TWI623297B - 用於獲取生理量測之系統與方法 - Google Patents

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Abstract

本文中揭示一種用於使用一可攜式裝置獲取與一使用者相關聯之一生理量測之設備及方法。顯示於該可攜式裝置之一觸敏顯示器上之資訊指定該可攜式裝置上之(若干)接觸區域以供一使用者觸碰。該可攜式裝置及/或連接至該可攜式裝置之一可拆卸裝置上之一或多個區域包括若干導電區域以用於量測彼等導電區域之間的該使用者之身體之電阻或阻抗。

Description

用於獲取生理量測之系統與方法
本發明一般而言係關於獲取生理量測，且在特定實施例中係關於使用一可攜式裝置獲取生理量測。
最近幾年，隨著人們壽命延長，更多人變得超重，且健康照護之成本上升，人們健康意識增強。較佳地照護自己之方式中之一者係對自己生理狀態之基本監控。生理量測(諸如脈搏，心電圖(ECG)、身體脂肪或身體水合量測)在運動與保健領域中係常見的。當前量測裝置之實例包含量測脈搏率之腕表、具有一環鉤閉合物之一胸帶、用以量測身體脂肪之卡尺、用以量測身體脂肪之水分秤及附接至一身軀之各種部位供用於ECG量測之一組電極。習用生理量測裝置往往係專用裝置，此乃因其經設計以服務於供用於獲取一特定類型之生理量測中之一單個目的。身體脂肪卡尺(舉例而言)亦無法用以獲取ECG量測或用於其他目的。
當前生理量測裝置之一限制係相對高成本及使用複雜性。相對高成本係由於相對於一般大眾的運動與保健使用者之較小客戶群而產生。運動與保健愛好者亦比大多數群眾更樂意為一所感知專業裝置支付更多費用。較小客戶群亦意指較少設計資源可能被投入至產品。最終結果係需要使用者之已有知識且需要(重複地)諮詢一使用者手冊以 便適當地使用一裝置之裝置。
在某些實施例中，使用可攜式裝置(諸如智慧電話及平板電腦)來產生與一使用者相關聯之一或多個生理量測。在某些實施例中，該使用者如其通常將做地與該可攜式裝置互動，且該可攜式裝置經組態以感測關於該使用者之生理參數並將其轉譯成有用健康評估資訊。在其他實施例中，該使用者可藉由該可攜式裝置指導以某一方式相對於該可攜式裝置定位其身體之部分以提供生理參數。將所感測之生理參數轉換成生理量測，諸如(但不限於)ECG量測、脈搏量測、身體脂肪含量量測及/或身體水含量量測。
結合隨附圖式，依據以下詳細說明將明瞭本發明之其他特徵及態樣，該等隨附圖式以實例方式圖解說明根據實施例之特徵。
100‧‧‧行動電話/智慧電話
102‧‧‧觸碰感測器面板/觸敏顯示器/觸敏螢幕/觸控板/面板
104‧‧‧控制器總成
150‧‧‧可攜式平板電腦/平板電腦
170‧‧‧音訊裝置/視訊裝置
190‧‧‧個人電腦
300‧‧‧資訊顯示模組
302‧‧‧生理參數偵測模組
304‧‧‧陀螺計模組
306‧‧‧生理量測計算模組
308‧‧‧後計算模組
400‧‧‧第一使用者介面頁/第一使用者介面螢幕/螢幕
402‧‧‧文字項目
404‧‧‧影像項目
406‧‧‧第二使用者介面頁/第二使用者介面螢幕
408‧‧‧圖形項目
410‧‧‧量測項目
412‧‧‧第二使用者介面頁/第二使用者介面螢幕
500‧‧‧使用者之手/手
502‧‧‧接觸
504‧‧‧接觸
506‧‧‧觸碰
510‧‧‧可拆卸裝置
512‧‧‧觸碰
520‧‧‧套殼/外殼
524‧‧‧接觸
600‧‧‧可拆卸裝置/裝置
602‧‧‧靠近
604‧‧‧相機
606‧‧‧發光二極體
608‧‧‧像素感測器
700‧‧‧使用者之手/手
702‧‧‧觸碰
704‧‧‧圖形項目/影像項目
706‧‧‧觸碰
710‧‧‧可拆卸裝置
900‧‧‧使用者介面
902‧‧‧文字項目/影像項目
1000‧‧‧控制器總成/控制器
1002‧‧‧處理器
1004‧‧‧主記憶體
1006‧‧‧靜態記憶體
1008‧‧‧匯流排
1010‧‧‧視訊顯示單元
1014‧‧‧游標控制裝置
1016‧‧‧磁碟機單元
1018‧‧‧信號產生裝置
1020‧‧‧網路介面裝置
1022‧‧‧機器可讀媒體
1026‧‧‧網路
在隨附圖式之各圖中以實例方式而非限制方式圖解說明某些實施例，隨附圖式中：圖1A至圖1D圖解說明根據某些實施例之用以獲取生理量測之例示性可攜式裝置。
圖2圖解說明根據某些實施例之用於使用一可攜式裝置來獲取生理量測之一例示性流程圖。
圖3圖解說明展示經組態以促進圖2之流程圖之程序之模組之一方塊圖。
圖4A至圖4F圖解說明呈現於可攜式裝置之觸碰感測器面板上用以提供關於如何使用可攜式裝置來獲取生理量測之指令之例示性使用者介面。
圖5A至圖5D圖解說明根據某些實施例之可接觸第一接觸區域之各種實施例的使用者之身體之例示性部分。
圖6A至圖6C圖解說明根據某些實施例之可接觸第一接觸區域之各種實施例或與該等實施例幾乎接觸的使用者之身體之例示性部分。
圖7A至圖7C圖解說明根據某些實施例之可接觸第二接觸區域之各種實施例的使用者之身體之例示性部分。
圖8A至圖8D提供根據某些實施例之使用者在兩個感測器位置處同時觸碰可攜式裝置及/或可拆卸裝置之例示性圖解說明。
圖9圖解說明根據某些實施例之在觸碰感測器面板上呈現給使用者從而提供導引以在量測期間達成適當位置/定向之一例示性使用者介面。
圖10繪示用於控制器總成之一實例性架構之一方塊圖表示。
本文中所提供之標題僅為方便之需且未必影響所使用之術語之範疇或意義。
以下詳細說明係指繪示經選擇以展示可如何實踐本發明之實例之各種細節之隨附圖式。本論述至少部分地參考此等圖式而論及發明標的物之各種實例，且充分詳細地闡述所繪示實施例以使得熟習此項技術者能夠實踐本發明。替代本文中所論述之說明性實例，可利用諸多其他實施例來實踐發明標的物，且除本文中具體地論述之替代方案之外，亦可在不背離發明標的物之範疇之情況下做出諸多結構及操作改變。
在本說明中，對「一項實施例」或「一實施例」或者對「一項實例」或「一實例」之引用意指所提及之特徵係或可係包含於本發明之至少一項實施例或實例中。本說明中對「一實施例」或「一項實施例」或者對「一項實例」或「一實例」之單獨引用未必意欲指代相同實施例或實例；然而，此等實施例亦不相互排斥，除非如此陳述，或如受益於本發明之熟習此項技術者將易於明瞭。因此，本發明可包含 本文中所闡述之實施例及實例之多種組合及/或整合，以及如基於本發明之所有申請專利範圍之範疇以及此等申請專利範圍之所有合法等效形式內所定義之進一步實施例及實例。
出於本說明書之目的，如本文中所使用之一「基於處理器之系統」或「處理系統」包含使用一或多個微處理器、微控制器及/或數位信號處理器或具有運行一「程式」之能力之其他裝置(本文中將所有此等裝置稱為一「處理器」)之一系統。一「程式」係任何可執行機器碼指令集，且如本文中所使用，包含使用者級應用程式以及系統引導之應用程式或常駐程式。
圖1A至圖1D圖解說明根據某些實施例之用以獲取生理量測之例示性可攜式裝置。一可攜式裝置包括(但不限於)一行動電話或智慧電話100、一可攜式平板電腦150、一音訊/視訊裝置170、一個人電腦190(諸如一膝上型電腦或小筆電)、包含一觸碰感測器面板之任何種類之行動裝置或諸如此類。行動電話/智慧電話100、可攜式平板電腦150、音訊/視訊裝置170及個人電腦190中之每一者包含一觸碰感測器面板102(亦稱為一觸敏顯示器、觸敏螢幕或一觸控板)及一控制器總成104。觸碰感測器面板102包含一像素陣列以感測來自一使用者之手指、其他身體部位或物件之觸碰事件。觸碰感測器面板102之實例包含(但不限於)電容式觸碰感測器面板、電阻式觸碰感測器面板、紅外線觸碰感測器面板及諸如此類。控制器總成104經組態以提供針對可攜式裝置之處理能力(參考圖10詳細地論述)。
行動電話/智慧電話100、可攜式平板電腦150、音訊/視訊裝置170及個人電腦190中之每一者亦可包含一電源按鈕、一選單按鈕、一主頁按鈕、一音量按鈕、一相機、用於該相機之一閃光源及/或用以操作裝置或與裝置介接之其他組件。
圖2圖解說明根據某些實施例之用於使用一可攜式裝置獲取生理 量測之一例示性流程圖200。圖3圖解說明展示經組態以促進流程圖200之程序之模組之一方塊圖。圖3中所展示之模組包含於控制器總成104中。圖3之模組包括表示編碼於一電腦可讀儲存裝置中之指令之概念性模組。當藉由控制器總成104、電腦系統或處理器來執行編碼於該電腦可讀儲存裝置中之資訊時，該資訊致使一或多個處理器、電腦或機器執行如本文中所闡述之某些任務。電腦可讀儲存裝置及用以執行儲存於該儲存裝置中之經編碼指令之處理硬體/韌體兩者係可攜式裝置之組件。雖然將圖3中所展示之模組展示為相異模組，但應理解，可將其實施為少於或多於所圖解說明之模組。亦應理解，模組中之任一者可經由一有線或無線連接而與可攜式裝置外部之一或多個組件通信。
將參考圖3以及本文中之其他圖論述圖2，該等其他圖進一步繪示本文中所闡述之裝置之各種實施例之操作之實例。在圖2中，在一方塊202處，觸碰感測器面板102將資訊顯示給可攜式裝置之一使用者以起始對該使用者之生理參數之擷取。一資訊顯示模組300經組態以產生並促進資訊用於顯示在觸碰感測器面板102上。呈現給使用者之資訊包含(但不限於)關於如何及觸碰可攜式裝置何處以使可攜式裝置擷取所要生理參數之文字、圖形、動畫、影像及/或視訊指令。亦可自動地或回應於使用者之請求而以一音訊格式將此資訊提供給使用者。將擷取資訊/指令提供給使用者之使用者介面可包括一或多個介面頁或螢幕，此取決於(舉例而言)將獲取之特定生理量測、可攜式裝置上之所要接觸位置或可攜式裝置之顯示器大小。
生理量測輔助健康評估及健康意識。生理量測可由於一健康狀況而被醫學推薦或者一人可出於健身、飲食或其他目的而希望知曉關於其身體之定量或定性資訊。生理量測之實例包含(但不限於)心電圖(ECG)量測、脈搏量測(亦稱為心率或脈搏率量測)、身體脂肪含量量 測、血壓及身體水含量量測。
在一項實施例中，藉由使一使用者在兩個位置處同時觸碰一可攜式裝置藉此形成包含該使用者之一閉合電路來獲取生理量測。可攜式裝置上之該兩個接觸位置包括電極(亦稱為導體或感測器)。此動作準許可攜式裝置擷取使用者之電特性且將所擷取資訊轉譯成易理解之生理量測，諸如脈搏率。在ECG或脈搏量測之情形中，所擷取電特性包括量測與可攜式裝置接觸的使用者之身體上之兩個位置之間的電阻。在身體脂肪或水含量量測(生物電阻抗分析(BIA)之部分)之情形中，所擷取電特性包括量測與可攜式裝置接觸的使用者之身體上之兩個位置之間的阻抗。至少對於心臟相關量測而言，量測之準確度在接觸裝置的使用者之身體上之兩個位置係來自使用者之身軀之相對側(例如，來自使用者之左肢及右肢中之每一者)時增加。
在另一實施例中，藉由使一使用者同時觸碰在一可攜式裝置上之一光源及位於靠近該光源處之一光感測器來獲取生理量測。來自光源之一光射入與光源接觸的使用者之身體之部分(例如，指尖)，且一經反射光射出使用者之身體以供光感測器偵測。對應於使用者之心跳的使用者之身體中之改變之血容量導致經反射光成為一連串光脈衝。使用者之身體上之一單個位置(例如，一單個接觸位置)足以使用光學量測方法來量測脈搏。
圖4A至圖4F圖解說明呈現於可攜式裝置之觸碰感測器面板102上以提供關於如何使用可攜式裝置來獲取生理量測之指令(亦稱為導引或引導)之例示性使用者介面。在圖4A中，一第一使用者介面頁或螢幕400包含一文字項目402及一影像項目404，其各自提供用於接觸可攜式裝置上之一第一電極或感測器位置之指令。第一使用者介面螢幕400指導使用者如其在使用可攜式裝置時通常將握持或抓握該裝置(例如，自然握持或抓握手勢)般握持或抓握該裝置。舉例而言，若可攜 式裝置之背面或側面包括一導電材料(例如，係金屬的)，則自然地握持裝置將提供與一第一接觸位置之充分接觸。一第二使用者介面頁或螢幕406包含指定使用者之手指應觸碰觸碰感測器面板102上之何處以充分接觸一第二接觸位置之一圖形項目408(亦稱為一接觸位置、區域或區識別符)(例如，一圓圈)。(將在下文中詳細地論述，圖形項目408之位置與觸碰感測器面板102之一頂部導電部分或層之位置一致。)一旦藉由可攜式裝置擷取到來自第一及第二接觸位置的使用者之生理參數，對應生理量測即可作為量測項目410顯示在第二使用者介面頁406中。在圖4A中，脈搏、身體脂肪含量及身體水含量量測可顯示於第二使用者介面頁406中。注意，螢幕400及406提供詳細指令，諸如觸碰可攜式裝置何處、使用者之身體何部位應觸碰可攜式裝置及諸如此類。圖4B類似於圖4A，惟一第二使用者介面頁或螢幕412指導使用者將其內部手腕放置至所指定第二接觸位置除外。人們習慣於藉由計數其內部手腕上之脈搏來進行脈搏量測，且圖4B展示使使用者透過使用裝置來獲取脈搏量測之一類似方式。
圖4C及圖4D提供用於使用者之生理參數之光學擷取之實例性指令集。注意，取決於觸碰感測器面板102之大小，一個以上使用者介面頁可組合成一個使用者介面頁。在圖4D中，若可攜式裝置之觸碰感測器面板102係大約一人之手的大小或大於該大小(諸如當可攜式裝置係平板電腦150時可係此情形)，則可顯示表示一手輪廓之一圖形項目414以導引使用者將其手掌放置於觸碰感測器面板102之彼區域上。
圖4E及圖4F提供用以使用可攜式裝置與附接至該可攜式裝置之一可拆卸(可攜式)裝置來擷取使用者之生理參數之實例性指令集。在圖4E中，一可拆卸加密鎖(dongle)連接至可攜式裝置之一或多個資料埠。在圖4E之實例中，可拆卸加密鎖包含充當電極或感測器位置之一對按鈕。使用者將來自其右手及左手中之每一者之一手指放置於各別 按鈕上以完成一電路。可攜式裝置處理所偵測生理資料以在觸碰感測器面板102上呈現一或多個生理量測(脈搏、身體脂肪含量、身體水含量等)。
圖4F圖解說明其中第一接觸位置位於可攜式裝置之一套殼、外殼或蓋上且第二接觸位置位於可攜式裝置上之指令(在此實例中，僅提供文字資訊，但影像、動畫及其他格式亦係可能的)。應在資料擷取時將套殼或外殼附接至可攜式裝置。套殼或外殼之至少一部分包括導電材料(諸如與可攜式裝置之側面一致的套殼之部分)。第二接觸位置可係觸碰感測器面板102上之任何位置(假如面板102包含貫穿面板之一頂部導電層)。在某些實施例中，接觸位置中之一者可位於距可攜式裝置之一遠端位置處；且可與可攜式裝置以有線方式或無線方式通信。舉例而言，在某些系統中，接觸位置(舉例而言，一光學感測器或光源，或者一電感測器或電源)可經由一有線連接而耦合至可攜式裝置。在一項實例性組態中，舉例而言，(用於接收或忽略一信號之)一電極可放置於一耳塞式耳機中一位置中以在被佩戴時電接觸佩戴者。可藉由至可攜式裝置中之一經適合組態之配對連接器之一導線及連接器觸點來耦合電極。
應理解，僅將圖4A至圖4F提供為實例，且其他變化形式(以可攜式裝置及/或額外經附接裝置擷取使用者生理特性之方式及/或以其中可呈現對使用者之指令/導引之方式)在本發明之範疇內。不應將圖4A至圖4F視為關於可攜式裝置與使用者進行何種互動及如何互動以促進對使用者生理參數之擷取具有限制性。
接下來，在一方塊204處，一生理參數偵測模組302經組態以獲取與使用者相關聯之一第一生理參數，該使用者與可攜式裝置(或視情況，可拆卸裝置)上之一第一接觸區域接觸。第一接觸區域(亦稱為一第一電極、第一感測器、第一接觸位置、第一接觸區等)可位於可 攜式裝置或適當地附接至該可攜式裝置之可拆卸裝置上，如下文詳細地論述。與使用者(電)接觸之第一接觸區域處之材料包括一導電材料，諸如(但不限於)一金屬材料或具有一充分低電阻率以允許出於既定量測目的而用作一電極之另一材料。
對於基於電路完成概念之生理量測(例如，量測與使用者相關聯之電阻或阻抗之彼等)而言，第一接觸區域可包括(但不限於)以下各項中之任一者：(1)可攜式裝置之一背面之至少一部分、(2)可攜式裝置之一側面之至少一部分、(3)可攜式裝置之一天線之至少一部分、(4)可攜式裝置上之一按鈕之至少一部分、(5)附接至可攜式裝置之一可拆卸裝置上之一按鈕之至少一部分或(6)可攜式裝置上之一套殼或外殼之至少一部分。
圖5A至圖5D圖解說明可接觸第一接觸區域之各種實施例的使用者之身體之例示性部分。如熟習此項技術者所理解，使用者之肢體之任何數目個其他部分可替代地觸碰第一接觸區域以提供第一生理參數。圖5A展示握持或抓握可攜式裝置(如其在使用可攜式裝置時通常所做)的一使用者之手500。根據一項實施例，在此正常或自然握持位置中，手500之手掌可接觸502可攜式裝置之背面之至少一部分。若可攜式裝置之背面包括一導電材料，則此接觸准許對第一生理參數之擷取。在另一實施例中，手500(特定而言，使用者之手指)可接觸504可攜式裝置之側面(例如，邊緣)之至少一部分。若可攜式裝置之側面包括一導電材料，則此接觸准許對第一生理參數之擷取。在另一實施例中，接觸504可係在手500(特定而言，使用者之手指)與提供於可攜式裝置之側面上之一天線之至少一部分之間。當該天線包括一導電材料時，此接觸提供第一生理參數。
圖5B展示觸碰506提供於可攜式裝置上之一按鈕之至少一部分(例如，觸碰感測器面板102外部的可攜式裝置上之一位置)的使用者 之手500。該按鈕可包括(但不限於)一主頁按鈕、一選單按鈕、一電源按鈕、一音量按鈕、用於擷取生理資訊之一專用感測器及諸如此類。該按鈕包括一導電材料。該按鈕不限於在可攜式裝置之一正面上，而是可替代地位於可攜式裝置之一側面、背面或底部上。舉例而言，音量按鈕可係提供於可攜式裝置之一側面上。
圖5C展示觸碰512提供於附接至可攜式裝置之一可拆卸裝置510上之一按鈕之至少一部分的使用者之手500。可拆卸裝置510可包括經組態以在附接至可攜式裝置時建立與可攜式裝置之資料(及電力)連接之一加密鎖或諸如此類。提供於可拆卸裝置510上之按鈕包括經組態以在使用者亦觸碰可攜式裝置或可拆卸裝置(下文詳細地論述)之另一部分時偵測使用者之一電性質之一按鈕或其他導電表面。
圖5D展示至少部分地裝納於一套殼或外殼520中之可攜式裝置。套殼/外殼520可裝納可攜式裝置之背面、側面及前面之周邊，從而留下觸碰感測器面板102可供使用者在視覺上及在觸覺上利用。套殼/外殼520與可攜式裝置之一導電表面之至少一部分(例如，可攜式裝置之金屬背面面板)實體接觸。類似於上文針對圖5A所論述之握持或抓握位置，使用者之手500可類似地握持或抓握裝納於套殼/外殼520中之可攜式裝置。在一項實施例中，手500接著接觸522套殼/外殼520之背面之至少部分，或手500(例如，手指)可接觸524套殼/外殼520之側面或邊緣之至少一部分。套殼/外殼520包括一導電材料。
對於基於對使用者之生理特性之光學偵測之生理量測而言，第一接觸區域包括在可攜式裝置(或視情況，可拆卸裝置)上之一光源及接近該光源之一光偵測器/感測器。如熟習此項技術者將明瞭，該光源及該光偵測器通常將係具有窗或透鏡及/或促進裝置功能之其他組件之總成。此等總成可整合有所涉及組件，或可在以一操作關係將該等組件組裝於裝置中時形成該等總成。光源及光偵測器/感測器相對 於彼此定位以使得自光源發射之光射入使用者之身體之一部分且可藉由光偵測器/感測器來偵測射出使用者之身體之該部分之經反射光。不同於使用者之身體與上文所論述之一導電表面之間的電接觸，未必需要光源或光偵測器/感測器與使用者之身體之間的實體接觸。第一接觸區域可包括(但不限於)以下各項中之任一者：(1)可攜式裝置之一相機及一發光二極體(LED)閃光燈、(2)觸碰感測器面板102之至少一部分及包含於觸碰感測器面板102中之一像素感測器或(3)提供於附接至可攜式裝置之一可拆卸裝置中之一光源及光偵測器/感測器。
圖6A至圖6C圖解說明可接觸第一接觸區域之各種實施例或與該等實施例幾乎接觸的使用者之身體之例示性部分。如熟習此項技術者所理解，使用者之肢體之任何數目個其他部分可替代地觸碰第一接觸區域以提供第一生理參數。圖6A展示與提供於可攜式裝置之背面上之一相機604及一LED 606(面向後面之相機總成)接觸或與其靠近602的使用者之手500。生理參數偵測模組302經組態以致使LED 606發射光且致使相機604拍攝來自使用者之手(且特定而言，來自使用者之指尖，如圖6A中所展示)的經反射光之一或多個影像(或一視訊)。雖然未展示，但使用者之手500可替代地握持或抓握可攜式裝置，如圖5A中所展示。此自然抓握手勢亦會將一使用者之手指(例如，食指)放置於相機604及LED 606上方以獲取第一生理參數。
圖6B展示放置於包含一個(或一組)像素感測器608之觸碰感測器面板102之一部分上方的使用者之手500。在此實施例中，觸碰感測器面板102包含在該面板中之一預定位置處之一個或一組像素感測器608。像素感測器608可位於觸碰感測器面板102中之任何位置處，諸如靠近面板或在面板之一拐角處。在圖6B中，像素感測器608展示於觸碰感測器面板102之底部左側處。生理參數偵測模組302經組態以致使觸碰感測器面板102照射足以充當一光源之光。像素感測器608經組 態以接收來自使用者之手500之經反射光。
圖6C展示附接至可攜式裝置之一可拆卸裝置600，可拆卸裝置600包括一夾型裝置，該夾型裝置包含一光源及一光偵測器/感測器對。使用者之手500(特定而言，一手指之尖端)放置於可拆卸裝置600之開口內。可拆卸裝置600可包含一感測器以在將一物件放置於其開口內時自動地獲取第一生理參數，裝置600可包含一開始按鈕或致動器以開始偵測第一生理參數，或可攜式裝置可控制可拆卸裝置600之操作。
接下來，在一方塊206中，生理參數偵測模組302經組態以獲取與使用者相關聯之一第二生理參數，該使用者與可攜式裝置(或視情況，可拆卸裝置)上之一第二接觸區域接觸。該第二接觸區域(亦稱為一第二電極、第二感測器、第二接觸位置、第二接觸區等)可位於可攜式裝置或適當附接至該可攜式裝置之可拆卸裝置上，如下文詳細地論述。與使用者(電)接觸之第二接觸區域處之材料包括一導電材料，諸如(但不限於)一金屬或其他適當材料，如本文中先前所論述。第二接觸區域相異於第一接觸區域。第一接觸區域可具有不同於第一接觸區域之一導電材料。
對於基於電路完成概念之生理量測(例如，量測與使用者相關聯之電阻或阻抗之彼等)而言，在使用者正同時觸碰第一及第二接觸區域時獲取第一及第二生理參數。第二接觸區域可包括(但不限於)以下各項中之任一者：(1)觸碰感測器面板102上之一特定區域或位置、(2)可攜式裝置上之一按鈕之至少一部分或(3)附接至可攜式裝置之一可拆卸裝置上之一按鈕或其他感測位置之至少一部分。
圖7A至圖7C圖解說明可接觸第二接觸區域之各種實施例的使用者之身體之例示性部分。接觸第二接觸區域的使用者之身體之部分相異於接觸第一接觸區域的使用者之身體之部分。如熟習此項技術者所 理解，使用者之肢體之任何數目個其他部分可替代地觸碰第二接觸區域以提供第二生理參數。圖7A展示一使用者之手700(例如，一使用者之指尖或手掌)觸碰702觸碰感測器面板102上之一預指定位置。藉由顯示與觸碰感測器面板102上之預指定位置一致之一圖形或影像項目704來將預指定位置傳達給使用者。觸碰感測器面板102包含至少在預指定位置處之一透明導電材料層。熟習此項技術者已知此等導體，且該等導體可由諸如氧化銦錫(ITO)等材料形成(僅作為一項實例)。將導電層提供為觸碰感測器面板102之頂部層，以使得使用者直接電接觸導電層。另一選擇係，觸碰感測器面板102可包含跨越整個面板(或其一所要部分)之外部表面之一導電層，在此情形中，可指導使用者將其手(或其他身體部位)放置於由導電層覆蓋之觸碰感測器面板102上之任何位置處。在某些實例中，可在裝置中切換表面導體以使導體呈電中性(惟在量測操作期間除外)以便避免對觸碰螢幕之運行之任何有害影響。
圖7B展示使用者之手700觸碰706可攜式裝置上之一按鈕(例如，在觸碰感測器面板102外部之一感測器)。該按鈕包括(但不限於)一主頁按鈕、一選單按鈕、一電源按鈕、一音量按鈕、用於擷取生理資訊之一專用感測器及諸如此類。該按鈕包括一導電材料。該按鈕不限於在可攜式裝置之一正面上，而是可替代地位於可攜式裝置之一側面、背面或底部上。舉例而言，音量按鈕可係提供於可攜式裝置之一側面上。此外，在各種實施例中，此等「按鈕」可係機械狀態(亦即，具有可移動組件)或固態(透過電感測或其他形式之感測運行)；且此等固態「按鈕」亦包含繪示於一互動介面上之虛擬按鈕。
圖7C展示使用者之手700接觸位於一可拆卸裝置710上之一感測器。該感測器包括一導電材料。可拆卸裝置710經由一資料(及電力)鏈路而連接至可攜式裝置。可拆卸裝置710之感測器可由裝置本身或 可攜式裝置之生理參數偵測模組302控制。
對於基於光學偵測之生理量測而言，不需要獲取第二生理參數(例如，方塊206係選用的)。
圖8A至圖8D提供根據某些實施例之使用者在兩個感測器位置處同時觸碰可攜式裝置及/或可拆卸裝置之例示性圖解說明。在圖8A中，使用者正用一隻手500(例如，左手)握持可攜式裝置(在可攜式裝置之背面與手500之間形成接觸502或在可攜式裝置之側面或天線與手500之間形成接觸504)以提供第一生理參數。且使用者之另一手700(例如，來自右手之一手指)正觸碰702觸碰感測器面板102上之一指定位置以提供第二生理參數。類似地，在圖8C中，使用者之左手延伸接近一後面感測器，諸如一影像感測器。圖8B展示使用者用一隻手500(例如，左手)握持可攜式裝置同時使用者之另一手700之內部手腕接觸觸碰感測器面板102上之一指定位置。在圖8D中，使用者之手500(例如，左手之指尖)正觸碰觸碰感測器面板102上之一指定位置同時使用者之另一手700(例如，右手之指尖)正觸碰位於附接至可攜式裝置之可拆卸裝置710上之一按鈕(或感測器)。
在下表中提供適合於產生生理量測的使用者與可攜式裝置及/或可拆卸裝置之間的接觸組態之額外實例。
在某些實施例中，由陀螺計模組304致動包含於可攜式裝置中之一陀螺計以獲取指示使用者之生理參數被獲取時可攜式裝置之定向之一陀螺計讀數(方塊208)。陀螺計模組304檢查陀螺計讀數以判定可攜式裝置是否係相對於使用者之身體之某些參考部分不適當地定位(方塊210)。對於某些種類之血動態量測(例如，脈搏量測)而言，使用者如何總體上相對於其心臟握持可攜式裝置影響所得生理量測之準確度。若(舉例而言)可攜式裝置(及附接至可攜式裝置之可拆卸裝置)相對於使用者之心臟過高或過低，則所得脈搏量測可係不準確。在另一實例中，可使用包含於可攜式裝置中之一加速度計來判定在生理量測期間使用者是否靜止；且若運動參數(舉例而言，方向、速度、力)被識別為滿足指示其可反映量測中之錯誤之一基點之一臨限準則，則可提供適當回饋。此回饋可包含(舉例而言)：重新開始量測程序或其某一部分；或(諸如)透過一經顯示影像或經顯示文字及/或一聲訊信號將一警戒性警示提供給使用者。在另一實例中，可使用包含於可攜式裝置中之一面向前面之相機來判定在量測期間可攜式裝置相對於使用者之位置及定向。此外，若位置或定向判定為達不到期望(如可藉由比較影像性質(諸如(舉例而言)面部辨識之角度)與一或多個參考來判定)，則可將如上文所闡述之適當回饋提供給使用者。
若陀螺計模組304判定存在不適當位置/定向(「是」分支212)，則資訊顯示模組300致使觸碰感測器面板102顯示指令給使用者以校正位置/定向(方塊214)。作為一實例，圖9圖解說明在觸碰感測器面板102上呈現給使用者從而為使用者提供導引(例如，文字及影像項目902)以在量測期間達成適當位置/定向之一例示性使用者介面900。一旦將關於達成適當位置/定向之一或多個使用者介面頁顯示給使用者，即將關於使用者應觸碰可攜式裝置(及視情況，可拆卸裝置)何處之指令顯示給使用者(返回至方塊202)。
對於其中可攜式裝置(及視情況，可拆卸裝置)相對於使用者之身體之位置或定向係不相關之生理量測(例如，身體水含量或身體脂肪含量量測)而言，可省略方塊208、210、214。
若在方塊210處認為位置/定向適當(「否」分支216)，則藉由硬體、韌體及/或軟體來處理所獲取生理參數以產生對應於所擷取生理參數之一生理量測(方塊218)。可取決於所要之特定生理量測及/或在方塊204、206中所獲取之生理參數之類型而需要不同處理方案。一生理量測計算模組306經組態以執行轉換計算。舉例而言，包括光學資料之第一生理參數可在經受基於軟體之處理(諸如傅立葉(Fourier)頻率分析)之前藉由電路進行過濾及放大。作為另一實例，係自使用者之上部身軀之一側至另一側之電阻性量測之生理參數包括導聯1 ECG信號。可使用已知演算方法將此等導聯1 ECG信號轉譯或轉換成一心率量測。一例示性演算方法包含用以拒斥寬頻雜訊及基線漂移之數位處理，後續接著對QRS波群(complex)之經預處理信號之多尺度分析，及針對特性頻率內容(例如，竇性節律或心室肌顫(VFIB))之光譜分析。另一選擇係，所偵測導聯1 ECG信號可不經受或經受最少處理且因此保持為ECG量測。依據第一及第二生理參數對身體水含量或身體脂肪含量之計算亦可係藉由生理量測計算模組306使用已知演算方法執 行。在此項技術中已知用於身體脂肪含量判定之適合演算方法之實例，如(舉例而言)由Ursula G.Kyle等人之「Bioelectrical impedance analysis part I：review of principles and methods」，Clinical Nutrition,Vol.23(5)：1226-1243(2004)所表明。在此項技術中已知用於身體水含量判定之適合演算方法之實例，如(舉例而言)由G.Bedogni等人之European Journal of Clinical Nutrition，第56卷，第11期，第1143至1148頁(當前可見http：//www.nature.com/ejcn/journal/v56/n11/full/1601466a.html)所表明。
接下來，在一方塊220處，在觸碰感測器面板102上顯示所計算生理量測。資訊顯示模組300促進在方塊202中之提供給使用者之使用者介面中之生理量測之顯示。舉例而言，可將使用者之脈搏率、身體脂肪含量及/或身體水含量顯示為量測項目410(圖4A)。
可藉由一後計算模組308保存(方塊222)所計算生理量測連同相關資訊(例如，時間及日期戳記、使用者識別符)。後計算模組308亦可促進生理量測(及相關資訊)經由一網路(諸如經由一蜂巢式網路或WiFi)傳輸至一遠端裝置。藉由隨時間而保存及/或傳遞一或多個生理量測，此資訊可闡明用於有用健康評估之趨勢。
應理解，圖2之一或多個方塊可以不同於圖2中所展示之一序列執行。舉例而言，方塊208可係在方塊204或206之前執行。圖2之一或多個方塊亦可係同時而非如流程圖200中所展示以串列方式執行。方塊204、206、208(舉例而言)可係彼此並行地執行，或方塊220及222可係同時執行。
以此方式，使用可攜式裝置(諸如智慧電話及平板電腦)來產生與一使用者相關聯之一或多個生理量測。在某些實施例中，使用者與可攜式裝置互動，如其通常所做，且可攜式裝置經組態以感測關於使用者之生理參數並將其轉譯成有用的健康評估資訊。此資訊(生理量測) 包含ECG量測、脈搏量測、身體脂肪含量量測及/或身體水含量量測。在其他實施例中，可攜式裝置提供指令以使使用者相對於可攜式裝置定位身體部位以獲取生理參數。
可攜式裝置之吸引力之部分係其在執行跨越一人之個人及工作需要之多種任務中之多功能性。此等可攜式裝置包含隨時間可適於改變之需要之高端處理器及輸入/輸出。此意指一個裝置可代替多個裝置，每一多裝置僅能夠具有一特定功能。可攜式裝置之另一吸引力係其可攜性。由於該等可攜式裝置足夠小以供一人將其置於一口袋中或以其他方式隨身攜帶，因此其比專用裝置更可能被使用。此外，由於可攜式裝置之普及，此等裝置享有大量設計資源，此往往產生比服務於一較小客戶群之專用生理量測裝置更精細之一使用者介面。
另外，由於實例性可攜式裝置(如電話、平板電腦、膝上型電腦等)中之諸多可攜式裝置具有WiFi及/或蜂巢式通信能力，因此可將生理量測自動地或依據一使用者輸入傳遞至一資料庫或其他記錄保持設施，或傳遞至一既定接收者(諸如一健康照護專業人員)。另一選擇係，可藉助另一電子裝置(諸如透過一同步功能)下載該等量測。
圖10繪示用於控制器總成104之一實例性架構之一方塊圖表示。雖然不需要，但在用於控制器總成104之諸多組態中將包含一或多個微處理器，該等微處理器將依據用於致使機器執行本文中所論述之方法中之任何一或多者之一或多個指令集而操作。
實例性控制器總成1000包含經由一匯流排1008彼此通信之一處理器1002(例如，一中央處理單元(CPU)、一圖形處理單元(GPU)或兩者)、一主記憶體1004及一靜態記憶體1006。控制器總成1000可進一步包含一視訊顯示單元1010(例如，一液晶顯示器(LCD)或一陰極射線管(CRT))。控制器總成1000亦可包含一文數輸入裝置1012(例如，一機械或虛擬鍵盤)、一游標控制裝置1014(例如，一滑鼠或軌跡 板)、一磁碟機單元1016、一信號產生裝置1018(例如，一揚聲器)及一網路介面裝置1020。
磁碟機單元1016包含其上儲存有體現本文中所闡述之方法或功能中之任何一或多者之一或多個可執行指令集(例如，應用程式)之一機器可讀媒體1022。代替該磁碟機單元，可利用一固態儲存裝置(諸如包括快閃記憶體之彼等)。該等可執行指令亦可在藉由控制器總成1000對其執行期間完全地或至少部分地駐存於主記憶體1004內及/或處理器1002內，主記憶體1004及處理器1002亦構成機器可讀媒體。另一選擇係，該等指令可係僅暫時儲存於控制器1000內之一機器可讀媒體上，且直至此時才可經由網路介面裝置1020在一網路1026上接收。
儘管在一實例性實施例中將機器可讀媒體1022展示為一單個媒體，但應將本文中所使用之術語「機器可讀媒體」視為包含儲存一或多個指令集之一單個媒體或多個媒體(例如，一集中式或分散式資料庫及/或相關聯快取記憶體及伺服器)。應將術語「機器可讀媒體」或「電腦可讀媒體」視為包含能夠儲存或編碼供機器執行之一指令序列之任何有形非暫時性媒體(其意欲包含揮發性及非揮發性記憶體之所有形式)。
可在不背離本發明之精神及範疇之情況下在本文中所闡述及所圖解說明之技術及結構中做出諸多額外修改及變化。舉例而言，已針對使用者之生理之電或光學性質之被動量測闡述了所闡述方法及系統。然而，主動型之量測亦可係可能的。作為一實例，使用者可接觸一可拆卸裝置上之兩個電極且該可拆卸裝置可進一步發送穿過使用者之身體之一小電流。藉助所引入電流在兩個電極之間所量測之電阻提供對身體脂肪之一量測。因此，應將本發明清楚地理解為僅受申請專利範圍之範疇及其等效形式限制。

Claims (24)

  1. 一種用於獲取一使用者之一或多個生理(physiological)量測之系統，其包括：一觸敏顯示器，其係包含於一第一可攜式裝置中；一第一電極，其具有位於一第二可攜式裝置處之一第一接觸區域，該第二可攜式裝置與該第一可攜式裝置通信，該第一電極經組態以產生指示該使用者之一第一區域之一生理參數之一第一信號；一第二電極，其包括位於該第一可攜式裝置處之一第二接觸區域，該第一接觸區域與該第二接觸區域電隔離，該第二電極經組態以產生指示該使用者之一第二區域之一生理參數之一第二信號；一光學感測器，其位於該第一可攜式裝置處，該光學感測器經組態以產生指示該使用者之一第三區域之一生理參數之第三信號；及一處理器，其與該觸敏顯示器、該第一電極、該第二電極及該光學感測器中之每一者通信，該處理器經組態以：在該使用者同時接觸該等第一及第二接觸區域時接收該第一及第二信號，接收該第三信號，及基於該第一、該第二及該第三信號判定該一或多個生理量測。
  2. 如請求項1之系統，其中該處理器係包含於該第一可攜式裝置中。
  3. 如請求項1之系統，其中該第一可攜式裝置包括一智慧電話。
  4. 如請求項2之系統，其中該第二接觸區域包括該第一可攜式裝置之一導電部分。
  5. 如請求項4之系統，其中該導電部分包括該第一可攜式裝置之一天線、一實體按鈕、一感測器及一外殼(casing)中之至少一者。
  6. 如請求項1之系統，其中該第二可攜式裝置係經組態以電耦合至該第一可攜式裝置且可自其拆卸。
  7. 如請求項1之系統，其中該第二可攜式裝置包括用於該第一可攜式裝置之一蓋(cover)或一加密鎖(dongle)。
  8. 如請求項1之系統，其中該第二接觸區域包括該觸敏顯示器之一頂部導電層。
  9. 如請求項1之系統，其中該使用者之一手指或一內部手腕接觸該第一接觸區域。
  10. 如請求項1之系統，其中該第二接觸區域包括該觸敏顯示器上之一預定位置。
  11. 如請求項10之系統，其中在該觸敏顯示器上顯示對應於該預定位置之一影像。
  12. 如請求項1之系統，其進一步包括一相機及一發光二極體(LED)，其中該相機及該LED中之至少一者包括該第一接觸區域。
  13. 如請求項1之系統，其中該觸敏顯示器包括一液晶顯示器(LCD)及一像素感測器，其中該像素感測器包含於該第二接觸區域中。
  14. 如請求項1之系統，其進一步包括包含於該第一可攜式裝置中之一陀螺計(gyrometer)，其中該陀螺計經組態以於該第一信號經接收時偵測該第一可攜式裝置之定向(orientation)。
  15. 如請求項14之系統，其中該觸敏顯示器顯示供該使用者用以校正該第一可攜式裝置之定向之資訊。
  16. 如請求項1之系統，其中該觸敏顯示器經組態以顯示使該使用者接觸該第一及第二接觸區域之指令。
  17. 如請求項1之系統，其中該第一生理參數包括一心電圖(ECG)量測、一脈搏量測或一生物電阻抗分析(BIA)量測。
  18. 如請求項1之系統，其進一步包括與該處理器通信之一傳輸器，該傳輸器經組態以將該使用者之該第一區域、第二區域或兩者之該生理參數傳輸至一遠端裝置。
  19. 一種用於獲取一或多個生理量測之方法，該方法包括：在一第一可攜式裝置之一觸敏顯示器上顯示資訊，經顯示之該資訊包含將由一使用者觸碰之一第二可攜式裝置上之一第一電極之一第一接觸區域或該第一可攜式裝置上之一第二電極之一第二接觸區域之識別，其中該第二可攜式裝置係與該第一可攜式裝置通信；自該第二可攜式裝置接收與位於該第二可攜式裝置處之該第一接觸區域相關聯之一第一信號，該第一信號指示該使用者之一第一區域之一生理參數；自該第一可攜式裝置接收與位於該第一可攜式裝置處之該第二接觸區域相關聯之一第二信號，該第二信號指示該使用者之一第二區域之一生理參數；自該第一可攜式裝置接收與位於該第二可攜式裝置處之一光學感測器相關聯之一第三信號，該第三信號指示該使用者之一第三區域之一生理參數；及使用該第一、該第二及該第三信號判定該一或多個生理量測。
  20. 如請求項19之方法，其中該第二接觸區域包括該觸敏顯示器之至少一部分。
  21. 如請求項19之方法，其中在該使用者同時觸碰該等第一及第二接觸區域時接收該第一及第二信號。
  22. 如請求項21之方法，其中該第二可攜式裝置包括與該第一可攜式裝置電接觸之一可拆卸裝置。
  23. 如請求項19之方法，其進一步包括將該第一信號傳輸至一遠端裝置。
  24. 如請求項19之方法，其進一步包括：使用一陀螺計判定該第一可攜式裝置相對於一使用者之身體之一部分係不適當地定向；及在該第一可攜式裝置之該觸敏顯示器上顯示包括供該使用者用以校正定向之指令的資訊。
TW105117757A 2012-02-22 2013-02-22 用於獲取生理量測之系統與方法 TWI623297B (zh)

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