心电图传感器芯片、片上系统以及可穿戴设备技术方案

提供一种心电图传感器芯片、片上系统以及可穿戴设备。一种在可穿戴设备中使用的ECG传感器芯片包括：由开关信号控制的开关、放大第一ECG信号与第二ECG信号之间的差的放大器以及生成开关信号的位置指示器。所述开关响应于开关信号来传递第一ECG信号或者第二ECG信号中的任何一个。

【技术实现步骤摘要】
本申请要求于2014年11月17日提交到韩国知识产权局的第10-2014-0160011号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的主题通过引用合并于此。
本专利技术构思的实施例总体上涉及可穿戴电子医疗保健设备，更具体地说，涉及被配置为在可穿戴医疗保健设备中使用的心电图(ECG)传感器芯片、包含这样的ECG传感器芯片的片上系统(SoC)以及相关的医疗保健设备。
技术介绍
对能够监测和记录健康状况的可穿戴医疗保健设备(以下，简称“设备”)的强劲的消费者需求跟随对健康问题中的个人责任的增长的社会重视。随着电子产品的小型化的持续改进，消费者现在能够获得能够提供监测、记录和/或显示许多健康相关状况的小的、便携式装置。这些装置中的许多是“可穿戴的”，“可穿戴的”的含义是它们被方便地配置为以允许用户长时间舒服地穿戴装置的方式来使用。当被适当地监测和解释时，存在提供关于人的整体健康的有意义信息的人的身体的许多不同特征。一个重要的特征是与心脏的工作有关的电信号。普遍认为：可通过通常被称为心电图(ECG)的一组常规的医疗测试来监测心脏的电活动。ECG可由于包括以下项的各种原因而被管理：检查心脏的整体活动、识别不明的胸部疼痛(如，通常与心脏病发作、心包炎以及心绞痛相关的疼痛)的原因、识别通常与心脏疾病相关的特定症状(诸如，气短、头晕、昏厥和心悸)、监测特定药物对心脏的效果、检查在心脏中植入的机械装置的工作以及定义健康基线以更好地监测慢性病的健康状况(诸如，高血压、高胆固醇、吸烟和糖尿病)。通过仔细地将十(10)根电引线附接到病人身体的指定位置并且之后记录一段时间内的一组电信号来在医生办公室中对躺着的病人实施典型的ECG。虽然典型的ECG毋庸置疑地对医学专家有用并且对病人无害，但是典型的ECG远不够方便。最近，改进的技术已经使用可穿戴装置代替一组笨重的电引线来允许心脏相关的生物电信号的类似ECG的监测。以这种方式，人的身体状况的特定方面可在医生办公室外在更长时间段内被方便地监测。然而，迄今为止，这样的便携式装置受困于信号检测问题以及这样的装置在人的身体上的可接受的可穿戴位置的巨大约束。也就是说，当能够检测类似ECG信号的传统的可穿戴装置被任意地放置在人的身体上时，诊断结果常常令人失望。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术构思的特定实施例提供一种被配置为在可穿戴设备中使用的心电图(ECG)传感器芯片，包括：开关、放大器和位置指示器，其中，开关由开关信号控制并且包括接收第一ECG信号的第一开关输入、接收第二ECG信号的第二开关输入、第一开关输出以及第二开关输出，放大器包括从第一开关输出接收第一ECG信号和第二ECG信号中的一个的第一放大器输入以及从第二开关输出接收第一ECG信号和第二ECG信号中的另一个的第二放大器输入，并放大第一ECG信号与第二ECG信号之间的差，位置指示器生成第一状态和第二状态之一下的开关信号，其中，响应于开关信号的第一状态，开关使第一ECG信号从第一开关输入传递到第一开关输出，并使第二ECG信号从第二开关输入传递到第二开关输出，并且响应于开关信号的第二状态，开关使第一ECG信号从第一开关输入传递到第二开关输出，并使第二ECG信号从第二开关输入传递到第一开关输出。在另一方面，本专利技术构思的特定实施例提供一种被配置为在可穿戴设备中使用的系统，所述系统包括：心电图(ECG)传感器芯片、模数转换器(ADC)和处理器，其中，心电图(ECG)传感器芯片接收来自第一ECG传感器的第一ECG信号和来自第二ECG传感器的第二ECG信号，并包括放大第一ECG信号与第二ECG信号之间的差以生成第一ECG输出信号和第二ECG输出信号的放大器，模数转换器(ADC)接收第一ECG输出信号和第二ECG输出信号，并生成相应的ECG数字信号，处理器接收ECG数字信号并响应于接收到的指示被用户佩戴的可穿戴设备的位置的位置信息来处理ECG数字信号。在另一方面，本专利技术构思的特定实施例提供一种在用户上的位置处佩戴的可穿戴设备，包括：第一心电图(ECG)电极、第二ECG电极以及接收来自第一ECG电极的第一ECG信号和来自第二ECG电极的第二ECG信号的ECG传感器芯片，其中，所述ECG传感器芯片包括：开关、放大器和位置指示器，其中，开关由开关信号控制并包括接收第一ECG信号的第一开关输入、接收第二ECG信号的第二开关输入、第一开关输出以及第二开关输出，放大器包括从第一开关输出接收第一ECG信号和第二ECG信号中的一个的第一放大器输入以及从第二开关输出接收第一ECG信号和第二ECG信号中的另一个的第二放大器输入，并生成第一ECG信号与第二ECG信号之间的放大的差信号，位置指示器生成第一状态和第二状态之一下的开关信号，其中，响应于开关信号的第一状态，开关使第一ECG信号从第一开关输入传递到第一开关输出，并使第二ECG信号从第二开关输入传递到第二开关输出，并且响应于开关信号的第二状态，开关使第一ECG信号从第一开关输入传递到第二开关输出，并使第二ECG信号从第二开关输入传递到第一开关输出。在另一方面，本专利技术构思的特定实施例提供一种包括心电图(ECG)传感器芯片、模数转换器(ADC)以及中央处理器(CPU)的片上系统(SoC)，其中，所述心电图(ECG)传感器芯片包括开关、放大器以及位置指示器，其中，所述开关由开关信号控制并包括接收第一ECG信号的第一开关输入、接收第二ECG信号的第二开关输入、第一开关输出以及第二开关输出，放大器包括从第一开关输出接收第一ECG信号和第二ECG信号中的一个的第一放大器输入以及从第二开关输出接收第一ECG信号和第二ECG信号中的另一个的第二放大器输入，并生成第一ECG信号与第二ECG信号之间的放大的差信号，位置指示器生成具有第一状态和第二状态之一的开关信号，其中，响应于具有第一状态的开关信号，所述开关使第一ECG信号从第一开关输入传递到第一开关输出，并使第二ECG信号从第二开关输入传递到第二开关输出，并且响应于具有第二状态的开关信号，所述开关使第一ECG信号从第一开关输入传递到第二开关输出，并使第二ECG信号从第二开关输入传递到第一开关输出，所述模数转换器(ADC)接收放大的差信号并生成相应的ECG数字信号，所述中央处理器(CPU)接收ECG数字信号并生成控制显示器上的可视图像的生成的显示信息。在另一方面，本专利技术构思的特定实施例提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被配置为在可穿戴设备中使用的心电图ECG传感器芯片，所述ECG传感器芯片包括：开关，由开关信号控制并包括接收第一ECG信号的第一开关输入、接收第二ECG信号的第二开关输入、第一开关输出以及第二开关输出；放大器，包括从第一开关输出接收第一ECG信号和第二ECG信号中的一个的第一放大器输入以及从第二开关输出接收第一ECG信号和第二ECG信号中的另一个的第二放大器输入，并放大第一ECG信号与第二ECG信号之间的差；位置指示器，生成第一状态和第二状态之一下的开关信号，其中，响应于开关信号的第一状态，所述开关使第一ECG信号从第一开关输入传递到第一开关输出，并使第二ECG信号从第二开关输入传递到第二开关输出，并且响应于开关信号的第二状态，所述开关使第一ECG信号从第一开关输入传递到第二开关输出，并使第二ECG信号从第二开关输入传递到第一开关输出。

【技术特征摘要】
2014.11.17 KR 10-2014-01600111.一种被配置为在可穿戴设备中使用的心电图ECG传感器芯片，所述
ECG传感器芯片包括：
开关，由开关信号控制并包括接收第一ECG信号的第一开关输入、接收
第二ECG信号的第二开关输入、第一开关输出以及第二开关输出；
放大器，包括从第一开关输出接收第一ECG信号和第二ECG信号中的
一个的第一放大器输入以及从第二开关输出接收第一ECG信号和第二ECG
信号中的另一个的第二放大器输入，并放大第一ECG信号与第二ECG信号
之间的差；
位置指示器，生成第一状态和第二状态之一下的开关信号，
其中，响应于开关信号的第一状态，所述开关使第一ECG信号从第一开
关输入传递到第一开关输出，并使第二ECG信号从第二开关输入传递到第二
开关输出，并且响应于开关信号的第二状态，所述开关使第一ECG信号从第
一开关输入传递到第二开关输出，并使第二ECG信号从第二开关输入传递到
第一开关输出。
2.如权利要求1所述的ECG传感器芯片，其中，位置指示器包括：开
关信号生成器，响应于指示信号来生成第一状态和第二状态之一下的开关信
号。
3.如权利要求2所述的ECG传感器芯片，其中，指示信号响应于用户
激活的位置输入元件的用户激活/去激活状态被生成。
4.如权利要求3所述的ECG传感器芯片，其中，用户激活的位置输入
元件是以下项中的一个：
布置在可穿戴设备上的机械按钮，
在布置在可穿戴设备上的显示器上呈现的图形用户界面(GUI)的图标，
和
在无线连接到可穿戴设备的计算装置上布置的用户输入装置。
5.如权利要求3所述的ECG传感器芯片，其中，放大器包括：
前端低噪声放大器LNA，从所述开关接收第一ECG信号和第二ECG信
号，并生成中间放大的第一ECG信号和中间放大的第二ECG信号；
后端可编程增益放大器PGA，从LNA接收中间放大的第一ECG信号和

\t中间放大的第二ECG信号，并生成放大的第一ECG信号和放大的第二ECG
信号。
6.如权利要求5所述的ECG传感器芯片，还包括：
偏移控制器，将至少一个电压控制偏移提供给LNA和PGA中的至少一
个。
7.如权利要求1所述的ECG传感器芯片，其中，位置指示器包括峰值
检测器，所述峰值检测器接收从第一ECG信号得到的第一峰值检测信号和从
第二ECG信号得到的第二峰值检测信号，并基于第一峰值检测信号与第二峰
值检测信号之间的差来生成开关信号。
8.如权利要求7所述的ECG传感器芯片，其中，放大器包括：
前端低噪声放大器LNA，从所述开关接收第一ECG信号和第二ECG信
号，并且生成中间放大的第一ECG信号和中间放大的第二ECG信号；
后端可编程增益放大器PGA，从LNA接收中间放大的第一ECG信号和
中间放大的第二ECG信号，并且生成放大的第一ECG信号和放大的第二ECG
信号。
9.如权利要求8所述的ECG传感器芯片，还包括：
偏移控制器，将至少一个电压控制偏移提供给LNA和PGA中的至少一
个。
10.一种被配置为在可穿戴设备中使用的系统，所述系统包括：
心电图ECG传感器芯片，接收来自第一ECG传感器的第一ECG信号和
来自第二ECG传感器的第二ECG信号，并包括放大第一ECG信号与第二
ECG信号之间的差以生成第一ECG输出信号和第二ECG输出信号的放大器；
模数转换器ADC，接收第一ECG输出信号和第二ECG输出信号，并生
成相应的ECG数字信号；
处理器，接收ECG数字信号，并响应于接收到的指示被用户佩戴的可穿
戴设备的位置的位置信息来处理ECG数字信号。
11.如权利要求10所述的系统，其中，位置信息响应于用户激活的位置
输入元件的用户激活/去激活状态被生成。
12.如权利要求11所述的系统，其中，用户激活的位置输入元件是以下
项中的一个：布置在可穿戴设备上的机械按钮，在由布置在可穿戴设备上的
显示器提供的图形用户界面(GUI)上呈现的图标，和在无线连接到可穿戴

\t设备的计算装置上布置的用户输入装置。
13.如权利要求10所述的系统，其中，放大器包括：
前端低噪声放大器LNA，从开关接收第一ECG信号和第二ECG信号，
并生成中间放大的第一ECG信号和中间放大的第二ECG信号，以及
后端可编程增益放大器PGA，从LNA接收中间放大的第一ECG信号和
中间放大的第二ECG信号，并生成放大的第一ECG信号和放大的第二ECG
信号。
14.一种在用户上的位置处佩戴的可穿戴设备，所述可穿戴设备包括：
第一心电图ECG电极；
第二ECG电极；
ECG传感器芯片，接收来自第一ECG电极的第一ECG信号和来自第二
ECG电极的第二ECG信号，
所述ECG传感器芯片包括：
开关，由开关信号控制并包括接收第一ECG信号的第一开关输入、接收
第二ECG信号的第二开关输入、第一开关输出以及第二开关输出；
放大器，包括从第一开关输出接收第一ECG信号和第二ECG信号中的
一个的第一放大器输入以及从第二开关输出接收第一ECG信号和第二ECG
信号中的另一个的第二放大器输入，并且生成第一ECG信号与第二ECG信
号之间的放大的差信号；
位置指...

【专利技术属性】
技术研发人员：申绳澈，高亨宗，金正洙，朴庸仁，郑元赫，韩仑澈，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR