【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线医疗传感器和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年2月16日提交的美国临时专利申请第62/710,324号、于2018年2月17日提交的美国临时专利申请第62/631,692号和于2018年10月31日提交的美国临时专利申请第62/753,203号的权益和优先权，所述美国临时专利申请中的每一个在不与本申请不一致的程度上通过引用具体地并入。
技术介绍
本文提供了医疗传感器(包含机械-声学感测电子设备)，所述医疗传感器与内载式麦克风和反馈刺激(包含但不限于振动马达、扬声器或LED指示器)耦合。提供了用于使用3轴高频加速度计的衍生自身体的机械-声学电生理学感测电子设备的系统和方法。所述装置在本文中被称为柔软的、柔性的和可穿戴的，其具有高级节能功能和无线通信能力，包含与启用的系统兼容。在系统内，存在为宽范围的生理信号和环境信号的多模态感测提供平台的信号处理、信号分析和机器学习功能，所述生理信号和环境信号包含但不限于：言语、说话时间、呼吸速率、心率、肺容积、吞咽功能、身体活动、睡眠质量、移动、饮食行为。所述系统和方法与另外的传感器的使用兼...
【技术保护点】
1.一种医疗传感器，其包括：/na.电子装置，所述电子装置具有包括加速度计的传感器；/nb.双向无线通信系统，所述双向无线通信系统电子连接到所述电子装置以将来自所述传感器的输出信号发送到外部装置并且将来自外部控制器的命令接收到所述电子装置。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180216 US 62/710,324;20180217 US 62/631,692;20181.一种医疗传感器，其包括：
a.电子装置，所述电子装置具有包括加速度计的传感器；
b.双向无线通信系统，所述双向无线通信系统电子连接到所述电子装置以将来自所述传感器的输出信号发送到外部装置并且将来自外部控制器的命令接收到所述电子装置。
2.根据权利要求1所述的医疗传感器，其是可穿戴的、组织安装的或可植入的或与受试者的组织机械连通或直接机械连通。
3.根据权利要求1或2所述的医疗传感器，其进一步包括无线电力系统，所述无线电力系统用于对所述电子装置进行供电。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的医疗传感器，其进一步包括处理器，所述处理器用于提供实时度量。
5.根据权利要求4所述的医疗传感器，其中所述处理器与所述电子装置一起内载或定位于外部装置中，所述外部装置定位成与所述医疗传感器相距一定距离并且与所述无线通信系统无线通信。
6.根据权利要求5所述的医疗传感器，其中所述处理器是便携式智能装置的一部分。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的医疗传感器，其连续监测并生成实时度量。
8.根据权利要求7所述的医疗传感器，其中所述实时度量是社会度量或临床度量。
9.根据权利要求8所述的医疗传感器，其中所述临床度量选自由以下组成的组：吞咽参数、呼吸参数、吸入参数、咳嗽参数、打喷嚏参数、体温、心率、睡眠参数、脉搏血氧饱和度、打鼾参数、身体移动、抓挠参数、排便参数、新生儿受试者诊断参数、脑瘫诊断参数和其任何组合。
10.根据权利要求8所述的医疗传感器，其中所述社会度量选自由以下组成的组：说话时间、字数、发音参数、语言学话语参数、对话参数、睡眠质量、饮食行为、身体活动参数和其任何组合。
11.根据前述权利要求中任一项所述的医疗传感器，其进一步包括处理器，所述处理器被配置成分析所述输出信号。
12.根据权利要求11所述的医疗传感器，其中所述处理器利用机器学习来为所述医疗传感器的每个个别用户定制分析。
13.根据权利要求12所述的医疗传感器，其中所述机器学习包括对于所述用户来说是可定制的一种或多种监督学习算法和/或无监督学习算法。
14.根据权利要求12或13所述的医疗传感器，其中所述机器学习改善用于诊断感测或治疗应用的传感器性能参数和/或个性化用户性能参数。
15.根据权利要求11到14中任一项所述的医疗装置，其中所述处理器被配置成对来自所述电子装置的输出测量值进行滤波和分析以改善传感器性能参数。
16.根据权利要求1到15中任一项所述的医疗传感器，其进一步包括无线电力系统，所述无线电力系统用于对所述电子装置进行无线供电。
17.根据权利要求1到16中任一项所述的医疗传感器，其中所述加速度计是3轴高频加速度计。
18.根据权利要求1到17中任一项所述的医疗传感器，其中所述电子装置进一步包括可伸缩电互连件、微处理器、加速度计、刺激器、电阻器和电容器，这些组件电子通信以通过所述加速度计提供对振动或运动的感测并且用所述刺激器向用户提供刺激。
19.根据权利要求18所述的医疗传感器，其中所述传感器感测来自受试者的多个或单个生理信号，其中使用阈值以将纠正、刺激、生物反馈或加强信号的触发提供回所述受试者。
20.根据权利要求18所述的医疗传感器，其中所述电子装置包括网络，所述网络包括多个传感器。
21.根据权利要求20所述的医疗传感器，其中所述传感器中的至少一个传感器用于感测来自所述受试者的所述生理信号，并且所述传感器中的至少一个传感器用于向所述受试者提供反馈信号。
22.根据权利要求18所述的医疗传感器，其中所述阈值对于所述受试者来说是个性化的。
23.根据权利要求18所述的医疗传感器，其中所述刺激器包括振动马达、电极、光发射器、热致动器或音频通知中的一个或多个。
24.根据权利要求1到23中任一项所述的医疗传感器，其进一步包括柔性包封层，所述柔性包封层围绕柔性衬底和电子装置。
25.根据权利要求1到23中任一项所述的医疗传感器，其中所述包封层包括底部包封层和顶部包封层以及应变隔离层，其中所述应变隔离层由所述底部包封层支撑，并且柔性衬底由所述应变隔离层支撑。
26.根据权利要求25所述的医疗传感器，其进一步包括气袋，所述气袋位于所述电子装置与所述顶部包封层之间。
27.根据权利要求25所述的医疗传感器，其中所述电子装置与所述装置的靠近或接触受试者的组织表面的底层之间不存在气袋。
28.根据权利要求1到27中任一项所述的医疗传感器，其装置质量小于400mg并且装置厚度小于6mm。
29.根据权利要求1到28中任一项所述的医疗传感器，其被配置用于治疗性吞咽应用；社会互动计量仪；中风康复装置；或呼吸治疗装置。
30.根据权利要求29所述的医疗传感器，其被配置成由用户穿戴并且用于治疗性吞咽应用，其中所述输出信号用于选自由以下组成的组的一个或多个吞咽参数：吞咽频率、吞咽计数、吞咽能量。
31.根据权利要求30所述的医疗传感器，其进一步包括刺激器，所述刺激器向用户提供触觉信号以进行安全吞咽。
32.根据权利要求31所述的医疗传感器，其中所述安全吞咽通过感测用户呼吸周期的吸气和呼气的开始来确定。
33.根据权利要求21或22所述的医疗传感器，其中在反馈回路中使用一种或多种机器学习算法以优化触觉信号定时。
34.根据权利要求29所述的医疗传感器，其被配置成由用户穿戴并且用作社会互动计量仪，其中所述输出信号用于选自由以下组成的组的一个或多个社会参数：说话时间、字数(流利度速度)、发音参数、语言学话语参数或对话参数。
35.根据权利要求34所述的医疗传感器，其被配置用于安装到所述用户的胸骨上切迹。
36.根据权利要求34或35所述的医疗传感器，其用于与选自由以下组成的组的一个或多个另外的用户幸福参数一起使用：睡眠质量、饮食行为和身体活动，其中组合所述医疗传感器社会参数和幸福参数以提供社会互动度量。
37.根据权利要求34到36中任一项所述的医疗传感器，其进一步包括刺激器，所述刺激器向用户提供触觉信号以进行社会互动事件。
38.根据权利要求29所述的医疗传感器，其被配置成由用户穿戴并且用于在中风康复装置中使用，其中所述输出信号用于社会参数和/或吞咽参数。
39.根据权利要求38所述的医疗传感器，其用于与选自由以下组成的组的一个或多个另外的中风康复参数一起使用：步态、跌倒和身体活动。
40.根据权利要求38到39中任一项所述的医疗传感器，其进一步包括刺激器，所述刺激器向用户提供触觉信号以进行安全吞咽事件。
41.根据权利要求29所述的医疗传感器，其被配置成由用户穿戴并且用于在呼吸治疗装置中使用，其中所述输出信号用于呼吸吸气和/或呼气：努力程度、持续时间或通过喉咙的气流。
42.根据权利要求41所述的医疗传感器，其进一步包括刺激器，所述刺激器向用户提供触觉信号以进行呼吸训练。
43.根据权利要求1到42中任一项所述的医疗传感器，其进一步包括外部传感器，所述外部传感器可操作地连接到所述电子装置。
44.根据权利要求43所述的医疗传感器，其中所述外部传感器包括：麦克风和/或面罩。
45.根据前述权利要求中任一项所述的医疗传感器，其中传感器能够跨时间再现受试者的身体位置和移动的化身(avatar)或视频表示。
46.一种使用上述医疗传感器中的任何医疗传感器测量实时个人度量的方法。
47.一种测量实时个人度量的方法，所述方法包括以下步骤：
a.将前述权利要求的装置中的任何装置安装到用户皮肤表面或皮下植入；
b.用所述传感器检测由所述用户生成的信号；
c.分析经滤波信号以便由此对所述经滤波信号进行分类；以及
d.基于经过分类的经滤波信号向所述用户或第三方提供实时度量。
48.根据权利要求47所述的方法，其进一步包括在分析步骤之前对检测到的信号进行滤波的步骤。
49.根据权利要求47所述的方法，其中所述提供步骤包括以下中的一个或多个：
向所述用户提供触觉刺激；
存储或显示临床度量；和/或
存储或显示社会度量。
50.根据权利要求47到49中任一项所述的方法，其中所述提供步骤进一步包括将所述实时度量存储在远程服务器上以供随后的分析，从而生成临床医生或护理人员动作。
51.根据权利要求50所述的方法，其中所述动作包括向所述医疗传感器发送命令。
52.根据权利要求47所述的方法，其中所述实时度量是与健康相关的心理、身体或社会度量。
53.根据权利要求47所述的方法，其中所述分析步骤包括使用机器学习算法。
54.根据权利要求53所述的方法，其中所述机器学习算法包括独立的监督学习算法，其中每个算法被独立地训练成提供特定于个别用户的个性化实时度量。
55.根据权利要求54中任一项所述的方法，其中所述个性化实时个人度量用于治疗或诊断应用。
56.根据权利要求55所述的方法，其中所述治疗或诊断应用选自由以下组成的组：
a.安全吞咽；
b.呼吸疗法；
c.脑瘫诊断或疗法；以及
d.新生儿诊断或疗法。
57.根据权利要求54到56中任一项所述的方法，其中所述实时个人度量用于选自由以下组成的组的医疗应用：
a.睡眠医学；
b.皮肤病学；
c.肺医学；
d.社会互动评估；
e.言语疗法；
f.吞咽困难；
g.中风康复；
h.营养；
i.肥胖症治疗；
j.胎儿监测；
k.新生儿监测；
l.脑瘫诊断；
m.母体监测；
n.肠功能；
o.睡眠障碍的诊断或治疗；
p.睡眠疗法；
q.损伤；
r.损伤预防跌倒或关节或肢体的过度伸展；
s.睡眠损伤预防；
t.火器/弹道相关损伤；以及
u.心输出量监测。
58.一种医疗传感器，其包括：
a.电子装置，所述电子装置具有包括加速度计的传感器；以及
b.无线通信系统，所述无线通信系统电子连接到所述电子装置。
59.根据权利要求58所述的医疗传感器，所述无线通信系统是双向无线通信系统。
60.根据前述权利要求中任一项所述的医疗传感器，其中所述无线通信系统用于将来自所述传感器的输出信号发送到外部装置。
61.根据前述权利要求中任一项所述的医疗传感器，其中所述无线通信系统用于将来自外部控制器的命令接收到所述电子装置。
62.根据前述权利要求中任一项所述的医疗传感器，其是可穿戴的或可植入的。
63.根据前述权利要求中任一项所述的医疗传感器，其进一步包括无线电力系统，所述无线电力系统用于对所述电子装置进行供电。
64.根据前述权利要求中任一项所述的医疗传感器，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·A·罗杰斯，徐帅，李坤赫，倪晓月，安吉拉·罗伯茨，邦妮·马丁·哈里斯，莱奥拉·切尔尼，阿伦·贾亚拉曼，埃德娜·巴比，梅根·奥布莱恩，
申请(专利权)人：西北大学，芝加哥康复研究所，
类型：发明
国别省市：美国;US
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