背景技術(shù):
心臟病是在美國的死亡的主要原因,導(dǎo)致每年約六十萬例死亡(在美國所報告的死亡中的近31%)。高血壓(高血壓病)是針對心臟病的最容易理解的風險因素之一。高血壓是針對中風、心臟病發(fā)作、心力衰竭、動脈瘤的風險因素,并且是腎衰竭的主要原因。僅在美國,據(jù)估計,高血壓直接導(dǎo)致每年幾十億的醫(yī)療費用、每天近1000例死亡。高血壓是重大的公共健康問題,并且沒有什么將比控制血壓挽救更多的生命。
不幸的是,高血壓沒有可見的警告標志或癥狀,并且許多人甚至沒有意識到他們有高血壓。這是特別不幸的,因為高血壓是可治療的:生活方式的改變,特別是飲食和運動,是已知在預(yù)防高血壓的發(fā)展中有效的。此外,許多藥物可用于治療高血壓。因此,預(yù)防許多心臟病相關(guān)死亡的關(guān)鍵可能只是知道風險。
盡管如此,血壓讀取在消費者空間中尚未獲得很多關(guān)注。高血壓仍然通常通過不頻繁的篩查(例如,在年度檢查、健康活動處等)或當尋求針對不相關(guān)的醫(yī)療問題的醫(yī)療保健時被標識。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本文所描述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備的實現(xiàn)方式通常提供一種使用可穿戴設(shè)備來測量行進通過動脈的脈搏壓力波的非侵入性方式。在一種實現(xiàn)方式中,設(shè)備包括安裝結(jié)構(gòu),該安裝結(jié)構(gòu)在靠近下層動脈的區(qū)域上可附接到用戶。在該安裝結(jié)構(gòu)上設(shè)置有壓力傳感器陣列,其中的每個壓力傳感器能夠被機械地耦合到用戶的靠近下層動脈的皮膚。另外,存在設(shè)置在該安裝結(jié)構(gòu)上的一個或多個動脈位置傳感器,其標識用戶皮膚上可能覆蓋動脈的位置。使用陣列中的最接近所標識的位置的壓力傳感器來測量脈搏壓力波。
應(yīng)當注意,提供前述發(fā)明內(nèi)容來以簡化形式介紹將在以下詳細描述中進一步描述的一些概念。本發(fā)明內(nèi)容不旨在標識所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征,也不旨在用于幫助確定所要求保護的主題的范圍。其唯一目的是以簡化形式呈現(xiàn)所要求保護的主題的一些概念,作為下面呈現(xiàn)的更詳細描述的前序。
附圖說明
參考以下描述、所附權(quán)利要求和附圖,將更好地理解本公開的具體特征、方面和優(yōu)點,其中:
圖1是可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備的示例性實現(xiàn)方式的簡化圖。
圖2是以簡化形式示出使用本文所描述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式測量行進通過動脈的脈搏壓力波的過程的示例性實現(xiàn)方式的流程圖。
圖3是以簡化形式圖示以下過程的示例性實現(xiàn)方式的流程圖:采用多個動脈位置傳感器(多個動脈位置傳感器中的每一個位于壓力傳感器附近)以標識用戶皮膚上的可能覆蓋被測量的動脈的位置,并且使用該信息來標識陣列中最接近所標識的位置的壓力傳感器。
圖4是以簡化形式圖示了以下過程的示例性實現(xiàn)方式的流程圖:采用多個基于圖像的動脈位置傳感器來標識用戶皮膚上可能覆蓋被測量的動脈的位置,并且使用該信息來標識陣列中最接近所標識的位置的壓力傳感器。
圖5是以簡化形式圖示了以下過程的示例性實現(xiàn)方式的流程圖:測量脈搏壓力波并使用波的形態(tài)來計算各種心血管指標。
圖6是描繪構(gòu)成示例性系統(tǒng)以用于與本文所描述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式一起使用的通用計算設(shè)備的圖。
具體實現(xiàn)方式
在可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式的以下描述中,參考形成其一部分的附圖,并且在附圖中通過圖示的方式示出了其中可以實踐可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式的具體版本。應(yīng)當理解,在不脫離其范圍的情況下,可以利用其他實現(xiàn)方式并且可以做出結(jié)構(gòu)上的改變。
還要注意,為了清楚,在描述本文所述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式時將采用特定的術(shù)語,并且不希望這些實現(xiàn)方式限于所選擇的特定術(shù)語。此外,應(yīng)當理解,每個特定術(shù)語包括以廣泛相似的方式操作以實現(xiàn)相似目的的所有技術(shù)等同物。本文中對“一種實現(xiàn)方式”或“另一實現(xiàn)方式”或“示例性實現(xiàn)方式”或“備選實現(xiàn)方式”的引用意味著結(jié)合實現(xiàn)方式描述的特定特征、特定結(jié)構(gòu)或特定特性可以被包括在脈搏壓力波感測的至少一種實現(xiàn)方式中。在說明書中的各個位置出現(xiàn)的短語“在一種實現(xiàn)方式中”、“在另一種實現(xiàn)方式中”、“在示例性實現(xiàn)方式中”和“在備選實現(xiàn)方式中”不一定全部指代相同的實現(xiàn)方式,也不是與其他實現(xiàn)方式相互排斥的單獨的或備選的實現(xiàn)方式。此外,表示可穿戴脈搏壓力波感測的一種或多種實現(xiàn)方式的處理流程的順序不固有地指示任何特定順序或暗示其任何限制。
如本文所使用的,術(shù)語“組件”、“系統(tǒng)”、“客戶端”等旨在指代計算機相關(guān)實體、或硬件、軟件(例如,執(zhí)行中)、固件或其組合。例如,組件可以是在處理器上運行的進程、對象、可執(zhí)行文件、程序、函數(shù)、庫、子例程、計算機、或軟件和硬件的組合。通過圖示的方式,在服務(wù)器上運行的應(yīng)用和該服務(wù)器均可以是組件。一個或多個組件可以駐留在進程內(nèi),并且組件可以位于一個計算機上和/或分布在兩個或多個計算機之間。術(shù)語“處理器”通常被理解為指代諸如計算機系統(tǒng)的處理單元的硬件組件。
此外,就在該詳細描述或權(quán)利要求中使用術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”、“含有”、其變體和其他類似詞語而言,這些術(shù)語旨在以類似于與作為開放轉(zhuǎn)換詞的術(shù)語“包括”的方式是包含性的,而不排除任何附加或其他元件。
1.0脈搏壓力波感測
當人的心臟排出血液時,產(chǎn)生壓力波。該壓力波沿身體中的動脈行進,該壓力波受整體血壓、動脈內(nèi)壁和動脈的剛度/順應(yīng)性影響。在動脈中的給定點處的壓力傳感器可以轉(zhuǎn)換該壓力(因為其隨時間變化)并記錄所得到的脈搏壓力波。由人心臟的左心室的收縮生成的入射波與從動脈系統(tǒng)的周邊反射回來的波的組合形成脈搏壓力波。壓力傳感器通常有兩種形式:侵入性和非侵入性。侵入性形式是插入動脈中的導(dǎo)管,在導(dǎo)管尖端上具有壓力傳感器。這種類型的壓力感測是記錄脈搏壓力波的最準確的方式。非侵入性方法包括將壓力傳感器放置在動脈之上的皮膚表面上并施加力,使得改變的動脈內(nèi)的脈搏壓力通過動脈壁傳輸?shù)絺鞲衅?。通常非侵入性地感測的動脈是徑向的、頸動脈和股動脈(但是也可以感測位于皮膚表面附近的任何其他動脈)。用于轉(zhuǎn)換脈搏壓力波的壓力傳感器通常被稱為血壓計。如將在下面的部分中更詳細地描述的,可以分析由血壓計感測的脈搏壓力波的形態(tài),以確定關(guān)于心血管系統(tǒng)的狀態(tài)和健康的重要信息。
1.1可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備
本文所述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備的實現(xiàn)方式通常適用于上述脈搏壓力波的非侵入性血壓計測量。從以下更詳細的描述將理解,本文所述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式由于各種原因是有利的。例如,本文所述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備的實現(xiàn)方式促進了用于評估心血管健康的成本有效且容易的方式。所描述的實現(xiàn)方式還可以通過使具有高血壓的用戶意識到它來幫助避免許多心臟病相關(guān)的死亡。一旦給定用戶知道其具有高血壓,則本文所述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式可以促進對用戶的心血管生命體征進行常規(guī)監(jiān)測,并且鼓勵用戶通過咨詢醫(yī)生并做出適當?shù)纳罘绞礁淖儊碇委熕麄兊母哐獕?。在沒有疼痛和不適的情況下,所描述的實現(xiàn)方式還以非侵入性和非入侵性(例如,被動的)方式在身體上的位置處測量脈搏壓力波,并且因此允許用戶常規(guī)地測量/監(jiān)測他們的心血管生命體征。
從以下更詳細的描述還將理解,本文所述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式可以在各種應(yīng)用中使用,并且還可以在各種類型的計算設(shè)備中實現(xiàn)。可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式也易于操作,并且不限于由受過訓(xùn)練的醫(yī)療技術(shù)人員或醫(yī)生在受控醫(yī)療設(shè)置(例如,實驗室或醫(yī)生辦公室)中使用。
此外,由于所描述的實現(xiàn)方式可穿戴在用戶身體上,所以動態(tài)自動血壓計是可能的,并且因此在用戶是靜止或運動的同時(包括當用戶參與或執(zhí)行各種各樣的身體活動時),便于在一天的正常過程中在一個或多個機會時間方便和自動測量心血管生命體征。從以下更詳細的描述將理解,本文所述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式不需要用戶確保壓力傳感器直接覆蓋動脈。相反,本文所述的實現(xiàn)方式自動選擇壓力傳感器并且在沒有對設(shè)備進行任何精確操縱的情況下感測血壓計信號。
圖1示出了可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備的示例性實現(xiàn)方式。設(shè)備100包括安裝結(jié)構(gòu)102,安裝結(jié)構(gòu)102在靠近下層動脈的區(qū)域上可附接到用戶。另外,設(shè)備100包括設(shè)置在安裝結(jié)構(gòu)102上的壓力傳感器陣列。陣列中的每個壓力傳感器104能夠被機械地耦合到用戶的靠近下層動脈的皮膚。可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備100還包括設(shè)置在安裝結(jié)構(gòu)102上的一個或多個動脈位置傳感器106(圖1中所示的多個動脈位置傳感器106),其標識用戶皮膚上可能覆蓋動脈的位置。然后使用被標識為最接近所標識的位置的陣列的壓力傳感器104來測量行進通過動脈的脈搏壓力波。
在一個版本中,壓力傳感器是機械類型的,例如但不限于壓阻式壓力傳感器,壓阻式壓力傳感器在脈搏到達時通過皮膚感測下層動脈的運動。每個壓力傳感器的面對用戶的表面的形狀可以是任何期望的(正方形、矩形、三角形等)。壓力傳感器可以全部具有相同的面對表面、不同的面對表面或面對表面的任何組合。
在一個版本中,壓力傳感器涂覆有皮膚傳感器接口材料,其接觸用戶的皮膚,并且由于脈搏壓力波行進通過傳感器下方的動脈而傳播表示皮膚運動的壓力波。在一個版本中,每個壓力傳感器被單獨涂覆,使得其涂層不在壓力傳感器中的任何其他壓力傳感器上延伸。在另一版本中,壓力傳感器中的兩個或多個壓力傳感器具有公共涂層。在一個版本中,涂層是單個固化的硅凝膠層。涂層的輪廓形狀可以是確保與用戶的皮膚充分接觸但不會對用戶造成不適當不適的任何實用的形狀。例如,在一個版本中,涂層采取從安裝結(jié)構(gòu)突出的球形帽的形狀(或類似的彎曲形狀)。涂層的剛度的范圍可以在硬和軟之間。在操作中,涂覆的壓力傳感器被向下壓到用戶的皮膚上,以確保下層動脈的運動到傳感器的有效傳輸。硬涂層確保由通過動脈的脈搏壓力波所引起的運動的更好傳輸,但即使只有輕微的壓力被施加到皮膚,但對于用戶而言,其不會像較軟的涂層那樣舒適。雖然軟涂層比硬涂層更舒適,但它也不會傳輸運動。因此,在一個版本中,涂層剛度被制成平衡有效的運動傳輸與舒適度。備選地,在一個版本中,涂覆的壓力傳感器具有多層結(jié)構(gòu),多層結(jié)構(gòu)試圖最大化由通過動脈的脈搏壓力波引起的運動的傳輸,同時試圖使用戶的舒適度最大化。在該版本中,存在由非致敏、低過敏性和非刺激性材料(例如,軟的、固化的硅凝膠)制成的皮膚接合層。在皮膚接合層和壓力傳感器之間是由最佳地傳輸動脈壓力波運動的材料(例如,硬的、固化的硅凝膠)制成的層。
在一個版本中,涂覆的壓力傳感器從具有固定長度的上述安裝結(jié)構(gòu)突出。該固定長度可以是針對涂覆的壓力傳感器中的每一個的任何期望的長度。在一個版本中,涂覆的壓力傳感器中的所有涂覆的壓力傳感器具有相同的長度,并且在其他版本中,涂覆的壓力傳感器中的一個或多個涂覆的壓力傳感器與其他傳感器相比具有不同的長度。
備選地,涂覆的壓力傳感器可以是可延伸和可回縮的,以從具有可調(diào)節(jié)長度的安裝結(jié)構(gòu)突出。在一個版本中,可延伸的涂覆的壓力傳感器以任何適當?shù)姆绞奖慌渲脼閺椈韶撦d的(諸如經(jīng)由彈簧針(pogopin)布置)。彈簧負載的涂覆的壓力傳感器延伸出來以接觸皮膚的表面,并在其上施加輕微的壓力。這種相同的可延伸的涂覆的壓力測量傳感器方案可以使用其他方法被實現(xiàn),諸如使用電動機械致動器、或膨脹和收縮空氣或流體填充的囊狀物的微流體泵(其進而延伸和回縮涂覆的壓力傳感器)。在后兩個版本中,涂覆的壓力傳感器被延伸的距離和它們施加在皮膚上的壓力的量可以被控制并設(shè)置到確保動脈運動的有效傳輸同時不會對用戶引起不適的水平。
壓力傳感器陣列可以形成任何期望的圖案。例如,在一個版本中,傳感器形成可以相對于用戶身體以任何方向定向的線。在另一個版本中,采用三個壓力傳感器以形成三角形圖案。該版本可以提供比線性版本更大的下層動脈的有效“視場”。為了本說明書的目的,短語“視場”是指由傳感器覆蓋的區(qū)域。在另一個版本中,采用四個或多個壓力傳感器的網(wǎng)格(諸如圖1中所示)。網(wǎng)格可以呈現(xiàn)傳感器的矩形、三角形或隨機間隔。傳感器也可以更小以便于更多地適應(yīng)可用空間。
在一個版本中,其上設(shè)置有涂覆的壓力傳感器的上述安裝結(jié)構(gòu)能夠以這樣的方式被保持在用戶上的位置中:使得涂覆的傳感器在下層動脈的附近與用戶的皮膚接觸并施加向下的壓力。例如,在一個版本中,涂覆的壓力傳感器被安裝在帶的一側(cè)上,帶被粘附到覆蓋動脈的用戶身體的一部分,或纏繞在覆蓋動脈的用戶身體的一部分周圍并且針對其被緊固(經(jīng)由緊密性可動態(tài)調(diào)節(jié)的任何適當?shù)墓潭ǚ桨?。在其中帶被纏繞在用戶身體的一部分周圍的情況下,其可以被配置為纏繞在人的手腕(如手表)、或前臂、或上臂(如在運動期間通常用于保持移動電話或音樂播放器的臂帶)、或軀干、或大腿、或小腿、或踝等周圍。通常地,條帶可以被纏繞在其周圍并被收緊的、以及下層動脈中的哪個運動可以被感測的人的身體上的任何地方將是可行的位置。在其中帶被粘附到身體的情況下,不僅前述位置可行,而且其他位置也可行。
在一個版本中,其中壓力傳感器被安裝在安裝結(jié)構(gòu)上的帶上的位置是柔性的,以便容易地符合帶覆蓋的用戶身體的部分的輪廓。在另一個版本中,其中壓力傳感器被安裝在安裝結(jié)構(gòu)上的帶上的位置是剛性的。例如,帶可以包括用于安裝壓力傳感器的剛性平臺,剛性平臺具有在兩個方向上延伸的柔性部分,用于將其附接到用戶的身體。在其中帶被附接在用戶的手腕周圍的情況下,其可以類似于具有形成上述剛性部分的手表主體的手表。前一個柔性版本的有利之處在于,涂覆的壓力傳感器能夠更好地接觸用戶皮膚的表面,并且當向其施加輕微的壓力時保持接觸(諸如通過收緊被纏繞在用戶身體的一部分周圍的條帶)。這確保了動脈運動到壓力傳感器的有效傳遞,并且對于用戶來說比剛性版本更舒適。然而,盡管在涂覆的壓力傳感器之間可能具有變化的接觸和接觸壓力,但是由于上述剛性安裝平臺,上述剛性版本的實現(xiàn)較不復(fù)雜。
1.1.1標識最接近所標識的位置的壓力傳感器
一個或多個動脈位置傳感器被采用以標識用戶皮膚上的可能覆蓋被測量的動脈的位置。然后,該信息被用于標識最接近所標識的位置的陣列的壓力傳感器。如前所述,用戶不需要精確地放置可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備,使得其壓力傳感器之一直接覆蓋動脈。因此,自動標識壓力傳感器中的哪一個最接近下層動脈的可能位置是有利的,因為位于最靠近動脈的壓力傳感器通常將比在從下層動脈偏移的位置處被放置在皮膚上的壓力傳感器更好地感測在該位置處由通過動脈的脈搏壓力波引起的運動。
在一個版本中,動脈位置傳感器被采用以標識用戶身體的部分上的哪里被可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備覆蓋,使得當脈搏壓力波通過下層動脈時發(fā)生最大皮膚位移。最大皮膚位移的位置被認為是下層動脈的可能位置。在一個版本中,動脈位置傳感器采取反射光學(xué)傳感器(例如,采用發(fā)光二極管(led)和光電二極管的類型)的形式。在另一版本中,動脈位置傳感器采取超聲傳感器的形式。
在操作中,計算機實現(xiàn)的過程可以被用于測量行進通過動脈的脈搏壓力波。參考圖2,在一個版本中,計算設(shè)備(諸如在以下示例性操作環(huán)境部分中描述的適當?shù)挠嬎阍O(shè)備)采用一個或多個動脈位置傳感器來標識靠近被測量的動脈的區(qū)域中的用戶皮膚上的位置,當脈搏壓力波通過該區(qū)域中的動脈時,該位置呈現(xiàn)用戶皮膚的最大位移(過程動作200)。例如,在其中動脈位置傳感器是反射光學(xué)傳感器或超聲傳感器的情況下,可以采用常規(guī)的位移測量方法來完成上述任務(wù)。然后確定壓力傳感器陣列中的哪個壓力傳感器最接近用戶皮膚上的所標識的位置(過程動作202)。選擇該壓力傳感器(過程動作204),并且使用所選擇的壓力傳感器測量行進通過動脈的脈搏壓力波(過程動作206)。
在一個版本中,多個動脈位置傳感器用于標識下層動脈的上述可能位置。在該版本中,每個壓力傳感器具有被相鄰地定位的動脈位置傳感器(諸如圖1中所示)。如果特定的動脈位置傳感器比其他動脈位置傳感器測量到的更大的皮膚位移,則其被相鄰地定位的壓力傳感器被指定為最接近下層動脈的壓力傳感器。更具體地,參考圖3,在一種實現(xiàn)方式中,采用以下過程來找到最接近的壓力傳感器。首先,采用多個動脈位置傳感器來測量當脈搏壓力波通過下層動脈時用戶皮膚的位移(過程動作300)。每個動脈位置傳感器與壓力傳感器陣列中的不同壓力傳感器相關(guān)聯(lián)并且被定位為與其相鄰。然后確定多個動脈位置傳感器中的哪個動脈位置傳感器測量到用戶皮膚的最大位移(過程動作302)。然后將所標識的動脈位置傳感器測量到最大位移的用戶皮膚上的位置指定為下層動脈的可能位置(過程動作304)。然后標識與測量到用戶皮膚的最大位移的動脈位置傳感器相關(guān)聯(lián)的壓力傳感器(過程動作306),并且將其指定為最接近下層動脈的壓力傳感器(過程動作308)。
在一個版本中,一個或多個基于圖像的動脈位置傳感器(例如,可見光或紅外光電荷耦合設(shè)備)來標識下層動脈的前述可能位置。在該版本中,基于圖像的傳感器被安裝在壓力傳感器陣列周圍或附近。并且使用常規(guī)方法被校準,使得被捕獲的圖像中的像素被映射到相對于陣列中的每個壓力傳感器的物理位置。給定該配置,參考圖4,在一種實現(xiàn)方式中,采用以下過程來選擇壓力傳感器并且使用其來測量行進通過動脈的脈搏壓力波。使用一個或多個基于圖像的動脈位置傳感器來捕獲圖像(過程動作400)。然后將常規(guī)圖像分析應(yīng)用于所捕獲的圖像,以可視地標識用戶皮膚上可能覆蓋被測量的動脈的位置(過程動作402)。接下來使用前述壓力傳感器的映射位置來確定壓力傳感器陣列中的哪個壓力傳感器最接近用戶皮膚上所標識的位置(過程動作404)。選擇該壓力傳感器(過程動作406),并且使用所選擇的壓力傳感器測量行進通過動脈的脈搏壓力波(過程動作408)。
注意,在任何前述動脈位置傳感器版本中的任一版本中,一旦壓力傳感器之一被選擇,則其他壓力傳感器可以被可選地關(guān)斷。此外,如果其他壓力傳感器被關(guān)斷,則它們可以被周期性地重新激活,并且適當?shù)那笆鲞^程被重復(fù)以選擇將用于測量行進通過動脈的將來的脈搏壓力波的壓力傳感器。
1.1.2去除非動脈運動貢獻
注意,壓力傳感器不僅測量動脈運動,而且還測量由于用戶的其他運動引起的噪聲。由于可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備意圖由用戶長時間穿戴,所以當脈搏壓力波被測量時,用戶可能正在運動。在壓阻式壓力傳感器的情況下,該非固定的運動將被感測并且與動脈運動不可區(qū)分。為了補償該噪聲運動,由壓力傳感器輸出的信號被過濾,以盡可能多地去除非動脈運動貢獻。
在一個版本中,使用壓力傳感器信號本身來濾除信號中的非動脈運動貢獻。簡而言之,這需要使用常規(guī)方法來標識每個壓力傳感器中的、跨傳感器基本上一致的輸出信號的部分。該一致的貢獻近似于非動脈運動貢獻,因為其對于每個傳感器應(yīng)當是類似的,而動脈運動貢獻將根據(jù)它們與下層動脈的相對位置而在壓力傳感器之間變化。然后使用常規(guī)的信號處理方法減去對之前被標識為最接近下層動脈的可能位置的壓力傳感器的信號的非動脈運動貢獻,留下動脈運動貢獻的近似值。如本說明書中稍后將更詳細地描述的,輸出信號的該動脈運動貢獻部分將呈現(xiàn)公知的脈搏波形,脈搏波形的形態(tài)可以被分析以導(dǎo)出多個心血管指標。
在備選版本中,使用一個或多個非動脈運動傳感器來濾除壓力傳感器信號中的非動脈運動貢獻。更具體地,再次參考圖1,在一個版本中,前述可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備100還包括設(shè)置在安裝結(jié)構(gòu)102上的一個或多個非動脈運動傳感器108(圖1中示出了其中的兩個)。非動脈運動傳感器108測量不是由動脈的運動引起的、靠近下層動脈的區(qū)域中的用戶身體的運動。然后使用常規(guī)信號處理方法,從先前被標識為最接近下層動脈的可能位置的壓力傳感器的信號中去除從非動脈運動傳感器108導(dǎo)出的非動脈運動信號。這留下了動脈運動貢獻的近似值。如前所述,輸出信號的該動脈運動貢獻部分將呈現(xiàn)公知的脈搏波形,脈搏波形的形態(tài)可以被分析以導(dǎo)出多個心血管指標。
在一種實現(xiàn)方式中,加速度計或陀螺儀或兩者被采用作為非動脈運動傳感器。加速度計直接測量將噪聲引入壓力傳感器輸出信號的非動脈運動。陀螺儀測量角運動,但是可以使用常規(guī)方法容易地分析該輸出,以導(dǎo)出類似于由加速度計測量的值的線性值。在其中加速度計和陀螺儀被采用的情況下,加速度計輸出和轉(zhuǎn)換的陀螺儀輸出可以以任何適當?shù)某R?guī)方式被組合,以產(chǎn)生表示非動脈運動的共識信號。
1.1.3心血管指標
如前所述,從被選擇為最接近下層動脈的可能位置的壓力傳感器的輸出信號中提取的脈搏波形可以使用常規(guī)方法被分析以測量各種心血管指標。例如但不限于,脈搏波形可以被用于確定穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備的人的心率,以及人的心率隨時間的變化。另外,所提取的脈搏波形可以用于計算人的增強指數(shù)。增強指數(shù)測量心臟如何努力地抵抗由循環(huán)系統(tǒng)的外圍反射回來的壓力波。
脈搏壓力波的到達時間也是有用的信息,并且可以從脈搏波形確定。該到達時間可以與其他數(shù)據(jù)結(jié)合使用,以計算脈搏傳導(dǎo)時間(ptt)和脈搏波速度(pwv)。一般來說,ptt是指由從用戶的心臟排出的血液生成的脈搏壓力波通過用戶的動脈從用戶身體上的一個動脈部位行進到用戶身體上的另一個動脈部位所花費的時間量。例如,在本文描述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式中,其中設(shè)備附接到用戶的手腕,ptt是指脈搏壓力波從用戶的心臟、通過它們的動脈、行進到手腕上的動脈(例如,橈動脈)所花費的時間量。如在醫(yī)學(xué)和心血管健康領(lǐng)域中所認識到的,脈搏傳導(dǎo)時間和其他心血管指標(諸如血壓、動脈順應(yīng)性和動脈壁的硬化)之間存在已知的相關(guān)性。盡管其他身體指標(諸如用戶的身高、體重和年齡、以及剛描述的用戶身體上的兩個動脈部位之間的動脈距離以及其他類型的身體指標)影響用戶的血壓,但是ptt測量可以被用于基于剛描述的ptt和血壓之間的已知相關(guān)性來確定用戶的血壓。
對于pwv,該術(shù)語被用于指代脈搏壓力波通過用戶的動脈從用戶身體上的一個動脈部位行進到用戶身體上另一個動脈部位的速度。在其中脈搏壓力波感測設(shè)備被穿戴在用戶手腕上的先前描述的示例性版本中,pwv是指脈搏壓力波從用戶的心臟、通過他們的動脈、行進到手腕的平均速度。如在醫(yī)學(xué)和心血管健康領(lǐng)域中所認識到的,脈搏波速度與心血管疾病(諸如高血壓)之間存在已知的相關(guān)性。更具體地,隨著人的年齡的增長,他們的動脈通常變得更僵硬。這種增加的動脈硬度使得人的心臟更努力工作,并且還使得脈搏壓力波更快地行進通過他們動脈,從而增加他們的心血管疾病(諸如高血壓)的風險。
在一種實現(xiàn)方式中,使用一個或多個計算設(shè)備(諸如在下文示例性操作環(huán)境部分中描述的那些計算設(shè)備之一)以及在其上執(zhí)行的計算機程序來完成前述心血管指標的計算以及對從壓力傳感器、動脈位置傳感器和非動脈運動傳感器輸出的信號的先前描述的處理。再次參考圖1,在一種實現(xiàn)方式中,可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備100還包括設(shè)置在安裝結(jié)構(gòu)102上的、用于前述處理和計算的計算設(shè)備110。附加地,可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備100可以可選地包括適當?shù)某R?guī)存儲組件112,用于存儲完成前述處理和計算所需的任何數(shù)據(jù),以及存儲處理和計算的結(jié)果。此外,可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備100可以可選地包括用于與遠程計算設(shè)備通信的適當?shù)某R?guī)通信組件114。例如,通信組件可以被用于接收執(zhí)行前述處理和計算所需的數(shù)據(jù),或者傳輸所計算的心血管指標。任何通信方案可以被采用。例如,通信可以經(jīng)由諸如因特網(wǎng)或?qū)S袃?nèi)聯(lián)網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)。注意,在圖1中使用的虛線框指示可選組件。
鑒于上述內(nèi)容并參考圖5,在一個版本中,計算設(shè)備由計算機程序的程序模塊引導(dǎo),以首先接收從一個或多個動脈位置傳感器輸出的信號(過程動作500)。然后使用從一個或多個動脈位置傳感器輸出的接收到的信號來標識當脈搏壓力波通過動脈時在用戶皮膚上的靠近動脈的區(qū)域中呈現(xiàn)最大位移的位置(過程動作502)。接下來確定壓力傳感器陣列中的哪個壓力傳感器最接近用戶皮膚上的所標識的位置(過程動作504),并選擇該壓力傳感器(過程動作506)。接收當脈搏壓力波行進通過動脈時從所選擇的壓力傳感器輸出的信號(過程動作508),并且分析該信號以確定各種心血管指標(過程動作510)。這些指標可以被存儲或傳輸或存儲并傳輸。
1.1.4腕帶的實現(xiàn)方式
如前所述,本文所描述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式包括被穿戴在手腕上的版本。這些腕帶版本提供了包括附加的有利特征和配置的機會。例如,在一個版本中,腕帶采用腕表的形式,并且在另一個版本中,腕帶采取具有所有其伴隨的計算、顯示和通信能力的所謂的“智能手表”的形式。注意,給定智能手表的用戶界面能力,本文所描述的采用這種形式的可穿戴感測實現(xiàn)方式可以經(jīng)由常規(guī)手段被配置為向穿戴者顯示信息。例如,可以向用戶顯示用于操作腕帶實現(xiàn)方式的指令以及所計算的心血管指標。
進一步注意,假定手腕的下側(cè)(即,手掌側(cè))靠近動脈(諸如橈動脈),壓力傳感器、動脈位置傳感器和非動脈運動傳感器在表帶的、接觸手腕該部分的部分上的放置是有利的。
2.0示例性操作環(huán)境
本文描述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式可使用許多類型的通用或?qū)S糜嬎阆到y(tǒng)環(huán)境或配置來操作。圖6圖示了通用計算機系統(tǒng)的簡化示例,利用該通用計算機系統(tǒng)可以實現(xiàn)如本文所述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備的各個方面和元件。注意,在圖6所示的簡化的計算設(shè)備10中,由虛線或短劃線表示的任何框表示簡化的計算設(shè)備的備選實現(xiàn)方式。如下所述,這些備選實現(xiàn)方式中的任何或全部可以與貫穿本文檔描述的其他備選實現(xiàn)方式結(jié)合使用。簡化的計算設(shè)備10通常存在于至少具有一些最小計算能力的設(shè)備中,諸如個人計算機(pc)、服務(wù)器計算機、手持計算設(shè)備、膝上型計算機或移動計算機、諸如蜂窩電話和個人數(shù)字助理(pda)的通信設(shè)備、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的系統(tǒng)、機頂盒、可編程消費電子產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)pc、小型計算機、大型計算機以及音頻或視頻媒體播放器。
為了實現(xiàn)本文所描述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式,設(shè)備應(yīng)當具有足夠的計算能力和系統(tǒng)存儲器,以使得能夠進行基本的計算操作。具體地,圖6中所示的簡化的計算設(shè)備10的計算能力通常由一個或多個處理單元12示出,并且還可以包括一個或多個圖形處理單元(gpu)14,其中之一或者兩者與系統(tǒng)存儲器16通信。注意,簡化的計算設(shè)備10的處理單元12可以是專用的微處理器(諸如數(shù)字信號處理器(dsp)、超長指令字(vliw)處理器、現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)或其他微控制器),或者可以是具有一個或多個處理核心的常規(guī)中央處理單元(cpu)。
另外,簡化的計算設(shè)備10還可以包括其他組件,諸如,例如通信接口18。簡化的計算設(shè)備10還可以包括一個或多個常規(guī)計算機輸入設(shè)備20(例如,觸摸屏、觸敏表面、定點設(shè)備、鍵盤、音頻輸入設(shè)備、基于聲音或語音的輸入和控制設(shè)備、視頻輸入設(shè)備、觸覺輸入設(shè)備、用于接收有線或無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備等)或這些設(shè)備的任何組合。
類似地,與簡化的計算設(shè)備10以及與可穿戴感測的任何其他組件或特征的各種交互(包括對一個或多個用戶或與可穿戴感測相關(guān)聯(lián)的其他設(shè)備或系統(tǒng)的輸入、輸出、控制、反饋和響應(yīng))由各種自然用戶界面(nui)場景使能。由可穿戴感測使能的nui技術(shù)和場景包括但不限于允許一個或多個用戶以“自然”方式(沒有由諸如鼠標、鍵盤、遠程控制器等輸入設(shè)備施加的人為限制)與可穿戴感測交互的接口技術(shù)。
通過使用各種技術(shù)來實現(xiàn)這種nui實現(xiàn)方式,這些技術(shù)包括但不限于使用從用戶語音導(dǎo)出的nui信息或經(jīng)由麥克風或其他傳感器捕獲的發(fā)聲。這種nui實現(xiàn)方式還通過各種技術(shù)的使用被使能,各種技術(shù)包括但不限于從用戶的面部表情以及從用戶的手、手指、手腕、手臂、腿、身體、頭部、眼睛等的位置、運動或取向?qū)С龅男畔ⅲ渲羞@樣的信息可以使用各種類型的2d或深度成像設(shè)備(諸如立體或飛行時間相機系統(tǒng)、紅外相機系統(tǒng)、rgb(紅、綠和藍)相機系統(tǒng)等或這些設(shè)備的任何組合)被捕獲。這種nui實現(xiàn)方式的進一步示例包括但不限于從觸摸和觸筆識別、姿勢識別(在屏幕上和鄰近屏幕或顯示表面)、空中或基于接觸的姿勢、用戶觸摸(在各種表面、對象或其他用戶上)、基于懸停的輸入或動作等導(dǎo)出的nui信息。這樣的nui實現(xiàn)方式還可以包括但不限于,單獨地或與其他nui信息組合來使用評估當前或過去的用戶行為、輸入、動作等的各種預(yù)測機器智能過程,以預(yù)測信息(諸如用戶意圖、期望和/或目標)。不管基于nui的信息的類型或來源,這樣的信息然后可以被用于發(fā)起、終止或以其他方式控制本文所描述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式的一個或多個輸入、輸出、動作或功能特征,或與其交互。
然而,應(yīng)當理解,前述示例性nui情景可以通過將人為約束或附加信號的使用與nui輸入的任何組合相組合被進一步增強。這樣的人為約束或附加信號可以由諸如鼠標、鍵盤和遠程控制的輸入設(shè)備施加或生成,或者由各種遠程或用戶穿戴的設(shè)備施加或生成,遠程或用戶穿戴的設(shè)備諸如加速度計、用于接收表示由用戶肌肉生成的電信號的肌電信號的肌電圖(emg)傳感器、心率監(jiān)視器、用于測量用戶流汗的電鍍皮膚傳導(dǎo)傳感器、用于測量或以其他方式感測用戶腦活動或電場的可穿戴或遠程生物傳感器、用于測量用戶身體溫度變化或差異的可穿戴或遠程生物傳感器等。從這些類型的人為約束或附加信號導(dǎo)出的任何這樣的信息可以與任何一個或多個nui輸入組合,以發(fā)起、終止或以其他方式控制本文所描述的可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備實現(xiàn)方式的一個或多個輸入、輸出、動作或功能特征,或與其交互。
簡化的計算設(shè)備10還可以包括其他可選組件,諸如一個或多個常規(guī)計算機輸出設(shè)備22(例如,顯示設(shè)備24、音頻輸出設(shè)備、視頻輸出設(shè)備、用于發(fā)送有線或無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)備等)。注意,用于通用計算機的典型通信接口18、輸入設(shè)備20、輸出設(shè)備22和存儲設(shè)備26是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的,并且將不在本文中詳細描述。
圖6中所示的簡化的計算設(shè)備10還可以包括各種計算機可讀介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)可以是能夠由計算機10經(jīng)由存儲設(shè)備26訪問的任何可用介質(zhì),并且可以包括用于信息(諸如計算機可讀或計算機可執(zhí)行指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其他數(shù)據(jù))的存儲的可拆卸28和/或不可拆卸30的易失性和非易失性介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)包括計算機存儲介質(zhì)和通信介質(zhì)。計算機存儲介質(zhì)是指有形的計算機可讀或機器可讀介質(zhì)或存儲設(shè)備,諸如數(shù)字通用盤(dvd)、藍光盤(bd)、緊湊盤(cd)、軟盤、磁帶驅(qū)動、硬盤驅(qū)動、光學(xué)驅(qū)動、固態(tài)存儲器設(shè)備、隨機存取存儲器(ram)、只讀存儲器(rom)、電可擦除可編程只讀存儲器(eeprom)、cd-rom或其他光盤存儲裝置、智能卡、閃存(例如,卡、棒和鍵驅(qū)動)、磁帶盒、磁帶、磁盤存儲裝置、磁條或其他磁存儲設(shè)備。此外,傳播的信號不被包括在計算機可讀存儲介質(zhì)的范圍內(nèi)。
諸如計算機可讀或計算機可執(zhí)行指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊等的信息的保留還可以通過使用各種前述通信介質(zhì)(與計算機存儲介質(zhì)相對)中的任一種來實現(xiàn)以編碼一個或多個調(diào)制數(shù)據(jù)信號或載波、或其他傳輸機制或通信協(xié)議,并且可以包括任何有線或無線信息傳遞機制。注意,術(shù)語“調(diào)制數(shù)據(jù)信號”或“載波”通常是指以在信號中編碼信息的方式設(shè)置或改變其特性集中的一個或多個特性的信號。例如,通信介質(zhì)可以包括有線介質(zhì)和無線介質(zhì),有線介質(zhì)諸如承載一個或多個調(diào)制數(shù)據(jù)信號的有線網(wǎng)絡(luò)或直接有線連接,無線介質(zhì)諸如聲學(xué)、射頻(rf)、紅外、激光和用于傳輸和/或接收一個或多個調(diào)制的數(shù)據(jù)信號或載波的其他無線介質(zhì)。
此外,實現(xiàn)本文所描述的各種可穿戴脈搏壓力波感測實現(xiàn)方式中的一些或全部的軟件、程序和/或計算機程序產(chǎn)品或其部分可以被存儲、接收、傳輸或從計算機可讀或機器可讀介質(zhì)或存儲設(shè)備以及以計算機可執(zhí)行指令或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)形式的通信介質(zhì)的任何期望的組合中讀取。附加地,可以使用產(chǎn)生軟件、固件、硬件或其任何組合的標準編程和/或工程技術(shù)來將所要求保護的主題實現(xiàn)為方法、裝置或制品,以控制計算機實現(xiàn)所公開的主題。如本文所使用的術(shù)語“制品”旨在涵蓋可從任何計算機可讀設(shè)備或介質(zhì)訪問的計算機程序。
本文所描述的可穿戴脈搏壓力波感測實現(xiàn)方式可以在由計算設(shè)備執(zhí)行的計算機可執(zhí)行指令(諸如程序模塊)的廣泛上下文中被進一步描述。通常,程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)特定抽象數(shù)據(jù)類型的例程、程序、對象、組件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等??纱┐髅}搏壓力波感測實現(xiàn)方式還可以被實踐在分布式計算環(huán)境中,其中任務(wù)由一個或多個遠程處理設(shè)備執(zhí)行,或者在通過一個或多個通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的一個或多個設(shè)備的云內(nèi)被執(zhí)行。在分布式計算環(huán)境中,程序模塊可以位于包括介質(zhì)存儲設(shè)備的本地和遠程計算機存儲介質(zhì)兩者中。附加地,前述指令可以部分或全部被實現(xiàn)為硬件邏輯電路,該硬件邏輯電路可以包括處理器或可以不包括處理器。
備選地或附加地,可以至少部分地由一個或多個硬件邏輯組件執(zhí)行本文所描述的功能。例如但不限于,可以使用的硬件邏輯組件的示例性類型包括現(xiàn)場可編程門陣列(fpga)、專用集成電路(asic)、專用標準產(chǎn)品(assp)、系統(tǒng)級芯片系統(tǒng)(soc)、復(fù)雜可編程邏輯器件(cpld)等。
3.0其他實現(xiàn)
注意,可以以期望的任何組合來使用貫穿本說明書的任何或所有前述實現(xiàn)方式,以形成附加的混合實現(xiàn)方式。此外,盡管已經(jīng)使用對結(jié)構(gòu)特征和/或方法動作特定的語言描述了主題,但是應(yīng)當理解,所附權(quán)利要求中限定的主題不一定限于上述具體特征或動作。相反,上述的具體特征和動作被公開為實現(xiàn)權(quán)利要求的示例形式。
以上描述的內(nèi)容包括示例實現(xiàn)方式。當然,為了描述所要求保護的主題的目的,不可能描述組件或方法的每個可想到的組合,但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以認識到,許多進一步的組合和置換是可能的。因此,要求保護的主題旨在包括落入所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的所有這樣的改變、修改和變化。
關(guān)于由上述組件、設(shè)備、電路、系統(tǒng)等執(zhí)行的各種功能,用于描述這樣的組件的術(shù)語(包括對“裝置”的引用)旨在對應(yīng)(除非另有說明)執(zhí)行所描述的組件的指定功能的任何組件(例如,功能等同物),即使在結(jié)構(gòu)上不等同于執(zhí)行本文所示的所要求保護的主題的示例性方面中的功能的所公開的結(jié)構(gòu)。在這方面,還將認識到,上述實現(xiàn)方式包括具有計算機可執(zhí)行指令的系統(tǒng)以及計算機可讀存儲介質(zhì),用于執(zhí)行所要求保護的主題的各種方法的動作和/或事件。
存在實現(xiàn)上述實現(xiàn)方式的多個方式(諸如適當?shù)膽?yīng)用編程接口(api)、工具箱、驅(qū)動程序代碼、操作系統(tǒng)、控制裝置、獨立或可下載的軟件對象等),其使得應(yīng)用和服務(wù)能夠使用本文所描述的實現(xiàn)方式。從api(或其他軟件對象)的角度以及從根據(jù)本文所闡述的實現(xiàn)方式操作的軟件或硬件對象的角度,所要求保護的主題考慮這種用途。因此,本文描述的各種實現(xiàn)方式可以具有完全在硬件中、或部分在硬件中并且部分在軟件中、或完全在軟件中的方面。
已經(jīng)關(guān)于若干組件之間的交互描述了前述系統(tǒng)。應(yīng)當理解,這樣的系統(tǒng)和組件可以包括根據(jù)上述的各種排列和組合的那些組件或特定的子組件、特定的組件或子組件中的一些、和/或附加組件。子組件還可以被實現(xiàn)為通信地耦合到其他組件而非被包括在父組件(例如,分層組件)內(nèi)的組件。
附加地,注意,一個或多個組件可以被組合成提供聚合功能的單個組件或被劃分為若干單獨的子組件,并且任何一個或多個中間層(諸如管理層)可以被提供以通信地耦合到這些子組件,以便于提供集成的功能。本文所描述的任何組件還可以與本文中未具體描述的、但本領(lǐng)域技術(shù)人員通常已知的一個或多個其他組件交互。
4.0權(quán)利要求支持和進一步的實現(xiàn)方式
以下段落總結(jié)了本文檔中可以要求保護的實現(xiàn)方式的各種示例。然而,應(yīng)當理解,下面總結(jié)的實現(xiàn)方式不旨在限制可以根據(jù)前述描述要求保護的主題。此外,可以以貫穿前述描述所描述的實現(xiàn)方式中的一些或全部、以及在一個或多個附圖中示出的任何實現(xiàn)方式、以及下面描述的任何其他實現(xiàn)方式的任何期望的組合來要求保護以下總結(jié)的實現(xiàn)方式中的任一種或全部。另外,應(yīng)當注意,以下實現(xiàn)方式旨在鑒于貫穿本文檔所描述的前述描述和附圖而被理解。
在一種實現(xiàn)方式中,可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備包括:安裝結(jié)構(gòu),安裝結(jié)構(gòu)在靠近下層動脈的區(qū)域上可附接到用戶;設(shè)置在安裝結(jié)構(gòu)上的壓力傳感器陣列,壓力傳感器陣列中的每個壓力傳感器能夠被機械地耦合到靠近下層動脈的用戶的皮膚;以及設(shè)置在安裝結(jié)構(gòu)上的一個或多個動脈位置傳感器,其標識用戶的皮膚上的可能覆蓋動脈的位置。脈沖壓力波使用陣列中的最接近所標識的位置的壓力傳感器被測量。
在一種實現(xiàn)方式中,壓力傳感器陣列中的壓力傳感器被涂覆有皮膚傳感器接口材料,皮膚傳感器接口材料具有從安裝結(jié)構(gòu)突出的形狀,以便每當可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備由用戶穿戴時,皮膚傳感器接口材料都接觸用戶皮膚。在一個版本中,壓力傳感器陣列中的壓力傳感器被單獨地涂覆有皮膚傳感器接口材料。在另一個版本中,壓力傳感器陣列中的兩個或多個壓力傳感器被共同地涂覆有皮膚傳感器接口材料。在一個版本中,一個或多個經(jīng)涂覆的壓力傳感器包括單個皮膚接口和動脈壓力波運動傳輸層,其由在用戶的皮膚上舒適并且有效地傳輸動脈壓力波運動的材料制成。在另一個版本中,一個或多個經(jīng)涂覆的壓力傳感器包括多層構(gòu)造,多層構(gòu)造包括由在用戶的皮膚上舒適的材料制成的皮膚接口層,以及設(shè)置在皮膚接口層和壓力傳感器之間的層,該層由有效地傳輸動脈壓力波運動的材料制成。如前所述,本部分中在前述段落中的任何段落中描述的實現(xiàn)方式和版本也可以彼此組合,并與在本部分之前描述的一種或多種實現(xiàn)方式和版本組合。例如,之前實現(xiàn)方式和版本中的一些或全部可以與上述實現(xiàn)方式組合,其中一個或多個經(jīng)涂覆的壓力傳感器包括單個皮膚接口和動脈壓力波運動傳輸層,或者其中一個或多個經(jīng)涂覆的壓力傳感器包括多層構(gòu)造。
在一種實現(xiàn)方式中,壓力傳感器中的一個或多個壓力傳感器包括延伸和回縮以改變經(jīng)涂覆的壓力傳感器從安裝結(jié)構(gòu)突出的距離的裝置。在一個版本中,裝置包括彈簧負載的彈簧針或電機械致動器、或具有流體填充或空氣填充囊狀物的微流體泵中的至少一項。如前所述,本部分中在前述段落中的任何段落中描述的實現(xiàn)方式和版本也可以彼此組合,并與在本部分之前描述的一種或多種實現(xiàn)方式和版本組合。例如,之前實現(xiàn)方式和版本中的一些或全部可以與上述實現(xiàn)方式組合,其中一個或多個壓力傳感器包括延伸和回縮以改變經(jīng)涂覆的壓力傳感器從安裝結(jié)構(gòu)突出的距離的裝置。
在一種實現(xiàn)方式中,前述一個或多個動脈位置傳感器標識用戶皮膚上靠近下層動脈的區(qū)域中的位置,該位置呈現(xiàn)用戶皮膚的最大位移,因為該位置可能覆蓋動脈。在一個變體中,動脈位置傳感器包括反射光學(xué)傳感器或超聲傳感器。
在一種實現(xiàn)方式中,可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備還包括設(shè)置在安裝結(jié)構(gòu)上的一個或多個非動脈運動傳感器,其測量在靠近下層動脈的區(qū)域中的用戶的身體的、不由動脈運動引起的運動。從一個或多個非動脈運動傳感器輸出的、表示在靠近下層動脈的區(qū)域中用戶的身體的非動脈運動的一個或多個信號被用于去除從陣列中的壓力傳感器輸出的信號的、可歸因于非動脈運動的一部分,該壓力傳感器被標識為最接近地覆蓋動脈的可能位置。在一個版本中,一個或多個非動脈運動傳感器包括加速度計或陀螺儀或兩者。
在一種實現(xiàn)方式中,前述安裝結(jié)構(gòu)包括帶,其被粘附到靠近下層動脈的區(qū)域,或者被纏繞在該區(qū)域周圍并且針對該區(qū)域被收緊。在一個版本中,靠近下層動脈的區(qū)域是用戶的手腕。
在一種實現(xiàn)方式中,可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備被用在用于測量行進通過動脈的脈搏壓力波的過程中??纱┐髅}搏壓力波感測設(shè)備包括壓力傳感器陣列,壓力傳感器被機械地耦合到靠近動脈的用戶的皮膚。該過程使用計算設(shè)備來執(zhí)行以下過程動作??纱┐髅}搏壓力波感測設(shè)備中的一個或多個動脈位置傳感器被用于在靠近動脈的區(qū)域中的用戶的皮膚上的位置,當脈搏壓力波通過區(qū)域中的動脈時,該位置呈現(xiàn)用戶的皮膚的最大位移。然后確定壓力傳感器陣列中的哪個壓力傳感器最接近用戶的皮膚上的所標識的位置,并且選擇被確定為最接近所標識的位置的壓力傳感器。然后使用所選擇的壓力傳感器測量行進通過動脈的脈搏壓力波。
在一種實現(xiàn)方式中,采用一個或多個動脈位置傳感器來標識在靠近動脈的區(qū)域中的用戶的皮膚上的、當脈搏壓力波通過區(qū)域中的動脈時呈現(xiàn)用戶的皮膚的最大位移的位置的過程動作包括:采用多個動脈位置傳感器來測量當脈搏壓力波通過下層動脈時用戶的皮膚的位移,每個動脈位置傳感器與壓力傳感器陣列中的不同壓力傳感器相關(guān)聯(lián)并且被定位為與該不同壓力傳感器相鄰;標識當脈搏壓力波通過動脈時多個動脈位置傳感器中的哪個動脈位置傳感器測量到用戶的皮膚的最大位移;以及將其中所標識的動脈位置傳感器測量到用戶的皮膚的最大位移的用戶皮膚上的位置指定為下層動脈的可能位置。在一個版本中,確定壓力傳感器陣列中的哪個壓力傳感器最接近用戶的皮膚上的所標識的位置的過程動作包括:標識與動脈位置傳感器相關(guān)聯(lián)的壓力傳感器,當脈搏壓力波通過動脈時,該動脈位置傳感器測量到用戶的皮膚的最大位移;以及將所標識的壓力傳感器指定為最接近下層動脈的壓力傳感器。
在一種實現(xiàn)方式中,采用一個或多個動脈位置傳感器來標識在靠近動脈的區(qū)域中的用戶的皮膚上的、當脈搏壓力波通過區(qū)域中的動脈時呈現(xiàn)用戶的皮膚的最大位移的位置的過程動作,以及確定壓力傳感器陣列中的哪個壓力傳感器最接近用戶的皮膚上所標識的位置的過程動作,包括以下動作。當脈搏壓力波通過形成動脈時,采用一個或多個動脈位置傳感器來測量用戶皮膚的位移。采用一個或多個動脈位置傳感器來測量當脈搏壓力波通過下層動脈時用戶的皮膚的位移,每個動脈位置傳感器包括基于圖像的動脈位置傳感器,其已經(jīng)被校準,使得由基于圖像的動脈位置傳感器捕獲的圖像中的像素被映射到相對于陣列中的每個壓力傳感器的位置。使用一個或多個動脈位置傳感器來捕獲用戶的皮膚的圖像;分析所捕獲的圖像以當脈搏壓力波通過動脈時視覺地標識用戶的皮膚的最大位移的位置;以及使用壓力傳感器的經(jīng)映射的位置來確定壓力傳感器陣列中的哪個壓力傳感器最接近用戶的皮膚上的所標識的位置。
在一種實現(xiàn)方式中,可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備是用于分析行進通過用戶動脈的脈搏壓力波的系統(tǒng)的一部分。該系統(tǒng)包括帶,該帶被粘附到靠近用戶的身體的下層動脈的區(qū)域,或者被纏繞在該區(qū)域周圍并且針對該區(qū)域被收緊;設(shè)置在帶上的壓力傳感器陣列,壓力傳感器陣列中的每個壓力傳感器被機械地耦合到靠近下層動脈的用戶的皮膚;以及設(shè)置在帶上的一個或多個動脈位置傳感器,其標識用戶的皮膚上可能覆蓋動脈的位置。此外,該系統(tǒng)包括執(zhí)行計算機程序的程序模塊的計算設(shè)備。計算設(shè)備由計算機程序的程序模塊引導(dǎo),以接收從一個或多個動脈位置傳感器輸出的信號;使用從一個或多個動脈位置傳感器輸出的接收信號,標識當脈搏壓力波通過時靠近動脈的區(qū)域中的用戶的皮膚上、呈現(xiàn)用戶的皮膚的最大位移的位置;確定壓力傳感器陣列中的哪個壓力傳感器最接近用戶皮膚上的所標識的位置;選擇被確定為最接近所標識的位置的壓力傳感器;當脈搏壓力波行進通過動脈時,接收從所選擇的壓力傳感器輸出的信號;以及分析接收到的壓力傳感器信號。在一個版本中,用于分析接收到的壓力傳感器信號的程序模塊包括子模塊,該子模塊用于確定以下至少一項:穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備的用戶的心率、用戶的心率隨時間的變化、使用從接收到的壓力傳感器信號提取的脈搏波形而計算的用戶增強指數(shù)、以及與其他數(shù)據(jù)結(jié)合使用以計算脈搏傳輸時間或脈搏波速度或兩者的脈搏壓力波的到達時間。
在各種實現(xiàn)方式中,脈搏波測量過程通過用于使用壓力傳感器陣列中的壓力傳感器來測量行進通過動脈的脈搏壓力波的步驟被實現(xiàn),壓力傳感器被機械地耦合到靠近動脈的用戶的皮膚。
例如,在一種實現(xiàn)方式中,脈搏波測量過程包括使用計算設(shè)備來執(zhí)行以下過程動作:用于采用一個或多個動脈位置傳感器來標識當脈搏壓力波通過區(qū)域中的動脈時在靠近動脈的區(qū)域中的用戶的皮膚上的、呈現(xiàn)用戶的皮膚的最大位移的位置的步驟;用于確定壓力傳感器陣列中的哪個壓力傳感器最接近用戶皮膚上所標識的位置的步驟;用于選擇被確定為最接近所標識的位置的壓力傳感器的步驟;以及用于使用所選擇的壓力傳感器測量行進通過動脈的脈搏壓力波的步驟。
在各種實現(xiàn)方式中,可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備由用于測量脈搏壓力波的裝置實現(xiàn)。例如,在一種實現(xiàn)方式中,可穿戴脈搏壓力波感測設(shè)備包括:安裝裝置,其在靠近下層動脈的區(qū)域上可附接到用戶;設(shè)置在安裝裝置上的壓力傳感器陣列裝置,其中的每個壓力傳感器能夠被機械地耦合到靠近下層動脈的用戶的皮膚;以及設(shè)置在安裝結(jié)構(gòu)上的一個或多個動脈位置傳感器裝置,其標識用戶的皮膚上可能覆蓋動脈的位置。脈搏壓力波使用陣列中的最接近所標識的位置的壓力傳感器被測量。