可穿戴生物信号监视设备制造技术

一种可穿戴生物信号监视设备(200,300,400)包括用于测量生物信号的光学传感器(205)、至少一个电源(201)以及用于控制所述传感器的测量过程并用于确定生理学数据或参数的数据处理设备(203)等部件。所述可穿戴设备是一种服饰、服装或衣物。在所述设备中，至少电源围绕所述可穿戴设备分散布置，远离所述光学传感器的附近区域，以使得在所述可穿戴设备被穿上时所述光学传感器在某一位置被功能性地与皮肤耦合。据此，可以获得重量更加均衡的可穿戴测量系统，以使得所述设备的大的部件的运动不会扰乱或干扰光学测量。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种可穿戴生物信号监视设备(200,300,400)包括用于测量生物信号的光学传感器(205)、至少一个电源(201)以及用于控制所述传感器的测量过程并用于确定生理学数据或参数的数据处理设备(203)等部件。所述可穿戴设备是一种服饰、服装或衣物。在所述设备中，至少电源围绕所述可穿戴设备分散布置，远离所述光学传感器的附近区域，以使得在所述可穿戴设备被穿上时所述光学传感器在某一位置被功能性地与皮肤耦合。据此，可以获得重量更加均衡的可穿戴测量系统，以使得所述设备的大的部件的运动不会扰乱或干扰光学测量。【专利说明】可穿戴生物信号监视设备
本专利技术涉及一种可穿戴生物信号监视设备，诸如，用于监视例如心率、心率变化、Sp02、PTT(用于血压的脉搏波传导时间)的设备。本专利技术尤其涉及一种包括光学传感器部件及其定位的可穿戴设备。
技术介绍
包括光学传感器部件的可穿戴生物信号监视设备是之前已知的，其中该设备通常由现行的光学传感器模块组成，如LED光源、光电探测器和模拟前端，并且该设备还包括其他相当大的部件，如控制板(或母板)、电池，并且经常还包括显示器、一些按钮和外壳。存在与现有技术相关的一些缺点。该设备通常很厚并且庞大，这导致很多缺陷。例如，在移动这些大的部件时造成对光学测量事件的干扰，因此测量精度低并且甚至不可重复。此外，环境辐射(例如日光)可以容易地干扰可穿戴设备的光学测量。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是减轻和消除与已知的现有技术相关的问题。特别地，本专利技术的目的是提供一种如下的可穿戴设备:用于监视生物信号，使得该设备可被舒适地使用，并且另外，该设备的大部件(诸如电池等)的任何巨大干扰可被消除或者至少在该设备的光学部件的操作区域中被降至最低，因此，可以保持极高的测量精度并且测量是可重复的。此夕卜，该目的是提供一种设备，使得可以有效地消除诸如由日光或环境光或辐射造成的任何辐射干扰。可以通过独立权利要求的特征来实现本专利技术的目的。根据本专利技术的一个方面，提供一种用于监视生物信号的可穿戴设备。根据本专利技术的一个实施例，用于监视生理参数或生物信号的可穿戴设备包括光学传感器部件，并且另外还其他需要的部件，如至少一个电源和至少一个数据处理装置。根据本专利技术的一个实施例，用于监视生理参数或生物信号的可穿戴设备包括光学传感器，并且另外还包括其他需要的部件，例如至少一个电源，以及用于控制传感器的测量过程并且用于确定数据或参数的至少一个数据处理设备(还包括可能的AFE;模拟前端)。AFE是这样一个部件，其可以处理(例如至少部分接近测量点)所测量的数据的部件，并且(以数字形式)传输所处理的测量数据以用于进一步处理。另外，该设备还可以包括其他部件，如可能的蓝牙无线电装置、存储器、显示器等。优选地，要测量的信号是由心率诱发的，该信号例如包括心率、心率变化、Sp02、PPT(用于血压的脉搏波传导时间)。光学传感器包括用于发光(例如可见或红外(IR)光)的部件，以及光电探测器，其适于检测由发光部件发出并且与用户的组织或身体交互作用(例如反射或通过用户的组织或身体传输)的光。由于光学测量，测量过程对部件的运动以及设备的任何大部件产生的力或力矩的所有影响非常敏感。大部件的运动可以例如改变光学检测器的发光源的校准或方向，因此，所发出的光束可能落在皮肤上的错误位置上。由于大部件的运动，光源的检测或接收单元也会偏斜，这影响了测量结果。此外，环境光或辐射也可能干扰测量事件。因此，根据本专利技术，优选地将设备的部件散布在设备集成上的较大区域上，使得可以将由大部件产生的运动或力矩的对光学传感器的干扰最小化。例如，优选地将设备的电源布置为与光学传感器或其出口和入口相隔一段距离。该布置将设备的重量平衡分布到于光学传感器或其出口和入口的附近区域较远并向外延伸的区域。优选地，该质量被扩展到可穿戴设备的如下部分:该部分被布置为在使用可穿戴设备(当其被穿戴时)的期间非常稳定。如果该设备包括多个电源，优选地将它们在可穿戴设备上彼此分散，并且从而非常有效地使该设备稳定。电源可以是例如无线(感应)电源、一个或多个电池(主要的和/或可充电的)或者能量收集装置。可由单独的模块将大部件实现于所述设备，该单独的模块可以是可穿戴设备的所集成的部分。该模块可包括例如由纺织物、TPU薄膜或它们的组合构成的基板，其中在附接到可穿戴设备中之前，已在基板上以固定和分散的方式附接了该部件。这加速和便利了可穿戴设备的制造过程。通过分散部件，并且尤其是设备的最大部件，可使设备的结构较薄并且有弹性，使得能够更舒适地应用。例如，在衣服集成上，小的薄传感器可位于最佳的可能位置，并且其他部件可位于衣服的具有更多空间的其他区域。衣服还允许安装更大的或者多个电池。电池可以是无线电源。此外，在一个实施例中，传感器模块可以是衣服的单独部分(模块)，其可以在衣服制造过程中被集成到衣服上。这个模块可具有纺织基底，可在该基底中以例如固定的方式附接部件。根据一个实施例，至少一个电源和/或与其相关的部件，以及可能的数据处理单元(包括可能的无线电设备)围绕可穿戴设备分散布置，并且与光学传感器远离，使得在穿戴可穿戴设备时，光学传感器与皮肤在某一位置处(功能地)耦合。根据一个示例，仅光学传感器被布置为与皮肤在某一位置处(功能地)耦合，并且所有其他部件较远地分散布置。根据一个实施例，设备包括在至少两个分散的部件之间的柔性部分，因此可以最小化或抑制由大部件造成的任何力矩或额外的干扰。部件以及特别是光学传感器部件被布置到可穿戴设备内，使得在穿戴可穿戴设备时，发光设备和接收器与皮肤在某一的期望位置处物理接触(或至少以功能的方式耦合，使得光学测量是可能的)。例如，光学传感器部件可被布置到内裤的大腿部分，使得在穿戴内裤时，该光学传感器部件将总是位于用户的腹股沟区域或大腿内侧附近。根据需要，光学传感器或其他部件可被布置到可穿戴设备内，使得它们与用户皮肤在如下位置处接触(或至少接近接触):其中皮肤极薄或温暖，或者血液循环旺盛，并且因此能够高质量测量的环境。光学传感器或其他部件还可以被布置到可穿戴装置内，使得在穿戴可穿戴设备时它们位于非常稳定的位置。根据本专利技术的可穿戴设备，还可以提高测量的可重复性，因为在穿戴可穿戴设备时，光学传感器基本位于皮肤上的相同位置。此外，本专利技术的可穿戴设备允许长期测量，因为部件的分散化导致的整体测量部件非常舒适，并且还因为在穿戴衣服的同时穿戴传感器，因此测量设备的使用非常容易并且还是不可见的。通过围绕可穿戴设备定位部件，还可以以非常方便的方式建立与其他部件或传感器的连接。根据一个实施例，将光学传感器的输出或输入直接地或者经由光导设备布置到可穿戴设备内，从而保护该输出和输入不受环境辐射或光的影响。例如，可将光学传感器的部件布置到可穿戴设备的内部区域中，该内部区域还可以另外被配置为在被穿戴时紧压用户皮肤。例如，内裤的腿部或衬衫的腋下区域。根据一个实施例，可穿戴设备包括至少一个第一弹性部分，在该处光学传感器被布置为与皮肤紧身接触。可穿戴设备还可以包括至少一个第二部分，第二部分的弹力优选为小于或明显不同于第一部分，并且在第二部分分散至少一个其他的部件。设备的这种结构允许光学或测量部件与皮肤非常紧密地接触，并且相应地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可穿戴生物信号监视设备(200，300，400)，其中，所述设备包括下列部件：用于测量生物信号的光学传感器(205)、至少一个电源(201)以及用于控制传感器的测量过程并且用于确定生理数据或参数的数据处理设备(203)，其中，‑所述可穿戴设备是服装，其包括：内衣、内裤、胸罩、衬衫、袜子、帽子、心率带、胸带、围绕胸部延伸的伸缩带、臂带、腕式设备、戒指、衬衫的袖子、内裤的腿部或者衬衫的腋下区域，以及‑至少所述电源(201)围绕所述可穿戴设备被分散布置，远离所述光学传感器(205)的附近区域，使得当所述可穿戴设备被穿戴时所述光学传感器与皮肤在某一位置处功能地耦合。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·亚科拉，A·利澳，
申请(专利权)人：服饰优佳MBU公司，
类型：新型
国别省市：芬兰;FI