脈搏率、脈搏傳導時間(PTT)、脈搏波速度(PWV)、動脈橫截面積、動脈硬度、心率、心率變異性和血壓。生物計量性質的進一步實例可以包括肌肉活動。
術語「肢體」在本文中用於代表適合於進行目標生物結構的量測值的手指、手腕、前臂、腳踝、腿或其他身體部位。
術語「準週期性」在本文中用於代表以可以隨時間變化的頻率而週期性地發生的事件及/或以沒有明決定義的頻率不時發生的事件。
各種實施例包括多感測器設備和使用多感測器設備來決定主體的一或多個生物計量性質的方法。在一些實施例中,多感測器設備可以被配置為決定主體的生物計量性質,以使得不需要設備相對於目標生物結構(例如,動脈)的完美放置。在一些實施例中,多感測器設備可以被配置為動態校正多感測器設備與量測位置之間由於設備或患者移動而引起的任何未對準。在一些實施例中,生物計量性質可以僅由表現目標生物結構的量測值或特性的(多個)感測器的輸出信號來決定。
在一些實施例中,多感測器設備可以被配置為用於掃瞄肢體或其他身體部位以搜尋並獲得目標生物結構(例如動脈、靜脈、骨骼和其他生物組織)的生物計量量測值。在一些實施例中,多感測器設備可以包括沿著柔性感測器條的長度以串聯、陣列、矩陣、隨機或其他模式佈置的多個感測器。根據一些實施例的多感測器設備可以被放置為與主體的皮膚表面直接接觸,例如沿著或圍繞主體的肢體。在一些實施例中,感測器可以與皮膚間接接觸,例如經由汗液、導電凝膠、氣隙等。在一些實施例中,多感測器設備可以被配置為使得其可以螺旋環繞肢體從而徑向且沿長度方向同時接觸肢體。
在一些實施例中,多感測器設備的感測器可以同時、單獨地或以各種組來啟動,以偵測並產生對應於下方組織的各種生物特徵或性質的量測值的輸出信號。感測器可以包括短距離感測器,該短距離感測器在被定位在特定類型(「目標」)生物結構(例如動脈、靜脈、腱、肌肉、骨骼或其任何組合)之上或附近時提供量測值。包括沿著多感測器設備佈置的多個感測器可以簡化在主體上的放置,因為多個感測器增大了相對於目標生物結構適當放置一或多個感測器的機會。
在一些實施例中,沿著多感測器設備佈置的感測器可以包括以下各項中的一或多個:光學感測器、生物阻抗感測器、超聲感測器和壓力感測器、珀耳帖感測器、心電圖(ECG)感測器、肌電圖(EMG)感測器、腦電圖(EEG)感測器、紫外線(UV)感測器、加速度計、慣性感測器或其任何組合。在一些實施例中,佈置在柔性感測器條100上的感測器可以用泡沫、非織物、橡膠或其他材料覆蓋以保護皮膚。
在一些實施例中,由感測器產生的輸出信號可以由處理器來分析,以辨識對應於目標生物結構的信號中的資訊。隨後,處理器可以處理所辨識的(多個)輸出信號以獲得或計算期望的醫學或生物計量性質的量測值。可選地,處理器可以將沒有表現與目標生物結構相對應的量測值的一或多個感測器的啟動狀態改變為降低的啟動狀態,從而節省發射到主體中的功率及/或減少能量(例如,經由生物阻抗感測器施加到皮膚的電信號)。例如,處於降低的啟動狀態的感測器可以被停用或以降低的速率啟動。例如,表現出指示感測器不靠近目標動脈的量測的感測器可以每幾分鐘執行量測,而表現出指示感測器足夠靠近動脈以獲得量測的量測的感測器可以啟動以每秒執行量測。
圖1是示出根據一些實施例的用於決定主體的生物計量性質的多感測器設備的示例性組件的示意圖。多感測器設備100可以包括感測器陣列110內的多個感測器110a-110N的圖案、處理器120、記憶體130、耦合到天線142的射頻(RF)資源140以及佈置在柔性背襯105上的電源150。在一些實施例中,多感測器設備100可以具有半柔性背襯。在一些實施例中,多感測器設備100可以具有剛性背襯。
在一些實施例中,柔性背襯105可以用柔性材料來實現,以使得多感測器設備100環繞或以其他方式順應主體(例如肢體或其他身體部位)的表面。在一些實施例中,柔性背襯105可以被配置為捲起成用於儲存目的的線圈。
在一些實施例中,多感測器設備100的感測器110a-110N可以被佈置和定位為當應用於主體時與主體的皮膚直接接觸。在一些實施例中,感測器110a-110N可以與主體的皮膚間接接觸,例如經由汗液、導電凝膠、氣隙等。
在一些實施例中,多感測器設備100可以被配置成以下形式或併入到其中:自由形式的柔性條、彈簧偏置的條(偏置成卷)、手指套、腕套、手錶帶、腰帶或皮帶、頭帶及/或其他形式的條帶或服飾(例如,包括多感測器設備100的實施例的衣服)。然而,各種實施例不限於被主體直接佩戴的實施方式,並且可以包括可以緊靠主體的皮膚放置感測器110a-110N的其他類型的構造。例如,在一些實施例中,多感測器設備100可以併入到汽車、火車、飛機或其他交通工具中的安全帶、方向盤、扶手、座椅和其他結構中,並且被配置為使得感測器110a-110N可以與主體的皮膚進行接觸。在另一實例中,多感測器設備100可以併入到智慧傢俱中並且被配置為使得感測器110a-110N與主體的皮膚接觸。作為另外的實例,在一些實施例中,多感測器設備100可以併入到運動設備中,例如頭盔、球拍手柄、腕帶或頭帶、鞋、襪、把手等,並被配置為使得感測器110a-110N可以與主體的皮膚進行接觸。
多感測器設備100可以包括沿著柔性背襯105的長度佈置的任何數量的感測器110a-110N。在一些實施例中,可以配置感測器110a-110N的數量和多感測器設備100的對應長度以用於掃瞄特定肢體或其他身體部位。例如,多感測器設備100可以配置有用於掃瞄手指的幾個感測器和對應長度(例如,尺寸適合在手指上使用的柔性條),以及用於掃瞄前臂或腿部的多個感測器(例如,尺寸適合在主要肢體上使用的柔性條)。在一些實施例中,感測器110a-110N的數量和多感測器設備100的對應長度可以被配置為包括沿著柔性背襯的長度佈置的多個感測器,該長度足以跨為其配置多感測器設備的肢體(例如,手指條與主肢體條)。
在一些實施例中,多感測器設備100可以被配置為基於待掃瞄的肢體或其他身體部位、所使用的多感測器設備的長度,或當應用於主體時感測器的任何重疊來決定將啟動和使用感測器110a-110N中的哪些。
在一些實施例中,感測器110a-110N中的一或多個可以具有柔性結構,以使得感測器可以順應肢體的形狀。在一些實施例中,感測器110a-110N可以具有剛性結構。在一些實施例中,感測器110a-110N可以具有包括柔性組件和剛性組件二者的結構。
在一些實施例中,感測器110a-110N中的每一個可以被配置為對現象進行偵測並產生表示或對應於肢體內的生物組織對由相應感測器施加到肢體的輸入信號的回應的輸出信號。例如,在一些實施例中,輸入信號可以是電勢、電流、光、超聲或其任何組合。
在一些實施例中,感測器110a-110N可以包括一或多個生物阻抗感測器,每個生物阻抗感測器被配置為偵測和產生輸出信號,其中信號的幅度表示生物組織對所施加的電流或電壓電位的電壓回應。在一些實施例中,生物阻抗感測器可以被配置為電極對,其量測在電極兩端施加的電信號(例如具有高頻或電壓電位的交流電流)的經由組織的阻抗。例如,每個生物阻抗感測器可以被配置為一對拾取電極和相鄰的一對注入電極,以使得可以回應於跨肢體的局部體積注入的施加的電流或電壓電位而偵測電壓回應。
在一些實施例中,可以朝向多感測器設備100的末端佈置一對注入電極。在一些實施例中,可以放置注入電極遠離感測器條的末端。在一些實施例中,可以將注射電極應用於與多感測器設備100分離且隔開的主體的肢體或其他身體部位。在一些實施例中,拾取電極和注射電極可以以串聯或並聯佈置佈置在多感測器設備100中。在一些實施例中,由於在生物阻抗量測中的互易性原則(例如,可以交換注入電極和拾取電極),每個電極皆可以作為注入電極或拾取電極進行操作。在一些實施例中,每個電極可以作為注入電極和拾取電極二者進行操作。
由生物阻抗感測器偵測的電壓回應可以取決於落在拾取電極的視場內的生物組織的電導率和介電常數。例如,當動脈在視場內時,生物阻抗感測器的拾取電極可以產生與每次心跳的動脈擴張相關的幅度調制信號。幅度調制可以變化,並且取決於在拾取電極組之間的動脈多少和由注入電流引起的電場線之間的角度。
在一些實施例中,其中經由注射電極施加電壓電位,生物阻抗感測器可以被配置為開爾文探針的形式,這可以消除某些頻寬中的高阻抗跡線的問題。
在一些實施例中,感測器110a-110N可以包括一或多個光學感測器,每個光學感測器被配置為偵測和產生輸出信號,其中信號的幅度表示由感測器視場內的生物組織反射(或反向散射)的光的強度。例如,當動脈位於光學感測器下方時,感測器可以產生幅度調制信號,其中反射光的強度與心跳的動脈擴張相關。光學感測器均可以包括光發射器和光偵測器(亦稱為光電偵測器)。在一些實施例中,光發射器可以被配置為有機發光二極體(OLED),並且光偵測器可以被配置為有機光電二極體偵測器(OPD)。
在一些實施例中,感測器110a-110N可以包括一或多個超聲波感測器,每個超聲波感測器被配置為當超聲波感測器將超聲注入到主體的肢體中時,偵測並產生表示反射超聲的輸出信號。例如,在一些實施例中,每個超聲波感測器可以被配置為超聲波發射器和接收器。在一些實施例中,超聲波接收器可以被配置為產生對應於RF電壓回應的輸出信號,該RF電壓回應的時間長度對應於超聲波進入組織並從反射點返回的行進時間。因為血液不像動脈壁和周圍組織那麼多地反射超聲,所以位於動脈正上方的超聲波感測器可以為對應於動脈深度的信號部分產生低振幅輸出信號。
在一些實施例中,感測器110a-110N可以包括一或多個珀耳帖感測器,其可以用於局部冷卻或加熱。在一些實施例中,感測器110a-110N可以包括配置用於監測肌肉活動的一或多個肌電圖(EMG)感測器。在一些實施例中,感測器110a-110N可以包括被配置為監測大腦的電活動的一或多個腦電圖(EEG)感測器。在一些實施例中,感測器110a-110N可以包括被配置為監測心臟的電活動的一或多個心電圖(ECG)感測器。
在一些實施例中,感測器110a-110N可以包括被配置為監測肢體或其他身體部位的運動的一或多個加速度計或慣性感測器。例如,經由將多個加速度計或慣性感測器包括在多感測器設備100中並且圍繞下臂和上臂環繞設備,例如,可以觀察到手臂的運動,以便最佳化主體在某些運動中的能力(例如,高爾夫揮桿、投球等)。
在一些實施例中,感測器110a-110N可以包括被配置用於決定主體的靜脈圖案的一或多個紫外線(UV)感測器。例如,靜脈圖案通常在人與人之間是唯一的,因此可以用於辨識目的。當UV感測器用UV光照射靜脈血時,靜脈血反射的UV光可以用於決定主體的靜脈圖案。
在一些實施例中,感測器110a-110N亦可以包括一或多個壓力感測器,其被配置為在施加充氣的反壓力時監測血壓。
在一些實施例中,感測器110a-110N可以包括相同類型的多個感測器。例如,相同類型的感測器(例如,光學、生物阻抗或超聲波等)可以佈置在沿著多感測器設備100的長度的圖案中。在一些實施例中,沿著柔性背襯105佈置的感測器110a-110N可以包括不同類型的感測器的組合。例如,多感測器設備100可以配置有與一組生物阻抗感測器組合的一組光學感測器。
在一些實施例中,感測器110a-110N中的每一個可以單獨地耦合到處理器120,以使得處理器可以控制或接收來自每個感測器的輸出。在一些實施例中,處理器120可以是特別適於執行柔性感測器條100的各種功能的專用硬體。在一些實施例中,處理器120可以是或包括可程式設計處理單元121,可程式設計處理單元121可以用處理器可執行指令進行程式設計。在一些實施例中,處理單元121可以是可程式設計微處理器、微電腦或多個處理器晶片或多個晶片,其可以由軟體指令來配置以執行多感測器設備100的各種功能。在一些實施例中,處理器120可以是專用硬體和可程式設計處理單元121的組合。
在一些實施例中,記憶體130可以儲存來自感測器110a-110N的處理器可執行指令及/或輸出。在一些實施例中,記憶體130可以是揮發性記憶體、非揮發性記憶體(例如快閃記憶體)或其組合。在一些實施例中,記憶體130可以包括處理器120中所包含的內部記憶體、處理器120外部的記憶體、或其組合。
在一些實施例中,處理器120可以被配置為選擇性地控制何時啟動和停用(例如,接通和關斷)感測器110a-110N。例如,處理器120可以被配置為同時地、順序地、單獨地或以各種組的方式來啟動感測器110a-110N。另外,處理器120可以被配置為同時地、順序地、單獨地或以各種組的方式從感測器110a-110N接收信號。
在一些實施例中,處理器120可以被配置為處理從感測器110a-110N接收的輸出信號,以決定表現出指示正在量測或感測目標生物結構的特性的輸出信號。例如,當目標生物結構是動脈時,處理器120可以被配置為處理來自感測器110a-110N的輸出信號,以便辨識與動脈內的脈搏一致的一或多個輸出信號。以此方式,處理器120可以選擇良好定位在主體上(例如,在動脈上)的一個或幾個感測器,以監測和處理來自所選擇的感測器的輸出信號,以用於決定一或多個生物量測值。在一些實施例中,處理器120可以被配置為將不產生所辨識的輸出信號的那些感測器停用或轉換到低功率模式。
一些生物結構(例如動脈)可以由於運動而在組織內移動,並且多感測器設備100可以相對於主體移動。一些實施例可以經由以下方式來適應:配置處理器以連續地、週期性地或準週期性地啟動感測器110a-110N中的一或多個來辨識表現目標生物結構的量測值的一或多個輸出信號,以便偵測在表現這種量測值的輸出信號中何時出現變化。當處理器偵測到表現目標生物結構的量測值的輸出信號時(即位於目標生物結構之上的(多個)感測器已經改變),處理器可以改變(多個)感測器或被接收及/或處理的(多個)輸出信號。
在一些實施例中,處理器120可以進一步處理所辨識的輸出信號以量測目標生物結構的一或多個生物計量性質。例如,當目標生物結構是動脈時,處理器120可以被配置為分析輸出信號並產生一或多個生物計量性質的量測值(例如,可以經由量測動脈而決定的心血管性質)。
在一些實施例中,處理器120可以被配置為基於對應於目標生物結構的兩個或更多個感測器110a-110N的輸出信號來估計一或多個生物計量性質。例如,處理器120可以被配置為基於來自沿多感測器設備100的柔性背襯105的兩個不同位置處的感測器的輸出信號來量測脈搏傳導時間(PTT)和脈搏波速度(PWV)。
在一些實施例中,處理器120可以耦合到射頻(RF)資源140,射頻(RF)資源140耦合到天線142,以便將計算的或量測的生物計量性質及/或輸出資料從感測器110a-110N傳送到遠端計算設備(例如,圖2的250),以用於經由顯示器或其他輸出設備呈現。RF源140可以是僅發射的或雙向收發器處理器。例如,RF資源可以包括基頻、中間和發射頻率編碼器和解碼器。RF資源140可以根據所支援的通訊類型在多個無線電頻帶中的一或多個中操作。在一些實施例中,可以包括有線網路連接(例如,通用序列匯流排(USB)埠)(未圖示)來代替RF資源140或除RF資源140亦包括有線網路連接,以使得能夠將感測器資料或量測值傳遞到遠端計算設備。
處理器120可以被配置為將量測或計算的資訊(例如生物計量性質的值或來自感測器110a-110N的輸出)發送到用於記錄或顯示的遠端計算設備250(圖2)。這個遠端計算設備可以是各種計算設備中的任何一種,包括但不限於智慧服裝中的處理器、蜂巢式電話、智慧型電話、網路平板、平板電腦、具有網際網路功能的蜂巢式電話、具有無線區域網路(WLAN)功能的電子設備、可攜式電腦、專用醫療保健電子設備、個人電腦和配備有至少一個處理器和通訊資源以與RF資源140通訊的類似電子設備。量測及/或計算的資訊可以經由使用藍芽®、Wi-Fi®或其他無線通訊協定的無線鏈路從多感測器設備100發送到遠端計算設備。
感測器110a-110N、處理器120、記憶體130、RF資源140以及多感測器設備100的任何其他電子組件可以由電源150供電。電源150可以是電池、太陽能電池或其他能量收集電源。
在一些實施例中,感測器110a-110N可以沿著多感測器設備100定位,而處理器120、記憶體130、RF資源140和電源150可以組裝在封裝或殼體117內。殼體117、處理器120及/或電源150可以經由印刷在多感測器設備100上或嵌入多感測器設備100中的一組導電跡線或導線(未圖示)耦合到感測器110a-110N。
圖2圖示根據一些實施例的用於決定主體的生物計量性質的多感測器設備。如圖所示,多感測器設備100可以被配置為柔性感測器條200的形式。在一些實施例中,柔性感測器條200可以螺旋環繞在主體的手臂或其他肢體上以掃瞄沿著手臂或肢體的長度延伸的量測體積。可以掃瞄量測體積,以得到表現出動脈9或其他目標生物結構(例如靜脈、骨骼或其他生物組織)的量測值的感測器信號。
如圖2中所示,柔性感測器條200可以從前臂到手腕螺旋環繞在主體的手臂上。在一些實施例中,柔性感測器條200可以包括一些剛性部分,例如剛性末端。例如,柔性感測器條200可以包括一或多個剛性末端,其可以包括殼體117,在殼體117中設置有處理器120、記憶體130、RF資源140、天線142及/或電源150(圖1)。
在一些實施例中,柔性感測器條200的柔性背襯105可以由諸如聚合物、塑膠或織物的柔性材料構成。例如,柔性材料可以是可以與皮膚接觸而不產生皮疹的生物相容性聚合物。在一些實施例中,柔性感測器條200可以包括可以防止聚合物和皮膚之間的直接接觸的覆蓋層或其他中間層。在一些實施例中,覆蓋層可以包括泡沫、橡膠、無紡布或其任何組合的層。在一些實施例中,覆蓋層可以限定覆蓋層中暴露出相應感測器的孔或開口。在一些實施例中,柔性感測器條200可以由一系列金屬或塑膠連接件進行組裝。
在其他實施例中,柔性感測器條200可以被整合成服裝的形式(亦即,包括柔性感測器條200的實施例的衣服),以使得柔性感測器條200可以在被穿戴時以螺旋方式環繞主體的肢體。例如,柔性感測器條200可以沿襯衫或夾克的袖子或沿著褲腿內襯。然而,各種實施例不限於由主體直接穿戴的實施方式,並且可以包括將感測器110a-110N置於與主體的皮膚直接或間接接觸的構造。例如,柔性感測器條200可以併入到汽車、火車、飛機或其他交通工具中的安全帶、方向盤、扶手、座椅和其他結構中,並且被配置為使得感測器110a-110N可以在量測位置與主體的皮膚接觸。在另一實例中,柔性感測器條200可以併入到智慧傢俱中並且被配置為使得感測器110a-110N在量測位置與主體的皮膚接觸。在其他實例中,柔性感測器條200可以併入運動設備中,例如頭盔、球拍手柄、腕帶或頭帶、鞋、襪子、把手等,並且被配置為使得感測器110a -110N在(多個)量測位置與主體的皮膚接觸。
在一些實施例中,柔性感測器帶200可以採用任何實體形式。例如,柔性感測器帶200可以是貼片、圓圈等。另外,柔性感測器帶200可以是任何類型的可穿戴裝置,例如襯衫、鞋、襪子、手錶、珠寶飾物等。
圖3是示出根據一些實施例的使用多感測器設備100決定主體的一或多個生物計量性質的方法300的程序流程圖。在一些實施例中,目標生物結構可以是動脈、靜脈、骨骼、其他生物結構或其任何組合,其可被量測或感測以決定期望的生物性質,例如血壓、脈搏率等。
在方塊310中,處理器120可以接收由感測器110a-110N產生的輸出信號。當啟動感測器時,感測器可以產生對應於針對被引導到肢體中的實體刺激的偵測到的回應的輸出信號。例如,在一些實施例中,實體刺激可以是電流、光或超聲。在一些實施例中,感測器110a-110N可以包括不同類型的感測器(例如,光學、超聲波、生物阻抗等),以使得每種類型的感測器皆可以由處理器120啟動以獲得目標生物結構的不同量測值。
在一些實施例中,處理器120可以被配置為同時或單獨或封包地啟動感測器110a-110N。在一些實施例中,處理器120可以被配置為在相似的時間(亦即,在相同的時間或在短的持續時間內,例如在幾秒鐘內)啟動相同類型的感測器的子集。例如,處理器120可以被配置為在相似的時間內啟動生物阻抗感測器中的一或多個,以定位及/或獲得與目標動脈相關聯的一個量測集合。隨後,處理器120可以在相似時間內啟動相同類型的一或多個其他感測器(例如光學感測器等)以獲得與目標動脈相關聯的不同的量測集合。在一些實施例中,處理器120可以被配置為啟動不同類型的感測器的子集以獲得目標生物結構的特定量測集合。例如,處理器120可以啟動一或多個光學感測器和一或多個超聲波感測器,並且隨後在從不同類型的感測器接收的輸出信號中進行選擇,以辨識表現目標生物結構的量測值的至少一個輸出信號。
在方塊320中,處理器120可以從表現目標生物結構的量測值的所接收的輸出信號中辨識至少一個輸出信號。例如,在目標生物結構是動脈並且輸出信號由生物阻抗感測器或光學感測器產生的情況下,處理器120可以被配置為經由將輸出信號與對動脈建模的參考信號(例如,動脈脈搏)進行比較並基於該比較結果辨識一或多個輸出信號,來辨識表現動脈的量測值或特性的一或多個輸出信號。在一些實施例中,處理器120可以在每個輸出信號和動脈參考信號之間應用相關函數,以便比較每個輸出信號與參考信號相關的程度,並將具有最強相關值的輸出信號辨識為表現動脈的量測值或特性。在一些實施例中,比較結果可以基於每個輸出信號與動脈參考信號相對於目標動脈的量測值的相位、幅度、脈衝形狀或量測值或組合中的一或多個的相關性。
在一些實施例中,在目標生物結構是動脈並且輸出信號由超聲波感測器產生的情況下,處理器120可以被配置為經由追蹤從感測器110a-110N接收的輸出信號的相位,來辨識表現動脈的量測值或特性的一或多個輸出信號。例如,圖4是示出根據一些實施例的使用超聲波感測器來辨識表現動脈的量測值或特性的輸出信號的相位追蹤程序的曲線圖350。具體而言,圖4圖示回應於根據隨時間而變化的幅度將超聲波束注入到主體的肢體中的超聲波感測器的輸出信號的實例。如圖所示,當超聲波感測器將超聲波束注入到肢體中時,動脈壁通常將產生兩個主要尖峰352a和352b。理想地,這些尖峰352a、352b在脈搏波形的收縮期彼此遠離,並且在舒張期期間彼此相向移動。經由追蹤尖峰352a、352b的時間偏移,處理器120可以基於尖峰間隔354來計算動脈擴張程度。在另一個實施例中,可以借助經由觀察對應於動脈壁的區段的傅裡葉變換形式的相位,並且從而觀察對應於動脈脈動的信號的相位變化而追蹤輸出信號的相位來辨識動脈信號。
回到圖3,在方塊330中,處理器120可以基於從方塊320中所辨識的至少一個感測器接收的一或多個輸出信號來決定主體的一或多個生物計量性質。在一些實施例中,處理器120可以將感測器輸出發送到遠端計算設備(例如,250)以基於在方塊320中所辨識的輸出信號來決定一或多個生物計量性質。例如,處理器可以以無線信號(例如,經由RF資源140和天線142的藍芽®或其他無線區域網路(WLAN)信號)將感測器輸出發送到智慧型電話或其他行動設備。例如,在目標生物結構是動脈的實施方式中,處理器120或遠端計算設備250可以處理輸出信號以決定一或多個心血管性質,例如動脈擴張、橫截面積、心率和血壓。
一些心血管性質(例如脈搏傳導時間(PTT)和脈搏波速度(PWV))可以使用來自至少兩個感測器的動脈脈衝信號和對應於兩個感測器位置之間沿動脈傳播的距離的值。然而,在多感測器設備100螺旋環繞肢體的實施例中,該距離不能被簡單地決定為在設備100上的感測器陣列110內的相應感測器110a-110N之間的距離。例如,在多感測器設備是螺旋環繞主體的肢體的柔性感測器條(例如,圖2的200)的情況下,可以基於螺旋的參數化表示來決定脈衝在兩個感測器位置之間行進的距離。例如,螺旋可以參數化地表示為:x =R *cos [θ ] (1)y =R *sin [θ ] (2)z =螺距 *θ (3) 其中xyz 表示三維空間中的螺旋的尺寸,R 是螺旋的半徑,螺距(pitch )是決定螺旋捲起的速度的常數(即平行於螺旋的軸線的螺旋量測的一整匝的寬度),以及角度θ ,其中螺旋的θ ∈[0 ,k *2π ]表示給定感測器組件的環繞位置,k是環繞的圈數,並且可以是小數部分,例如若螺旋有三個整圈環繞,則k = 3。
在一些實施例中,沿著螺旋環繞的感測器條200的軌跡的感測器110a-110中的兩個之間的距離可以基於條200上的兩個感測器之間的已知相對位置以及半徑R 、弧長度Arc 和常數螺距來計算。經由量測應用柔性感測器條200的肢體的周長來決定半徑R 。可以基於安裝時的螺旋的量測高度(亦即,由螺旋環繞的條200覆蓋的肢體的長度)和條200的總長度來計算螺距。螺旋的弧長度Arc 可以根據等式(4)來決定:
在一些實施例中,長度Arc 可以是基於佈置在柔性感測器條200上的主動組件的數量的預定值。處理器120或遠端計算設備250可以經由獲知弧長度Arc 並手動或無線地輸入半徑R 和參數θ 的值而使用等式(1)來計算螺距的值。
在決定每個感測器位置的半徑R 、角度θ 和螺距的值之後,處理器可以使用等式(1)、(2)和(3)來進一步計算三維空間(例如,軸xyz )中每個感測器的位置。處理器120或遠端計算設備250可以基於下面的等式(5)進一步計算各個感測器組件的位置之間的直接距離。
在一些實施例中,多感測器設備100可以同時應用於多個肢體(例如,主體的手指、手腕和手臂或主體的腳、腳踝和腿部)上,並且感測器110a-110N的輸出信號用於對所有肢體進行一次掃瞄以獲得目標生物結構。在一些實施例中,以這種方式配置的多感測器設備100的感測器110a-110N的輸出信號可以用於辨識應用設備進行掃瞄的各種肢體中的特定肢體。
在方塊340中,處理器120可以提供在方塊330中決定的一或多個生物計量性質(例如,血壓、心率等)或其他類型的量測(亦即,動脈的位置、動脈辨識等)。例如,在一些實施例中,處理器120可以經由輸出設備(包括但不限於遠端計算設備(例如,250)的顯示器或聽覺組件(未圖示))提供一或多個生物計量性質的量測值。在一些實施例中,處理器120可以經由RF資源140和天線142在有線或無線通訊鏈路上將一或多個決定的生物計量性質傳送到遠端計算設備(例如,250),以進行視覺或聽覺呈現。
圖5是示出根據一些實施例的使用多感測器設備100決定主體的一或多個生物計量性質的另一種方法400的程序流程圖。方法400可以包括如參考圖3之方塊310-340中的操作。
在可選方塊410中,處理器120可以被配置為將感測器110a-110N中與方塊320中辨識的輸出信號不相關聯的一或多個的啟動狀態改變為降低的啟動狀態。例如,在一些實施例中,處理器120可以在降低的啟動狀態下停用沒有表現與目標生物結構對應的量測值的一或多個感測器。在一些實施例中,處理器120可以降低啟動感測器的速率。例如,處理器可以被配置為每隔幾分鐘啟動表現出指示感測器沒有靠近目標動脈的量測的感測器以執行量測,並且啟動或配置表現出指示感測器足夠靠近目標動脈以獲得可靠量測的量測的感測器以頻繁地執行量測,例如每一秒。以這種方式,處理器120可以被配置為在獲得可靠量測的同時,節省發射到主體中的功率及/或減少能量(例如,由生物阻抗感測器施加到皮膚上的電信號)。
在決定方塊420中,處理器120可以決定在從感測器110a-110N中的至少一個接收的方塊320中所辨識的輸出信號中是否偵測到變化。例如,處理器可以偵測輸出信號的幅度已經變弱或不再表現目標生物結構(例如,動脈)的量測值。回應於在從至少一個感測器接收的至少一個輸出信號中沒有偵測到變化(亦即,決定方塊420 =「否」),處理器可以繼續基於從方塊320中辨識的至少一個感測器接收的一或多個輸出信號決定主體的一或多個生物計量性質。
回應於在從至少一個感測器接收的至少一個輸出信號偵測到變化(亦即,決定方塊420=「是」),處理器120可以嘗試辨識來自不同感測器的表現目標生物結構的量測值的至少一個其他輸出信號,並且經由重複方塊310、320、410和330的操作,基於來自至少一個不同感測器的所辨識的至少一個輸出信號來決定主體的一或多個生物計量性質。該決定可以確保在方塊420中辨識的輸出信號的變化不是由於多感測器設備100或患者的移動導致設備100與量測位置之間的未對準而引起的。
本發明所屬領域中具有通常知識者將理解,前述方法描述和程序流程圖僅作為說明性實例提供,並非意欲要求或暗示各種實施例的步驟必須以所呈現的循序執行。可以以任何循序執行前述實施例方法中的操作。此外,例如使用冠詞「一」、「一個」或「該」的對單數形式的請求項要素的任何引用不應被解釋為將要素限制為單數。
結合本文所揭示的實施例描述的各種說明性的邏輯區塊、模組、電路和演算法步驟可以被實施為電子硬體、電腦軟體或二者的組合。為了清楚地示出硬體和軟體之間的這種可互換性,上面在其功能態樣對各種說明性組件、方塊、模組、電路和步驟進行了整體描述。這種功能是被實施為硬體還是軟體,取決於特定的應用和對整個系統所施加的設計約束條件。本發明所屬領域中具有通常知識者可以針對每個特定應用以變通的方式實施所描述的功能,但是,不應將這種實施方式決策解釋為導致脫離實施例的範疇。
可以利用通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式設計閘陣列(FPGA)或其他可程式設計邏輯裝置、個別閘門或電晶體邏輯單元、個別硬體組件或者被設計用於執行本文所述功能的其任何組合,來實施或執行用於實施結合本文揭示的各實施例描述的各種說明性邏輯單元、邏輯區塊、模組和電路的硬體。通用處理器可以是微處理器,但是替代地,該處理器亦可以是任何習知的處理器、控制器、微控制器或者狀態機。處理器亦可以被實施為計算設備的組合,例如,DSP和微處理器的組合、複數個微處理器的組合、一或多個微處理器與DSP核心的組合或者任何其他這種結構。替代地,一些步驟或方法可以由專用於給定功能的電路來執行。
多種實施例中的功能可以在硬體、軟體、韌體或其任何組合中實施。若在軟體中實施,該功能可以作為一或多個處理器可執行指令或代碼儲存在非暫態電腦可讀取媒體或非暫態處理器可讀取媒體上。本文揭示的方法或演算法的步驟可以體現在處理器可執行軟體模組中,其可以常駐在非暫態電腦可讀或處理器可讀儲存媒體上。非暫態電腦可讀或處理器可讀儲存媒體可以是可由電腦或處理器進行存取的任何儲存媒體。經由實例而非限制的方式,此類非暫態電腦可讀或處理器可讀取媒體可以包括RAM、ROM、EEPROM、FLASH記憶體、CD-ROM或其他光碟儲存設備、磁碟儲存設備或其他磁儲存設備或者任何其他媒體,該任何其他媒體能夠用於以指令或資料結構的形式儲存所需程式碼並且能夠被電腦存取。本文所使用的磁碟和光碟包括壓縮磁碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟和藍光光碟,其中磁碟通常磁性地再現資料,而光碟通常利用鐳射光學地再現資料。上述的組合亦包括在非暫態電腦可讀或處理器可讀取媒體的範疇內。另外,方法或演算法的操作可以作為代碼及/或指令中的一個或任何組合或集合常駐在非暫態處理器可讀取媒體及/或電腦可讀取媒體上,其可以併入電腦程式產品中。
提供了所揭示的實施例的先前描述,以使本發明所屬領域的任何具有通常知識者能夠利用或使用本請求項。對這些實施例的各種修改對於本發明所屬領域中具有通常知識者將是顯而易見的,在不脫離請求項的範疇的情況下,本文所定義的一般原理可以應用於其他實施例。因此,請求項不意欲限於本文所示的實施例,而應被給予與所附申請專利範圍及本文揭示的原理和新穎特徵一致的最寬範疇。
9‧‧‧動脈
100‧‧‧多感測器設備
105‧‧‧柔性背襯
110‧‧‧感測器
110a‧‧‧感測器
110b‧‧‧感測器
110c‧‧‧感測器
117‧‧‧殼體
120‧‧‧處理器
121‧‧‧可程式設計處理單元
130‧‧‧記憶體
140‧‧‧射頻(RF)資源
142‧‧‧天線
150‧‧‧電源
200‧‧‧柔性感測器條
250‧‧‧遠端計算設備
300‧‧‧方法
310‧‧‧方塊
320‧‧‧方塊
330‧‧‧方塊
340‧‧‧方塊
350‧‧‧方塊
352a‧‧‧尖峰
352b‧‧‧尖峰
354‧‧‧尖峰間隔
400‧‧‧方法
410‧‧‧可選方塊
420‧‧‧決定方塊
併入本文並且構成本說明書的一部分的附圖圖示請求項的實例實施例,並且與以上提供的一般描述和以下提供的詳細描述一起用於解釋請求項的特徵。
圖1是示出根據一些實施例的用於決定主體的生物計量性質的多感測器設備的實例組件的示意圖。
圖2圖示根據一些實施例的用於決定主體的生物計量性質的多感測器設備。
圖3是示出根據一些實施例的使用多感測器設備決定主體的一或多個生物計量性質的方法的程序流程圖。
圖4是示出根據一些實施例的使用超聲波感測器來辨識表現動脈的量測值或特性的輸出信號的相位追蹤程序的曲線圖。
圖5是示出根據一些實施例的使用多感測器設備來決定主體的一或多個生物計量性質的另一種方法的程序流程圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
9‧‧‧動脈
105‧‧‧柔性背襯
110a‧‧‧感測器
110b‧‧‧感測器
110c‧‧‧感測器
117‧‧‧殼體
200‧‧‧柔性感測器條
250‧‧‧遠端計算設備

Claims (29)

  1. 一種用於決定一主體的一或多個生物計量性質的設備,包括: 一柔性背襯; 複數個感測器,該複數個感測器沿該柔性背襯定位;及 至少一個處理器,該至少一個處理器耦合到該複數個感測器,該至少一個處理器被配置為: 從該複數個感測器接收輸出信號; 從該等所接收的輸出信號中辨識表現一目標生物結構的量測值的至少一個輸出信號; 基於從該複數個感測器中的至少一個感測器接收的該所辨識的至少一個輸出信號來決定該主體的該一或多個生物計量性質;及 提供該等所決定的一或多個生物計量性質。
  2. 根據請求項1之設備,其中為了從該等所接收的輸出信號中辨識表現該目標生物結構的量測值的該至少一個輸出信號,該至少一個處理器進一步被配置為: 將來自該複數個感測器的該等所接收的輸出信號與對該目標生物結構建模的一參考信號進行比較;並且 基於該比較來辨識該至少一個輸出信號。
  3. 根據請求項1之設備,其中該複數個感測器包括一或多個類型的感測器,並且其中該至少一個處理器進一步被配置為啟動該一或多個類型的感測器以獲得該目標生物結構的不同量測值。
  4. 根據請求項3之設備,其中該一或多個類型的感測器包括光學感測器、生物阻抗感測器、超聲成像儀、超聲感測器、壓力感測器、珀耳帖感測器、心電圖(ECG)感測器、肌電圖(EMG)感測器、腦電圖(EEG)感測器、紫外線(UV)感測器、加速度計、慣性感測器或其任何組合。
  5. 根據請求項1之設備,其中該至少一個處理器進一步被配置為將與該所辨識的至少一個輸出信號不相關聯的該複數個感測器中的一或多個感測器的一啟動狀態改變為一降低的啟動狀態。
  6. 根據請求項3之設備,其中該至少一個處理器被配置為同時啟動該複數個感測器中的所有感測器。
  7. 根據請求項3之設備,其中該至少一個處理器被配置為在一相似的時間啟動該複數個感測器中的至少一個子集。
  8. 根據請求項3之設備,其中該至少一個處理器被配置為週期性地或準週期性地啟動該複數個感測器以產生該等輸出信號。
  9. 根據請求項1之設備,其中該至少一個處理器進一步被配置為: 偵測從該至少一個感測器接收的該至少一個輸出信號的一變化; 回應於偵測到該至少一個輸出信號的該變化,辨識從至少一個不同感測器接收到的表現該目標生物結構的量測值的至少一個其他輸出信號;並且 基於從至少一個不同感測器接收到的該所辨識的至少一個輸出信號來決定該主體的該一或多個生物計量性質。
  10. 根據請求項1之設備,其中該柔性背襯是被配置為以螺旋方式環繞一主體或該主體的一部分的一柔性條。
  11. 根據請求項1之設備,其中該複數個感測器用一材料覆蓋以保護皮膚。
  12. 一種用於使用包括沿著一柔性背襯定位的複數個感測器的一設備來決定一主體的一或多個生物性質的方法,該方法包括以下步驟: 從該複數個感測器接收輸出信號; 從該等所接收的輸出信號中辨識表現一目標生物結構的量測值的至少一個輸出信號; 基於從該複數個感測器中的至少一個感測器接收到的該所辨識的至少一個輸出信號來決定該主體的該一或多個生物計量性質;及 提供該所決定的一或多個生物計量性質。
  13. 根據請求項12之方法,其中從該等所接收的輸出信號中辨識表現該目標生物結構的量測值的該至少一個輸出信號包括以下步驟: 將來自該複數個感測器的該等所接收的輸出信號與對該目標生物結構建模的一參考信號進行比較;及 基於該比較來辨識該至少一個輸出信號。
  14. 根據請求項12之方法,其中該複數個感測器包括一或多個類型的感測器,該方法進一步包括以下步驟: 啟動該一或多個類型的感測器以獲得該目標生物結構的不同量測值。
  15. 根據請求項12之方法,其中從該複數個感測器接收該等輸出信號包括從以下感測器接收該等輸出信號:光學感測器、生物阻抗感測器、超聲成像儀、超聲感測器、壓力感測器、珀耳帖感測器、心電圖(ECG)感測器、肌電圖(EMG)感測器、腦電圖(EEG)感測器、紫外線(UV)感測器、加速度計、慣性感測器或其任何組合。
  16. 根據請求項12之方法,進一步包括以下步驟: 將與該所辨識的至少一個輸出信號不相關聯的該複數個感測器中的一或多個感測器的一啟動狀態改變為一降低的啟動狀態。
  17. 根據請求項14之方法,進一步包括同時啟動該複數個感測器中的所有感測器。
  18. 根據請求項14之方法,進一步包括在一相似的時間啟動該複數個感測器中的子集。
  19. 根據請求項14之方法,進一步包括週期性地或準週期性地啟動該複數個感測器以產生該等輸出信號。
  20. 根據請求項12之方法,進一步包括以下步驟: 偵測從該至少一個感測器接收的該至少一個輸出信號的一變化; 回應於偵測到該至少一個輸出信號的該變化,辨識從至少一個不同感測器接收到的表現該目標生物結構的量測值的至少一個其他輸出信號;及 基於從至少一個不同感測器接收到的該所辨識的至少一個輸出信號來決定該主體的該一或多個生物計量性質。
  21. 根據請求項12之方法,其中該柔性背襯是被配置為以螺旋方式環繞該主體或該主體的一部分的一柔性條。
  22. 一種非暫態處理器可讀儲存媒體,其上儲存有處理器可執行指令,該等處理器可執行指令被配置為使得包括沿著一柔性背襯定位的複數個感測器的一多感測器設備的一處理器執行操作,該等操作包括: 從該複數個感測器接收輸出信號; 從該等所接收的輸出信號中辨識表現一目標生物結構的量測值的至少一個輸出信號; 基於從該複數個感測器中的至少一個感測器接收到的該所辨識的至少一個輸出信號來決定一主體的該一或多個生物計量性質;及 提供該所決定的一或多個生物計量性質。
  23. 根據請求項22之非暫態處理器可讀儲存媒體,其中為了從該等所接收的輸出信號中辨識表現一目標生物結構的量測值的該至少一個輸出信號,並且其中該等所儲存的處理器可執行指令被配置為使得該處理器執行操作,該等操作進一步包括: 將來自該複數個感測器的該等所接收的輸出信號與對該目標生物結構建模的一參考信號進行比較;及 根據該比較來辨識該至少一個輸出信號。
  24. 根據請求項22之非暫態處理器可讀儲存媒體,其中該複數個感測器包括一或多個類型的感測器,並且其中該等所儲存的處理器可執行指令被配置為使得該處理器執行操作,該等操作進一步包括: 啟動該一或多個類型的感測器以獲得該目標生物結構的不同量測值。
  25. 根據請求項22之非暫態處理器可讀儲存媒體,其中該等所儲存的處理器可執行指令被配置為使得該處理器執行操作,以使得從該複數個感測器接收該等輸出信號包括從以下感測器接收該等輸出信號:光學感測器、生物阻抗感測器、超聲成像儀、超聲感測器、壓力感測器、珀耳帖感測器、心電圖(ECG)感測器、肌電圖(EMG)感測器、腦電圖(EEG)感測器、紫外線(UV)感測器、加速度計、慣性感測器或其任何組合。
  26. 根據請求項22之非暫態處理器可讀儲存媒體,其中該等所儲存的處理器可執行指令被配置為使得該處理器執行操作,該等操作進一步包括: 將與該所辨識的至少一個輸出信號不相關聯的該複數個感測器中的一或多個感測器的一啟動狀態改變為一降低的啟動狀態。
  27. 根據請求項22之非暫態處理器可讀儲存媒體,其中該等所儲存的處理器可執行指令被配置為使得該處理器執行操作,該等操作進一步包括: 偵測從該至少一個感測器接收的該至少一個輸出信號的一變化; 回應於偵測到該至少一個輸出信號的該變化,辨識從至少一個不同感測器接收到的表現該目標生物結構的量測值的至少一個其他輸出信號;及 基於從至少一個不同感測器接收到的該所辨識的至少一個輸出信號來決定該主體的該一或多個生物計量性質。
  28. 根據請求項22之非暫態處理器可讀儲存媒體,其中該柔性背襯是被配置為以螺旋方式環繞該主體或該主體的一部分的一柔性條。
  29. 一種用於決定一主體的一或多個生物計量性質的設備,包括: 一柔性背襯; 複數個感測器,該複數個感測器沿該柔性背襯定位;及 用於從該複數個感測器接收輸出信號的模組; 用於從該等所接收的輸出信號中辨識表現一目標生物結構的量測值的至少一個輸出信號的模組; 用於基於從該複數個感測器中的至少一個感測器接收到的該所辨識的至少一個輸出信號來決定該主體的該一或多個生物計量性質的模組;及 用於提供該等所決定的一或多個生物計量性質的模組。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108261194A (zh) * 2018-02-23 2018-07-10 上海优加利健康管理有限公司 一种血压监护设备
TWI724409B (zh) * 2018-04-13 2021-04-11 美商菲絲博克科技有限公司 局部化移動的位移偵測
TWI741663B (zh) * 2020-06-30 2021-10-01 美律實業股份有限公司 穿戴式裝置與耳機
TWI788673B (zh) * 2020-06-10 2023-01-01 國立陽明交通大學 具有可撓式感測貼片的橈動脈訊號量測裝置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201809007D0 (en) * 2018-06-01 2018-07-18 Smith & Nephew Restriction of sensor-monitored region for sensor-enabled wound dressings
US11022511B2 (en) 2018-04-18 2021-06-01 Aron Kain Sensor commonality platform using multi-discipline adaptable sensors for customizable applications
GB2574245B (en) * 2018-05-31 2022-06-15 Digital & Future Tech Limited Determining the arterial structure of the hand
US11571146B2 (en) * 2018-07-03 2023-02-07 Cleveland State University Rotation monitoring system and method
JP7118784B2 (ja) * 2018-07-12 2022-08-16 オムロンヘルスケア株式会社 脈波伝播時間測定装置及び血圧測定装置
US11549934B2 (en) * 2019-02-27 2023-01-10 California Institute Of Technology Electrochemical sensing approach for molecule quantification in body fluids
CN110328660B (zh) * 2019-06-03 2022-08-26 达闼机器人股份有限公司 触觉检测方法、装置、设备及机器人
CN110286718B (zh) * 2019-06-25 2022-09-20 赢富仪器科技(上海)有限公司 可穿戴设备及其佩戴生理信息的利用方法和计算机可读存储介质
CN110755064A (zh) * 2019-09-12 2020-02-07 华为技术有限公司 一种电子设备

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8602997B2 (en) 2007-06-12 2013-12-10 Sotera Wireless, Inc. Body-worn system for measuring continuous non-invasive blood pressure (cNIBP)
US20080319327A1 (en) 2007-06-25 2008-12-25 Triage Wireless, Inc. Body-worn sensor featuring a low-power processor and multi-sensor array for measuring blood pressure
US8886334B2 (en) 2008-10-07 2014-11-11 Mc10, Inc. Systems, methods, and devices using stretchable or flexible electronics for medical applications
US20110184270A1 (en) * 2010-01-26 2011-07-28 Brian Russell Physiological monitoring garment
US9113793B2 (en) * 2010-12-10 2015-08-25 Rohm Co., Ltd. Pulse wave sensor
US9582035B2 (en) 2014-02-25 2017-02-28 Medibotics Llc Wearable computing devices and methods for the wrist and/or forearm
GB201405673D0 (en) 2014-03-28 2014-05-14 Tomtom Int Bv Heart rate monitor and strap
WO2015165785A1 (en) 2014-04-28 2015-11-05 Koninklijke Philips N.V. Low power device for monitoring a vital sign
KR20160023487A (ko) * 2014-08-22 2016-03-03 삼성전자주식회사 생체 정보 검출 장치 및 생체 정보 검출 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108261194A (zh) * 2018-02-23 2018-07-10 上海优加利健康管理有限公司 一种血压监护设备
TWI724409B (zh) * 2018-04-13 2021-04-11 美商菲絲博克科技有限公司 局部化移動的位移偵測
TWI788673B (zh) * 2020-06-10 2023-01-01 國立陽明交通大學 具有可撓式感測貼片的橈動脈訊號量測裝置
TWI741663B (zh) * 2020-06-30 2021-10-01 美律實業股份有限公司 穿戴式裝置與耳機

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