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用于非侵入地监测生理参数的设备、系统及方法

阅读：1022发布：2020-08-16

专利汇可以提供用于非侵入地监测生理参数的设备、系统及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于监测生命体征的系统，所述系统被配置成结合计算机化移动设备使用，所述系统包括：被适配成与所述计算机化移动设备可操作地接合的套壳传感器组件，所述套壳传感器组件集成有至少一个生理传感器；生理数据获取模块，所述生理数据获取模块被配置成生成描述所述至少一个生理传感器接收的物理刺激的生理参数测量值；以及验证模块，所述验证模块被配置成控制所述生理参数测量值的有效性状态。，下面是用于非侵入地监测生理参数的设备、系统及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种用于监测生命体征的系统，所述系统被配置成结合计算机化移动设备使用，所述系统包括：
被适配成与所述计算机化移动设备可操作地接合的套壳传感器组件，所述套壳传感器组件集成有至少一个生理传感器；
生理数据获取模块，所述生理数据获取模块被配置成生成描述由所述至少一个生理传感器接收的物理刺激的生理参数测量值；以及
验证模块，所述验证模块被配置成控制所述生理参数测量值的有效性状态。
2.如权利要求1所述的系统，还包括至少一个验证传感器，所述至少一个验证传感器被定位成结合所述至少一个生理传感器使用并且被配置成向所述验证模块提供验证数据来确定所述生理参数测量值的所述有效性状态。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述至少一个验证传感器被配置成感测所述至少一个生理传感器是否被被置于以有效的方式接收所述物理刺激的状态。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个生理传感器是光体积描记传感器，并且所述至少一个验证传感器选自包括以下各项的一组传感器：压力传感器、位置传感器、电容传感器、电导传感器。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个生理传感器选自包括以下各项的群组：温度传感器、心率传感器、ECG传感器、光体积描记传感器、血压传感器和血液成分传感器。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个验证传感器选自包括以下各项的一组传感器：压力传感器、力传感器、温度传感器、阻抗传感器、电容传感器、力矩传感器、加速计、气压计、光传感器、接近度传感器、位置传感器、电导传感器和湿度传感器。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个生理传感器包括电容式传感器。
7.如权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个验证传感器集成到所述套壳传感器组件中。
8.如权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个验证传感器包括多个验证传感器，所述多个验证传感器中的至少一个集成到与所述套壳传感器组件可操作地接合的所述计算机化移动设备中。
9.如权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个验证传感器包括多个验证传感器，所述多个验证传感器中的至少一个集成到所述套壳传感器组件中，并且所述多个验证传感器中的至少一个集成到与所述套壳传感器组件可操作地接合的所述计算机化移动设备中。
10.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个生理传感器包括多个生理传感器，所述多个生理传感器中的至少一个集成到所述计算机化移动设备中。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述至少一个生理传感器包括所述计算机化移动设备的电容式触摸屏。
12.如权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个生理传感器内置到所述套壳传感器组件上的选自包括以下各项的群组的位置中：后侧、前侧和侧壁。
13.如权利要求7所述的系统，其中，所述至少一个验证传感器内置到所述套壳传感器组件上的选自包括以下各项的群组的位置中：后侧、前侧和侧壁。
14.一种用于监测生命体征的系统，所述系统被配置成结合计算机化移动设备使用，所述系统包括：
被适配成与所述计算机化移动设备可操作地接合的套壳传感器组件，所述套壳传感器组件集成有导电元件阵列，其中各个导电元件与其它导电元件电隔离，使得当所述导电元件的子集电耦合在一起时，所述子集作为第一生理传感器操作；以及
生理数据采集模块，所述生理数据采集模块被配置成生成描述由所述第一生理传感器接收的物理刺激的数据。
15.如权利要求14所述的系统，其中，所述导电元件的第二子集当电耦合在一起时作为第二生理传感器操作，并且所述生理数据采集模块被进一步适配成生成描述由所述第一生理传感器和所述第二生理传感器接收的物理刺激的数据。
16.如权利要求15所述的系统，其中，所述导电元件的第三子集当电耦合在一起时作为第三生理传感器操作，并且所述生理数据采集模块被进一步适配成生成描述由所述第一生理传感器、所述第二生理传感器和所述第三生理传感器接收的物理刺激的数据。
17.如权利要求14所述的系统，其中，所述导电元件阵列是行列矩阵。
18.如权利要求14所述的系统，其中，所述导电元件的形状是六边形并且被排列为格栅形式，使得各个六边形导电元件的至少一个边与所述格栅形式中的另一个六边形导电元件的边相抵接。
19.一种用于监测生命体征的系统，所述系统被配置成结合计算机化移动设备使用，所述系统包括：
被适配成与所述计算机化移动设备可操作地接合的套壳传感器组件，所述套壳传感器组件集成有电连接器端口，所述电连接器端口具有阳端和阴端，所述阳端被适配成接合所述计算机化移动设备的电源端口，并且所述阴端被配置成接纳外部电源接口，所述电连接器端口具有连接状态和断开状态，其中，在所述连接状态下，所述套壳传感器组件与所述计算机化移动设备电连接，并且在所述断开状态下，所述套壳传感器组件从所述计算机化移动设备电气地断开；
当所述外部电源接口被插入所述电连接器端口的所述阴端时，所述电连接器端口从所述连接状态转变到所述断开状态。
20.如权利要求19所述的系统，其中，所述电连接器端口包括：两个电源引脚和两个数据引脚；
其中，当被插入所述电连接器端口时，所述外部电源接口致使所述两个电源引脚与所述电连接器端口中的所述套壳传感器组件的电源接口脱离接合，从而使得所述电连接器端口从所述外部电源接口电气地断开并同时被适配成与所述计算机化移动设备电通信。

说明书全文

用于非侵入地监测生理参数的设备、系统及方法

技术领域

[0001] 本文公开的实施例总体上涉及监测人体的生理参数，并且更具体地涉及非侵入地监测这种生理参数。

背景技术

[0002] 很大一部分人群受到各种长期医学状况困扰，诸如高血压、心脏心律不齐和/或糖尿病。这些状况造成中风风险增加，并且受到这种状况困扰的许多人由于缺少意识或诊
断困难而没有得到适当的治疗。而且，很大一部分人群患有具有可能指示增加的健康状况
可能性(诸如可能导致心肌梗塞 (心脏病)和其他有害事件的心脏局部缺血)的症状。

[0003] 对生理参数进行监测可以提供症状启示并且可以发现可能发展成严重的健康状况的状况。上述描述被展示为本领域中相关技术的总体概览并且不应当被解释为承认其
所包含的任何信息构成对抗本专利申请的现有技术。
发明内容

[0004] 根据本发明，提供了一种用于监测生命体征的系统，所述系统被配置成结合计算机化移动设备使用，所述系统包括：被适配成与所述计算机化移动设备可操作地接合的套
壳传感器组件，所述套壳传感器组件集成有至少一个生理传感器；生理数据获取模块，所
述生理数据获取模块被配置成生成描述所述至少一个生理传感器接收的物理刺激的生理
参数测量值；以及验证模块，所述验证模块被配置成控制所述生理参数测量值的有效性状
态。

[0005] 根据以下描述的本发明的优选实施例中的进一步特征，所述系统还包括至少一个验证传感器，所述至少一个验证传感器被置于结合所述至少一个生理传感器使用并且
被配置成向所述验证模块提供验证数据来确定所述生理参数测量值的所述有效性状态。

[0006] 根据所描述的优选实施例中的仍进一步特征，所述至少一个验证传感器被配置成感测所述至少一个生理传感器是否被置于以有效的方式接收所述物理刺激的状态。

[0007] 根据仍进一步特征，所述至少一个生理传感器是光体积描记传感器，并且所述至少一个验证传感器选自包括以下各项的一组传感器：压力传感器、位置传感器、电容传感
器、电导传感器。

[0008] 根据仍进一步特征，所述至少一个生理传感器选自包括以下各项的群组：温度传感器、心率传感器、ECG传感器、光体积描记传感器、血压传感器和血液成分传感器。

[0009] 根据仍进一步特征，所述至少一个验证传感器选自包括以下各项的一组传感器：压力传感器、力传感器、温度传感器、阻抗传感器、电容传感器、力矩传感器、加速计、气压计、光传感器、接近度传感器、位置传感器、电导传感器和湿度传感器。

[0010] 根据仍进一步特征，所述至少一个验证传感器集成到所述套壳传感器组件中。

[0011] 根据仍进一步特征，所述至少一个验证传感器包括多个验证传感器，并且所述多个验证传感器中的至少一个集成到与所述套壳传感器组件可操作地接合的所述计算机化
移动设备中。可替代地，所述至少一个验证传感器包括多个验证传感器，并且所述多个验
证传感器中的至少一个集成到与所述套壳传感器组件可操作地接合的所述计算机化移动
设备中。

[0012] 根据仍进一步特征，所述至少一个生理传感器包括多个生理传感器，并且所述多个生理传感器中的至少一个集成到所述计算机化移动设备中。

[0013] 根据仍进一步特征，所述至少一个生理传感器和/或所述至少一个验证传感器内置到所述套壳传感器组件上的选自包括以下各项的群组的位置中：后侧、前侧和侧壁。

[0014] 根据仍进一步特征，所述至少一个生理传感器包括电容式传感器。

[0015] 根据仍进一步特征，所述至少一个生理传感器包括所述计算机化移动设备的电容式触摸屏。

[0016] 根据另一个实施例，提供了一种用于监测生命体征的系统，所述系统被配置成结合计算机化移动设备使用，所述系统包括：被适配成与所述计算机化移动设备可操作地接
合的套壳传感器组件，所述套壳传感器组件集成有导电元件阵列，其中各个导电元件与其
它导电元件电隔离，使得当所述导电元件的子集电耦合在一起时，所述子集作为第一生理
传感器操作；以及生理数据获取模块，所述生理数据获取模块被配置成生成描述所述第
一生理传感器接收的物理刺激的数据。

[0017] 根据仍进一步特征，所述导电元件的第二子集当电耦合在一起时作为第二生理传感器操作，并且所述生理数据获取模块被进一步适配成生成描述所述第一生理传感器
和所述第二生理传感器接收的物理刺激的数据。

[0018] 根据仍进一步特征，所述导电元件的第三子集当电耦合在一起时作为第三生理传感器操作，并且所述生理数据获取模块被进一步适配成生成描述所述第一生理传感器、
所述第二生理传感器和所述第三生理传感器接收的物理刺激的数据。

[0019] 根据仍进一步特征，所述导电元件阵列是行列阵列。可替代地，所述导电元件的形状是六边形并且被排列为格栅形式，使得各个六边形导电元件的至少一个边与所述格
栅形式中的另一个六边形导电元件的边相抵接。

[0020] 根据另一个实施例，提供了一种用于监测生命体征的系统，所述系统被配置成结合计算机化移动设备使用，所述系统包括：

[0021] 被适配成与所述计算机化移动设备可操作地接合的套壳传感器组件，所述套壳传感器组件集成有电连接器端口，所述电连接器端口具有阳端和阴端，所述阳端被适配成
接合所述计算机化移动设备的电源端口，并且所述阴端被配置成接纳外部电源接口，所述
电连接器端口具有连接状态和断开状态，其中，在所述连接状态下，所述套壳传感器组件
与所述计算机化移动设备电连接，并且在所述断开状态下，所述套壳传感器组件从所述计
算机化移动设备电气地断开；当所述外部电源接口被插入所述电连接器端口的所述阴端
时，所述电连接器端口从所述连接状态转变到所述断开状态。

[0022] 根据仍进一步特征，所述电连接器端口包括两个电源引脚和两个数据引脚；其中，当被插入所述电连接器端口时，所述外部电源接口致使所述两个电源引脚与所述电连
接器端口中的所述套壳传感器组件的电源接口脱离接合，从而使得所述电连接器端口从
所述外部电源接口电气地断开并同时被适配成与所述计算机化移动设备电通信。
附图说明

[0023] 为了说明简单和清晰，附图所示的元件可能不一定按比例绘制。例如，为了展示清晰，一些元件的维度可以相对于其他元件被放大。另外，可以在附图中重复参考标号来
指示相应的或类似的元件。以下概述了附图。

[0024] 图1A是根据一个实施例的用于监测用户的生理参数的系统的一个示意性框图表示；

[0025] 图1B是根据一个实施例的安装的并且与计算机化移动设备可操作地接合以形成用于监测生理参数的系统的传感器组件的一个示意性后视图表示；

[0026] 图1C是根据一个实施例的与计算机化移动设备可操作地接合的传感器组件的另一个示意性后视图表示；

[0027] 图2A是根据一个实施例的与计算机化移动设备可操作地接合的传感器组件的一个示意性立体前视图表示；

[0028] 图2B是根据一个实施例的与计算机化移动设备可操作地接合的传感器组件的另一个示意性立体前视图表示；

[0029] 图3是示例性传感器电极阵列的一个示意性表示；

[0030] 图4是本系统的一个实施例的一个示意性框图表示；以及

[0031] 图5是用于测量并监测用户的生理参数的方法的流程图表示。

[0032] 图6A-C示出用于断开传感器电子设备的开关/断开机制；

[0033] 图6D-G示出其他开关/断开机制；

[0034] 图7是包括电容传感器的套壳组件的一个实施例的简图；

[0035] 图8A-C示出通过电容式触摸屏耦合到移动计算设备的套壳组件的实施例。

[0036] 图9A-9C示出示例性温度传感器的实施例。

具体实施方式

[0037] 参照特定示例给出了用于监测人类生理参数的设备、系统和方法的以下描述，需要理解的是本设备、系统和方法不限于这些示例。

[0038] 参考图1A-1C和图2A-2B，用于监测生理信号的监测系统1000的示例性实施例可以包括可以与计算机化移动设备1200可操作地接合的套壳传感器组件1000。监测系统
1000可以操作以实现用于监测本系统的用户的生理参数的检测方法、过程和/或操作。

[0039] 如本文所使用的，术语“用户”可以指代人类个体。

[0040] 这种方法、过程和/或操作可以在此由“监测引擎”实现，并且可以被示意性地表示为由字阴数字标签“1500”表示的方框。如本文所使用的，术语“引擎”还可以涉及和/或包括模块和/或计算机化应用。

[0041] 术语“引擎”可以包括一个或多个计算机模块，其中，模块可以是与更大的系统(见例如艾伦·弗里德曼(Alan Freedman)，计算机术语表(The Computer Glossary)268，
8th ed.，1998)接口连接的自容式硬件(HW)和 /或软件(SW)部件。这种模块可以由被编程
为致使本系统实现本文公开的方法、过程和/或操作的电路或控制器。

[0042] 模块可以包括机器和/或机器可执行指令。例如，模块可以被实现为HW 电路，该HW电路包括例如可定制超大规模集成(VLSI)电路或门阵列、现成的半导体器件(诸如逻辑
门、晶体管或其他离散部件)。模块还可以被实现在可编程HW设备(诸如现场可编程门阵
列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等等)中。

[0043] 在一个实施例中，监测引擎1500可以包括生理数据获取模块1510和验证模块1520，该生理数据获取模块生成描述生理参数传感器1140所接收的物理刺激的数据(“生
理参数”)并且涉及所监测的用户的生理参数，该验证模块可以确定所生成的生理参数的
有效性状态。在一个实施例中，监测引擎1500可以仅为用户提供验证模块1520确定其有效
的生理参数信息。

[0044] 在一个实施例中，监测引擎1500使得监测系统1000能够随着时间收集并分析描述多个生理参数的值的数据、显示图表从而示出生理参数值的趋势以及可选地提醒用户
和/或第三方某个生理参数的值偏离正常范围(例如，低于或高于阈值)。生理参数的变化
可以被基本上实时地显示给监测系统的用户。在一个实施例中，系统1000的监测引擎1500
可以自动地分析并致使所述系统提供有关所获取的胜利信息的反馈。

[0045] 获取模块1510可以包括生理传感器1110，该生理传感器集成到套壳传感器组件1100(图1B)中并且可选地集成在移动设备1200中。另外，验证模块1520可以包括验证传感
器1120，该验证传感器包括在套壳传感器组件1100中并且可选地包括在移动设备1200(图
1B)中。

[0046] 在一个实施例中，套壳传感器组件1100的传感器或包括在其中的传感器可以不受可能由移动设备1200发射的电磁辐射的干扰，以减少或消除套壳传感器组件1100的传
感器可能以其他方式受到的电磁干扰。套壳传感器组件1100的传感器可以因此操作以在
例如当用移动设备1200上网时从移动设备1200发送通信信号或移动设备1200接收通信信
号期间和/或在使用移动设备1200接打电话期间测量生理参数。

[0047] 表述“测量生理参数”及其语法变体还可以涵盖术语“估计生理参数的值” 的意义。

[0048] 计算机化移动设备可以例如指代多功能移动终端用户设备(也被称为 “蜂窝电话”或“智能电话”)、平板计算机、迷你平板计算机、个人数字助理、手持式计算机和/或笔记本计算机。

[0049] 套壳传感器组件1100可以包括适合至少部分地覆盖或围合移动设备 1200的套壳1105。套壳1105具有在图1B-1C中示意性地示出的后侧以及在图2A-2B中示意性示出的用
于套壳移动设备1200的前侧。套壳1105可以包括从前侧边延伸到套壳的后侧边的侧壁本
体部分。在一个实施例中，套壳的后侧可以覆盖移动设备1200的后部。前侧可以具有外缘
或框架的形式，当安装套壳1105时，该外缘或框架装边于移动设备1200的前侧的至少足
够的部分，使得该移动设备至少部分地由套壳的后侧和外缘加框，从而将套壳耦合到移动
设备。套壳1105可以按照各种形状和形式安装到移动设备1200上。套壳可以是结实的并非
柔性的或者弹性地柔性的。

[0050] 套壳传感器组件1100还包括位于套壳的前侧的一个或多个生理参数传感器1110(例如，图1B和图1C所示的传感器1110A-1110E)以及位于套壳的后侧的一个或多个生理参
数传感器(例如，图2A和图2B所示的传感器1110Fa和1110F)，用于确定一个或多个生理参
数的当前值。一个或多个生理传感器或接口可以位于套壳1105的侧壁处，诸如例如用于测
量血糖和 /或胆固醇浓度的“血液成分”传感器1110G。可选地，“血液成分”传感器1110G 可以操作以确定由测试条1111G取样的血液类型。监测系统1000可以操作以能够例如将包括
例如血糖水平、胆固醇水平和/或血液类型的血液相关的信息传输到第三方，例如本文以
下更详细概述的。将信息传输到第三方可以响应于按钮1190(也被称为“应急按钮”)的按
压或接合而发生，该按钮可以由套壳传感器组件1100和/或移动设备1200提供。

[0051] 在一个实施例中，响应于接合应急按钮1190，报警消息被发送到第三方。在一个实施例中，监测引擎1500可以被配置成过滤出应急按钮的不想要的或无意的按压，以避免
或减少误报警的可能性。然而，即使例如移动设备1200在睡眠模式、关机或锁定，应急按钮仍可以操作。

[0052] 在一个实施例中，生理和/或验证传感器1110和/或1120可以被包括在和/或构成套壳1105的后侧和前侧的一部分。例如，生理传感器1110A-1110E (图1B和图1C)可以被包
括在或构成套壳1105的后侧的一部分，而传感器1110Fa和1110F(图2A和图2B)可以被包括
在或构成套壳1105的前侧的一部分。另外，生理和/或验证传感器1110和/或1120可以被包
括在和/ 或构成套壳1105的侧壁的一部分，例如传感器1110G。

[0053] 在一些情况下，生理参数传感器可以被称为“生理传感器”或“套壳生理传感器”。

[0054] 套壳传感器组件1100还可以包括位于套壳1105的后侧、前侧和侧壁处的一个或多个验证传感器1120。验证传感器1120可以被置于使得可以结合生理参数传感器1110用
来控制生理参数测量值的有效性状态。例如，验证传感器1120中的一个或多个的读数可以
用于确定是否满足用于向用户显示生理参数信息的至少一个验证标准或条件。在一个实
施例中，多个验证传感器1120的读数可以组合在一起来获得生理测量值将是可靠的指示。
该组合例如可以被定义为使用用于指示用户将设备保持静止(阈值高于加速计读数)、用
户将手指放在正确的位置(使用电导传感器)和/或手指在传感器上的压力位于正确的范
围内(阈值高于压力传感器读数)的若干传感器。在一个实施例中，多个验证传感器1120的
读数可以相互比较以确定不同的权重或丢弃生理传感器1110的读数，或者在一个实施例
中，自动地在获取相同的生理参数的生理传感器1110之间切换。例如，监测引擎1500可以
在获取ECG信号和阻抗测量值之间切换。

[0055] 在一个实施例中，当用户将身体部位与用于随着时间测量生理参数的当前值的生理传感器1110中的一个或多个接合时，验证传感器1120可以为用户提供指示是否满足
用于有效地测量生理参数的条件的输出。在另一个实施例中，可以仅向用户显示经验证的
信息。在一个实施例中，验证传感器1120可以用于为用户提供如何接合生理传感器1110从
而获得生理参数的经验证值的指令。

[0056] 在一个实施例中，套壳1105可以包括确定生理参数的值以及用于验证是否满足用于确定生理参数的条件所需的所有硬件和/或软件。在一个实施例中，监测引擎1500可
以被配置成使得移动设备1200可以操作以仅向用户显示由验证模块1520所验证的生理信
息。相应地，在一个实施例中，移动设备1200可以没有生理传感器1110和验证传感器1120，所有这些传感器包括在套壳传感器组件1100中。表述“显示信息”及其语法变体可以例如
包括分别经由例如移动设备1200的扬声器(未示出)和/或屏幕向监测系统 1000的用户进
行信息的听觉和/或视觉显示。所显示的生理信息描述生理传感器所受到的并且涉及用户
的生理参数的物理刺激。

[0057] 当安装(即，可操作地接合)传感器套壳组件1100时，生理传感器1110 和/或验证传感器1120可以例如经由通信模块(未示出)与移动设备1200 可通信地耦合。通信模块可
以包括用于使用有线和/或无线部件(未示出) 传输和/或接收数据的I/O设备驱动器(未示
出)和/或网络接口驱动器(未示出)。设备驱动器可以例如与键盘、USB端口和/或音频插孔
接口连接。网络接口驱动器可以例如执行以下协议：互联网、内部网、广域网(WAN)、局域网(LAN)，采用例如无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、个域网 (PAN)、外部网、2G、3G、3.5G、
4G，包括例如移动WIMAX或高级长期演进(LTE)、蓝牙、ZigBee、近场通信(NFC)、光(例如，IR)通信和 /或任何其他当前的或未来的通信网络、标准和/或系统。

[0058] 在一个实施例中，生理传感器1110中的至少一个可以包括位于套壳 1105后部的电极1111。例如，生理传感器1110B-1110D可以包括分别包括并入在移动设备套壳1105中
的用于确定生物阻抗参数的值的电极 1111B-111D，如本文概述的。在一个实施例中，生理
传感器1110B可以覆盖套壳1105的角落部分。在另一个示例中，外部验证传感器1120可以
例如包括例如位于套壳1105后部的压力传感器、力传感器、温度传感器、阻抗传感器和/
或电容传感器。在一个实施例中，生理传感器1110B至1110D 的电极例如可以具有用于确保
高导电性而不需要将电极另外加湿的多层涂层。电极可以例如是具有银或氯化银涂层的
干电极。

[0059] 应当注意，在一些实施例中，本文所使用的术语“前部”可以指代移动设备的包括显示器的一侧，而术语“后部”可以指代移动设备1200的不具有显示器的一侧。更确切地，套壳1105的后侧可以在安装时向外翻转，即，能够由用户接合，而无需从移动设备1200移
除套壳1105。

[0060] 可以由套壳传感器组件1100使用的生理传感器1110的非限制性示例可以包括：氧饱和传感器，例如，用于测量外围毛细血管氧饱和(SpO2)和/ 或用于测量心率(皆由例如
生理传感器1110A体现)；传感器阵列(例如，生理传感器1110B-1110D)，用于确定身体成分
(总体水，例如以得出体脂/ 肥胖和/或无脂肪质量)和/或心脏活动，以获得例如心电图
(ECG)、肌电图(EMG)和/或脑电图(EEG)。ECG信号可以由具有移动设备1200的可操作地耦
合的电极(未示出)获得。

[0061] 如图2A和图2B示意性地所示，用于测量身体和/或皮肤温度的非接触式或接触式温度传感器1110F和1110Fa可以位于套壳1105的前侧。如本文以下将更详细概述的，温度
传感器1110F和1110Fa可以结合温度验证传感器1120F使用。

[0062] 非接触式温度传感器1110F和1110Fa可以例如由红外线(IR)传感器体现。这种基于IR的温度传感器可以包括用于将IR辐射聚焦到IR传感器的检测器(未示出)上的透镜或
透镜阵列(未示出)。该检测器将至少一些入射能量转换为可以在补偿环境温度变化之后
按照温度单位表示的电信号或光信号。电磁谱的测量IR部分可以例如范围从0.7μm到20μm
波长。

[0063] 接触式温度传感器1110F和1110Fa可以由热偶式温度传感器体现。

[0064] 通过相对于用户的身体部位的组织(例如，用户的前额或颈部)可操作地定位例如温度传感器1110F和1110Fa，可以确定用户的皮肤温度的当前值。例如，可以通过定位基
于IR的温度传感器1110F和1110Fa使得其检测器面朝用户的前额或颈部的组织或者通过
将接触式温度传感器与用户的前额或颈部的组织接合来获得指示用户的皮肤温度的值。

[0065] 可以通过在用户的身体的各个区域上滑动温度传感器1110F和1110Fa 以及通过从所获得的测量值选择最大值来获得有关核心身体温度的估计值。最大值可以被认为是
核心身体温度。

[0066] 而且，在一个实施例中，并且如图1C和图2B示意性地所示，套壳传感器组件1100还可以包括传感器1110G，该传感器可以具有位于套壳1105 的侧壁处的用于接纳用于确定
例如血液内的血糖和/或胆固醇水平和/或血液类型的测试条1111H的接口。监测系统1000
可以例如操作以经由相同的接口或经由相应的血糖和胆固醇读取接口从单个测试条选择
血糖和胆固醇水平。在后一种情况下，通过仅将测试条与传感器接合一次，用户可以获得
其血糖和LDL胆固醇水平的读数。

[0067] 在一个实施例中，监测引擎1500可以操作以确定与生理传感器1110G 接合的测试条的类型(血糖或胆固醇测试条)以及提供相应的输出。

[0068] 用于血糖测量的传感器可以基于将血糖浓度转换为电压或电流信号。相应地，测试条可操作以允许电流分析。在一个实施例中，用于血糖测量的传感器部分可以包括形成
对过氧化氢进行电解的电路的一部分的铂银电极。过氧化氢是由于血糖氧化物膜上的血
糖氧化而产生的。流经电路的电流提供过氧化氢的浓度的测量值，该测量值进而提供测试
条的血液样本的血糖浓度的指示。

[0069] 在一个实施例中，生理传感器1110还可以操作以获得与血细胞容量计、无创血糖、无创血压、血流速度和/或身体阻抗分析仪的水平有关的值。在一个实施例中，可以基
于脉冲瞬时(PTT)使用从光体积描记器和ECG信号获得的信号确定血压趋势。

[0070] 在一个实施例中，套壳传感器组件1100的某个生理和/或验证传感器 1110和/或1120还可以包括一个或多个加速计、陀螺仪、用于测量施加在套壳1105和/或移动设备
1200上的扭转力和/或弯曲力的力矩传感器、气压计、接近度传感器、高度计、磁力计、光传感器、触屏传感器、全球定位系统的接收器、温度传感器、气压计、湿度传感器和/或前置照相机和/或后置照相机。在一个实施例中，加速计可以用于实现降落检测器，即，标识移动设备和/或套壳传感器组件的冲击的检测器。

[0071] 在进一步的示例中，监测系统1000可以包括生理和/或验证传感器，该生理和/或验证传感器可以包括在计算机化移动设备1200中。移动设备1200 的生理和/或验证传感器
可以例如由移动设备的惯性传感器和/或由非惯性传感器实现。惯性传感器可以包括例如
加速计、和/或陀螺仪和/或力矩传感器。移动设备1200的非惯性传感器可以包括例如一个
或多个用于气压计、接近度传感器、高度计、磁力计、光传感器、触屏传感器、全球定位系统的接收器、温度传感器、气压计、用于测量施加到移动设备上的扭转力和/ 或弯曲力的力矩
传感器、湿度传感器和/或前置照相机和/或后置照相机。

[0072] 应当注意，本文将传感器划分为包括在套壳传感器组件1100中或包括在移动设备1200中绝不意味着是限制性的。相应地，在一个实施例中，具有特定的类似的或完全相
同的功能的多个传感器中的第一个传感器可以包括在移动设备1200中，而具有该特定功
能的该多个传感器中的第二传感器可以另外包括在套壳传感器组件1100中或作为其一部
分。在一个实施例中，可以在此被称为或列为位于移动设备1200外部的传感器可以在一个
替代实施例中包括在移动设备1200中，并且反之亦然。然而，如本文已经指示的，在一个
实施例中，移动设备1200可以没有生理传感器1110和验证传感器 1120，所有这些传感器包
括在套壳传感器组件1100中。

[0073] 在一个实施例中，包括在套壳传感器组件1100中的用于测量氧饱和传感器和/或心率的生理传感器1110A可以由包括光源光电检测器组件的光体积描记器实现，该光源光
电检测器组件用于分别发射光(例如，以范围从 600nm到1300nm的一个波长或多个波长)以
及检测由用户的身体末端(例如，手指)反射的光。在一个实施例中，反射技术可以用于测
量例如氧饱和传感器和/或心率。相应地，光源和光电检测器位于同一表面上，例如，位于套壳1105的后部。

[0074] 如本文已经简要提及的，生理传感器1110B-1110D可以包括金属垫或电极。在一个实施例中，传感器1110B-1110D中的两个传感器可以用于通过测量人体的彼此远端地定
位的两个组织区域之间的电参数(例如，阻抗或导电率)确定身体成分。相应地，可以基于
生物电阻抗分析法(BIA)原理确定身体成分。

[0075] 例如，用户可以使得一个手掌的一个手指的组织区域(例如，食指) 与生理传感器1110B的第一电极接触，同时一只脚的一个脚趾与生理传感器1110C的第二电极接触，以确
定指示人体在这两个区域之间施加的阻抗的电参数的值从而得出身体肥胖指数。更确切
地，可以通过向组织内注入小电流(例如，范围从0.4到0.8mA)交流确定身体成分。所测量
的电压差被转换为阻抗。所测量的电压以及因此阻抗取决于许多因素，包括例如交流频
率(例如，40-50kHz)以及为其测量阻抗的个人的体重、性别、身高、年龄。由于细胞膜、组织界面以及非离子组织的电容，上述因素影响组织自身的电阻以及组织电抗。所测量的电阻
可以被认为大约等效于肌肉组织的电阻。

[0076] 在一个实施例中，各自包括金属触点的生理传感器1110B-1110D可以另外或可替代地用于基于测量生物电势检测身体电活动以获得ECG、EMG 和/或EEG信号。为了获得例如
ECG读数，生理传感器1110B-1110D可以与肢体接触以获得“肢体导联”或“增强肢体导联”。
例如，用户的两只手中的一只手的手指可以与第一生理传感器1110B的电极接触，而用户
的另一只手的相应手指可以与第二生理传感器1110C的电极接触，同时用户的任一只手
的第三手指可以被设定成与第三生理传感器1110D的电极接触，例如以大约根据用于获得
ECG读数的所谓的“埃因霍温三角形”生成接触，例如，用于提取心率和/或检测心脏心律失常，例如包括心动过速、心动过缓、暂停和/或心房颤动(AF)。在一些实施例中，可以确定心率可变性参数。在一个实施例中，可以例如使用生理传感器1110B-1110D中的两个传感器
进行阻抗测量，因为用户同时将其一只手的一个手指以及一只脚的一个脚趾与相应的不
同的传感器1110接合。

[0077] 还可以经由生理传感器1110B-1110D的电极获得EMG信号。例如，当用户将一只手的两个手指放置在生理传感器1110B-1110D中的两个传感器的金属垫上时，可以获得位于
用户的相应的两个相邻手指之间的用户的尺侧腕屈肌组的EMG信号。

[0078] 另外参考图3。在另一个实施例中，传感器1110B’-1110D’可以各自被实现为传感器电极阵列(未示出)的一部分。传感器电极阵列可以例如包括按照行列“电极像素”排列
的多个单独的导电元件1112。可替代地，导电元件1112的阵列可以根据六边形导电元件
1112的像素格栅进行排列。在任一种情况下，电极像素可以各自彼此电(例如，电流地)隔
离，使得通过同一用户的相应的两个或三个不同的身体部位(例如，手指2000A和2000B)
同时触摸传感器电极的任意两个或三个区域，像素阵列可以能够得出有关身体成分和/或
身体的电活动的信息。每个区域可以包括一组多个导电元件 1112。因此，触摸这种传感器
电极阵列的第一身体部位和第二身体部位“创建”相应的生理传感器1110B’和1110C’(阴
影导电元件)，其中，每个这种传感器包括传感器电极阵列的多个电极。非阴影元件未由用
户的手指2000A 和2000B接合。导电元件1112与包括在套壳传感器组件1100中的处理器可
操作地耦合，以连续地测量不同生理传感器1110B’-1110D’的导电和控制创建。将参照图4具体地参考包括在套壳传感器组件1100中的处理器。

[0079] 总而言之，套壳传感器组件集成有导电元件阵列，每个导电元件与其他导电元件电隔离，使得当导电元件的子集电耦合在一起(例如，通过手指2000A)时，该子集作为第一
生理传感器1110B’操作。生理数据获取模块被配置成生成描述第一生理传感器接收的物
理刺激的数据。

[0080] 导电元件的第二子集当电耦合在一起(例如，通过手指2000B)时作为第二生理传感器1110C’操作，并且生理数据获取模块被进一步适配成生成描述第一生理传感器
1110B’和第二生理传感器1110C’接收的物理刺激的数据。可选地，第三手指(未示出)可以形成作为第三生理传感器1110D’ 操作的第三子集。

[0081] 验证传感器：

[0082] 如本文已经简要概述的，套壳传感器组件1100可以包括用于控制由生理传感器1110执行的生理参数测量的有效性状态的验证传感器1120。对于不是医护人员的日常用
户而言，最大的问题之一就是无法正确地使用医疗设备。为此，家用设备需要是“简单易解的”。本系统的装置不仅提供集成到智能套壳(夹克)中的生理传感器而且还包括验证传感
器1120，这些验证传感器是用于确保用户将其手指放置在正确位置、施加正确的压力量、
手指或手不是湿的等等的附加传感器。这种验证传感器1120的非限制性示例可以包括压
力传感器、力传感器、温度传感器、阻抗传感器、电容、力矩传感器、加速计、气压计、光传感器和/或湿度传感器。

[0083] 返回图1B和图1C，套壳传感器组件1100的光体积描记传感器1110A 可以例如结合由压力传感器1120A体现的验证传感器使用，该压力传感器可以靠近光体积描记传感器，
使得用户的手指的一个区域可以操作以与光体积描记传感器1110A接合以例如进行SpO2
测量，而同时向压力传感器 1120A施加压力(例如，因为同一手指的另一个区域可以同时与
压力传感器接合或者压力传感器位于传感器1110A下方，使得将手指放到传感器 1110A上
致使抵靠压力传感器按压传感器)。在一个实施例中，压力传感器 1120A可以位于光体积描
记传感器下方。在任意实施例中，假设手指施加到光体积描记传感器1110A上的压力的大
小可以基本上与手指施加到压力传感器1120A上的压力相同。

[0084] 在一个实施例中，可以被请求由用户施加的压力可以例如是正的(P 手指>0mmHg)，但是小于用户的心脏舒张压力(例如，<30mmHg或<60 mmHg)。在一个实施例中，所施加的压力可以是80％或小于黄金标准心脏舒张压力。

[0085] 在一个实施例中，具有一个或多个验证传感器1120的套壳传感器组件 1100可以与计算机化移动设备1200可操作地接合。监测系统1000可以操作以能够通过提供用于结
合生理传感器1110确保相关身体部位的正确定位的视觉辅助实现监测方法、过程和/或操
作。验证传感器1120提供传感器数据，诸如压力、光、温度等等，该传感器数据被处理并且按照指令的方式视觉地显示在移动设备的显示器上。例如，移动设备上的应用显示红色到
绿色量尺，具有指示正确的压力量(例如，当指针在绿色区域)和错误的压力量(例如，当指
针在红色区域)的指针，使得用户可以看到他或她是否正在施加正确的压力量。

[0086] 在一个实施例中，除了确保用户的手指所施加的压力位于指定范围内之外，用户的手指相对于光体积描记器的位置应当对于重复的测量而言是基本上完全相同的，以消
除或减少由于用户的手指相对于光体积描记器位于不同的位置所导致的重复测量值的偏
离。在一个实施例中，光体积描记传感器1110A可以因此结合由位置传感器装置1120B体现
的验证传感器使用，该位置传感器装置被配置成感测与光体积描记传感器1110A接触的身
体部位(例如，手指)相对于位置传感器装置1120B的位置和定向。

[0087] 这种位置传感器装置1120B的操作原理可以例如基于测量电参数，诸如身体的阻抗和/或电容。一个或多个位置传感器装置1120B各自可以例如包括围绕或环绕相应的一
个或多个生理传感器1110A-1110D以及可选地相应的验证传感器的多个阻抗或电容传感
器元件1120B。例如，给定的位置传感器装置1120B的多个传感器元件1120B可以环绕生理
传感器1110B。通过“环绕式”传感器元件测量阻抗或电容可以指示人体组织正在接触这种
传感器元件。相反，未测量到阻抗或电容可以指示人体组织未与这种“环绕式” 传感器元
件接触。相应地，基于例如阻抗和/或电容读数，可以得出有关用户的身体部位(例如，手
指)相对于生理传感器1110B的位置的信息。

[0088] 在一个实施例中，光体积描记传感器1110A可以结合由温度传感器(未示出)体现的验证传感器使用，例如以校正可能由与光体积描记传感器 1110A接合的组织区域的温度
所影响的氧饱和读数的变化。

[0089] 在一个实施例中，光体积描记传感器1110A可以结合由光传感器(未示出)体现的验证传感器使用，例如以感测环境光量。例如，如果光体积描记传感器1110A暴露于由光传
感器所感测的太多光，则光体积描记传感器1110A将不采用这个读数。在一些实施例中，在
与套壳传感器组件1100 可操作地接合的计算机化移动设备1200上运行的应用将显示用于
正确地定位该应用的通知和/或指令集。例如，用户被指令将手指重新定位在光体积描记
器1110A上，该光体积描记器进而适当地覆盖光传感器，使得不会有环境光干扰测量值。

[0090] 在一个实施例中，可操作以测量身体电活动以获得ECG、EMG和/或 EEG信号的传感器1110B-1110D可以例如结合由电导传感器体现的验证传感器使用以确定所获得的ECG、
EMG和/或EEG信号的有效性。这种电导传感器可以确定皮肤湿度、生物组织与电极之间的
接触面积大小、和/或用户的与包括在传感器1110B-1110D中的电极接触的身体部位(例
如，手指) 所施加的压力的大小。

[0091] 返回图2A和图2B，监测引擎1500可以例如通过向其用户提供相应的指令来确保温度传感器1110F和1110Fa相对于身体部位的组织的正确定位。

[0092] 在一些实施例中，针对基于IR的温度传感器1110F和1110Fa，监测引擎1500可操作以确定组织是否包括用来确保可靠的温度测量的足够高的血细胞密度。在温度测量期
间，所获得的指示温度的信号由监测引擎1500分析以提供核心温度的准确估计值(同时测
量皮肤温度)。

[0093] 温度传感器1110F和1110Fa可以结合温度验证传感器1120F和1110Fa 使用以确保是否满足基于其测量身体或皮肤温度的基于IR的或接触式温度传感器1110F和1110Fa和
组织区域的定位要求。

[0094] 温度验证传感器1120F可以例如由与IR温度传感器一起工作以确保手指或手不是湿的或出汗的皮肤电反应(GSR)体现，手指或手是湿的或出汗的会致使IR传感器返回错
误的测量值。

[0095] 温度验证传感器1120F可以例如由接触式传感器和/或接近度传感器体现。这种接触式传感器的操作原理可以例如基于电参数，诸如确定电触点 (未示出)之间的阻抗和/
或电容。在仍另一个示例中，接近度传感器可以测量与IR传感器摩擦接合的手指(或其他
身体部位)的角度，以确保手指在传感器上是平坦的而不是有角度的(这将使温度读数偏
离)。

[0096] 现在简要地参考图9A-C。图9A是可以集成到套壳传感器组件1100中的示例性温度传感器1110H。在一个示例性实施例中，温度传感器1110H 被容纳在壳体H中，该壳体包括
用于感测体温的IR传感器1110H，如上所述。除了IR传感器1110H之外，壳体H还包括例如分
别位于IR传感器的每一侧上的两个接近度传感器1120C。接近度传感器充当确保所期望的
身体部位(例如，手指)与IR传感器齐平(平坦的)而不是有角度的有效性传感器。

[0097] 接近度传感器1120C各自测量传感器和所感测的表面之间的距离。在图9B中，温度传感器1110H的壳体被错误地设置成与目标表面成角度，与表面齐平(平坦的)相反。如
果当IR传感器是所描绘的角度时采用温度读数，传感器读数将不会正确地反映用户的生
理数据。接近度传感器一1120C1 测量传感器和表面之间的距离d1。接近度传感器二1120C2
测量传感器和表面之间的距离d2。如果d1大于或小于d2至少某个预定量，套壳传感器组
件中的处理器能够确定IR传感器1110H抵靠目标表面不是完全平坦的或者不是足够平坦
的，如所期望的。在一个实施例中，设备将在这种情况下不采用读数。在另一个实施例中，设备另外或可替代地提供设备未被正确地定位的通知。

[0098] 图9C示出图9A和图9B的温度传感器1110H垂直于表面S但是与该表面间隔开。接近度传感器一1120C1和二1120C2各自提供与相应的接近度传感器和表面之间的距离相对
应的接近度传感器读数。如果传感器值彼此相等，则设备被确定为具有适当的角度。如果
传感器值位于预定的范围内，则传感器离目标表面S足够近以接收期望的读数。潜在地，目
标表面S 可以甚至在某种程度上是不平坦的。这样，当处理器1130对接近度传感器一
1120C1的传感器读数与接近度传感器二1120C2的读数进行比较时，处理器允许传感器数
据值之间的轻微的、预定的偏差。

[0099] 在第一次使用之前，温度传感器1110F和1110Fa可以针对每个用户的人类皮肤发射以及针对每个身体部位(例如，口腔温度或血液温度)被校准。将需要在医疗研究期间进
行校准，该医疗研究应当包括体温值应当覆盖基本上所有生理体温范围的受试者。

[0100] 在一个实施例中，监测系统1000可以被配置成仅处理描述从生理传感器1110(例如，光体积描记传感器1110A、生物电势测量传感器 1110B-1110D)接收的值的数据，基于验
证传感器，确定该生理传感器的生理参数的值是有效的。在一个实施例中，系统1000可以
向用户提供指示所确定的值是否有效的输出。可选地，该输出可以向用户指示需要重复测
量。优选地，在如上所述与套壳组件1100可操作地接合的计算机化移动设备 1200的显示
器上指示该输出。可替代地或另外，套壳组件1100可以包括被配置成指示读数是成功/有
效的(例如，绿色LED点亮)还是不成功/不有效的(例如，红色LED点亮)的一个或多个LED。

[0101] 在一个实施例中，可以从单个传感器位置确定多个不同参数的值。例如，光体积描记器1110A可以用于测量心率、外围氧饱和、和/或心脏舒张压力。在一个实施例中，从光体积描记器1110A测量的心率值可以与从ECG 波形得出的心率值进行比较。在一个实施例
中，取决于所确定的有效性程度，从光体积描记器1110A测量的心率可以被显示给用户，或
者从ECG信号得出的心率可以被显示给用户。在一个实施例中，取决于所确定的有效性程
度，可以为从光体积描记器1110A得出的心率以及从ECG信号得出的心率分配不同的权重，
以获得最可靠的结果。

[0102] 在一个实施例中，一个或多个硬件部件可以由生理传感器和验证传感器共享。例如，传感器1110A和1110B的电极可以用于生物阻抗测量并且同时用于测量与用于确定接
触是否满足物理参数值的有效确定的要求的生理传感器1110A和1110B接合的身体部位之
间的电导率。

[0103] 压力指示：

[0104] 在一个实施例中，系统1000可操作以为用户提供其压力水平的指示，该压力指示在此可以被称为压力指示符值(SI)。可以例如通过在具有相同的监测开始时间戳(例如，
11:00AM)的监测时间段(例如，30秒)期间确定多个生理参数的瞬时值来获得SI值。可以被
确定用于得出用户的SI 值的生理参数可以包括例如生物阻抗、皮肤温度、心率和/或随着
时间由 ECG信号表示的用户的心脏活动参数。所确定的生理参数值可以融合以获得可以
在所述监测时间段期间指示用户的压力水平的值。如本文所使用的， “融合”可以示例性地由监督机器学习算法执行，以找到两个或更多个测量或计算参数和压力响应之间的关系。

[0105] 在一个实施例中，可以执行生物反馈程序，以确定用户的SI值。生物反馈程序可以包括分别使用户受到目标是使用户兴奋或放松的刺激或者相反地安抚输入。这种输入
在此也可以被称为“生物反馈输入”。可以例如通过确定一个或多个生理参数的值的变化
确定用户对生物反馈输入的个人响应。可以通过测量生理参数值的下降或上升幅度来确
定变化。基于生理值响应于这种生物反馈输入的测量变化，可以确定用户的SI值。

[0106] 在一个实施例中，生理参数值响应于这种生物反馈输入的变化可以与受到相同的生物反馈输入的其他用户的生理参数值的变化和/或与同一用户在不同测试场合下的
生理参数值的变化进行比较。安抚生物反馈输入可以例如包括被认为对人类具有放松效
果的一系列图像、视频和/或音频。相反地，刺激生物反馈输入可以例如包括被认为对人类
具兴奋效果的一系列图像、视频和/或音频。

[0107] 在一个实施例中，描述用户对生物反馈输入的响应的数据可以累积以获得或“学习”用户的个性化压力响应曲线。用户的压力响应曲线可以充当确定用户的SI值的基础或
参考。

[0108] 例如，用户可以若干次(例如，连续地)暴露于包括使用户受到各自被认为使得用户平静的多个刺激的生物反馈测试。这种诱发平静的刺激可以包括平静的音乐、放松练习
指令(例如，缓慢地呼吸)。另外，在完成平静刺激之后，用户可以受到被认为增加用户的压力水平的刺激。这种诱发压力的刺激可以包括向用户挑战不可解决的数学问题。可以然后
根据生物反馈测试是否包括使用户受到诱发平静或压力的刺激对用户的生理响应进行
分类或分组，以分别获得描述用户对这种诱发平静或压力的刺激的响应的两组数据。基于
这两组数据，可以得出用户的刺激响应或生物反馈曲线。压力“点”测量值可以指示用户相对于用户的刺激响应或生物反馈曲线的压力水平。

[0109] 在一个实施例中，描述多个用户对生物反馈输入的个体响应的数据可以累积以获得或“学习”该多个用户各自的个性化压力响应曲线。相应多个用户的个性化压力响应
曲线可以充当用于确定压力响应曲线范数(例如，由生理参数值变化的正态高斯分布表
示)的基础。用户的个体响应(例如，压力曲线)可以与用于确定用户的SI值的正态压力响
应曲线进行比较。

[0110] 在一个实施例中，可以经由包括在套壳传感器组件1100和/或移动设备1200中的麦克风(未示出)获取用户对诱发平静和压力的刺激的响应。例如，用户的发声可以由这种
麦克风接收并转换为描述该发声的电信号或光信号。这些发声相关的信号可以然后由监
测引擎1500处理，以确定与该发声相关的值，其中，该值描述用户的生理压力水平。

[0111] 在一个实施例中，监测系统1000可操作以充当谎言检测器。例如，基于所测量的生理参数，例如像心率、皮肤导电率、光体积描记器信号振幅等等，监测引擎1500可以确定可以指示待测个体是否正在说谎的分数。例如，增加的皮肤导电率可以指示过量的出汗，
而过量的出汗可以被认为指示这个人正在说谎。类似地，同比增加的心率也可以提供这个
人正在说谎的指示。相反地，基本上不变的或降低的心率和/或皮肤导电率可以指示这个
人是诚实的。

[0112] 在一个实施例中，所测量的生理参数(例如，体温)可选地接合心率可以提供有关女性用户的排卵可能性的指示。

[0113] 充电期间移动设备和传感器之间的电隔离：

[0114] 现在参考图6A-6C。根据一个实施例，监测系统1000可以被配置成使得当移动设备1200的内部电源单元(未示出)由外部电源(未示出)充电时，传感器组件1100与该外部
电源电隔离，以避免可能无意或有意触摸传感器组件1100的电极的用户触电。例如，当在
允许确定生理参数值的可操作配置中，即，监测系统1000处于“操作模式”，监测系统1000的电开关(未示出)处于第一位置，在套壳传感器组件1100的传感器与移动设备的内部电
源单元(未示出)之间提供电接触。以此方式，内部电源单元可以例如为移动设备1200的部
件以及套壳传感器组件1100的部件供电。

[0115] 然而，当移动1200电连接到外部电源时，开关可以在一个实施例中由电源电缆(未示出)设置到另一个“断开”位置。开关因此充当“断开器”。在另一个位置，移动设备
1200的电气部件(未示出)可以断开并且因此与套壳传感器组件1100的电气部件电隔离。
因此，在外部电源对移动设备1200 的内部电源单元充电期间，生理传感器1110可以与外部
电源(未示出)电隔离。在断开状态下，开关可以提供高达例如4000伏特的电隔离。在一个
实施例中，开关或连接器可以包括在套壳传感器组件1100中。

[0116] 示例性地，上述断开操作可以由图6A-6C所示的断开器3000执行。断开器3000可操作以在PCB触点行‘A’(3000e)和行‘B’(3000d)之间提供电隔离。当断开器在延伸位置时(如图5B所示)，触点3000e通过柔性触点 3000a电连接到触点3000d。当(例如电源线的)电
插头被插入并推动“叉子” 或铲子3000c时，保持在底盘3000b中的柔性触点升高并且从触
点3000d 断开。

[0117] 例如，可以在电源线与人体物理接触的任何设备之间需要4kV的隔离的医疗应用中使用断开器(诸如断开器3000)而不是大型隔离部件(诸如光耦合器)。

[0118] 在一个实施例中，操作套壳传感器组件1100所需的电流可以例如是30 mA或更小。在一个实施例中，如本文所指示的，为套壳传感器组件的电子部件供电的电流可以从套壳
传感器组件1100的电源模块1180和/或移动设备1200的供电模块1280馈送。

[0119] 图6D-6G描绘了替代实施例。在所描绘的实施例中，开关或连接器(本文称为耦合器3100)可以包括在套壳传感器组件1100中。现今在大多数手持式移动设备中，电源端口
也是数据端口。电源线可以被插入到专用能源 (诸如壁式插座)或者插入组合能源和数据
源(诸如桌上或膝上计算机)，其中手持式设备从市电或更大计算设备的电源汲取电力并
且还可以在这些设备之间传送数据。

[0120] 这样，用于双目的输入/输出(I/O)端口的连接器或开关必须能够在允许数据连接器保持耦合的同时将传感器从能源断开。

[0121] 在一个示例性实施例中，套壳组件包括I/O耦合器3100，该I/O耦合器连接到或者以其他方式与计算机化移动设备的电源/数据端口(例如，图 8C所示的移动设备1200的I/O
端口)电接触。计算机化移动设备的两个常见示例是智能电话，诸如和在安卓
(Android)TM 操作系统上运行的三星设备。iPhone包括基座连接器或苹果
连接器端口，而大多数目前的三星智能电话具有微型USB端口。

[0122] 在一个示例性实施例中，套壳组件1100包括适配器，该适配器被适配成经由I/O端口将套壳组件1100电耦合到计算机化移动设备1200。适配器 (例如，耦合器3100)可以是
进入计算机化移动设备1200的阴端口(插座) 的公连接器(插头)。套壳组件1100可以从计
算机化移动设备1200的电池汲取电力并且与该移动设备进行电子数据通信。

[0123] 在同一个或另一个实施例中，适配器[还]具有位于套壳组件1100外侧上的阴连接器。阴连接器充当用于整个移动设备I/O端口的延伸端口并且为计算机化移动设备1200
和移动设备的I/O端口提供相同的数据和电源功能。电源/数据电缆被插入适配器的插座
端并且促成到计算机化移动设备1200 的电源和数据连接。创新性地，耦合器3100充当电
源/数据电缆与套壳组件 1100之间的电源开关或“解耦器”。

[0124] 如图6D所示，连接器头60连接到电源/数据线(未示出)。连接器头 60被描绘为靠近耦合器3100。在图6E中，连接器头60进入耦合器3100 的阴插座侧并且与连接器引脚1-4
接触。连接器引脚1-4仅仅是包括数据和电源连接器的连接器的示例性排列。示例性地，连
接器引脚1-4与也具有四个连接器引脚的通用串行总线(USB)连接器兼容。存在许多不同
类型的连接器和适配器，但是通常所有双电源和数据连接器具有一个电源引脚、至少两
个数据引脚和接地引脚。示例性地，耦合器3100的引脚1是电源引脚。引脚2是接地(GND)引
脚。引脚3是数据加(D+)引脚并且引脚4 是数据减(D-)数据引脚。

[0125] 耦合器3100具有“耦合状态”和“解耦状态”。在耦合状态下，套壳组件1100 经由电源引脚和数据引脚与计算机化移动设备1200电通信。图6D示出了处于耦合状态的耦合器。在图6E中，耦合器3100处于解耦状态，其中，电源引脚1和2处于升高位置，而数据引脚3和4处于直线耦合位置。

[0126] 电源引脚1和2(电源和接地)是柔性的和可移动的。这些引脚设置在偏置到耦合位置的可转动轴线上，使得当电源线未连接时，套壳组件能够从移动计算设备汲取电力并
且在这两个设备之间传送数据。在图6E中，电源/数据电缆头60被插入耦合器3100的插座
端并且将电源引脚机械地偏置到升高(解耦)位置。在升高位置，电源引脚将电源线耦合到
计算机化移动设备，同时将电源线从套壳组件1100解耦。图6F用指示部件移动的各个方
向的引导箭头示出了耦合器3100与电源/数据电缆头60之间的交互。头60被插入耦合器
3100。电缆的前边缘迫使连接引脚的后边缘向下，使得引脚的前端升高(如图6E所示)。引
脚3和4被焊接在位并且不升高。图 6G示出可替代实施例，其中，引脚1和2焊接到焊盘3102
和3104并且引脚1和4是可移动的。在所示配置中，引脚的后端包括可移位驼峰3106，这些
可移位驼峰被适配成当头60被插入耦合器3100时被压低。

[0127] 针对单个血液测试条的多种类型的分析

[0128] “血液成分”传感器1110G可以操作以确定由测试条1111G取样的血液类型。除了其他功能之外，监测系统可操作以能够将包括例如血糖水平、胆固醇水平和/或血液类型
的血液相关的信息传输到第三方。本发明的监测系统可以经由同一个接口从单个测试条
确定血糖水平和胆固醇水平，使得通过仅将测试条与传感器接合一次，用户就可以获得其
血糖和LDL胆固醇水平的读数。如本文所使用的，血糖测试被用作表示通过使用电流分析
起作用的所有类型的血液条测试的示例性血液测试。如本文所使用的，胆固醇血液条测
试被用作通过使用光学部件来分析测试条上的血液样本起作用的示例性血液条测试。因
此，使用本文的血糖条测试旨在涉及使用电流分析的所有血液条测试，并且如本文所使用
的胆固醇血液条测试旨在涉及对测试条上的血液样本进行光学分析的所有血液条测试。

[0129] 中间设备可以读取血糖条、胆固醇条以及用于血糖和胆固醇的新颖的组合条。监测引擎能够操作以确定与生理传感器接合的测试条的类型(血糖、胆固醇或组合测试条)
以及提供相应的输出。

[0130] 用于血糖测量的传感器可以基于将血糖浓度转换为电压或电流信号。相应地，测试条可操作以允许电流分析。在一个实施例中，用于血糖测量的传感器部分可以包括形成
对过氧化氢进行电解的电路的一部分的铂银电极。过氧化氢是由于血糖氧化物膜上的血
糖氧化而产生的。流经电路的电流提供过氧化氢的浓度的测量值，该测量值进而提供测试
条的血液样本的血糖浓度的指示。

[0131] 胆固醇测试结果基于仪表读取从在血液已经被放置在条上之后已经改变颜色的测试条反射的光。颜色越深，胆固醇水平越高。仪表将这个读数转换为胆固醇结果并且对
其进行显示。

[0132] 单独的血糖监测和胆固醇监测在本领域是已知的。如本文所公开的，包括血糖和胆固醇测试能力的多测试检测设备在本领域不是已知的。本申请公开了一种多测试监测
设备，该多测试监测设备能够在单个设备中从单个条测量第一测量值(例如，血糖测试)、
第二测量值(例如，胆固醇测试) 或第一和第二测量值两者。该设备所执行的测量的类型取
决于插入在监测设备中的条(例如，血糖条、胆固醇条或血糖和胆固醇条)的类型。

[0133] 多功能血液测试条检测避免了需要多个检测器，这是目前的情况。血糖监测器无法简单地通过改变测试条类型而用作胆固醇监测器，因为两种类型的测试使用不同的电
子部件。胆固醇测试使用电流分析，并且胆固醇测试使用光源和光学元件(例如，光电检测
器)。并入到设备套壳中的新颖机制包括两套部件和用于在不同类型的条之间进行区分的
电子或机械机制。

[0134] 电容式电极区域

[0135] 现在参考图7。图7是包括电容传感器的套壳组件的一个实施例的简图。根据一个实施例，监测系统1000可以包括套壳传感器组件1100A，该套壳传感器组件包括集成到套
壳1105的后侧的生理传感器11101-K。套壳传感器组件1100A被适配成提供用于除其他事
项之外的压力、体脂、心率、ECG 等等的电生理监测功能。在本发明的优选实施例中，套壳传感器组件1100A 包括可以由电容式耦合传感器11101-K体现的生理传感器1110，与被称为
(除了其他名字之外)与用户的身体进行电流接触的皮肤电反应(GSR) 电极(见图1B)的电
阻式接触电极相反。本发明的套壳传感器组件1100A 包括两个、三个或四个分离的传感器
区域Z1-Z4，以供用户将手指放置在每个区域上。传感器测量电容并且从测量值得出各个
生理参数(HR、ECG等等)。

[0136] 电容传感器相比于电流传感器是优选的，因此电容传感器无需直接与用户的皮肤接触。这样，皮肤的高阻抗不会影响传感器的测量值，因为无需直接与皮肤接触。另外，电容传感器在监测区域和肌肉移动处对身体运动不是那么敏感，监测区域和肌肉移动将
外来“噪声”插入用电流电极测量的信号中。

[0137] 传感器网络还克服了其他问题，诸如压力。如果用户在电流传感器上提供太多压力，信号会失真，并且不想要的“噪声”进入信号。电容式耦合传感器所捕捉的信号未由压力失真。

[0138] 电流电极比较难看，因为它们由金属生物相容材料制成。重金属是不允许的，并且银随着时间变黑。另一方面，电容式传感器完全不需要是可见的，使得套壳可以是常规
的塑料，覆盖住电极。

[0139] 电容式电极已经用于读取生命体征，诸如ECG、HR等等。在移动设备套壳中使用附接到移动设备并且与移动设备通信的这种电极不是已知的。区域Z1-Z4提供较大区域，以
供用户放置他或她的手指，而无需特别留意精确地放置手指(电流电极就是这种情况)。这
使得产品是“简单易解的”。

[0140] 在一个实施例中，区域1Z1和区域1Z2包括安装在塑料套壳1105后侧的电容式电极11101和1110J。在一个实施例中，套壳传感器组件1100A 包括区域1-3Z1-Z3。每个区域具
有安装在下方的电容式电极1110I、1110J 或1110K中的一个电极。在一个实施例中，这些区
域在塑料、硅胶或橡胶套壳1105上是分界的。按照与以上参照图1B-1C描述的方法类似的
方式，例如，用户的两只手中的一只手的一个手指可以与区域1Z1接触，而用户的另一只
手的相应手指可以与区域2Z2接触，并且在具有第三区域的实施例中，用户的任一只手的
第三手指可以被设定成与区域3Z3接触，例如以大约根据用于获得ECG读数的所谓的“埃因
霍温三角形”生成接触，例如，用于提取心率和/或检测心脏心律失常，例如包括心动过速、心动过缓、暂停和/或心房颤动(AF)。在一些实施例中，可以确定心率可变性参数。

[0141] 触摸屏上的电容式电极区域

[0142] 参考图8A-8C，用于监测生理信号的监测系统1000的示例性实施例可以包括可以与计算机化移动设备1200可操作地接合的套壳组件1000B。计算机化移动设备1200包括包
含电容式触摸屏的触屏显示器和/或触屏输入区域用户接口1270。在优选实施例中，移动
设备的电容式触摸屏可操作地经由有线连接耦合到套壳组件。

[0143] 图8B示出套壳组件1100B的后部面板的等距视图。套壳组件1800包括封装在壳体H1中的硬件和/或软件，该壳体内置到套壳组件中或者可操作地耦合到套壳组件的内表
面。以假想线示出套壳组件的壳体H1，因为无法容易地从所示角度可见。

[0144] 图8C示出封装在套壳组件1100B并且与其可操作地接合的包括电容式触摸屏用户接口1270的计算机化移动设备1200的等距视图。套壳组件 1100B使用移动设备的电容式
触摸屏1270来感测生理信号。套壳组件1100B 包括处理器1130、存储器1140、组件监测引擎
1150、通信模块1160并且在一些实施例中还包括电源模块1180。大多数或所有前述部件容
纳在壳体 H1中。移动设备1200的触摸屏1270用于提供电容式耦合电极。示例性地，软件应
用安装在计算机化移动设备1200上。该应用包括存储在存储器1240 中的用于计算机可读
指令的代码，这些计算机可读指令指示处理器1230显示用于将期望的身体部位放置在电
容式触摸屏1270上的期望位置的用户引导。

[0145] 图8A示出使用电容式触摸屏感测生理参数的系统1000的示例性实施例。示例性地，触屏显示器1270通过指示用户将他或她的手指放在圆上的有帮助的指令和箭头示出
了在屏幕上间隔开的两个相等的圆。在一些实施例(未示出)中，用户被指示将第三手指放
在第三圆(未示出)上。

[0146] 在其他实施例中，用户被指示将第三手指放在集成在套壳组件1100B 中的生理传感器上。示例性地，第三传感器可以集成在套壳组件的后部面板中，按照与针对套壳组件
1100A所讨论的类似的方式。可替代地，第三传感器可以集成到套壳组件1100B的角落中，
按照与以上参照图1C讨论的传感器1110B2类似的方式，或者集成到套壳1105的侧壁本体
部分中。

[0147] 优选地，用户将每一只手的一个手指放在其中一个圆上，以接收期望的读数，如其他地方所讨论的。在一些实施例中，来自任一只手的第三手指的使用用于大约根据所谓
的用于获得以上讨论的ECG读数的“埃因霍温三角形”生成接触。

[0148] 另外参考图4。套壳传感器组件1100可以在一些实施例中除了套壳 1105之外还包括生理和/或验证传感器1110和/或1120以及处理器1130；传感器组件存储器1140、传感器
组件通信模块1160、传感器组件用户接口1170 以及用于为套壳传感器组件1100的各个部
件供电的传感器组件电源模块 1180。计算机化移动设备1200可以包括处理器1230、存储器
1240、移动设备通信模块1260、移动设备用户接口1270以及用于为计算机化移动设备
1200的各个部件供电的移动设备电源模块1280。

[0149] 在一些实施例中，移动设备电源模块1280可以为套壳传感器组件1100 的部件供电，在这种情况下，例如套壳传感器组件可以不使用电源模块 1180。在一些其他实施例中，传感器组件电源模块1180可以为计算机化移动设备1200的部件供电。

[0150] 监测系统1800还可以包括监测服务器1300，该监测服务器可以包括服务器处理器1330、服务器存储器1340、服务器通信模块1360、服务器用户接口1370以及用于为监测
服务器1300的各个部件供电的服务器电源模块 1380。监测服务器1300可以例如涉及一个
或多个服务器、存储系统、基于云的系统和/或服务。

[0151] 套壳传感器组件1100、计算机化移动设备1200和监测服务器1300的各个部件可以通过一个或多个通信总线(未示出)和/或信号线(未示出) 彼此通信。套壳传感器组件
1100和计算机化移动设备1200可以通过通信网络190(如图3示意性地所示)与监测服务器
1300通信。

[0152] 如本文所使用的术语“处理器”可以另外或可替代地指代控制器。这种处理器可以涉及各种类型的处理器和/或处理器架构，包括例如嵌入式处理器、通信处理器、图形处
理单元(GPU)-加速计算、软核处理器和/或嵌入式处理器。

[0153] 根据一些实施例，组件存储器1140、移动设备存储器1240和服务器存储器1340可以包括一种或多种类型的计算机可读存储介质。组件存储器 1140、移动设备存储器1240和
服务器存储器1340可以包括促成并且可以充当文件存储设备、文档存储设备、程序存储设
备或充当工作存储器的事务性存储器和/或长期存储器。工作存储器的形式可以例如是静
态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、只读存储器(ROM)、高速缓存或
闪存。作为工作存储器，组件存储器1140、移动设备存储器1240 和/或服务器存储器1340可
以例如处理基于时间的指令。作为长期存储器，组件存储器1140、移动设备存储器1240和/
或服务器存储器1340可以例如包括易失性或非易失性计算机存储介质、硬盘驱动器、固态
驱动器、磁存储介质、闪存和/或其他存储设施。硬件存储器设施可以例如存储固定信息
集(例如，软件代码)，包括但不限于文件、程序、应用、源代码、目标代码等等。

[0154] 组件通信模块1160、移动设备通信模块1260和服务器通信模块1360 可以例如包括用于通过网络190传输和/或接收承载数据的信号的I/O设备驱动器(未示出)和网络接
口驱动器(未示出)。设备驱动器可以例如与键盘或USB端口接口连接。网络接口驱动器可
以例如执行以下协议：互联网、内部网、广域网(WAN)、局域网(LAN)，采用例如无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、个域网(PAN)、外部网、2G、3G、3.5G、4G，包括例如移动WIMAX或高级长期演进(LTE)和/或任何其他当前的或未来的通信网络、标准和/或系统。

[0155] 存储器组件存储器1140、移动设备存储器1240和/或服务器存储器1340 可以包括指令，当由例如相应的传感器组件处理器1130和/或移动设备处理器1230和/或服务器处
理器1330执行时，该指令可以致使执行用于监测用户的生理参数的方法、过程和/或操作。
这种方法、过程和/或操作可以在此由例如本文以上概述的监测引擎1500实现。根据一些
实施例，监测引擎1500 的一些实现方式和/或部分和/或过程和/或元件和/或功能可以由
套壳传感器组件1100实现，监测引擎1500的一部分可以由移动设备1200实现，和/ 或一部
分可以由监测服务器1300实现。监测引擎1500的相应的实现方式和/或部分和/或过程和/
或元件和/或功能可以在此由分别表示“组件监测引擎”、“移动设备监测引擎”和“服务器监测引擎”的标签1150、1250和1350引用，致使套壳传感器组件1100、移动设备1200和/或
监测服务器1300按照本文公开的那样操作。

[0156] 为了简化以下描述，可以结合监测引擎1500概述本文公开的方法和过程。监测引擎1500可以由例如本文概述的一个或多个硬件、软件和/或混合硬件/软件模块实现。

[0157] 在一个实施例中，经验证的生理信息可以被平行地传输到移动设备 1200和服务器1300。监测系统1000可以包括用于连接用于保护描述用户的ID用户的数据以及用于将
描述生理信息的数据安全地传输服务器1300 的认证层的通信层。

[0158] 监测系统1000可以允许将来自安装有套壳传感器组件的上百万移动设备的数据上传到服务器1300。监测系统1000还可以包括网络入口，该网络入口允许用户跟踪由其个
人套壳传感器组件、CRM系统收集的数据，以支持客户和服务器提供商接口(例如医生和保
健服务)。服务器1300可操作以分析所上传的数据、为用户提供与他/她的健康有关的趋势
以及如果系统检测到问题时的提醒。

[0159] 进一步参考图5，一种用于检测生理参数的方法可以包括(如框510所示)使生理传感器受到与监测系统的用户的生理信息有关的传感器刺激以及生成描述该传感器刺激
的数据(“生理数据”)。例如，监测系统1000可以经由生理传感器1110A-1110G中的一个或
多个从用户接收这种生理数据。

[0160] 在一个实施例中，该方法还可以包括(如框520所示)确定是否满足例如通过采用验证传感器1120中的一个或多个向用户显示生理信息的条件。

[0161] 在一个实施例中，该方法可以包括(如框530所示)如果满足条件则向监测系统的用户显示生理信息。

[0162] 上述各个特征和步骤以及每个这种特征或步骤的其他已知等效物可以由本领域技术人员混合并匹配，以执行根据本文描述的原理执行方法。尽管已经在某些实施例和示
例的上下文中提供了本公开，本领域技术人员将理解的是本公开延伸超过特别描述的实
施例到达其他可替代实施例和/或用户以及明显的修改和等效方案。相应地，本公开不旨
在受限于本文的实施例的特定公开。例如，任何数字计算机引擎(以下称为监测引擎1500)
可以被配置成或者以其他方式被编程为实现本文公开的方法，并且在特定的数字计算机
系统被配置成实现这种方法的程度上，仍在本公开的范围和精神内。一旦数字计算机系统
被编程为根据来自实现本文公开的方法的程序软件的计算机可执行指令而执行特定的功
能，其实际上就编程特定于本文公开的方法的实施例的专用计算机。实现这一点所需的技
术对于本领域技术人员是公知的并且因此将不在此进一步描述。本文公开的方法和/或过
程可以被实现为计算机程序产品，诸如例如有形地体现在信息载体中(例如体现在非瞬
态计算机可读或非瞬态机器可读存储设备中和/或体现在传播信号中)的计算机程序，以
由包括例如一个或多个可编程处理器和/或一个或多个计算机的数据处理装置执行或对
控制器操作。术语“非瞬态计算机可读存储设备”和“非瞬态机器可读存储接设备”涵盖计算机的分布介质、中间存储介质、执行存储器以及能够存储以稍后由实现本文公开的方法
的实施例的计算机程序读取的任何其他介质或设备。计算机程序产品可以部署为在一个
计算机上执行或在位于同一位置或跨多个位置分布并且通过通信网络互连的多个计算机
上执行。

[0163] 在本讨论中，除非以其它指明，修饰本法的实施例的特征的条件或关系特征的副词(诸如“基本上”和“大约”)应当被理解为是指该条件或特征被限定在对于所预期的应用的实施例的操作可接受的容差内。

[0164] 位置术语(诸如“上”、“下”、“右”、“左”、“底部”、“下方”、“降低”、“低”、“顶部”、“上方”、 “升高”、“高”、“竖直”和“水平”)及其可能在本文适应的语法变体不一定指示：例如“底部”部件位于“顶部”部件下方，或“下方”的部件实际上是在另一个部件 “下方”，或“上方”的部件实际上是在另一个部件“上方”，因为这种方向、部件或两者可以在空间中翻转、旋转、移动、放置在对角定向或位置、水平地或竖直地放置或类似地修改。相应地，将认识到，术语“底部”、“下方”、“顶部” 和“上方”可以在本文仅用于示例性目的，以示出某些部件的相对定位或放置，以指明第一和第二部件，或进行这两者。

[0165] “耦合”是指间接或直接“耦合”。

[0166] 当适用时，尽管状态图、流程图或两者可以用于描述实施例，技术不限于这些图或相应的描述。例如，流程无需移动通过每个所示的框或姿态或者与所示出并描述的顺序
完全相同。

标题	发布/更新时间	阅读量
减少脉搏血氧计系统功耗的方法和脉搏血氧计系统	2020-05-14	580
安全排痰方法及装置	2020-05-12	349
安全排痰方法及装置	2020-05-12	27
回波描记系统以及用于该系统的声探测器	2020-05-13	9
控制在血压测量设备的可充气的箍带内的压力的装置和方法	2020-05-15	727
用于呼吸体积描记器的电感器	2020-05-11	466
用于呼吸体积描记器的电感器	2020-05-11	414
设备巡检仪	2020-05-15	411
安全排痰装置	2020-05-13	522
一种便携式会计专用扫描装置	2020-05-15	243

用于非侵入地监测生理参数的设备、系统及方法

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