便携式水合监测设备和方法技术

一种可操作来监测水合的方法，包括将用户的手指压在设备的手指支架上，产生手指按压；通过至少一个传感器感测手指的存在；提供指示施加压力的警报；通过至少一个电磁发射器通过手指发射辐射；通过至少一个电磁检测器检测通过手指的辐射；通过同步线路验证电磁辐射是与一次或多次手指按压同步施加的；通过至少一个模数转换器将电磁检测器检测到的辐射转换为数字信息；通过处理单元使用存储在处理单元上的算法将手指压力数据和检测到的电磁辐射数据转换为水合水平；以及将水合水平传送到与设备耦接的至少一个警报单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】便携式水合监测设备和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2018年2月9日向美国专利商标局提交的第62/628,750号美国临时专利申请的优先权，出于所有目的将其全部内容合并于此作为参考。
本专利技术涉及一种用于水合监测的便携式设备及其使用方法。
技术介绍
市场上目前有许多监测设备，用于监测用户健康的各个方面。这样的设备能够跟踪诸如用户的心率、在整个定义的时期内的活动或在整个定义的时期内采取的步骤等因素。这样的设备可以是可穿戴的，并且在一些示例中可以集成到手表中。附图说明现在将参考附图仅以示例的方式描述本技术的实现方式，在附图中：图1示出了根据本公开的用于监测用户的水合的设备的示意图；图2示出了根据本公开的用于水合监测设备的同步方法的示例；图3A是示出根据本公开的用于确定健康目标的方法的流程图；图3B是示出根据本公开的用于帮助用户实现健康目标的方法的流程图；图4是示出根据本公开的水合良好的用户的功率谱密度的曲线图；图5是示出根据本公开的具有1.97％脱水水平的用户的功率谱密度的曲线图；图6是示出根据本公开的在水合良好的用户中测量的皮肤饱满程度(skinturgor)信号的曲线图；图7是示出根据本公开的在具有1.97％脱水水平的用户中测量的皮肤饱满程度信号的曲线图；以及图8是示出根据本公开的在水合监测设备上随着手指压力的变化而从用户获得的电磁信号的变化的曲线图。具体实施方式本公开涉及一种便携式非侵入性监测设备和用于抽查用户的水合状态的测量值的方法。上述监测设备及其使用方法不仅可以应用于移动设备、智能电话和可穿戴设备，而且可以应用于医疗应用，在这些医疗应用中，确定个人的水合状态至关重要，而不需要以前的水合历史。如本文所使用的术语“手指按压”可以包括固有地为宽频带的阶跃响应。当用户的手指压在手指支架上时，血液会流入或流出用户手指末端的毛细血管。然而，该流动可能是不均匀的，并且时间响应会根据用户的水合状态而变化。如本文所用，术语“水合状态”是指用户的当前水合水平。水合状态是指体内水分的正常状态。如本文所用，术语“足够宽频带”是指手指按压在时间上足够可变以使设备收集用于所述方法的必要数据。图1是示出了本文所述的设备的示意图，该设备可用于便携式非侵入性地监测用户的水合。具体而言，图1示出了能够评估用户的水合状态的便携式水合监测设备100的示例。例如，可以通过让用户将他/她的手指110压在与设备100相连的手指支架112上来评估水合状态。如本文所用，术语“手指”是指五个指骨中的任何指骨，包括拇指。此外，手指可以是右手手指或左手手指。如本文所使用的，术语“手指支架”可以包括任何合适的接触点，手指支架可以与压力传感器耦接，手指可以按压到压力传感器。在至少一个示例中，手指支架位于设备的顶部。在替代示例中，手指支架可以是来自设备的突起。在至少一个示例中，手指支架可以包括凹口，用户可以将手指放在凹口上。在至少一个实施例中，手指支架还可以包括嵌入到设备中的平坦表面；平坦表面可包括但不限于玻璃板、塑料板及其组合。在至少一个示例中，手指支架的平坦表面可以类似于指纹读取器中经常使用的表面。手指支架可以由一种或多种材料制成，包括但不限于塑料、玻璃、金属及其组合。设备100可以进一步包括一个或多个压力传感器(例如惯性测量单元(IMU)114)、一个或多个电磁辐射发射器116以及一个或多个电磁辐射检测器122；上述元件中的每个元件都可以与手指支架112耦接。压力传感器/IMU114和电磁辐射发射器116可以耦接以提供同步线路118。此外，压力传感器/IMU114、电磁辐射发射器116和电磁辐射检测器122可以各自与处理器120耦接。一个或多个电磁辐射检测器122可以通过模数转换器124与处理器120耦接，转换器124允许由处理器读取通过电磁辐射检测器获得的数据。处理器120可以进一步与能够存储历史用户数据的存储器126、配置为存储水合数据的水合指数130以及配置为在设备100与外部设备134之间发送和接收信息的通信单元128耦接。水合指数130也可以与通信单元128耦接，并且可以被配置为在满足一个或多个预定情况时发出警报132。这样的情况可以包括但不限于用户的水合状态降低。警报可以包括但不限于视觉警报、听觉警报、指示用户的水合状态的显示、指示用户的水合状态的听觉消息等。然后可以经由通信单元128将警报132从设备100发送到外部设备134，以向用户提供与一种或多种情况有关的数据。在至少一个示例中，该设备可以通过测量用户手指中皮肤的饱满程度和毛细血管再填充时间来获得数据，并根据所施加的压力来评估所述测量。例如，可以通过用电磁辐射询问手指的组织来进行这样的测量，如上所述，电磁辐射可以通过手指支架从设备朝着手指发射。反射回来的辐射的时间和数量可以通过设备中的电磁检测器来检测，如图1所描述的。为了获得准确的测量结果，必须跟踪询问的几个要素包括但不限于所反射的辐射量、所反射的辐射的频谱以及压在手指支架上的手指压力的时间，例如手指按压之间的时间。此类信息对于执行此处描述的分析至关重要。在至少一个示例中，电磁辐射可以包括一个或多个近红外光。例如，电磁辐射发射器可以通过一个或多个发光器件(LED)来实现，电磁辐射检测器可以通过一个或多个硅光电二极管来实现。在至少一个示例中，可以使用多个LED；LED可以用于发射从600nm到1000nm的波长范围的光。600nm至1000nm之间的波长的使用可允许光相对较高地透射穿过生物组织，例如手指组织。另外，使用硅光电二极管作为电磁辐射检测器可以允许较高的光阻性，并且可以降低光源的总成本。例如，LED可以以约650nm至约950nm的重心和/或平均波长发光，以允许检测血红蛋白发色团(例如氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白)，并检测它们的总和(总血红蛋白(tHb))。应当注意，本公开不限于光学监测。在替代示例中，可以使用包括但不限于皮肤电反应、皮肤电活动、皮肤电导反应、交感皮肤反应、皮肤电导水平、组织的生物阻抗及其组合的方法来监测组织。例如，电磁辐射发射可以包括频率范围从长波(约100Hz)到短波射频(约250MHz)的电信号的发射。如上所述，该设备可以包括处理器，处理器可以用于控制上述每个子组件。另外，处理器可用于执行能够将在电磁辐射检测器处接收到的信号转换为水合指数的代码，水合指数可以指示用户的水合状态。另外，该设备可以配备有存储器，存储器可以存储指令并通过上述一个或多个处理器执行代码，存储器可以进一步存储从电磁辐射检测器收集的数据，并且可以与警报单元耦接。警报单元可以配置为发出警报，通知用户其水合水平已达到不理想的水平，例如，如果他们的水合水平过低。在至少一个示例中，警报单元可以进一步用于向用户提供关于他们的水合指数的信息。此外，在至少一个示例中，警报单元可以执行其他任务，包括但不限于传递对用户进行特定测量的请求、向用户提供有关用户的手指在手指支架上的正确放置的反馈本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n至少一个压力传感器；/n耦接至所述至少一个压力传感器的处理单元；/n耦接至所述处理单元的至少一个电磁辐射发射器；/n耦接至所述处理单元的至少一个电磁辐射检测器；/n耦接至所述处理单元的至少一个模数转换器；/n耦接至所述处理单元的存储器；/n耦接至所述处理单元的同步线路；/n耦接至所述同步线路的手指支架；以及/n耦接至所述处理单元的至少一个警报单元。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180209 US 62/628,7501.一种设备，包括：
至少一个压力传感器；
耦接至所述至少一个压力传感器的处理单元；
耦接至所述处理单元的至少一个电磁辐射发射器；
耦接至所述处理单元的至少一个电磁辐射检测器；
耦接至所述处理单元的至少一个模数转换器；
耦接至所述处理单元的存储器；
耦接至所述处理单元的同步线路；
耦接至所述同步线路的手指支架；以及
耦接至所述处理单元的至少一个警报单元。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备被集成在可穿戴设备；智能手机；手机；手表；平板电脑；笔记本电脑；电脑；和/或其组合中的至少一个内。


3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述至少一个警报单元可操作以提供选自包括视觉警报、听觉警报、指示用户的水合状态的显示、指示用户的水合状态的听觉消息及其组合的组的警报。


4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述视觉警报指示手指按压是否足够宽频带。


5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述压力传感器选自包括压力板、电容式力传感器、压电传感器及其组合的组。


6.根据权利要求1所述的设备，进一步包含惯性测量单元(IMU)，所述惯性测量单元选自包括加速度计、陀螺仪、运动传感器及其组合的组。


7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述同步线路包括以下至少之一：
在所述至少一个压力单元与所述处理单元之间的触发信号；
在所述至少一个电磁辐射发射器与所述处理单元之间的触发信号；以及
在所述至少一个压力单元、所述至少一个电磁辐射发射器与所述处理单元之间的触发信号。


8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备可操作以执行选自包括以下各项的组的一个或多个任务：优化用户的水合、改善用户的睡眠、改善用户的锻炼、改善用户的运动表现、改善用户的注意广度、协助用户达成减肥目标、协助用户改善健康状况、协助用户达到美感、协助用户达成与护肤相关的目标及其组合。


9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备可用于选自包括以下各项的组的一种或多种医疗应用：保持患者体内平衡；管理患者的输入；管理患者的输出；促进肾脏保护；评估低血压事件的风险；评估由于低血压事件导致跌倒的风险；管理患者的血量；诊断血容量过多；诊断血容量不足；检查急性脱水；检查慢性脱水；诊断高血压；诊断低血压；和/或其组合。


10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备可操作以防止选自包括脱水、中暑及其组合的组的医疗问题。


11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备可操作以测量选自包括以下各项的组的值：光体积描记图(PPG)，心率，心率变异性，呼吸率，血压，交感神经系统的激活，副交感神经系统的激活，运动员的过度训练，运动训练的管理，搏出量，心输出量及其组合。


12.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：大卫·E·克里夫特里夫斯，达斯汀·M·弗雷克尔顿，保罗·E·泽维尔达席尔韦拉，拜伦·P·奥尔森，尼廷·O·拉詹，
申请(专利权)人：LVL科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US