專利名稱：具有設置在頸環(huán)上或頸環(huán)內的電子部件的生物特征監(jiān)測器的制作方法
具有設置在頸環(huán)上或頸環(huán)內的電子部件的生物特征監(jiān)測器本發(fā)明涉及醫(yī)療監(jiān)測領域。其尤其能夠與諸如心率、血氧飽和度(SpO》、呼吸、核心體溫等生命體征的監(jiān)測結合使用，并且將參考其給出說明。但 是，本發(fā)明也適用于一般意義上的生物特征監(jiān)測。諸如心率、血氧飽和度(Sp02)、呼吸、核心體溫等生命體征的監(jiān)測能夠早期檢測潛在的不利醫(yī)療狀況，因而能夠使醫(yī)務人員進行早期干預。由 于監(jiān)測的中斷所導致的時間間隔內病人的情況可能發(fā)生惡化而無法提供警 示，因此，應當有利地連續(xù)執(zhí)行這樣的監(jiān)測。具體而言， 一種有利的做法 是在醫(yī)務人員正在移動病人時，或者在病人處于移動過程中時(行走或者 在輪椅或其他移動輔助裝置中移動時)執(zhí)行連續(xù)的生命體征監(jiān)測，因為這 樣的活動可能給病人造成壓力，從而提高出現(xiàn)有害的醫(yī)療狀況的可能性。傳統(tǒng)上，采用附著到病人身體上的生物特征傳感器執(zhí)行連續(xù)監(jiān)測。通 常通過線路使這些傳感器與一個或多個醫(yī)療監(jiān)測裝置連接，所述醫(yī)療監(jiān)測 裝置中的每者通常包括報警器、用于查看生理波形和生命體征數(shù)據(jù)的趨勢 的顯示器、示出當前生命體征數(shù)據(jù)的數(shù)字讀出部分以及用于存儲生命體征 數(shù)據(jù)的存儲器等?？梢酝ㄟ^額外的線纜將所述醫(yī)療監(jiān)測裝置與醫(yī)院的計算 機網(wǎng)絡連接。人們已經認識到在這樣的常規(guī)監(jiān)測設置中存在的大量的線路 和線纜存在顯著的缺陷，包括降低了病人的可移動性、損害了病人的舒適度、阻礙了對病人的接觸以及增大了送病人接收x射線或其他診斷檢査的 難度。因此，采用無線鏈路替代常規(guī)監(jiān)測設置中的線路和線纜吸引了人們的 興趣。有時，通過無線局域網(wǎng)(WLAN)連接或其他無線數(shù)字通信協(xié)議使醫(yī) 療監(jiān)測裝置與醫(yī)院的網(wǎng)絡連接。此外，生物特征傳感器可以通過諸如藍牙 的短程無線通信協(xié)議與醫(yī)療監(jiān)測裝置通信。這些方法減少或消除了線路和 線纜的布置，但是也引入了其他缺點，例如，無線連接是不可見的，因而
無線鏈路的中斷對于醫(yī)務人員而言不那么直觀?？梢蕴峁┚瘓蟊砻鳠o線通 信故障，但是對于醫(yī)務人員而言査找這樣的警報的原因既困難又存在壓力。 例如，如果將病人從醫(yī)療監(jiān)測裝置處移開，或者病人自己從醫(yī)療監(jiān)測裝置 處離開，那么生物特征傳感器與其相關醫(yī)療監(jiān)測裝置之間的短程無線通信 尤其容易中斷。生物特征傳感器和醫(yī)療監(jiān)測裝置之間的無線鏈路的不可見 性提高了產生這種中斷的可能性，因為必須隨病人一起移動醫(yī)療監(jiān)測裝置 對于病人或醫(yī)務人員而言并非是顯而易見的。在生物特征傳感器和醫(yī)療監(jiān)測裝置之間采用短程無線鏈路的另一個問 題在于這樣的無線鏈路需要相對較大的電功率維持運行。因而，生物特征 傳感器包括足以對短程無線發(fā)射器進行驅動，從而與醫(yī)療監(jiān)測裝置通信的 機載電池或其他電功率源。這樣的機載電池或其他電功率源通常又大又重， 從而使生物特征傳感器的佩戴給病人帶來不適。就包括可以在操作上耦合 至耳朵的外部或耳道的生物特征傳感器的耳部傳感器構件而言，這種不適 尤為嚴重。本發(fā)明構思了克服上述和其他限制的改進。根據(jù)一方面，公開了一種生物特征監(jiān)測器。至少一個遠程傳感器構件 包括一個或多個被配置為與病人可操作地耦合的生物特征傳感器。頸環(huán)包 括用于與所述至少一個遠程傳感器構件協(xié)同操作的電子部件。所述頸環(huán)還 任選包括與所述頸環(huán)一起設置的一個或多個額外的生物特征傳感器。通信 鏈路使所述至少一個遠程傳感器構件和所述頸環(huán)的電子部件可操作地連 接。根據(jù)另一方面，公開了一種生物特征監(jiān)測器。 一種傳感器構件包括(i) 一個或多個被配置為在耦合點與病人耦合的生物特征傳感器；以及(ii) 在所述耦合點與所述一個或多個生物特征傳感器一起設置的用于感測運動 和/或病人體位的運動傳感器。將所述電子部件配置為考慮由所述運動傳感 器感測的運動或病人體位變化引起的所述一個或多個生物特征傳感器生成 的信號的誤差。根據(jù)另一方面，公開了一種生物特征監(jiān)測器。將所述一個或多個生命 體征傳感器配置為與耳朵耦合，所述生命體征傳感器至少通過耦合的耳朵
感測脈搏率。提供了發(fā)光器。提供了根據(jù)所感測的脈搏率控制所述發(fā)光器 的閃光的控制電路。一個優(yōu)點在于提高了病人的舒適度。另一個優(yōu)點在于提高了病人的可移動性。另一個優(yōu)點在于提高了生物特征監(jiān)測器相對于病人運動活動和體位的 魯棒性。另一個優(yōu)點在于通過方便、連續(xù)的生命體征監(jiān)測提高了病人的安全性。 通過閱讀下文中對優(yōu)選實施例的詳細說明，更多額外的優(yōu)點和益處對 于本領域技術人員而言將變得顯而易見。本發(fā)明可以采取各種部件和部件布置的形式，并且可以采取各種過程 操作和過程操作的布置的形式。附圖的作用僅在于對優(yōu)選實施例舉例說明， 不應將其解釋為限制本發(fā)明。

圖1示出了一種生物特征監(jiān)測器的透視圖，其包括被配置為與病人的 耳朵耦合并且與設置在頸環(huán)上和/或頸環(huán)內的電子部件線連接的耳部傳感器構件，其中，所述頸環(huán)被實現(xiàn)為孔柱(post and hole)調整系統(tǒng)，因而 具有可調整的環(huán)尺寸；圖2示意性地示出了圖1的生物特征監(jiān)測器的功能框圖；圖3示出了一種生物特征監(jiān)測器的透視圖，其包括與設置在頸環(huán)上和/ 或頸環(huán)內的電子部件線連接的耳內生物特征傳感器，其中，所述頸環(huán)具有 連續(xù)可調的環(huán)尺寸；圖4示出了被調整為最大和最小環(huán)尺寸的圖3所示的生物特征監(jiān)測器 的連續(xù)可調頸環(huán)的透視圖；圖5示出了被調整為最小頸部尺寸的具有連續(xù)可調環(huán)尺寸的備選對稱 頸環(huán)的透視圖；圖6示出了被調整至最大頸部尺寸的圖5所示的可調整頸環(huán)的透視圖； 圖7示出了具有對于由于滑動環(huán)尺寸調整而露出的頸環(huán)區(qū)域的套的圖5所示的可調整頸環(huán)的透視圖；圖8示出了環(huán)尺寸固定，但是環(huán)上的電子模塊的位置可調整的備選頸環(huán)的透視圖9示出了可發(fā)生形變以配合病人的頸部的備選頸環(huán)的透視圖；圖IO示意性地示出了由頸環(huán)的電子部件執(zhí)行的，以適應加速度計監(jiān)測的頭部運動的處理；圖ll示意性地示出了由頸環(huán)的電子部件執(zhí)行的，以生成病人活動和體位的日志的處理。
具體實施方式
參考圖1和圖2，生物特征監(jiān)測器10包括遠程傳感器構件12和被配置 為設置在病人頸部周圍的頸環(huán)14，在圖示的實施例中，將遠程傳感器構件 12配置為與病人的耳朵耦合。頸環(huán)14包括含有用于操作遠程傳感器構件 12的電子部件的電子模塊16。之所以將遠程傳感器構件12稱為是遠程的 是因為其與頸環(huán)14分離，因而不設置在頸環(huán)14上，在圖示的實施例中， 遠程傳感器構件12是設置在耳朵上或者耳朵內的耳部傳感器構件。在其他 實施例中，所述傳感器構件可以是設置在病人手指上的指部傳感器構件或 者其可以直接集成到電子模塊或頸環(huán)內，位于外耳的耳廓內、外耳或耳垂、 前額、鼻子、臉頰、舌頭、頸部、手腕、胳膊、肚臍或腹部、腳踝等上。 軟線18連接傳感器構件12和頸環(huán)14的電子部件。耳部傳感器構件12是 包括一個或多個諸如圖中示例的血氧飽和度(Sp02)傳感器20、核心體溫 傳感器22和呼吸傳感器24的生物特征傳感器的輕質單元。也可以設想在 傳感器構件12內包括諸如非侵入式動脈血壓傳感器的其他或額外生物特征 傳感器25。此外，在傳感器構件12或者頸環(huán)14或電子模塊16內可以包括 非生物特征傳感器，例如，用于檢測頭部運動的運動傳感器26或用于檢測 病人體位的體位傳感器28。在一些實施例中，運動傳感器26包括一個或多 個加速度計，例如，被布置為檢測三個正交方向的運動的三個加速度計。 例如，可以采用微電子加工(MEMS)技術容易地制造適于包含在傳感器構 件12內的基于小的加速度計的運動傳感器或基于回轉器的病人體位傳感 器。在一些實施例中，遠程傳感器構件12是基于耳朵的傳感器構件，可以 對其尺寸進行設置，并使其小到足以充分配合到耳道內。為了使遠程傳感器構件12重量輕，將用于操作遠程傳感器構件12的 大多數(shù)部件設置到頸環(huán)14內。例如，將在圖示的實施例中作為兩節(jié)電池的 電功率源30設置到頸環(huán)14內。電功率源30為頸環(huán)14內的部件供電，此 外還對生物特征傳感器20、 22、 24、 25、運動傳感器26、病人體位傳感器 28以及傳感器構件12的任選的其他部件供電。軟線18的功率通路將電功 率從頸環(huán)14的電功率源30傳輸至傳感器構件12。由于電池、電池組或其 他電功率源傾向于較大較重，因而將電功率源30設置在頸環(huán)上或頸環(huán)內使 得能夠將其從遠程傳感器構件12中省略，從而顯著降低遠程傳感器構件12 的尺寸和重量。但是，也可以設想在遠程傳感器構件上提供電功率源。通過類似的方式，通過軟線18的數(shù)據(jù)通信通路34將來自生物特征傳 感器20、 22、 24、 25以及運動傳感器26或病人體位傳感器28的傳感器信 號從遠程傳感器構件12傳輸至頸環(huán)14。在圖示的實施例中，傳輸作為模擬 傳感器信號的傳感器數(shù)據(jù)，其中，通過傳感器信號模數(shù)(A/D)轉換器36 將所述模擬傳感器信號轉換為數(shù)字信號樣本。將A/D轉換器36設置在頸環(huán) 14上或頸環(huán)14內，而不是設置在遠程傳感器構件12上或遠程傳感器構件 12內將進一步降低遠程傳感器構件12的重量和體積；但是，可以設想將 A/D轉換器設置在遠程傳感器構件上或遠程傳感器構件內，從而使遠程傳感 器構件直接輸出數(shù)字傳感器信號樣本。頸環(huán)14提供了用于為生物特征傳感器10設置各種類型的電子部件的 平臺。例如，可以包括諸如微處理器、微控制器等的，被配置為執(zhí)行存儲 在諸如只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PROM)、閃存存儲器等的可 執(zhí)行存儲器42內的可執(zhí)行指令(例如軟件或固件)的數(shù)字處理器40，以執(zhí) 行各種數(shù)據(jù)處理任務。例如，可以使數(shù)字處理器30和系統(tǒng)時鐘44結合使 用，從而對A/D轉換器36輸出的數(shù)字傳感器信號樣本給出時間標記。在其 他實施例中，將時間標記算法結合到A/D轉換器內，從而使其直接輸出帶 有時間標記的數(shù)字傳感器信號樣本?？梢詫в袝r間標記的數(shù)字樣本存儲 在諸如靜電存儲器、閃存存儲器、隨機存取存儲器(RAM)等的數(shù)據(jù)存儲器 46內，從而提供受監(jiān)測的生物特征參數(shù)的趨勢數(shù)據(jù)。可以采用無線收發(fā)器48，通過無線電磁、紅外或其他無線通信信道將 所存儲的帶有時間標記的數(shù)字傳感器信號樣本卸載到醫(yī)院計算機或其他裝 置上?；蛘?，頸環(huán)14可以包括諸如USB端口 (未示出)的置入到電子模塊 16內的適當端口，從而使醫(yī)院計算機或其他裝置與頸環(huán)14暫時連接，以卸
載所存儲的帶有時間標記的數(shù)字傳感器信號樣本?？梢匀芜x將這樣的有線或無線連接48用于將數(shù)據(jù)傳送到生物特征監(jiān)測器10，例如，用于遠程警報 消聲，遠程改變警報限制，接收固件更新，或者接收用于相對于病人配置 生物特征監(jiān)測器10的配置信息。例如，這樣的配置信息可以包括病人標識信息(例如，姓名、主治醫(yī) 生、保險信息等)、病人體重等。所述配置信息還可以包括功能參數(shù)，例如， 選擇生物特征傳感器20、 22、 24、 25中的哪一個執(zhí)行活動監(jiān)測?？梢詫⑺?述配置信息存儲在數(shù)據(jù)存儲器46或者單獨的存儲器(未示出)內?？梢愿?據(jù)所要達成的目的，采用僅發(fā)射單元(例如，如果卸載趨勢數(shù)據(jù)是唯一的 應用)或僅接收單元(例如，如果接收警報限制或警報消聲命令，或者接 收病人或配置數(shù)據(jù)是唯一應用)替代無線收發(fā)器48。典型地，除了所存儲的將要在以后卸載的趨勢數(shù)據(jù)之外，或者作為其 的替代，可能希望具有實時輸出。在圖示的實施例中，諸如LED或LCD顯 示器的顯示器50示出了血氧飽和度(當前在圖1中示為處于98.3%)和心 率(當前在圖1中示為處于84bpm)。可以采用由數(shù)字處理器40執(zhí)行的已知 心率導出算法從Sp02傳感器20的傳感器信號容易地導出心率。將顯示器50 布置在電子模塊16上，從而在病人佩戴頸環(huán)14時能夠閱讀該顯示器。這 樣允許整個病人監(jiān)測器始終與移動中的病人在一起。圖示的實施例還包括 聲音警報器52，并且將數(shù)字處理器40配置為響應于生物特征傳感器信號或 者響應于與滿足警報標準的一個或多個生命體征對應的信號而激活聲音警報器52。例如，如果血氧飽和度降低至諸如90%的閾值之下，那么可以將 所述警報配置為激活，或者如果心率超過了諸如150bpm的閾值，那么可以 將所述警報配置為激活。如果同時發(fā)生上述這兩種情況，那么可以配置激 活更為嚴重的警報。如果不采用聲音警報器52，或者除了聲音警報器52之 外，可以將數(shù)字處理器40配置為使無線收發(fā)器48輸出適當?shù)膱缶盘枺?所述報警信號可以通過設置在醫(yī)院內的無線接收器檢測并解釋。作為圖示的例子的生物特征監(jiān)測器10包括各種特征，例如，可視顯示 器50、聲音警報器52、用于存儲和卸載趨勢生物特征數(shù)據(jù)的部件46、 48 等。通過采用頸環(huán)14支持實現(xiàn)這些特征的大多數(shù)部件，能夠在包括這些特 征，從而使遠程傳感器構件12保持輕便。因而，能夠在不對驅動生物特征
傳感器或處理傳感器數(shù)據(jù)的部件的尺寸或體積造成相當?shù)南拗频那闆r下保 留采用耳內傳感器部件的優(yōu)點(這樣的優(yōu)點包括，例如，較皮膚監(jiān)測而言 的核心體溫監(jiān)測、與設置在胳膊、手或手指等上的傳感器構件相比降低的 環(huán)境光干擾、降低的運動人為干擾等)。所述耳部傳感器構件可以是耳內傳感器構件，或者可以安裝在耳朵上，或者能夠夾在耳垂上，等等。對于Sp02 測量而言，耳垂夾布置能夠方便有效地獲取準確的Sp02測量。這一耳內布 置對核心體溫和Sp02測量尤為有利。可以設想耳內傳感器構件包括兩個或 更多生命體征參數(shù)，例如SpO,和核心體溫。軟線18還任選包括耳垂夾56 或其他用于將線18固定到耳垂上的特征，以減少由頭部運動導致的運動偽 影，并降低頭部運動可能造成耳部傳感器構件12移位的可能性。如果沒有所述線，那么將難以將電功率從頸環(huán)傳輸至遠程傳感器構件， 盡管也可以設想采用以無線的方式承載功率的電磁功率傳輸。在一些實施 例中，可以通過小的機載電功率源，例如，耳內式助聽器中通常采用的一 節(jié)或多節(jié)電池為遠程傳感器構件提供足夠的功率。在這樣的實施例中，例 如，就一個或多個心電圖機電極而言，可以設想采用無線低功率通信鏈路 可操作地連接遠程傳感器構件和頸環(huán)的電子部件。 一些適當?shù)臒o線低功率 通信鏈路可以采用藍牙協(xié)議、人體耦合通信協(xié)議等。因而，遠程傳感器構 件的機載電源應當產生足夠的功率來驅動所述一個或多個生物特征傳感器 以及將傳感器數(shù)據(jù)傳輸至頸環(huán)的機載發(fā)射器。這樣的布置保留了將電子部 件以及輸出和/或趨勢表現(xiàn)/卸載元件設置在頸環(huán)上的好處，因而充分降低 了遠程傳感器構件的尺寸和重量。在一些實施例中，僅提供了輸出48、 50、 52中的一些。例如，生物特 征監(jiān)測器可以只包括可視顯示器。如果省略了趨勢方面，那么還可以任選 省略數(shù)字傳感器信號樣本的時間標記。本領域技術人員還可以選擇結合其他利用了由基于頸環(huán)的電子部件提 供的靈活性的特征。在一些實施例中，頸環(huán)顯示器50可以包括額外的文本 數(shù)據(jù)，例如，病人信息和/或針對病人護理的特殊指令。頸環(huán)14也可以包 括一些生物特征傳感器，例如，示例的基于頸環(huán)的傳感器53，而不是將所 有的傳感器都放在遠程傳感器構件12上。這一額外的基于頸環(huán)的傳感器53 可以包括，例如，心電圖機電極、嬰兒猝死綜合征(SIDS)檢測器、反射
式Sp(U專感器、體溫傳感器、非侵入式脈搏/壓力傳感器等?？梢詫囟葌?感器包含到頸環(huán)內，從而使所述電子部件只有在溫度對應于人體體溫時(其 表示病人實際上正在佩戴該環(huán))才能夠工作。還可以設想在遠程傳感器構件中結合助聽器，其中，由頸環(huán)通過功率通路32提供用于驅動所述助聽器 的功率。還可以提供揚聲器，從而將諸如音樂或指令的遠程電子通信轉化 為聲音。在一些實施例中，可以設想，能夠將遠程傳感器構件12從軟線18 上拆卸下來，或者從頸環(huán)14上拆卸下來，并且其可以是一次性的。在這樣 的實施例中，每個病人接受一個新的一次性傳感器構件。在一些實施例中， 還可以設想可以將頸環(huán)14從電子部件16上拆卸下來，并且其可以是一次 性的。在這樣的實施例中，每個病人接受附著至一次性頸環(huán)上的可重復使 用的電子部件。在另一個可設想的選項中，可以提供諸如發(fā)光二極管(LED) 54的發(fā)光 器件，并將其配置成以與根據(jù)從Sp(M專感器20獲得的信號導出的心率對應 的頻率閃爍。對應的閃爍頻率可以等于心率(例如，每分鐘生成80個閃爍 的80bps的心率)，或者可以是心率的分數(shù)(例如，LED54可以每五次心跳 閃爍一次)。盡管圖示的生物特征監(jiān)測器10的作用在于醫(yī)療監(jiān)測，但是可 以設想將生物特征監(jiān)測器10設計為時尚附屬品。對于這樣的應用而言，可 以設想使閃爍LED作為主要輸出。在這樣的應用中，所述LED可以大，尤 其可以亮，或者可以包括LED陣列，或者可以被配置成在不同的心率上具 有不同的LED光(例如，在正常的心率使黃色LED閃爍，在表示興奮度提 高的升高的心率使紅色LED閃爍)。預計這樣的時尚物品適于在舞廳或其他 流行設施中使用，或者適于在工作、學?；驃蕵窌r做一般性的佩戴。作為替代，或者此外，可以使LED 54位于遠程的基于耳朵的傳感器構 件12上。在一些實施例中，遠程傳感器構件包括諸如脈搏率、Sp02、血壓 等的生命體征傳感器，連同電池或其他電源，以及用于處理來自傳感器的 數(shù)據(jù)并且用于閃爍或者控制設置在安裝在耳朵上的傳感器構件上的一個或 多個LED的數(shù)字處理器。例如，所述處理器可以使LED與心率相應地閃爍 或閃光或者在一個或多個生命體征跨越危險閾值時發(fā)光或產生顏色變化。 例如，可以將所述裝置用于事故現(xiàn)場的傷員鑒別分類。圖1以幻圖示出了任選的第二個基于耳朵的遠程傳感器構件12'，其通
過"Y"分支與軟線18連接?？梢詫⑺鋈芜x的第二耳部傳感器構件12' 與耳部傳感器12結合使用，以提供左右耳部傳感器構件12、 12'。假設所 述耳部傳感器構件中的一個的傳感器發(fā)生了故障，可以采用這一布置提供 冗余。此外或或者，提供左右耳部傳感器構件能夠因具有對稱性而提高病 人的舒適度。在一些實施例中，將左側和右側耳部傳感器構件12、 12'與數(shù) 字處理器40執(zhí)行的處理結合使用，從而基于分別從設置在左側和右側耳部 傳感器構件12、 12'內的左側和右側生物特征傳感器接收的左側和右側信號 生成差分信號?？梢栽谛碾妶D測量、動脈血壓測量等當中采用這樣的差分 信號。作為所述"Y"分支的替代，所述線可以包括兩條獨立的線，從而使 第二耳部傳感器構件12'能夠在獨立的位置上直接附著至環(huán)64或電子盒 16。對生物特征監(jiān)測器中采用的各種頸環(huán)的測試表明，頸環(huán)的設計能夠顯 著影響病人的舒適度和可移動性。已經發(fā)現(xiàn)，提供前部開口部分60既有利 于方便佩戴，又有利于病人的舒適度，并且能夠為氧氣管等提供縫隙。己 經發(fā)現(xiàn)，相對大的開口 60是合適的。例如，使頸環(huán)14圍繞頸部延伸大于 180° ，小于大約200°能夠在不擠壓病人喉部的前面的情況下充分固定頸 環(huán)14。在一些實施例中，頸環(huán)14圍繞頸部延伸大于大約90° ，且小于大約 330° ，更優(yōu)選圍繞頸部延伸大于大約135° ，且小于大約270° ，最優(yōu)選 圍繞頸部延伸大于大約180° ，且小于大約200。。此外，已經發(fā)現(xiàn)抑制頸 環(huán)14圍繞頸部旋轉對于提高病人的舒適度是有利的。出于這一目的，頸環(huán) 14包括中央金屬部分62和緊貼頸部抑制旋轉的涂覆了聚合物的，例如，涂 覆了PlatSiW的末端部分64、 66。此外，提供可調整的環(huán)尺寸對于提高舒 適度是有利的。出于這一目的，頸環(huán)14包括柱孔系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有用于調 整涂覆了 PlatSi^聚合物的末端部分64、 66與中央金屬部分62的連接位 置的孔68。參考圖3-9，其示出了經證實能夠提高病人舒適度的其他頸環(huán)設計。圖 3示出了帶有頸環(huán)114的生物特征監(jiān)測器110，所述頸環(huán)114包括用于提供 連續(xù)的環(huán)尺寸調整的可滑動調整部分164、 166。生物特征監(jiān)測器110還包 括用于替代圖1的生物特征監(jiān)測器10的耳垂夾56的機械止動器56'，其作
用在于使軟線18穩(wěn)定，并防止無意當中將基于耳朵的遠程傳感器構件12 過度插入到耳道當中。圖4示出了頸環(huán)114的最小環(huán)尺寸布置114 , 和最大 環(huán)尺寸布置114MX。圖5-7示出了另一合適的頸環(huán)214，其與頸環(huán)14類似，除了采用滑動調整替代了離散的柱孔環(huán)尺寸調整，在所述滑動調整中，涂覆了聚合物的 末端部分264、 266在中央金屬部分262上滑動調整。圖5示出了調整至最 小環(huán)尺寸的頸環(huán)214，圖6示出了調整至最大環(huán)尺寸的頸環(huán)214。圖7示出 了頸環(huán)214，其還包括任選的套270，套270用于覆蓋因滑動環(huán)尺寸調整而 暴露的頸環(huán)214的中央金屬區(qū)域262的部分。套270能夠提高病人的舒適 度，并且任選具有高度摩擦表面，從而進一步防止頸環(huán)旋轉。圖8示出了另一合適的頸環(huán)314，其不具有可調整的環(huán)尺寸，但是其包 括可滑動托架370，托架370用于將電子模塊16沿環(huán)314安放到任何位置 和/或從任何位置卸下。還可以設想既包括可調整環(huán)尺寸，又包括可以滑動 移動和/或拆卸的電子模塊。此外，盡管未示出，但是可以設想將電子部件 設置到集成在頸環(huán)內的軟電路板上，從而能夠省略獨立的電子模塊16。這 樣的布置中的電功率源可以是一組小電池，也可以是薄膜軟電池。預計這 樣的分布式布置能夠進一步提高病人的舒適度。圖9示出了另一合適的頸環(huán)414，其包括中央金屬部分462和緊貼頸部 抑制旋轉的涂覆了聚合物的末端部分464、 466。在這一實施例中，中央金 屬部分462可以發(fā)生形變，以配合病人的頸部。電子模塊16可以通過圖8 的可滑動托架370或者通過固定托架得到適當?shù)倪B接。中央金屬部分462 用作可用戶自行彎曲的剛性構件，其能夠使頸環(huán)414發(fā)生形變，以適應任 何例舉的實施例或其他相關實施例。再來參考圖l，除了使病人感到舒適以外，采取措施確保生物特征數(shù)據(jù) 的準確性也是有利的。已經發(fā)現(xiàn)某些測量，例如，由Sp02 20的傳感器信號 導出的心率，對頭部運動敏感。包含運動傳感器26提供了將這樣的運動相 關誤差考慮在內的途徑。將參考圖10說明一種由數(shù)字處理器40實現(xiàn)的適當?shù)姆椒ǎ淇紤]了 由運動傳感器26感測的頭部移動所導致的由Sp(U專感器20的傳感器信號 導出的心率的誤差。通過執(zhí)行心率計算器算法500從Sp02傳感器信號導出
心率。在運動傳感器26生成的信號的基礎上，決策塊502判斷所導出的心 率是否可靠。例如，如果所檢測到的絕對運動低于閾值，那么可以認為所 導出的心率是可靠的，如果所檢測到的絕對運動超過了閾值，那么可以認 為所導出的心率不可靠?；蛘?，只有當所導出的SpO,傳感器信號的質量低 于指定閾值時，才采用所述運動傳感器信號，如果認為所導出的心率可靠， 那么將最新導出的心率讀數(shù)存儲504在數(shù)據(jù)存儲器46內；否則，不存儲。 之后，顯示器50顯示506最后存儲的心率讀數(shù)。由于存儲操作504僅存儲 可靠的心率讀數(shù)，因而這一顯示506只顯示可靠的心率讀數(shù)，盡管在認為 最新的心率讀數(shù)不可靠時可能存在一些時延。如果不舍棄不可靠的心率讀 數(shù)，那么也可以設想對不可靠的心率讀數(shù)執(zhí)行校正，例如，采用適當?shù)臑V 波或者利用信號質量測量。此外，可以設想存儲不可靠的數(shù)據(jù)，并在產品 開發(fā)和研究應用中利用所述值。繼續(xù)參考圖IO，決策塊503還可以利用由 運動傳感器26獲得的信號以檢測病人跌倒，并發(fā)出有病人跌倒的警報510。 參考圖11，利用從運動傳感器26和體位傳感器28獲得的信號確定病 人的體位和移動活動(如果有的話)。在作為例子的圖11中，決策塊602 采用體位傳感器28的輸出判斷病人正在坐著還是站著。如果病人正在坐著 或站著，那么移動活動決策塊604處理運動傳感器26的輸出，以判斷病人 正在行走606還是坐著608。通過活動記錄器610將這樣的移動活動或者將 不存在移動活動適當?shù)赜涗浀綌?shù)據(jù)存儲器46內。另一方面，如果決策塊602 判斷病人既沒有站著，也沒有坐著，那么任選更為精確地確定病人的體位。 例如，high—Fowler、 mid—Fowler、 low—Fowler、仰臣卜禾口 Trendelenberg決 策塊612、 614、 616、 618、 620分別適當?shù)嘏袛嗖∪朔謩e處于high-Fowler 體位622、 mid-Fowler體位624、 low-Fowler體位626、仰臥位628或 Trendelenberg體位630。體位記錄器632將病人的體位適當?shù)赜涗浀綌?shù)據(jù) 存儲器46內。所述移動活動和體位記錄向醫(yī)療提供者提供了有關病人體位 和身體活動的有價值的反饋。任選借助這一信息使具體的生理警報與病人 活動相關，并且采用這一信息判斷病人的良好狀態(tài)，以及評估發(fā)出警報的 可能性。參數(shù)校正634也可以任選利用所述體位信號信息自動校正參數(shù)計 算。例如，通過了解病人直立坐著、采取某一 Fowler體位坐著或者以仰臥 位躺著，非侵入式動脈血壓參數(shù)能夠對其自身自動校正。
已經參考優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了說明。顯然，在閱讀了理解了前 述詳細說明的情況下，本領域技術人員可以認識到對其的修改和變化。這 意味著，應當將本發(fā)明理解為包括所有此類落在權利要求及其等同要件的 范圍內的修改和變化。
權利要求
1、一種生物特征監(jiān)測器，包括至少一個遠程傳感器構件(12，12′)，其包括一個或多個配置為與病人可操作地耦合的生物特征傳感器(20，22，24，25)；頸環(huán)(14，114，214，314，414)，其包括與所述遠程傳感器構件一起操作的電子部件(36，40，42，44，46，48)，所述遠程傳感器構件與所述頸環(huán)分離，并且不設置在所述頸環(huán)上，所述頸環(huán)還任選包括與所述頸環(huán)一起設置的一個或多個額外的生物特征傳感器(53)；以及使所述遠程傳感器構件與所述頸環(huán)的電子部件可操作地連接的通信鏈路(18)。
2、 根據(jù)權利要求1所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述至少一個遠程 傳感器構件(12， 12')包括配置為與病人的耳朵耦合的耳部傳感器構件， 所述耳部傳感器構件或頸環(huán)(14， 114， 214， 314， 414)至少包括配置為 感測頭部運動的運動傳感器(26)。
3、 根據(jù)權利要求2所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述一個或多個生 物特征傳感器(20， 22， 24， 25， 53)包括Sp02傳感器(20)，并且將所 述頸環(huán)(14， 114， 214， 314， 414)的電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48)配置為根據(jù)從Sp02傳感器獲取的信號導出心率，其考慮了由所述運動 傳感器(26)感測的頭部運動引起的心率誤差。
4、 根據(jù)權利要求3所述的生物特征監(jiān)測器，其中，將所述頸環(huán)(14， 114， 214， 314， 414)的電子部件(36， 40， 42， 44, 46， 48)配置為， 通過對在所述運動傳感器(26)感測的頭部運動期間根據(jù)由所述Sp02傳感 器(20， 53)獲取的信號導出的心率信息進行校正，而將心率誤差考慮在 內。
5、 根據(jù)權利要求3所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述頸環(huán)(14， 114， 214， 314， 414)還包括發(fā)光裝置(54)，其中，將所述電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48)配置為響應于從一個或多個生物特征傳感器(20， 22， 24， 25， 53)獲取的信號操作所述發(fā)光裝置。
6、 根據(jù)權利要求2所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述運動傳感器(26) 包括一個或多個加速度計。
7、 根據(jù)權利要求2所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述運動傳感器(26) 和所述電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48)能夠檢測到所述病人已經跌 倒，并發(fā)出病人跌倒的警報。
8、 根據(jù)權利要求1所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述至少一個遠程 傳感器構件(12， 12')包括配置為與病人的耳朵耦合的耳部傳感器構件， 所述耳部傳感器構件或頸環(huán)(14， 114， 214， 314， 414)至少包括能夠檢 測到病人豎直坐著/站著、以Fowler體位坐著或者以仰臥位躺著的體位傳感 器(28)和電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48)。
9、 根據(jù)權利要求8所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述體位傳感器(28) 和電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48)能夠確定體位，并利用所確定的 體位自動校正有關體位的生物特征參數(shù)。
10、 根據(jù)權利要求8所述的生物特征監(jiān)測器，其中，將所述運動傳感 器(26)、所述體位傳感器(28)和電子部件(36， 40， 42， 44, 46， 48) 配置為檢測和記錄病人活動和體位。
11、 根據(jù)權利要求1所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述通信鏈路(18) 包括連接所述至少一個遠程傳感器構件(12， 12')和所述頸環(huán)(14， 114， 214， 314， 414)的軟線(18)，所述軟線包括用于至少從所述至少一個遠 程傳感器構件的一個或多個生物特征傳感器(20， 22， 24， 25)向所述頸 環(huán)的電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48)傳輸傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通信通 路(34)。
12、 根據(jù)權利要求ll所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述至少一個遠 程傳感器構件(12， 12')包括配置為與所述病人的耳朵耦合的耳部傳感器 構件，優(yōu)選將其配置為安裝在所述病人的耳道內。
13、 根據(jù)權利要求ll所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述至少一個遠 程傳感器構件(12， 12')不包括電功率源，所述頸環(huán)(14， 114， 214， 314， 414)還包括設置在所述頸環(huán)上或所述頸環(huán)內的電功率源(30)，所述軟線(18)使 所述至少一個遠程傳感器構件與所述頸環(huán)連接，所述頸環(huán)還包括用于從所 述頸環(huán)的所述電功率源向所述至少一個遠程傳感器構件傳輸電功率，從而 對所述遠程傳感器構件的至少一個生物特征傳感器(20， 22， 24， 25)供 電的功率通路(32)。
14、 根據(jù)權利要求ll所述的生物特征監(jiān)測器，其中，作為一個或多個 模電傳感器信號沿所述數(shù)據(jù)通信通路(34)傳輸傳感器數(shù)據(jù)，并且所述頸 環(huán)(14， 114， 214， 314， 414)的電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48) 包括一個或多個模數(shù)轉換器(36)，其接收所述一個或多個模電傳感器信號， 并將所述一個或多個模電傳感器信號轉換為數(shù)電傳感器信號樣本。
15、 根據(jù)權利要求1所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述至少一個遠 程傳感器構件(12， 12')包括用于至少對所述遠程傳感器構件的一個或多 個生物特征傳感器(20， 22， 24， 25)供電的電池。
16、 根據(jù)權利要求1所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述頸環(huán)(14， 114， 214， 314， 414)的電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48)包括數(shù)據(jù)存儲器(46)，用于將從所述一個或多個生物特征傳感器(20， 22， 24， 25， 53)接收的傳感器信號作為帶有時間標記的樣本值存儲；以及無線接收器、發(fā)射器或收發(fā)器(48)，其配置為執(zhí)行下述操作的至少之 一(i)從所述生物特征監(jiān)測器(10)卸載所述數(shù)據(jù)存儲器的內容，以及(ii) 接收用于配置所述生物特征監(jiān)測器(10)的配置信息。
17、 根據(jù)權利要求1所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述頸環(huán)(14， 114， 214， 314, 414)還包括下述部件中的至少之一警報器(52)，將所述頸環(huán)的電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48)配 置為響應于來自一個或多個生物特征傳感器(20， 22， 24， 25， 53)的滿 足警報標準的一個或多個信號而激活所述警報器；以及布置在所述頸環(huán)上的顯示器(50)，在將所述頸環(huán)安裝在頸部的情況下 可以讀取所述顯示器，將所述電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48)配置 為基于從所述一個或多個生物特征傳感器(20， 22， 24， 25， 53)獲取的 至少一個傳感器信號操作所述顯示器。
18、 根據(jù)權利要求1所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48， 53)可以以以下方式之一設置(i)設置在附著至所 述頸環(huán)(14， 114， 214， 314， 414)的電子模塊(16)內，以及(ii)設置 在集成到所述頸環(huán)內的軟電路板上。
19、 根據(jù)權利要求1所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述頸環(huán)(14， 114, 214， 314， 414)至少是這樣一種頸環(huán)，即，尺寸可調整、配置為抑 制所述頸環(huán)圍繞頸部旋轉、前端部分具有開口 (60)、可用戶自行彎曲、以 及至少部分涂有既能夠防止粘到頸部上又能避免在頸部上滑動的涂層，并 且所述遠程傳感器構件(12， 12')在下述位置之一與所述病人可操作地耦 合耳道內、外耳的耳廓內、外耳或耳垂、前額、鼻子、臉頰、舌頭、手 腕、胳膊、肚臍或腹部、腳踝。
20、 根據(jù)權利要求1所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述頸環(huán)(14， 114， 214， 314， 414)圍繞所述頸部延伸大于大約90° ，且小于大約330° ，更優(yōu)選圍繞所述頸部延伸大于大約135° ,且小于大約270。，最優(yōu)選 圍繞所述頸部延伸大于大約180° ，且小于大約200。。
21、 一種生物特征監(jiān)測器，包括傳感器構件(12， 12')，其包括(i) 一個或多個配置為在耦合點與病 人耦合的生物特征傳感器(20， 22， 24， 25)以及(ii)與所述一個或多個 生物特征傳感器一起設置以在所述耦合點感測運動的運動傳感器(26);以 及配置為考慮由于所述運動傳感器感測的運動引起的由所述一個或多個 生物特征傳感器生成的信號的誤差的電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48)。
22、 根據(jù)權利要求21所述的生物特征監(jiān)測器，還包括 用于支持所述電子部件(36， 40， 42， 44， 46， 48)的頸環(huán)(14， 114，214， 314， 414)，所述傳感器構件(12， 12')遠離所述頸部；以及 使所述遠程傳感器構件與所述頸環(huán)可操作地連接的線(18)。
23、 一種生物特征監(jiān)測器，包括配置為與用戶可操作地耦合的一個或多個生命體征傳感器(20， 22， 24， 25， 53);發(fā)光器(54);以及用于根據(jù)所感測的生命體征控制所述發(fā)光器的閃光的控制電路(40，42)。
24、 根據(jù)權利要求23所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述控制電路(40， 42)響應于所感測到的跨越所選的閾值的生命體征改變所述發(fā)光器(54) 發(fā)出的光的顏色。
25、 根據(jù)權利要求23所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所感測到的控制 所述閃光的生命體征是脈搏、血氧、呼吸、溫度中的至少之一。
26、 根據(jù)權利要求23所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述可操作地耦 合的位置是下述位置之一耳道內、外耳的耳廓內、外耳或耳垂、前額、 鼻子、臉頰、舌頭、頸部、手腕、胳膊、肚臍或腹部、腳踝。
27、 根據(jù)權利要求23所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述發(fā)光器(23) 的閃光對應于所感測到的心率。
28、 根據(jù)權利要求1所述的生物特征監(jiān)測器，其中，所述通信鏈路是 下述鏈路之一無屏蔽的單導線或多導線、屏蔽單導線或多導線、無線電 磁傳輸、 一條或多條光纖。
全文摘要
公開了一種高度便攜的生物特征監(jiān)測器。至少一個遠程傳感器構件(12，12’)包括一個或多個配置為與病人可操作地耦合的生物特征傳感器(20，22，24，25)。頸環(huán)(14，114，214，314，414)包括用于操作所述至少一個遠程傳感器構件的電子部件(36，40，42，44，46，48)。所述至少一個遠程傳感器構件與所述頸環(huán)分離，因而不設置在所述頸環(huán)上。所述環(huán)還任選包括一個或多個生物特征傳感器(53)。通信鏈路(18)使所述遠程傳感器構件和所述頸環(huán)的電子部件可操作地連接?？梢詫⑦\動傳感器(26)和體位傳感器(28)與所述一個或多個生物特征傳感器設置在一起，以感測運動和體位，將所述電子部件(36，40，42，44，46，48)配置為考慮由于所述運動傳感器感測的運動或由所述體位傳感器感測的體位導致的由所述一個或多個生物特征傳感器生成的信號的誤差。所述電子部件(36，40，42，44，46，48)可以記錄病人活動和體位。
文檔編號A61B5/024GK101400296SQ200780006823
公開日2009年4月1日 申請日期2007年2月6日 優(yōu)先權日2006年2月28日
發(fā)明者L·尼爾森, M·德科克, R·M·莫羅尼三世, R·M·阿爾特斯, S·M·卡瓦納 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司