專利名稱：心率監測器的制作方法
技術領域：
本公開內容大致涉及健康監測系統和方法，尤其涉及在各種運動(exercise)情況下對心率的監測。
背景技術：
脈搏是心臟跳動的速率，以每分鐘跳動數(bpm)來度量(measure)。基礎(basil)脈搏是在休息時測量的脈搏。在進行體育活動期間測量的脈搏通常高于基礎脈搏，在體力消耗期間脈搏加快是對心臟效率響應于供血需求的度量。根據運動是否旨在維持健康、保持/減輕體重、或訓練心血管等,參加體育活動的人經常希望通過脈搏測量來監測心率以監測和/或調節用力(exertion)程度。
手動測量脈搏的標準方法是向動脈接近于表層的皮膚處(例如，在手腕、脖子、太陽穴部位、腹股溝、膝蓋后部或腳面處)施加輕微的壓力。然而，在運動期間這樣測量脈搏通常是不可行的。因此，許多裝置提供使用以某種方式連附到身體的多種傳感器中的任意一種來進行的脈搏測量。常見的是將連附到手腕、胸部、腳踝以及上臂的監測器優選地布置在接近皮膚的動脈上方。測量方法可能涉及皮膚接觸電極。現有的無線心率監測器由胸帶傳感器-發射器和腕表式接收器組成。在運動期間，胸帶傳感器必須圍繞胸部來佩戴。它有兩個電極，這兩個電極與皮膚持續接觸，以檢測來自心臟的電性活動(electrical activity)。一旦胸帶傳感器_發射器已經捕捉到心臟信號，則它將該信息以無線方式持續地傳輸至腕表。然后，計算每分鐘心跳數并將其數值顯示在腕表上。根據胸帶傳感器-發射器向腕表傳輸信息所采用的無線技術，無線心率監測器還可以進一步細分為數字式和模擬式。帶有模擬胸帶傳感器-發射器的無線心率監測器是一種普遍類型的心率監測器。然而，如果有其他模擬心率監測器用戶在附近運動，則可能會有信號干擾(串擾)。如果發生這種事情的話，腕表就可能無法準確地顯示佩戴者的心率。—種模擬胸帶傳感器-發射器傳輸編碼后的模擬無線信號。編碼后的模擬傳輸用于在保持與遠端心率監測器設備的交互能力的同時減輕(但不是完全消除)串擾程度。數字式胸帶傳感器-發射器消除了當另外的心率監測器用戶靠近時的串擾問題。基于其本質特性，數字式胸帶傳感器發射器被設計為只能與它自己的接收器(例如腕表)交流。無帶式心率監測器是腕表式裝置，由于其便利性及兼具計時特征，該腕表式裝置可能是參加體育訓練的用戶的優選裝置。在某些情況下，用戶需要按壓裝置表面上的導電觸點來激活基于指尖處電性感測的脈搏測量序列。然而，這可能需要用戶中斷體育活動，而且不能一直提供“進行中(in-process)”的測量，因此，可能無法在持續用力期間對心率進行準確確定。有兩種子類型的無帶式心率監測器。第一類型的監測器通過檢測電脈沖來測量心率。有些腕表式裝置具有位于裝置底面與皮膚直接接觸的電極。這些監測器是精確的(經常稱為ECG或EKG精確性)，然而可能較為昂貴。第二種類型的監測器通過使用光學傳感器檢測經過皮膚附近小血管的脈搏來測量心率。這些基于光學傳感器的監測器沒有ECG類型的監測器準確，但是可能相對比較便宜。也可以使用與脈搏血氧相關的光學感測。心率傳感器的布置和顯示可以與上述裝置類似。測量方法是基于照射皮膚表層并且在脈搏周期期間對皮下紅血球密度變化敏感的光的反向散射(backscatter)強度。傳感器的位移可能帶來混淆信號的噪聲。補償和消除運動期間由于光學脈搏傳感器相對于皮膚的位移引起的噪聲給脈搏監測裝置帶來額外的硬件和信號處理負擔。補償和消除混淆實際脈搏的噪聲并提供用戶友好型裝置(例如不需要胸部或腳踝傳感器或不需要設置于動脈上方)的信號處理設備和方法將是有利的，并且更便于進行體育訓練。

發明內容
公開了一種心率監測器，包括兩個主要組件。第一腕表式裝置測量三類傳感器信 號，將信號數字化，將其與生成的時鐘信號相關聯，對信號進行編碼以用于傳輸，并且將編碼后的數據傳輸至第二裝置。傳輸的示例性方法可以是藍牙(Bluetooth)，當然也可以采用包括硬件有線信號傳輸等的其他協議。第二裝置例如可以是智能手機(例如，iPhone 或配置為收發無線數據的等同裝置)或其他裝置，該裝置通過運行應用程序來對所傳輸的數據進行解碼，處理信號以獲得噪聲補償后的心率，存儲數據，并基于處理后的信號向第一裝置傳輸返回信號。第一裝置可以收集附加數據，例如電池壽命、脈沖信號強度等，這些附加數據也可以被傳輸至第二裝置。反過來，第二裝置可以向第一裝置返回信號，從而用狀態指示器來向用戶報警，例如低電量電池、脈搏速率太高/太低等等。更詳細的信息可以被提供到第二裝置的顯示器上。此外，可以將音頻數據從第二裝置傳輸到音頻耳機，其中該音頻耳機或者被耦接至第一裝置、或者例如通過進一步經由藍牙(Bluetooth )來接收無線信號。


圖I是根據本公開內容的心率感測用戶系統的概念性示意圖；圖2是用于與圖I的用戶系統通信并控制該用戶系統的遠端處理系統的概念性示意圖；圖3是圖I的用戶系統中的感測系統的概念性示意圖；圖4示出用戶系統100的底面的概念性視圖；圖5示出用戶系統100的前表面的概念性視圖；圖6示出包括圖I的心率感測用戶系統和圖2的遠端處理系統的心率監測器的運行方法。
具體實施例方式圖I示出心率用戶系統100。用戶系統100可以被佩戴在用戶的手腕上,但是也可以被佩戴在除了手腕之外的其他位置，例如腳踝、手臂或前臂。用戶系統100包括用戶處理CPU 105、用戶存儲器110、時鐘信號生成器115、感測系統120、用戶收發器125以及用戶界面135。CPU 105例如可以直接地或經由總線140耦接至其他指定組件。用戶天線145耦接至用戶收發器125。用戶天線145可以是去往遠端處理系統(下文討論)的無線連接，或者也可以表示去往遠端處理系統的直接的有線連接。電池150被耦接至用戶處理器CPU 105、用戶存儲器110、時鐘信號生成器115、感測系統120、用戶收發器125和用戶界面135，從而給指定元件的所有功能供電。圖2示出用于接收和分析從用戶系統100傳輸過來的信號的遠端處理系統200。如同下文將更詳細公開的，遠端處理系統200可以包括例如執行應用程序以處理被傳輸的信號的智能手機(例如蘋果的iPhone )。可選地,遠端處理系統200可以是控制臺(console),例如用于與用戶系統100通信或進行交互的專用儀器。例如，遠端控制臺可以用于醫院、健 身設施等之中。作為示例性情形，遠端處理系統200可以是在遠端CPU 205上執行心率監測應用程序260的智能手機(例如，iPhone )，該應用程序260可以被存儲在耦接至遠端CPU 205的遠端存儲器210中。遠端處理系統200還可以包括遠端天線245和遠端收發器225。遠端CPU 205可以執行應用程序指令并處理從用戶系統100接收的信號，以及基于接收后經過處理的信號生成輸出信號，該輸出信號經由無線傳輸(例如Bluetooth 等)或經由硬件有線通信被傳輸至用戶系統100。圖3是圖I中的用戶系統100的感測系統120的概念性示意圖。感測系統120包括下文詳細描述的血液濃度感測系統310。隨著心臟通過動脈將血液泵浦到微細血管，與血壓的周期性變化同步地，血液濃度在最小濃度和最大濃度之間周期性地變化。血液濃度感測系統310感測皮下血管中的這種濃度改變，并將信號電平傳輸至CPU 105。血液濃度感測系統310還可以感測用戶系統100相對于用戶皮膚的微小位移，因為如果用戶系統100相對于皮膚移動，則血液濃度感測系統310可能正在感測的是來自用戶皮下血管的不同部位的信息。所感測的信號的這個分量可被認為是噪聲，該噪聲可能會干擾對心率的真實確定。通過對位移敏感但是對血液濃度不敏感的傳感器能夠補償所述信號。感測系統120還包括位移傳感器320。位移傳感器以類似于計算機光學鼠標的方式運作，但是對于皮膚表層附近的血液濃度相對不敏感。位移傳感器320感測用戶系統100相對于皮膚的位置變化，并將對應于該位移的信號發送至CPU 105，但是相對地不包含歸因于血液濃度的實質信號。可以將來自位移傳感器320的信號和來自血液濃度感測系統310的信號與來自時鐘生成器115的信號實時(in time)關聯以提供補償后信號，其中由于位移引起的噪聲成分被實質上減少。然后可以對補償后信號進行分析以更精確地確定心率。感測系統還包括加速度計330。加速度計330可以是包括能夠解析(resolve)沿著三個正交軸的加速度的多個感測元件的芯片組。在加速度感測領域熟知的有微機電系統(MEMS)傳感器、電容傳感器等。加速度計330可以提供關于用戶系統100相對于用戶心臟的移動的信息。例如，如果用戶系統100是被佩戴在手腕上，并且運動本身要求手腕和手抬高到高于心臟，則相對于當用戶系統100處于與心臟相同的高度或低于心臟的高度時可以測量的感測點處的血壓最小值和最大值(min/max)而言，隨之而來的抬高可能導致感測點處的血壓最小值和最大值下降。如果測量的min/max值落在用于確定心率的容許范圍之夕卜，則該信息可以用于認證血液濃度測量的合格或不合格。可以使用一些判斷來最有效地使用加速度計350。例如，如果運動包括推舉(benchpress)，用戶的手臂和手不斷地抬高至高于胸部，則用戶系統被布置在移動相對緩和的位置，例如位于腳踝或小腿上部。然后，加速度計330測量到的信號將不會由于相對于心臟的高度改變引起的血壓對于血液濃度測量的影響而指示一漂移的“基線”，更多的數據將合格。圖4示出用戶系統100的概念性底面視圖400，顯示血液濃度感測系統310和位移傳感器320的元件。在圖4所示的示意圖中，光電檢測器410位于兩個發光二極管(LED)組420之間，然而在本發明的范圍內也可以考慮其他光源。如同下文所討論的，最少只需要一個LED組420，但是多個這種LED能夠改善用戶系統100的靈敏度和性能。光電檢測器410和LED組420位于極為靠近(例如貼近)用戶皮膚的位置，并且彼此靠近。從組420中的LED發出的光將穿過有限的皮膚深度，穿過的光的一部分將反向散射并且被光電檢測器310檢測。如同下文將要描述的，光電檢測器410具有至少橫跨從綠光到紅光的光譜靈敏度，或者具有至少橫跨兩個LED的光譜帶寬的光譜靈敏度。為了血液濃度感測系統310的運行，LED組420包括綠光LED 424。綠光優選地被 皮膚中的紅血球吸收。因此，在脈動期間，血壓和血管血液濃度的收縮提高可以導致反向散射的綠光強度下降。在心臟舒張區段期間，血液濃度較低，導致反向散射的綠光增多。當由光電檢測器410提供的感測到的信號電平與時鐘信號生成器115同步時，在存儲于用戶存儲器110中并且可以在CPU 105上執行的計算機程序的控制下，可以對所感測的信號電平進行分析，以確定min/max信號的周期性,從而確定心率。在運動期間，用戶系統100可能沿著皮膚發生一定程度的位移。因為這改變了由綠光LED 424照射的具體的微血管脈絡，因此，位移信號(可被認為是噪聲)可被包括在反向散射的綠光中。因而，與血液濃度無關的位移傳感器是有利的。為了位移傳感器320的運行，LED組420包括紅光LED 426。從皮膚中的血管組織反向散射的紅光不會被血液濃度的變化實質地影響，并且對于皮膚表層附近的血液脈動實質上不靈敏。然而，紅光LED 426和光電檢測器410可以以類似于光學鼠標的方式運作，所述紅光LED 426和光電檢測器410對相對于表面(在本案中正好是用戶的皮膚)的位移敏感。紅光LED 426用于感測傳感器相對于恰好位于皮下的微血管結構的微小位移。在位移傳感器320的具體實現的實施例中，光電檢測器410可以是這樣的專用圖像處理芯片，該圖像處理芯片測量像素間光強度的變化以計算用戶系統相對于用戶皮膚的位移。這種位移在運動過程中是可以預期的。這可能導致信號電平(其具有與體育活動的周期性一致的時間帶譜(temporal spectrum))的變化,其會混淆所關注的基本(primary)心率信號。血液濃度感測系統310和位移傳感器320這兩者以及共用的光電檢測器410的運行是通過在CPU 105的控制下與時鐘信號生成器115同步地交替點亮綠光LED 424和紅光LED 426來實現的。因此，光電檢測器410必須具有對包括兩種LED顏色的譜帶均敏感的靈敏度。時鐘信號速率可以足夠高，例如，典型地是I千赫茲或更高，這樣用于血液濃度和位移的兩種信號均可以表現為準連續(quasi-continuous)的，且具有足夠的粒度(granularity)來從每一種信號中提取足夠的細節，即，從綠光LED 424中提取血液濃度和位移并且從紅光LED 426中只提取位移。用戶CPU 105的功能之一還可以包括將電池電量讀取給遠端處理系統200的CPU205，例如經由Bluetooth 來傳輸并向用戶系統100返回指令以顯示電池電量正常或偏低的指示。遠端CPU 205的另一功能可以是基于接收的傳感器信號來確定脈沖信號峰值是太大(導致飽和)還是太弱(導致信噪比(SNR)差)。如果檢測到的脈沖太弱，則遠端CPU 205可以向用戶CPU 105提供反饋，指示其通過提高脈沖峰值功率或脈沖寬度來提高LED的強度，或者如果信號正處于飽和時就通過減小脈沖峰值功率或脈沖寬度來減小LED的強度。可選地，遠端CPU 205可以向用戶CPU 105提供反饋以指示其執行相同的動作。因為不同的人(例如不同的膚色和光吸收特性)的血壓的標準值可能不同，并且血壓的標準值也可能隨著可變的運動規模(regimen)的演進 通過不同程度的動作而顯著改變，所以這樣做尤其有益。例如，當用戶參加體育活動時，血壓和血液濃度通常較高，因此需要較少的光來捕捉信號。因而，綠光LED的光的脈搏驅動波動受到血壓的影響，并且流向綠光LED的電流可以被控制以省電。可選地，可以在本地執行該功能。在該可選的配置中，用戶CPU 105可以基于從光電檢測器410輸出的傳感器信號或者施加到LED上的功率來確定脈沖信號峰值太強(導致飽和)還是太弱(導致信噪比(SNR)差)。如果檢測到的脈沖太弱，則用戶CPU 205可以提高脈沖峰值功率或脈沖寬度，或者如果該信號正處于飽和時，則減小脈沖峰值功率或脈沖寬度。可選地，用戶CPU 105可以提高耦接至光電檢測器410的電路中的增益，或者如果信號飽和則減小增益。如前文所述，血液濃度感測系統310和位移傳感器320以及共用的光電檢測器410的運行可以通過在CPU 105的控制下交替點亮綠光LED 424和紅光LED 426來實現。在感測系統的可選的配置中，點亮序列可以包括在點亮綠光和紅光LED之后的空白時間段。在該配置中，舉例來說，用戶CPU 105將使得綠光LED 424點亮，接著紅光LED 426點亮，接著是在重復該序列之前的空白時間段。遠端CPU 205然后可以基于空白時間段接收到的傳感器信號來確定陽光對測量的影響。當計算用戶的心率時，遠端CPU 205然后可以補償接收到的關于綠光LED和紅光LED的傳感器信號，或者將該信息以反饋形式返回給用戶CPU105，其中該反饋用以調整綠光LED和紅光LED的強度。如底面視圖400所示，用戶系統100還可以包括用于對用戶電池150再充電的再充電端口 430。在用戶系統100的一個配置中，用戶CPU 105可以用來基于來自感測系統的信息計算用戶的心率。當計算心率時，用戶CPU 105可以使用來自位移傳感器和加速度計的信息來補償來自血液濃度感測系統的信息。CPU 105可以基于計算出的心率經由用戶界面向用戶提供信息。舉例來說，當計算出的心率超過用戶設置的最大閾值時，可以使能用戶界面上的指示器。可選地，遠端處理系統200可以用來基于來自感測系統的信息計算心率。來自感測系統的信息可以通過用戶收發器125提供給遠端系統200。該信息可以被遠端系統200中的遠端收發器225接收并且被提供給遠端CPU 205以進行處理。然后遠端CPU 205可以通過使用來自位移傳感器和加速度計的信息補償來自血液濃度感測系統的信息而計算心率。可使用遠端處理系統200的遠端界面235來創建運動計劃。遠端界面235例如可以是觸摸屏幕(例如在蘋果的iPhone 上見到的觸摸屏幕)、智能手機鍵盤和屏幕、以及計算機控制臺的屏幕、鍵盤和鼠標。可基于包括用戶年齡的各種因素來確定最大估計心率。最大估計心率可以對應于動作的極端水平，動作的不同水平可以對應于橫跨從最大估計心率往下到對應于休息狀態的范圍的不同范圍，這樣，對于運動動作的每一個范圍可以建立心率范圍。所述動作的典型范圍可以對應于休息、中度運動(例如走路)、再往上直到對應于最大推薦活動水平的極限范圍，須注意，這種水平僅是指導性的，可以進行適當的修改。在選好運動水平后，當接收的傳感器信號指示心率低于、落入或高于所選擇的運動動作范圍的時候，遠端處理系統200的CPU 205可以經由收發器145和245與用戶系統CPU105通信以傳遞信號。這樣，用戶可以控制并監測他/她的活動水平。現在參見圖5，其示出用戶系統100的前表面500的概念性視圖，用戶CPU 105基于從遠端系統200接收的動作范圍信息可以控制遠離用戶皮膚的前表面500上的顯示特征，所述前表面500因此可以供用戶訪問。例如，在一個實施例中，顯示器前表面上的紅光指示器510可以指示心率高于所選擇的運動動作的規定范圍，用戶應當運動得更舒緩一些。相反，綠光指示器520可以指示動作水平低于規定范圍，用戶應當運動地更劇烈一些。在運動水平合適時，沒有燈會亮，指示達到了合適的運動水平。在本發明的范圍內可以考慮·光指示器和顏色的其他組合。在用戶系統100中還可以包括與遠端處理系統200中的可獲取功能協同運作的附加功能。例如，遠端處理系統200還可以用作存儲多個音軌或訪問多個無線電臺的音頻播放器(MP3、iPod 等)，通過在遠端處理系統200上運行的適當的娛樂軟件應用程序來讓其變為可能。參見圖5，用戶系統100的前表面500上的一組按鈕(“ + ”=音量升高/音軌前進530，音量下降/音軌后退540，以及“選擇” S 550)使得用戶能夠選擇音頻文件或頻道和音量。選擇按鈕S 550可以提供娛樂選擇功能，例如暫停、播放等。此外，選擇按鈕S 550可以用作緊急報警按鈕。例如，重復地或持續地按壓S 550可以啟動從用戶系統100到遠端處理系統200的信號以激活警報(例如，緊急報警電話消息(911、私人醫師等))。如果遠端處理系統200也配置有GPS，則緊急報警消息還可以包括用戶位置以及至為重要的(vital)統計信息(例如心率和/或可以指示血壓高低的高或低的血液濃度水平)以及用戶的標識。遠端系統200可以由用戶來攜帶，例如，佩戴在手腕上、手臂上或腕帶上，這樣能夠容易地看到。因此，遠端系統200可以在其顯示器(未示出)上顯示由應用程序所確定的更詳細的信息，例如心率、燃燒的卡路里、跑過的距離等。圖6示出包括用戶系統100和遠端處理系統200的心率監測器的運行方法600。在方框610中，用戶啟動并運行遠端處理系統200上的心率監測應用程序260。在方框620中，遠端處理系統200與用戶系統100通信并激活用戶系統100的存儲在用戶存儲器110中并可以在用戶CPU 105上執行的心跳監測器功能。在方框630中，用戶系統CPU 105打開用來控制感測系統120的運行例行程序以及加速度計的運行例行程序，其中該感測系統120包括綠光LED 424、紅光LED 426和光電檢測器410。所述例行程序控制LED的運行，SP控制重復速率、綠光和紅光LED的交替時機、LED輸出的脈沖寬度、以及光電檢測器電路的運行。所述例行程序還可以控制加速度計330和相關電路的運行。在方框640中，CPU 105將來自光電檢測器、加速度計和電池電壓的模擬信號轉換成數字信號，然后將所述數字信號編碼成數據包用于傳輸。在方框650中，由用戶系統100的CPU將信號經由收發器225、245 (例如Bluetooth )和天線245、345傳輸至遠端處理系統200，該信號包括血液濃度數據、位移數據、加速度計數據、電池電壓和時鐘信號。可選地，也可以經由硬件有線鏈路進行傳輸。在方框660中，遠端處理系統200的CPU 205處理所接收的數據，并且可以向用戶系統100的CPU 105回傳各種指令。在這些指令中，包括打開用戶系統前表面的紅光或綠光LED以指示用戶運動得更快(綠光LED)、運動得更慢(紅光LED)以及保持相同運動水平(前表面沒有LED點亮)的指令。例如通過返回到方框640來持續地運行該方法，從而獲得并編碼下一個數據包。可以在充電期間指示電池電量。例如，當通過充電端口 430給用戶系統充電時，綠光LED 510可以在充電至25%時間歇地閃爍一次，在充電至50%時間歇閃爍兩次，在充電至75%時間歇閃爍三次，以及在充電至100%時穩定，等等。所有的運行情況和運動參數都可以可視地顯示在遠端處理裝置200的用戶界面 (例如，iPhone 的觸摸屏幕或計算機屏幕)上。遠端處理裝置200的顯示器(未示出)可以顯示多種數據。可以顯示的示例性的信息包括測量(校正后)的心率的數值，鍛煉時間指示器，卡路里計數器，動作水平指示器，運動、暫停和停止軟按鍵以及音樂功能軟按鍵，都可以使用多功能按鍵來訪問。也可以考慮其他的功能。應當理解，所公開的方法中步驟的具體順序或層級只是示例性過程的示意。應當理解，方法中步驟的具體順序或層級是可以基于設計偏好而重新組織的。所附的方法權利要求以示例性順序示出各種步驟的要素，不應當被理解為局限于所示出的具體順序或層級，除非其中作了特別的說明。權利要求不是旨在限制本公開內容的各個方面，而是旨在賦予其與權利要求的語言一致的全部范圍。本領域普通技術人員已知的或者后續可知的關于貫穿本公開內容所描述的各方面的要素的所有結構性和功能性等同物均被通過引用的方式清楚地并入于此，并且旨在被權利要求所涵蓋。而且，不管在權利要求中是否明確地記載了這樣的內容，此處所公開的內容沒有一處是旨在貢獻于公眾。沒有一個權利要求的要素應當基于35U.S.C. § 112第六段來理解，除非該要素使用了“用于……的裝置”的短語進行清楚的記載，或者是在方法權利要求的情況下，該要素使用了 “用于……的步驟”的短語來記載。
權利要求
1.一種心率監測器，配置為貼近用戶的皮膚而佩戴，包括 感測系統，包括 血液濃度感測系統，配置為感測所述皮膚的表面之下一個或多個血管內的血液濃度變化， 位移傳感器，配置為感測所述心率監測器相對于所述皮膚的位置變化，以及 加速度計，配置為感測所述心率監測器相對于用戶心臟的位移。
2.根據權利要求I所述的心率監測器，還包括處理器，所述處理器配置為基于來自所述感測系統的信息來計算用戶的心率。
3.根據權利要求I所述的心率監測器，還包括處理器，所述處理器配置為通過使用來自所述位移傳感器和所述加速度計的信息補償來自所述血液濃度感測系統的信息來計算用戶的心率。
4.根據權利要求I所述的心率監測器，還包括收發器，所述收發器配置為 將來自所述感測系統的信息傳輸至用于計算用戶心率的遠端系統，以及 從所述遠端系統接收關于所述用戶的心率的信息以顯示給所述用戶。
5.根據權利要求I所述的心率監測器，其中，所述血液濃度感測系統包括與所述心率監測器一起布置的一個或多個綠光LED，使得從所述一個或多個綠光LED發出的光的至少一部分穿過所述皮膚。
6.根據權利要求5所述的心率監測器，其中，所述血液濃度感測系統還包括與所述心率監測器一起布置的光電檢測器以檢測來自穿過所述皮膚的光的所述至少一部分的反向散射。
7.根據權利要求I所述的心率監測器，其中，所述位移傳感器包括與所述心率監測器一起布置的一個或多個紅光LED，使得從所述一個或多個紅光LED發出的光的至少一部分穿過所述皮膚。
8.根據權利要求7所述的心率監測器，其中，所述位移傳感器還包括與所述心率監測器一起布置的光電檢測器以檢測來自穿過所述皮膚的光的所述至少一部分的反向散射。
9.根據權利要求I所述的心率監測器，其中，所述血液濃度感測系統還包括一個或多個綠光LED，并且所述位移傳感器包括一個或多個紅光LED，其中，多個所述LED與所述心率監測器一起布置，使得從所述一個或多個綠光LED發出的綠光的至少一部分和從所述一個或多個紅光LED發出的紅光的至少一部分穿過所述皮膚。
10.根據權利要求9所述的心率監測器，還包括處理器，所述處理器配置為 在第一時間段期間使能所述一個或多個綠光LED并在第二時間段期間禁能所述一個或多個綠光LED，以及 在所述第一時間段期間禁能所述一個或多個紅光LED并在所述第二時間段期間使能所述一個或多個紅光LED。
11.根據權利要求9所述的心率監測器，其中，所述血液濃度感測系統和所述位移傳感器包括共用的光電檢測器，其中，所述光電檢測器與所述心率監測器一起布置以檢測來自穿過所述皮膚的綠光的所述至少一部分和紅光的所述至少一部分的反向散射。
12.根據權利要求11所述的心率監測器，還包括處理器，所述處理器配置為 在第一時間段期間使能所述一個或多個綠光LED，并在第二時間段期間禁能所述一個或多個綠光LED， 在所述第一時間段期間禁能所述一個或多個紅光LED并在所述第二時間段期間使能所述一個或多個紅光LED，以及 在第三時間段期間禁能所述一個或多個綠光LED和所述一個或多個紅光LED。
13.根據權利要求12所述的心率監測器，其中，所述處理器還被配置為確定是否所述光電檢測器在所述第三時間段期間飽和，并且如果所述處理器確定所述光電檢測器在所述第三時間段期間飽和則減小所述光電檢測器的靈敏度。
14.根據權利要求13所述的心率監測器，其中，所述處理器還被配置為如果所述處理器確定所述光電檢測器在所述第三時間段期間飽和則提高所述一個或多個綠光LED和所述一個或多個紅光LED的功率。
15.根據權利要求12所述的心率監測器，其中，所述處理器還被配置為通過使用所述第三時間段期間來自所述光電檢測器的信息補償所述第一時間段和所述第二時間段期間來自所述光電檢測器的信息來計算用戶的心率。
16.根據權利要求9所述的心率監測器，還包括處理器，所述處理器配置為接收關于所述一個或多個綠光LED和所述一個或多個紅光LED的功率的反饋，并基于所述反饋來調節所述功率。
全文摘要
一種心率監測器，包括靠近用戶皮膚且與遠端處理系統通信的用戶系統。該用戶系統包括用戶處理器；用戶存儲器，耦接至所述用戶處理器；時鐘信號生成器，耦接至所述處理器；感測系統，耦接至所述處理器以至少測量用戶心率；用戶收發器，耦接至所述處理器；用戶界面，耦接至所述處理器；以及用戶天線，耦接至所述收發器。用戶電池被耦接至所述用戶處理器、用戶存儲器、時鐘信號生成器、感測系統和用戶收發器。所述遠端處理系統包括遠端處理器；遠端存儲器，耦接至所述遠端處理器；遠端收發器，耦接至所述遠端處理器；以及遠端天線，耦接至所述遠端收發器。
文檔編號A61B5/0245GK102781310SQ201180011683
公開日2012年11月14日 申請日期2011年12月13日 優先權日2010年12月13日
發明者詹姆斯·布赫海姆, 阿恩·亨尼格 申請人:史考契工業公司