本公开涉及用于测量和/或监测受试者的生理信息的可穿戴系统、设备和方法。
背景技术：
1、脉搏血氧测定(pulse oximetry)是一种广泛接受的非侵入性程序，用于测量动脉血氧饱和度水平，这是一个人氧气供应的指标。脉搏血氧测定传感器通常包括一个或多个光源，这些光源将光辐射传送到身体的一部分中或通过身体的一部分反射光辐射。在被身体的该部分的组织和液体衰减之后，一个或多个光电探测设备检测经衰减的光，并且输出响应于检测到的经衰减的光的一个或多个检测器信号。脉搏血氧测定传感器可用于确定各种生理参数和/或特性，包括但不限于氧饱和度(spo2)、脉率、容积描记(plethysmograph)波形、灌注指数(perfusion index，pi)、容积变异指数(pleth variability index，pvi)、高铁血红蛋白(methb)、碳氧血红蛋白(cohb)、总血红蛋白(thb)、血糖和/或其他，并且脉搏血氧测定传感器可用于在一个或多个监视器上单独地、分组地、趋势地、组合地、或作为整体健康或其他指数显示前述参数。结合脉搏血氧测定的设备可以在医疗环境(诸如医院和疗养院)中使用，也可以在非医院环境(诸如家)中使用。
技术实现思路
1、在一些情况下，特别是对于手部和手指较小的婴儿，选择脚部作为用于脉搏血氧测定的部位可能是有利的。本公开描述了固定至受试者(例如，固定至受试者的脚部、脚踝和/或小腿)的系统的各种实施方式。一些实施方式包括一个或多个用于确定生理数据和/或运动数据的传感器。本文所公开的系统的一些实施方式采用受试者的脚部处的脉搏血氧测定。本文所公开的各种实施方式提供了更高的用户舒适性、更优的人体工学设计、更佳的便捷性，促进更好的传感器与皮肤接触和接合，以便提供更准确的生理参数确定，并且提供更好的固定稳定性。本文所公开的系统的各种实施方式可以在医疗环境(诸如医院或其他护理机构)中使用，也可以在非医院环境(诸如家)中使用。
2、本文所公开的系统的一些实施方式包括可穿戴设备和传感器部件，该可穿戴设备被配置为被固定至受试者脚部。在一些实施方式中，传感器部件被可移除地固定至可穿戴设备。传感器部件可以包括一个或多个用于确定生理数据和/或运动数据的传感器。在一些实施方式中，传感器部件包括至少一个发射器和至少一个检测器，以提供脉搏血氧测定功能。在一些实施方式中，传感器部件包括：传感器中枢(sensor hub)，该传感器中枢被可移除地固定至可穿戴设备的一部分；以及传感器绑带，该传感器绑带被配置为被缠绕在受试者脚部的一部分周围，并固定至可穿戴设备的一部分，从而将传感器中枢和可穿戴设备固定至受试者脚部。在一些实施方式中，传感器中枢和传感器绑带可以包括各种电气部件，并且可以彼此形成一体结构。在一些实施方式中，传感器中枢包括电源和一个或多个处理器。在一些实施方式中，可穿戴设备不包括电源。在一些变型中，可穿戴设备和传感器部件是彼此一体的(例如，彼此不可分开)。
3、有利地，本文所公开的系统的一些实施方式可以容易地进行适合和/或定制以配合具有各种尺寸和/或形状的身体部位(例如，脚部、脚踝和/或小腿)的受试者。例如，本文所公开的系统的一些实施方式包括从系统的电气部件(例如，上面所讨论的传感器部件)中可移除的可穿戴设备，这允许选择不同尺寸的可穿戴设备并与系统的相同电气部件一起使用。再例如，本文所公开的系统可以具有一个或多个可调节绑带，该可调节绑带可以允许该系统对受试者脚部的定制配合。此外，本文所描述的系统(或其部分，诸如可穿戴设备)可以由弹性材料制成，该弹性材料可以容纳和/或适合各种尺寸和/或形状的脚部、脚踝和/或小腿。另外，本文所公开的系统(或其部分，诸如可穿戴设备)可以以各种尺寸和/或形状(例如，小、中、大)提供，以进一步实现对受试者的定制配合。
4、本文所公开的系统的一些实施方式可以有利地提供可重复使用和/或耐用(例如，持续数周和/或数月)的系统。本文所公开的系统的一些实施方式包括绑带中的至少一个检测器，当被缠绕在受试者脚部的一部分周围时，其将至少一个检测器可操作地定位成邻近受试者脚部的顶部。一些这样的实施方式包括该系统的一部分中的至少一个发射器，该至少一个发射器可操作地定位成邻近受试者脚部的底部和/或与至少一个检测器基本对齐。一些变型包括对这样的至少一个发射器和这样的至少一个检测器的替代定位。
5、本文中公开了一种用于测量受试者的至少一个生理参数的系统，该系统包括：可穿戴设备，该可穿戴设备被配置为被固定至受试者的脚部；以及传感器部件，该传感器部件被可移除地固定至可穿戴设备，并且包括一个或多个用于测量受试者的所述至少一个生理参数的传感器，所述传感器部件还包括传感器绑带，该传感器绑带被配置为被缠绕在受试者脚部的一部分周围，并固定至可穿戴设备的一部分，从而将可穿戴设备和传感器部件固定至受试者脚部。
6、在一些实施方式中：所述传感器绑带包括传感器部件的第一部分，其被配置为被缠绕在受试者脚部的所述一部分周围，并固定至可穿戴设备的第一部分；以及传感器部件的第二部分被配置为被可移除地固定至可穿戴设备的第二部分。在一些实施方式中，可穿戴设备限定了配置为接收受试者脚部的第一容积，以及配置为可移除地接收传感器部件的所述第二部分的第二容积。传感器部件的所述第二部分可以是本文所描述和/或所示的传感器中枢中的任何一者。在一些实施方式中，可穿戴设备包括：基部，该基部被配置为接触受试者脚部的底部的至少一部分，所述可穿戴设备的所述第二容积由所述基部的腔体形成；以及壁部，该壁部从基部向外延伸，并且被配置为围绕受试者脚部的脚跟和受试者脚部的一个或多个侧面的至少一部分。在一些实施方式中，可穿戴设备还包括布置在所述腔体内的框架，所述框架被配置为可移除地固定传感器部件的所述第二部分；所述基部和所述壁部形成由第一材料制成的一体结构；以及所述框架由比第一材料更具刚性的第二材料制成。该可穿戴设备可以通过例如将基部和/或壁部包覆成型在框架上(例如，经由注射成型)来形成。在一些实施方式中，可穿戴设备的所述第一部分被布置在所述壁部的一部分上。在一些实施方式中，可穿戴设备的所述第一部分包括所述壁部的所述一部分中的开口，并且其中所述传感器绑带被配置为被插入穿过所述开口。在一些实施方式中，所述第一容积由所述基部和所述壁部在所述基部的所述腔体上方的位置处限定。在一些实施方式中，所述壁部在所述基部的周界边缘(perimeter edge)的一部分周围延伸。在一些实施方式中，所述壁部在所述基部的少于整个所述周界边缘周围延伸。在一些实施方式中，所述壁部并未在整个所述腔体周围延伸。
7、在一些实施方式中，所述传感器部件包括：传感器中枢，包括一个或多个处理器，所述传感器中枢被配置为被可移除地固定至可穿戴设备的所述第二部分，其中所述传感器绑带被连接至传感器中枢并从该传感器中枢向外延伸；一个或多个发射器，该一个或多个发射器被配置为将光辐射发射到受试者脚部的组织中，所述一个或多个发射器位于传感器中枢内；以及一个或多个检测器，该一个或多个检测器被配置为检测在穿过组织之后的所发射光辐射的至少一部分，并且响应于检测到的光辐射来输出至少一个信号，所述一个或多个检测器位于传感器绑带内，其中该传感器中枢的一个或多个处理器被配置为接收由一个或多个检测器输出的至少一个信号，以确定受试者的所述至少一个生理参数。
8、在一些实施方式中，该系统被配置成使得：当传感器中枢被固定至可穿戴设备的所述第二部分，并且传感器绑带被固定至可穿戴设备的所述第一部分时：一个或多个检测器被定位成邻近受试者脚部的顶部或侧部；并且一个或多个发射器被定位成邻近受试者脚部的底部。
9、在一些实施方式中，传感器中枢和传感器绑带形成一体结构。在一些实施方式中，传感器绑带包括：连接至传感器中枢并从该传感器中枢向外延伸的第一区段，其中一个或多个检测器被定位在该第一区段内；以及可释放地连接至第一区段的第二区段，其中该第二区段被配置为固定至可穿戴设备的所述第一部分。在一些实施方式中，第一区段和第二区段具有不同的长度；和/或第一区段和第二区段包含不同的材料。在一些实施方式中，第一区段比第一区段更可拉伸。在一些实施方式中，传感器绑带被配置为被拉伸，以允许调整一个或多个检测器相对于受试者脚部的位置。在一些实施方式中，传感器中枢包括：外壳，该外壳包括开口，该开口被配置为当传感器中枢被固定至可穿戴设备的所述第二部分时被定位成邻近于受试者脚部的皮肤；热传导探针，该热传导探针被至少部分地定位在所述开口内；以及温度传感器，该温度传感器被定位在所述外壳内。在一些实施方式中，所述热传导探针被配置为从皮肤至少部分地朝向所述温度传感器传送热能。在一些实施方式中，所述热传导探针延伸穿过所述开口，并且被配置为接触受试者脚部的皮肤。
10、在一些实施方式中：所述传感器绑带被配置为被缠绕在受试者脚部的该部分周围，并固定至可穿戴设备的第一部分；并且该系统还包括附加绑带，该附加绑带被可移除地固定至可穿戴设备的第二部分，并且被配置为：(i)被缠绕在受试者脚部的另一部分或受试者的脚踝或腿部的一部分，并(ii)被固定至可穿戴设备的第三部分。传感器绑带可以以各种方式被固定至可穿戴设备的第一部分，例如，通过将传感器绑带的一部分插入穿过可穿戴设备的第一部分中的开口，然后将传感器绑带的一部分固定至其自身。相似地，通过将附加绑带的一部分插入穿过可穿戴设备的第三部分中的开口，然后将附加绑带的一部分固定至其自身，附加绑带可以被固定至可穿戴设备的第三部分。在一些实施方式中：所述传感器绑带被配置为被缠绕在受试者脚部的该部分周围，并固定至可穿戴设备的第一部分；并且该系统还包括附加绑带，该附加绑带具有第一端部和第二端部，该第一端部被连接至可穿戴设备的第二部分，该第二端部被配置为：(i)被缠绕在受试者脚部的另一部分或受试者的脚踝或腿部的一部分周围，并(ii)被固定至可穿戴设备的第三部分。传感器绑带可以以各种方式被固定至可穿戴设备的第一部分，例如，通过将传感器绑带的一部分插入穿过可穿戴设备的第一部分中的开口，然后将传感器绑带的一部分固定至其自身。相似地，通过将附加绑带的一部分插入穿过可穿戴设备的第三部分中的开口，然后将附加绑带的一部分固定至其自身，附加绑带可以被固定至可穿戴设备的第三部分。
11、本文中公开了一种用于测量受试者的至少一个生理参数的系统，该系统包括：可穿戴设备，该可穿戴设备被配置为被固定至受试者的脚部，所述可穿戴设备包括腔体；传感器中枢，该传感器中枢被配置为被可移除地固定在可穿戴设备的腔体内，所述传感器中枢包括一个或多个处理器；传感器绑带，该传感器绑带被连接至传感器中枢并从传感器中枢向外延伸，所述传感器绑带被配置为被缠绕在受试者脚部的一部分周围，并固定至可穿戴设备的一部分；一个或多个发射器，该一个或多个发射器被配置为将光辐射发射到受试者脚部的组织中，所述一个或多个发射器被布置在传感器中枢和传感器绑带中的一者内；以及一个或多个检测器，该一个或多个检测器被配置为检测所发射的光辐射在穿过组织之后的至少一部分，并且响应于检测到的光辐射来输出至少一个信号，所述一个或多个检测器被布置在传感器中枢和传感器绑带中的另一者内。在一些实施方式中，传感器中枢的一个或多个处理器被配置为接收由一个或多个检测器输出的至少一个信号，以确定该受试者的至少一个生理参数。
12、在一些实施方式中，可穿戴设备被配置成使得：当可穿戴设备被固定至受试者脚部时，腔体被定位成邻近受试者脚部的底部。在一些实施方式中，该系统被配置成使得：一个或多个检测器被配置为当该系统在使用中时被定位成邻近受试者脚部的顶部；并且一个或多个发射器被配置为当该系统在使用中时被定位成邻近受试者脚部的底部。在一些实施方式中，当传感器中枢被固定在腔体内，并且传感器绑带被固定至可穿戴设备的该部分时：一个或多个检测器被布置在传感器绑带内以面向传感器中枢；并且一个或多个发射器被布置在传感器中枢内以面向传感器绑带。在一些实施方式中，传感器中枢和传感器绑带形成一体结构。在一些实施方式中，传感器绑带包括：连接至传感器中枢并从该传感器中枢向外延伸的第一区段，其中一个或多个检测器被定位在第一区段内；以及可释放地连接至第一区段的第二区段，其中第二区段被配置为固定至可穿戴设备的该部分。在一些实施方式中，第一区段和第二区段具有不同的长度。在一些实施方式中，第一区段比第二区段更可拉伸。
13、在一些实施方式中，可穿戴设备包括：主体和框架。该主体可以包括：基部，该基部被配置为接触受试者脚部的底部的至少一部分，该基部包括所述腔体；以及壁部，该壁部从基部向外延伸，并且被配置为围绕受试者脚部的脚跟和受试者脚部的一个或多个侧面的至少一部分。该框架可以被定位在所述腔体内，所述框架被配置为可移除地固定至传感器中枢。在一些实施方式中，主体由第一材料制成，并且框架由比第一材料更具刚性的第二材料制成。可穿戴设备可以通过例如将基部和/或壁部包覆成型在框架上(例如，经由注射成型)来形成。在一些实施方式中：所述基部包括基部表面，该基部表面被配置为接触受试者脚部的底部的所述至少一部分；所述腔体在所述基部表面下方具有第一深度；以及可穿戴设备还包括沿着基部的外边缘并邻近所述腔体定位的凹槽(recess)，所述凹槽在所述基部表面下方具有第二深度，所述第二深度小于所述第一深度并且基本等于传感器绑带的厚度，所述凹槽被配置为当传感器中枢被固定在所述腔体内时接收传感器绑带的一部分，使得传感器中枢和传感器绑带的所述一部分形成与所述基部表面基本齐平的表面。
14、在一些实施方式中：所述传感器绑带被配置为被缠绕在受试者脚部的该部分周围并固定至可穿戴设备的该部分，可穿戴设备的所述部分是可穿戴设备的第一部分；并且该系统还包括附加绑带，该附加绑带与所述传感器绑带分开，并且被配置为：(i)被缠绕在受试者脚部的另一部分或受试者的脚踝或腿部的一部分周围，并(ii)被固定至可穿戴设备的第二部分。传感器绑带可以以各种方式被固定至可穿戴设备的第一部分，例如，通过将传感器绑带的一部分插入穿过可穿戴设备的第一部分中的开口，然后将传感器绑带的一部分固定至其自身。相似地，通过将附加绑带的一部分插入穿过可穿戴设备的第二部分中的开口，然后将附加绑带的一部分固定至其自身，附加绑带可以被固定至可穿戴设备的第二部分。在一些实施方式中，传感器中枢包括：外壳，该外壳包括开口，该开口被配置为当传感器中枢被固定在可穿戴设备的腔体内时被定位在受试者脚部的皮肤附近；热传导探针，该热传导探针被至少部分地定位在所述开口内；以及温度传感器，该温度传感器被定位在所述外壳内。在一些实施方式中，所述热传导探针被配置为从所述皮肤至少部分地朝向所述温度传感器传送热能。在一些实施方式中，所述热传导探针延伸穿过所述开口，并且被配置为当该系统在使用中时接触所述皮肤。
15、在一些实施方式中：所述一个或多个检测器被布置在传感器绑带内并且所述一个或多个发射器被布置在传感器中枢内；可穿戴设备还包括柔性电路，该柔性电路在传感器中枢的一部分和传感器绑带的一部分内延伸，并且将一个或多个检测器与一个或多个处理器或该一个或多个处理器所连接至的另一个电路电连接；传感器绑带的所述部分被配置为从第一状态被拉伸至第二状态，传感器绑带的所述部分当处于所述第二状态时比当处于所述第一状态时具有更大的长度；所述一个或多个检测器被布置在传感器绑带的所述部分内的第一位置处，该第一位置与传感器中枢相隔第一距离；以及被定位在传感器绑带的所述部分内的柔性电路的一部分的长度大于所述第一距离，以允许柔性电路适应传感器绑带的所述部分从第一状态至第二状态的所述拉伸，同时保持一个或多个检测器与一个或多个处理器或该一个或多个处理器所连接至的所述另一个电路之间的连接。在一些实施方式中：所述一个或多个检测器被布置在传感器绑带内，并且所述一个或多个发射器被布置在传感器中枢内；以及所述传感器绑带被配置为被拉伸，以允许调整一个或多个检测器相对于受试者脚部的位置。
16、出于总结本公开的目的，本文中已经描述了若干实施方式的某些方面、优点和新颖特征。应当理解，根据本文所公开的技术的任何特定实施方式，并不一定实现所有这样的优点。因此，本文所公开的实施方式可以以实现或优化如本文中教导的一个优点或一组优点的方式来实施或执行，而不必实现本文中能够教导或建议的其他优点。
1.一种用于测量受试者的至少一个生理参数的系统，所述系统包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述可穿戴设备限定了配置为接收所述受试者脚部的第一容积，以及配置为可移除地接收所述传感器部件的所述第二部分的第二容积。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述可穿戴设备包括：
5.根据权利要求4所述的系统，其中：
6.根据权利要求4至5中任一项所述的系统，其中，所述可穿戴设备的所述第一部分被布置在所述壁部的一部分上。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述可穿戴设备的所述第一部分包括所述壁部的所述一部分中的开口，并且其中所述传感器绑带被配置为被插入穿过所述开口。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的系统，其中，所述第一容积由所述基部和所述壁部在所述基部的所述腔体上方的位置处限定。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的系统，其中，所述壁部在所述基部的周界边缘的一部分周围延伸。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述壁部在所述基部的少于整个所述周界边缘周围延伸。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的系统，其中，所述壁部并未在整个所述腔体周围延伸。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的系统，其中，所述传感器部件包括：
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述系统被配置成使得当所述传感器中枢被固定至所述可穿戴设备的所述第二部分、并且所述传感器绑带被固定至所述可穿戴设备的所述第一部分时：所述一个或多个检测器被定位成邻近所述受试者脚部的顶部或侧部；并且所述一个或多个发射器被定位成邻近所述受试者脚部的底部。
14.根据权利要求12至13中任一项所述的系统，其中，所述传感器中枢和所述传感器绑带形成一体结构。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的系统，其中，所述传感器绑带包括：
