用于确定生理参数的系统、方法和相关设备技术方案

本发明专利技术提供了用于控制电子装置的方法、系统和相关设备，其通过以下步骤操作可连接到电子装置音频接口的外部传感器：将第一谐波驱动信号施加到音频接口的第一触点并将第二谐波驱动信号施加到音频接口的第二触点来驱动外部传感器，在音频接口第三触点处接收响应信号，调整第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号中的至少一个，基于第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号以及响应信号的特性确定一个或多个生理参数，以及输出所确定的一个或多个生理参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定生理参数的系统、方法和相关设备
本公开总体涉及确定患者的生理参数。更具体地说，本公开涉及利用耦合到电子装置的音频接口的传感器来确定生理参数的系统、方法和相关设备。
技术介绍
传统的温度计、血压测量装置、肺活量计、会阴收缩力计、ECG、EEG以及用于测量生理参数的其他装置通常是独立的器具。用于测量生理参数的独立电子装置通常含有电源、微控制器、本地存储器、和定制显示机构以及执行传感所需的基本电路。这使得系统相对复杂，制作成本较贵，并且存在许多潜在故障点。因此，它们功能有限、难以升级和/或相对昂贵。因此，人们期望提供用于确定生理参数的改进系统和方法。
技术实现思路
本专利技术的一些方面提供用于控制电子装置的方法、系统和相关设备，其通过以下步骤操作可连接到电子装置音频接口的外部传感器：将第一谐波驱动信号施加到音频接口的第一触点并将第二谐波驱动信号施加到音频接口的第二触点来驱动外部传感器，在音频接口第三触点处接收响应信号，调整第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号中的至少一个，基于第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号以及响应信号的特性确定一个或多个生理参数，以及输出所确定的一个或多个生理参数。本专利技术的一个方面提供一种系统，所述系统包括：驱动信号生成器，其用于将第一谐波驱动信号施加到音频接口的第一触点并将第二谐波驱动信号施加到音频接口的第二触点来驱动外部传感器并且调整第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号中的至少一个；响应信号检测器，其用于在音频接口第三触点处接收响应信号；生理参数提取器，其用于基于第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号以及响应信号的特性确定一个或多个生理参数；以及输出装置，其用于输出所确定的一个或多个生理参数。本专利技术的另一方面提供一种连接到电子装置的音频接口的温度计，所述温度计包括：插头，其具有用于从电子装置接收第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号的第一触点和第二触点以及用于将响应信号返回到电子装置的第三触点；以及温度传感器，其主要包含连接在第一触点和第三触头之间的热敏电阻器和连接在第二触点和第三触点之间的参考电阻器。本专利技术的另一方面提供一种连接到电子装置的音频接口的适配器，所述适配器包括：插头，其具有用于从电子装置接收第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号的第一触点和第二触点以及用于将响应信号返回到电子装置的第三触点；以及压力传感器，其在第一触点和第三触点之间具有压敏区域并且在第二触点和第三触点之间连接有参考电阻器，所述压力传感器被连接为跨接第一触点和第二触点的桥接器以向第三触点提供响应信号。本领域的普通技术人员在结合附图阅读下文具体实施例的描述时，本公开的其他方面和特征变得明显。附图说明现将仅以示例的方式参考附图描述本公开的各个实施例。图1是说明根据一个实施例用于通过电子装置的音频接口控制外部传感器的方法的流程图。图1A是说明根据另一实施例用于通过电子装置的音频接口控制外部传感器的方法的流程图。图1B示意性地说明根据一个实施例被连接以控制示例性温度计的电子装置。图1C示意性地说明根据一个实施例被连接以控制示例性血压计的电子装置。图1D示意性地说明根据一个实施例被连接以控制示例性肺活量计的电子装置。图1E示意性地说明根据一个实施例被连接以控制示例性会阴收缩力计的电子装置。图2示意性地说明根据一个实施例用于控制电子装置以操作可连接到电子装置的音频接口的外部传感器的示例性系统。图2A示意性地说明根据另一实施例用于控制电子装置以操作可连接到电子装置的音频接口的外部传感器的示例性系统。图3示意性地说明根据一个实施例的示例性温度传感器电路。图3A示意性地说明根据一个实施例用于操作温度传感器的示例性控制系统。图3B示意性地说明根据一个实施例用于操作温度传感器的示例性控制系统。图3C示意性地说明图3B的控制系统的示例性驱动信号。图3D示意性地说明图3B的控制系统的示例性响应信号。图4示意性地说明根据一个实施例用于血压计或肺活量计的示例性压力传感器电路。图4A示意性地说明根据一个实施例用于操作血压计传感器的示例性控制系统。图4B是显示根据一个实施例从通过音频接口操作的血压计传感器的示例性血压输出的曲线图。图4C示意性地说明根据一个实施例用于操作肺活量计传感器的示例性控制系统。图5显示根据一个实施例的示例性血压测量音频接口适配器。图6显示根据一个实施例的示例性肺活量测量音频接口适配器。图7示意性地说明根据一个实施例的示例性的心电图(ECG)传感器电路。具体实施方式总体来说，本专利技术提供通过电子装置的音频接口控制外部传感器的方法和系统。本文中参考手持式电子装置(例如智能电话等)来描述示例性实施例，但应理解本文中所述的系统和方法可以被实施为具有音频接口以及具有适当信号生成和处理能力的任何类型的电子装置，包括但不限于智能电话、功能手机、个人数字助理、平板电脑、上网本、笔记本电脑、便携式游戏系统、配置有处理器的便携式音乐播放器、台式电脑等。用便携式装置(例如移动电话)执行医用传感器测量有利于：记录和传输读数，向传感器、数据存储器、高效处理器提供电力以进行高级分析，易于升级和添加应用特征，以及便于提供更好的用户接口。通过移动电话的通用输入机构和通用输出机构能够增强用户交互，例如允许输入支持患者信息，引导患者确保优选传感器布置，以及提供更丰富的结果反馈，包括治疗选择、历史数据趋势图和其他相关内容。通过提供直接连接到移动电话或其他电子装置的传感器，本文中所述的实施例不需要许多的常用独立装置部件来测量生命体征或其他生理参数(例如单独的电源、微控制器、定制显示器等)，这是因为它们的功能是移动电话本身所固有的。这些实施例减少了传感器设计的复杂性并且降低了传感器制造的成本。由于软件升级相对容易，因此可以逐步改进和更新控制传感器的应用程序。本文中所述的实施例被配置为利用在现代电子装置中近乎通用的音频接口。某些实施例还利用了相对高标准化水平的音频插孔和插头。此外，许多电子装置中的消费级音频编解码器使用复杂的信号转换器来实现16比特(15ppm)或更多的分辨率。到目前为止，这胜过在大多数通常具有10比特(1000ppm)的分辨率的定制微控制器实施方式中发现的转换器。这种在信号质量方面近乎100倍的硬件水平的改进可显著改进传感器读数的准确性。另外，标准音频输入和输出信号水平和阻抗范围可与普遍的传感器类型直接兼容。具体来说，某些实施例使用包括用于测量的无源部件的桥接电路的传感器，例如下文所讨论的用于压力和温度感测的情况。然而，音频接口和常用的传感器接口之间存在显著不同，这是因为音频信号信道被设计为严格地操作AC信号，而传统传感器接口依赖于DC信号以用于传感器激励和检测。虽然能够使用音频信号线通过对在音频信道的每一端编码和解码的AC载波信号进行振幅和/或频率调制的方式来传输DC传感器信号，但是这将需要在传感器与电话音频连接器之间存在附加转换器电子器件，这对于使用电话或其他电子装置来消除定制电子器件的目的无益，同时会重新引入对单独的传感器电源的需求。音频接口的标准麦克风连接件(例如移动电话耳机插孔)输出小电压，用于驱动耳机中常见的驻极体麦克风。这一“麦克风偏压”足以驱动单个晶体管或单个超低功率装置，但不足以给常用的全传感器接口或信号转换电路供电。某些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制电子装置以操作可连接到所述电子装置的音频接口的外部传感器的方法，所述音频接口包括多个触点，所述方法包括：将第一谐波驱动信号施加到所述音频接口的第一触点并将第二谐波驱动信号施加到所述音频接口的第二触点来驱动所述外部传感器；在所述音频接口的第三触点处接收响应信号；调整所述第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号中的至少一个；基于所述第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号以及所述响应信号的特性确定一个或多个生理参数；以及输出所确定的一个或多个物理参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.14 US 61/646,8411.一种用于控制电子装置以操作可连接到所述电子装置的音频接口的外部传感器的方法，所述音频接口包括多个触点，所述方法包括：将第一谐波驱动信号施加到所述音频接口的第一触点并将第二谐波驱动信号施加到所述音频接口的第二触点来驱动所述外部传感器；在所述音频接口的第三触点处接收响应信号；调整所述第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号中的至少一个；基于所述第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号以及所述响应信号的特性确定一个或多个生理参数；以及输出所确定的一个或多个生理参数。2.根据权利要求1所述的方法，其中调整包括基于所述响应信号提供反馈以修改所述第一谐波驱动信号和所述第二谐波驱动信号中的一个以最小化所述响应信号。3.根据权利要求1所述的方法，其中调整包括在所述第二谐波驱动信号的振幅扫描通过预定范围时，使所述第一谐波驱动信号维持基本不变的振幅。4.根据权利要求3所述的方法，其中使所述振幅扫描包括扫描通过所述音频接口的最大振幅与零之间的范围，并且所述基本不变的振幅为所述最大振幅的大约一半。5.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中扫描包括线性斜升所述振幅。6.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，包括基于所接收到的响应信号中的局部最小值的定时信息确定驱动信号比。7.根据权利要求3或权利要求4所述的方法，其中所述外部传感器包括温度传感器，所述方法包括基于所接收到的响应信号中的局部最小值的定时信息确定温度。8.根据权利要求1至权利要求4中任何一项所述的方法，其中所述外部传感器包括温度传感器，所述方法包括基于所述第一谐波驱动信号和所述第二谐波驱动信号的振幅比确定温度。9.根据权利要求7所述的方法，其中所述温度传感器主要包含热敏电阻器和参考电阻器。10.根据权利要求8所述的方法，其中所述温度传感器主要包含热敏电阻器和参考电阻器。11.根据权利要求1至权利要求4中任何一项所述的方法，其中所述外部传感器包括压力传感器。12.根据权利要求11所述的方法，包括将所述响应信号乘以所述第一谐波驱动信号和所述第二谐波驱动信号中的一个和所述第一谐波驱动信号和所述第二谐波驱动信号中的一个的相移形式来生成响应输入，并基于所述响应输入确定一个或多个生理参数。13.根据权利要求12所述的方法，包括基于所述响应输入和所述第一谐波驱动信号和所述第二谐波驱动信号的振幅比确定平均血压、收缩血压、舒张血压、和/或心率。14.根据权利要求11所述的方法，其中所述压力传感器被耦合以从可充气构件接收压力。15.根据权利要求11所述的方法，其中所述压力传感器位于机械可压缩构件内。16.根据权利要求14或权利要求15所述的方法，包括基于所述第一谐波驱动信号和所述第二谐波驱动信号的振幅比确定肌肉收缩的强度。17.根据权利要求11所述的方法，其中所述压力传感器包括压差传感器。18.根据权利要求12所述的方法，其中所述压力传感器包括压差传感器，所述方法包括基于所述响应输入和所述第一谐波驱动信号和所述第二谐波驱动信号的振幅比确定呼吸参数。19.一种用于控制电子装置以操作可连接到所述电子装置的音频接口的外部传感器的系统，所述音频接口包括多个触点，所述系统包括：驱动信号生成器，其用于将第一谐波驱动信号施加到所述音频接口的第一触点并将第二谐波驱动信号施加到所述音频接口的第二触点来驱动所述外部传感器并调整所述第一谐波驱动信号和第二谐波驱动信号中的至少一个；响应信号检测器，其用于接收所述音频接口的第三触点处的响应信号；生理参数提取器，其用于基于所述第一谐波驱动信号和所述第二谐波驱动信号以及所述响应信号的特性确定一个或多个生理参数；以及输出装置，其用于输出所确定的一个或多个生理参数。20.根据权利要求19所述的系统，其中所述驱动信号生成器基于所述响应信号接收反馈以修改所述第一谐波驱动信号和所述第二谐波驱动信号中的一个以最小化所述响应信号。21.根据权利要求20所述的系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安·莱特·彼得森，约翰·马克·安赛米诺，盖伊·多蒙特，
申请(专利权)人：莱昂斯加特科技公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA