本發(fā)明關(guān)于可穿戴裝置，且更特別地關(guān)于可測(cè)量穿戴者心跳的可穿戴裝置。

背景技術(shù)：

心房顫動(dòng)是以快速和非常規(guī)心跳為特征的非正常心率。心房顫動(dòng)增加了血液凝結(jié)、中風(fēng)、心衰以及其它心臟相關(guān)的并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多心臟監(jiān)護(hù)器以監(jiān)測(cè)非常規(guī)心跳。然而，非常規(guī)心跳很少發(fā)生。因此，大多數(shù)時(shí)間，用戶不知道什么時(shí)候使用這些心臟狀況監(jiān)測(cè)裝置以檢查他們的心跳。

因此，希望提供一種可以戴在用戶的手腕上以每天監(jiān)測(cè)心跳，且可當(dāng)檢測(cè)到非常規(guī)心跳時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)或消息的可穿戴裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供一種一種可穿戴裝置和用于對(duì)象的預(yù)定心臟狀況的確定方法以解決以上問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種可穿戴裝置，包含光子傳感器，感測(cè)從對(duì)象的特定區(qū)域反射的光，并將光轉(zhuǎn)換為多個(gè)電信號(hào)分量；處理器，接收在周期內(nèi)獲得的電信號(hào)分量以形成維度感測(cè)信號(hào)，提取維度感測(cè)信號(hào)的波形的特征，并根據(jù)維度感測(cè)信號(hào)的波形的特征確定對(duì)象的預(yù)定心臟狀況是否出現(xiàn)以生成確定信號(hào)；以及輸出單元，耦合到處理器，接收確定信號(hào)并根據(jù)確定信號(hào)生成警報(bào)信號(hào)。

本發(fā)明還提供一種用于對(duì)象的預(yù)定心臟狀況的確定方法，包含感測(cè)從對(duì)象的特定區(qū)域反射的光；將感測(cè)的光轉(zhuǎn)換為多個(gè)電信號(hào)分量，其中在周期內(nèi)感測(cè)的電信號(hào)分量形成維度感測(cè)信號(hào)；提取維度感測(cè)信號(hào)的波形的特征；根據(jù)維度感測(cè)信號(hào)的波形的特征確定對(duì)象的預(yù)定心臟狀況是否出現(xiàn)以生成確定信號(hào)；以及根據(jù)確定信號(hào)生成警報(bào)信號(hào)。

根據(jù)本公開(kāi)實(shí)現(xiàn)，可有效地監(jiān)測(cè)用戶心跳，當(dāng)檢測(cè)到非常規(guī)心跳時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)或消息。

【附圖說(shuō)明】

圖1顯示可穿戴裝置的示范性實(shí)施例的外觀；

圖2是圖1中可穿戴裝置的示范性實(shí)施例的示意圖。

圖3A顯示當(dāng)對(duì)象的心跳是常規(guī)時(shí)從感測(cè)的光派生的維度感測(cè)信號(hào)的示范性實(shí)施例。

圖3B顯示當(dāng)對(duì)象的心跳是非常規(guī)時(shí)從感測(cè)的光派生的維度感測(cè)信號(hào)的示范性實(shí)施例。

圖4顯示其波形特征是由圖2中的處理器基于波谷點(diǎn)提取的維度感測(cè)信號(hào)的示范性實(shí)施例；

圖5A顯示根據(jù)圖2中的處理器獲得的統(tǒng)計(jì)信息以顯示跳動(dòng)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)差的直方圖。

圖5B顯示根據(jù)圖2中的處理器獲得的統(tǒng)計(jì)信息以顯示心率的變化的直方圖。

圖6是圖1中可穿戴裝置的另一示范性實(shí)施例的示意圖。

【具體實(shí)施方式】

圖1顯示可穿戴裝置的示范性實(shí)施例的外觀。參考圖1，可穿戴裝置1包含環(huán)10。可穿戴裝置1可以通過(guò)環(huán)10系到對(duì)象的特定區(qū)域。在實(shí)施例中，對(duì)象是人體(即，可穿戴裝置1的用戶)，且特定區(qū)域是用戶的一個(gè)手腕，例如，右手手腕。圖2是圖1中可穿戴裝置的示意圖。參考圖2，可穿戴裝置10還包括發(fā)光源11、光子傳感器12、存儲(chǔ)器13、處理器14、輸出單元15、運(yùn)動(dòng)傳感器16以及狀態(tài)檢測(cè)器17。顯示于圖2中的可穿戴裝置1的部件11-17位于環(huán)10。圖2中的示意圖用于圖示部件11-17的操作，并顯示部件11-17之間的通信。顯示于圖2中的部件布置不是環(huán)10上的實(shí)際布置。環(huán)10上的部件11-17的實(shí)際布置是根據(jù)可穿戴裝置1的設(shè)計(jì)要求來(lái)確定的，例如，環(huán)10的寬度和長(zhǎng)度，不限于本發(fā)明。對(duì)于圖示，圖2顯示對(duì)象的特定區(qū)域20。

參考圖2，當(dāng)可穿戴裝置1系到特定區(qū)域20時(shí)，可穿戴裝置1可進(jìn)入測(cè)量模式。在測(cè)量模式中，發(fā)光源11提供光束21到特定區(qū)域20。同時(shí)，光子傳感器12感測(cè)從特定區(qū)域20中的皮膚反射的光22，并將感測(cè)的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)分量S12。在實(shí)施例中，每次光子傳感器12獲得一個(gè)電信號(hào)分量S12，光子傳感器12儲(chǔ)存一個(gè)電信號(hào)分量S12到存儲(chǔ)器13。根據(jù)實(shí)施例，發(fā)光源11持續(xù)地提供光束21。在另一實(shí)施例中，發(fā)光源11離散地提供光束21用于降低功耗。

處理器14耦合到存儲(chǔ)器13以讀取電信號(hào)分量S12。在實(shí)施例中，處理器14接收由光子傳感器12在測(cè)量模式的預(yù)定周期內(nèi)感測(cè)的一系列電信號(hào)分量S12，且該系列電信號(hào)分量形成維度感測(cè)信號(hào)，如圖3A和3B所示。圖3A顯示維度感測(cè)信號(hào)S30的示范性實(shí)施例，其當(dāng)對(duì)象的心跳是常規(guī)時(shí)從感測(cè)的光派生。圖3B顯示維度感測(cè)信號(hào)S31的示范性實(shí)施例，其當(dāng)對(duì)象的心跳是非常規(guī)時(shí)從感測(cè)的光派生。已知人體的心跳影響手腕中血液流動(dòng)的量。由于血液的光吸收特性，由光子傳感器12感測(cè)的光的強(qiáng)度隨著血液流動(dòng)的量改變，血液流動(dòng)的量隨著光被感測(cè)而同時(shí)呈現(xiàn)。因此，從感測(cè)的光派生的維度感測(cè)信號(hào)可顯示對(duì)象的心跳的狀況。具體而言，在一實(shí)施例中，維度感測(cè)信號(hào)的任何兩個(gè)鄰近波峰點(diǎn)PP30之間的周期表示跳動(dòng)間間隔，如圖3A所示。在另一實(shí)施例中，維度感測(cè)信號(hào)的兩個(gè)鄰近波谷點(diǎn)VP30之間的周期表示跳動(dòng)間間隔，如圖3B所示。在其它實(shí)施例中，維度感測(cè)信號(hào)的斜率具有最大或最小值的兩個(gè)鄰近點(diǎn)之間的周期表示跳動(dòng)間間隔。在下文中，可穿戴裝置1的操作將通過(guò)參考當(dāng)對(duì)象的心跳是非常規(guī)時(shí)出現(xiàn)的維度感測(cè)信號(hào)S40(顯示于圖4)來(lái)描述。

參考圖2和圖4，在獲得維度感測(cè)信號(hào)S40后，處理器14提取維度感測(cè)信號(hào)S40的波形的特征，用于根據(jù)維度感測(cè)信號(hào)S40的波形的特征確定對(duì)象的預(yù)定心臟狀況是否出現(xiàn)以生成確定信號(hào)S14。在實(shí)施例中，預(yù)定心臟狀況是心律不齊。根據(jù)實(shí)施例，處理器14檢測(cè)維度感測(cè)信號(hào)S40的特征點(diǎn)。維度感測(cè)信號(hào)S40的特征點(diǎn)可以是波峰點(diǎn)、波谷點(diǎn)或維度感測(cè)信號(hào)S40的斜率具有最大或最小值的點(diǎn)。在下文中，維度感測(cè)信號(hào)S40的波谷點(diǎn)VP40用作說(shuō)明的示例。參考圖4，處理器14計(jì)算維度感測(cè)信號(hào)S40的每?jī)蓚€(gè)鄰近波谷點(diǎn)之間的距離，獲得計(jì)算的距離D的統(tǒng)計(jì)信息以用作維度感測(cè)信號(hào)S40的波形的特征。在圖4中，僅僅四個(gè)距離D1-D4顯示用于說(shuō)明。在實(shí)施例中，統(tǒng)計(jì)信息由標(biāo)準(zhǔn)差、熵、樣本熵、多尺度、部分功率頻譜、直方圖或多維向量表示。參考圖5A，直方圖是根據(jù)關(guān)于計(jì)算的距離D的統(tǒng)計(jì)信息而獲得以顯示跳動(dòng)間間隔的標(biāo)準(zhǔn)差。圖5B是根據(jù)關(guān)于計(jì)算的距離D的統(tǒng)計(jì)信息獲得的直方圖以顯示心率的變化。在獲得計(jì)算的距離D的統(tǒng)計(jì)信息后，處理器14通過(guò)應(yīng)用算法處理統(tǒng)計(jì)信息以確定預(yù)定心跳狀況(心律不齊)是否出現(xiàn)，并根據(jù)確定結(jié)果生成確定信號(hào)S14到輸出單元15。在實(shí)施例中，算法包含決定規(guī)則、決定樹(shù)、支持向量機(jī)制、隨機(jī)森林或深度學(xué)習(xí)算法。

根據(jù)另一實(shí)施例，處理器14檢測(cè)維度感測(cè)信號(hào)S40的波形的形狀以用作維度感測(cè)信號(hào)S40的波形的特征。在檢測(cè)維度感測(cè)信號(hào)S40的波形的形狀后，處理器14將維度感測(cè)信號(hào)的波形的形狀與參考形狀比較，以確定預(yù)定心臟狀況(心律不齊)是否出現(xiàn)。當(dāng)維度感測(cè)信號(hào)S40的波形的形狀不同于參考形狀時(shí)，處理器14確定預(yù)定心臟狀況出現(xiàn)。在一實(shí)施例中，參考形狀定義用于常規(guī)心跳。在另一實(shí)施例中，參考形狀是從由光子傳感器11在測(cè)量模式預(yù)定周期前感測(cè)的光派生的維度感測(cè)信號(hào)的形狀。

為了準(zhǔn)確地提取維度感測(cè)信號(hào)S40的波形的特征，處理器14可通過(guò)濾波器用于濾波無(wú)效噪聲處理維度感測(cè)信號(hào)S40。

在發(fā)光源11離散地提供光束21的情形中，當(dāng)發(fā)光源11停止提供光束21，光子傳感器12感測(cè)環(huán)境光。處理器使用關(guān)于感測(cè)的環(huán)境光的電信號(hào)分量作為參考參數(shù)，以補(bǔ)償維度感測(cè)信號(hào)S40用于環(huán)境照明條件中的改變。

當(dāng)處理器14確定預(yù)定心臟狀況出現(xiàn)時(shí)，輸出單元15根據(jù)來(lái)自處理器14的確定信號(hào)S14生成警報(bào)信號(hào)，以指示對(duì)象的心跳是非常規(guī)的。根據(jù)實(shí)施例，輸出單元15包含顯示器、振動(dòng)單元、揚(yáng)聲器以及無(wú)線傳送單元的至少一個(gè)。在一實(shí)施例中，當(dāng)處理器14確定預(yù)定心臟狀況出現(xiàn)時(shí)，顯示器根據(jù)警報(bào)信號(hào)顯示關(guān)于預(yù)定心臟狀況的信息，例如，記號(hào)、消息。在另一實(shí)施例中，當(dāng)處理器14確定預(yù)定心臟狀況出現(xiàn)時(shí)，振動(dòng)單元根據(jù)警報(bào)信號(hào)使能振動(dòng)警報(bào)以警告對(duì)象心律不齊。在另一實(shí)施例中，當(dāng)處理器14確定預(yù)定心臟狀況出現(xiàn)時(shí)，揚(yáng)聲器根據(jù)警報(bào)信號(hào)發(fā)出警報(bào)聲音，以警告對(duì)象心律不齊。在一實(shí)施例中，當(dāng)處理器14確定預(yù)定心臟狀況出現(xiàn)時(shí)，無(wú)線傳送單元根據(jù)警報(bào)信號(hào)與遠(yuǎn)程裝置通信，以使能遠(yuǎn)程裝置執(zhí)行特定測(cè)量。例如，遠(yuǎn)程裝置是心電圖(ECG)記錄器。當(dāng)處理器14確定預(yù)定心臟狀況出現(xiàn)時(shí)，無(wú)線傳送單元使能心電圖記錄器執(zhí)行ECG測(cè)量操作。

根據(jù)以上實(shí)施例，可穿戴裝置1可系到對(duì)象(用戶)的特定區(qū)域(手腕)，以監(jiān)測(cè)用戶每天的心跳并當(dāng)檢測(cè)到非常規(guī)心跳時(shí)發(fā)出警報(bào)信號(hào)或消息。當(dāng)用戶被警報(bào)信號(hào)通知時(shí)，用戶或用戶的醫(yī)生可推斷心房顫動(dòng)可能發(fā)生。然后，響應(yīng)于警報(bào)信號(hào)，用戶或其醫(yī)生可采取動(dòng)作，例如，ECG測(cè)量或心臟病的診斷。

在一實(shí)施例中，發(fā)光源11由發(fā)光二極管實(shí)施。由發(fā)光源11提供的光束的強(qiáng)度是可調(diào)整的。例如，在測(cè)量模式的開(kāi)始，發(fā)光源11提供光束并調(diào)整光束的強(qiáng)度，以便由光子傳感器12感測(cè)的光的整個(gè)強(qiáng)度增加。因此，從感測(cè)的光派生的維度感測(cè)信號(hào)的幅度相對(duì)更大或者更清晰，其有益于處理器14基于維度感測(cè)信號(hào)的波形的特征準(zhǔn)確地確定預(yù)定心臟狀況(心律不齊)是否出現(xiàn)。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)對(duì)象猛烈移動(dòng)時(shí)，由光子傳感器12感測(cè)的光的整個(gè)強(qiáng)度可變得過(guò)大或過(guò)小，其不能反映對(duì)象的心跳的狀況。因此，當(dāng)對(duì)象猛烈移動(dòng)時(shí)從感測(cè)的光轉(zhuǎn)換的任何電信號(hào)分量對(duì)于心律不齊的確定是無(wú)效的。參考圖2，可穿戴裝置1也包含運(yùn)動(dòng)傳感器16。運(yùn)動(dòng)傳感器16用于感測(cè)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)傳感器16感測(cè)對(duì)象猛烈移動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)傳感器16生成指示信號(hào)S16到處理器14。當(dāng)處理器14接收指示信號(hào)時(shí)，處理器14從維度感測(cè)信號(hào)排除電信號(hào)分量，電信號(hào)分量是從對(duì)象猛烈移動(dòng)期間感測(cè)的光轉(zhuǎn)換的。

當(dāng)對(duì)象正在睡覺(jué)，由光子傳感器12感測(cè)的光的整個(gè)強(qiáng)度可不被較大運(yùn)動(dòng)所影響，且過(guò)程可準(zhǔn)確地確定預(yù)定心臟狀況(心律不齊)是否出現(xiàn)。因此，可穿戴裝置1也包含狀態(tài)檢測(cè)器17。狀態(tài)檢測(cè)器17用于檢測(cè)對(duì)象的當(dāng)前狀態(tài)。當(dāng)狀態(tài)檢測(cè)器17檢測(cè)對(duì)象是在特定狀態(tài)(例如，睡眠狀態(tài))時(shí)，狀態(tài)檢測(cè)器17生成使能信號(hào)S17以觸發(fā)光子傳感器12以感測(cè)來(lái)自特定區(qū)域的光。注意，狀態(tài)檢測(cè)器17的輸入可以是處理器14的輸出。在一實(shí)施例中，特定狀態(tài)的檢測(cè)可以由運(yùn)動(dòng)傳感器16執(zhí)行。在此情況下，狀態(tài)檢測(cè)器17從可穿戴裝置1移除。當(dāng)運(yùn)動(dòng)傳感器16感測(cè)對(duì)象沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)傳感器16確定對(duì)象是在特定狀態(tài)(睡眠狀態(tài))并生成使能信號(hào)以觸發(fā)光子傳感器12。

在一些實(shí)施例中，可穿戴裝置1還包括ECG記錄器60，如圖6所示。ECG記錄器60位于環(huán)10上。當(dāng)可穿戴裝置1系到對(duì)象(用戶)的特定區(qū)域(手腕)時(shí)，ECG記錄器的電極接觸特定區(qū)域的皮膚。ECG記錄器60耦合到處理器14。當(dāng)處理器14確定預(yù)定心臟狀況(心律不齊)出現(xiàn)時(shí)，來(lái)自處理器14的確定信號(hào)S14被生成以觸發(fā)ECG記錄器60以執(zhí)行ECG測(cè)量操作，以便根據(jù)ECG測(cè)量的結(jié)果可以確定心房顫動(dòng)。響應(yīng)于ECG測(cè)量結(jié)束，ECG記錄器60發(fā)送表示測(cè)量結(jié)果的ECG測(cè)量數(shù)據(jù)到服務(wù)器或接收器。此外，ECG記錄器60也發(fā)送ECG測(cè)量數(shù)據(jù)到處理器14。處理器14根據(jù)ECG測(cè)量數(shù)據(jù)確定心律不齊是否出現(xiàn)，并根據(jù)確定結(jié)果生成信號(hào)。信號(hào)可以發(fā)送到輸出單元15。在此情況下，輸出單元15可根據(jù)關(guān)于ECG測(cè)量的信號(hào)生成警報(bào)信號(hào)。

盡管本發(fā)明以示例的方式以及依據(jù)優(yōu)選實(shí)施例來(lái)描述，要理解，本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。相反，其旨在覆蓋本領(lǐng)域技術(shù)人員清楚的各種修改和類似布置。因此，所附的權(quán)利要求的范圍應(yīng)該符合最廣解釋，以便包含所有這樣的修改和類似布置。