變的速度及加速度計數(shù)據(jù)以確定生物計量監(jiān)測裝置 是否由步行（相較于靜止站立）的人員佩戴。
[0178] 表1 :牛物計量傳感器及數(shù)據(jù)（牛理及/或環(huán)培）
[0180] 除上述之外，可通過生物計量監(jiān)測裝置計算一些生物計量數(shù)據(jù)而不直接參考從生 物計量傳感器獲得的數(shù)據(jù)。舉例來說，個人的基礎(chǔ)代謝率（其為人在休息時在一天內(nèi)經(jīng)歷 的"默認(rèn)"卡路里消耗的量度，換句話說，僅提供用于基本身體功能的能量，例如呼吸、使血 液循環(huán)，等）可基于用戶輸入的數(shù)據(jù)計算且接著用來結(jié)合來自指示當(dāng)日時間的內(nèi)部時鐘的 數(shù)據(jù)確定某人至此在一天中以消耗多少卡路里來僅提供用于基本身體功能的能量。
[0181] 生理傳感器
[0182] 如上文所提及，一些生物計量傳感器可收集生理數(shù)據(jù)，其它生物計量傳感器可收 集環(huán)境數(shù)據(jù)，且一些可收集兩者類型的數(shù)據(jù)。光學(xué)傳感器為可收集兩者類型的數(shù)據(jù)的傳感 器的實例。以下傳感器及數(shù)據(jù)中的許多者與以上呈現(xiàn)的生物計量傳感器及數(shù)據(jù)重疊。其在 下文組織且呈現(xiàn)以指示信息的生理及環(huán)境來源。
[0183] 本發(fā)明的生物計量監(jiān)測裝置可使用以下傳感器中的一者、一些或全部來獲取生理 數(shù)據(jù)，包含下文表2中概述的生理數(shù)據(jù)。生理傳感器及/或生理數(shù)據(jù)的所有組合及排列意 欲處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。本發(fā)明生物計量監(jiān)測裝置生物計量監(jiān)測裝置可包含但不限于下文 指定的傳感器中的一者、一些或全部來獲取對應(yīng)生理數(shù)據(jù)；實際上，可使用其它類型的傳感 器來獲取對應(yīng)生理數(shù)據(jù)，其意欲處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。另外，裝置可從對應(yīng)傳感器輸出數(shù)據(jù) 導(dǎo)出生理數(shù)據(jù)，但不限于其可從所述傳感器導(dǎo)出的生理數(shù)據(jù)的數(shù)目或類型。
[0184] 表2 :牛理傳感器及數(shù)據(jù)

[0187] 在一個示范性實施例中，生物計量監(jiān)測裝置包含光學(xué)傳感器以檢測、感測、取樣及 /或產(chǎn)生可用以確定表示心率的信息的數(shù)據(jù)。此外，光學(xué)傳感器可任選地提供用于確定用戶 的緊張（或其水平）及/或血壓的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，生物計量監(jiān)測裝置包含光學(xué)傳 感器，所述光學(xué)傳感器具有一或多個光源（LED、激光，等）以發(fā)出或輸出光到用戶的身體及 /或光檢測器（光電二極管、光晶體管等）以取樣、測量及/或檢測響應(yīng)或反射且提供用以 確定表示用戶的心率（例如，使用光電容積圖（PPG))、緊張（或其水平）及/或血壓的數(shù)據(jù) 的數(shù)據(jù)。
[0188] 環(huán)境傳感器
[0189] 本發(fā)明的生物計量監(jiān)測裝置可使用以下環(huán)境傳感器中的一者、一些或全部來例如 獲取環(huán)境數(shù)據(jù)，包含在下文表3中概述的環(huán)境數(shù)據(jù)。所述生物計量監(jiān)測裝置不限于下文指 定的傳感器的數(shù)目或類型，而可使用獲取下表中概述的環(huán)境數(shù)據(jù)的其它傳感器。環(huán)境傳感 器及/或環(huán)境數(shù)據(jù)的所有組合及排列既定落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。此外，裝置可從對應(yīng)傳感 器輸出數(shù)據(jù)導(dǎo)出環(huán)境數(shù)據(jù)，但不限于其可從所述傳感器導(dǎo)出的環(huán)境數(shù)據(jù)類型。
[0190] 本發(fā)明的生物計量監(jiān)測裝置可使用本文所述的環(huán)境傳感器中的一或多者或全部 及本文所述的生理傳感器中的一或多者或全部。實際上，本發(fā)明的生物計量監(jiān)測裝置可使 用現(xiàn)在已知或稍后開發(fā)的任何傳感器獲取本文所述的環(huán)境數(shù)據(jù)及生理數(shù)據(jù)中的任一者或 全部，其全部既定落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0191] 表3 :環(huán)培傳感器及數(shù)據(jù)
[0192]
[0193] 在一個實施例中，生物計量監(jiān)測裝置可包含例如安置或位于裝置外殼內(nèi)部的高度 計傳感器。在此情況下，裝置外殼可具有通風(fēng)口，其允許裝置的內(nèi)部測量、檢測、取樣及/或 經(jīng)歷外部壓力的任何改變。在一個實施例中，通風(fēng)口防止水進入裝置同時促進經(jīng)由高度計 傳感器測量、檢測及/或取樣壓力的改變。舉例來說，生物計量監(jiān)測裝置的外表面可包含通 風(fēng)口類型配置或架構(gòu)（例如，GORE?通風(fēng)口），其允許環(huán)境空氣移入移出裝置外殼（其允許 高度計傳感器測量、檢測及/或取樣壓力的改變），但減小、防止及/或最小化水及其它液體 流入到裝置的外殼中。
[0194] 在一個實施例中，高度計傳感器可充滿凝膠，所述凝膠允許傳感器經(jīng)歷凝膠外側(cè) 的壓力改變。使用填充凝膠的高度計可在使用或不使用環(huán)境密封通風(fēng)口的情況下向裝置給 出較高水平的環(huán)境保護。在填充有凝膠的高度計位于包含但不限于具有高濕度的地點的地 點、洗衣機、洗碗機、干衣機、蒸汽浴室、淋浴房、泳池及裝置可能暴露于濕氣、曝露于液體或 浸沒在液體中的任何地點的情況下，裝置可具有較高存活率。
[0195] 一般來說，以上概述的技術(shù)及功能可在生物計量監(jiān)測裝置中實施為機器可讀指令 組、實施為存儲于存儲器中的軟件、專用集成電路、現(xiàn)場可編程門陣列或用于提供系統(tǒng)控制 的其它機構(gòu)。此類指令組可提供到生物計量監(jiān)測裝置的一或多個處理器以致使所述處理器 控制生物計量監(jiān)測裝置的其它方面以提供上文所描述的功能性。
[0196] 除非本發(fā)明的上下文（其中術(shù)語"上下文"依據(jù)其典型一般定義來使用）另外明 確需要，否則遍及所述描述及權(quán)利要求書，將在與排他性或窮盡性意義相反的包含性意義 上解釋詞"包括"及其類似者；也就是說在"包含但不限于"的意義上。使用單數(shù)或復(fù)數(shù)的 詞通常還分別包含復(fù)數(shù)或單數(shù)。另外，詞"本文中"、"在下文"、"上文"、"下文"及類似含義 的詞是指作為一整體的本申請案，且并非指本申請案的任何特定部分。在涉及兩個或兩個 以上項目的列表時使用字"或"時，所述字涵蓋所述字的所有以下解釋：列表中的項目中的 任一者、列表中的所有項目及列表中的項目的任何組合。術(shù)語"實施方案"是指本文中所描 述的技術(shù)及方法的實施方案，以及體現(xiàn)結(jié)構(gòu)及/或并有本文中所描述的技術(shù)及/或方法的 物理對象。
[0197] 本文中描述及說明了許多概念及實施方案。盡管已描述及說明本文中論述的實施 方案的特定特征、屬性及優(yōu)點，但應(yīng)理解，從描述及說明顯而易見許多其它以及不同及/或 類似的實施方案、特征、屬性及優(yōu)點。由此，以上實施方案僅為示范性的。其并不既定為詳 盡的或?qū)⒈景l(fā)明限于所揭示的精確形式、技術(shù)、材料及/或配置。根據(jù)本發(fā)明，許多修改及 變化是可能的。應(yīng)理解，可利用其它實施方案，且可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下作出操 作改變。由此，本發(fā)明的范圍并不僅限于以上描述，因為已出于說明及描述的目的而呈現(xiàn)以 上實施方案的描述。
[0198] 重要的是，本發(fā)明既不限于任何單個方面或?qū)嵤┓桨福膊幌抻诖诵┓矫婕?或 實施方案的任何單個組合及/或排列。此外，本發(fā)明的各方面及/或其實施方案中的每一 者可單獨使用或與其它方面及/或其實施方案中的一或多者組合使用。出于簡潔起見，將 不在本文中單獨地論述及/或說明那些排列及組合中的許多者。
【主權(quán)項】
1. 一種使用佩戴式生物計量監(jiān)測裝置跟蹤用戶的生理活動的方法，所述佩戴式生物計 量監(jiān)測裝置具有提供指示所述用戶的生理活動的輸出數(shù)據(jù)的一或多個傳感器，所述方法包 括： (a) 分析由所述佩戴式生物計量監(jiān)測裝置提供的傳感器輸出數(shù)據(jù)以確定所述用戶參與 了在所述傳感器輸出數(shù)據(jù)中產(chǎn)生高于第一閾值的信噪比SNR的第一活動； (b) 響應(yīng)于確定所述用戶參與了第一活動，呈現(xiàn)從第一組傳感器輸出數(shù)據(jù)的時域分析 獲得的生理度量； (c) 分析由所述佩戴式生物計量監(jiān)測裝置提供的后續(xù)傳感器輸出數(shù)據(jù)以確定所述用戶 參與了在所述后續(xù)傳感器輸出數(shù)據(jù)中產(chǎn)生低于第二閾值的SNR的第二活動；以及 (d) 響應(yīng)于確定所述用戶參與了第二活動，呈現(xiàn)從第二組傳感器輸出數(shù)據(jù)的頻域分析 獲得的生理度量。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中（d)中的所述分析比（b)中的所述分析每單位傳 感器輸出數(shù)據(jù)持續(xù)時間需要更多計算。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中（d)中的所述分析比（b)中的所述分析每單位所 述生理度量需要更多計算。4. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述第一閾值不小于所述第 二閾值。5. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中（a)中的分析所述傳感器輸 出數(shù)據(jù)或（c)中的分析所述后續(xù)傳感器輸出數(shù)據(jù)包括基于信號范數(shù)、在某些頻帶中的信號 能量/功率、小波縮放參數(shù)及/或超出一或多個閾值的樣本的數(shù)目來表征所述傳感器輸出 數(shù)據(jù)。6. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其進一步包括分析先前存儲于所 述佩戴式生物計量監(jiān)測裝置上的生物計量信息以確定所述用戶參與了所述第一活動或所 述第二活動。7. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述第一組傳感器輸出數(shù)據(jù) 包括來自多軸運動傳感器的僅一個軸的數(shù)據(jù)，且其中所述第二組傳感器輸出數(shù)據(jù)包括來自 所述多軸運動傳感器的兩個或兩個以上軸的數(shù)據(jù)。8. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述第一活動包括佩戴所述 佩戴式生物計量監(jiān)測裝置的肢體在所述第一活動期間的自由運動。9. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述第二活動包括佩戴所述 佩戴式生物計量監(jiān)測裝置的所述肢體在所述第二活動期間的減少的運動。10. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述第二活動涉及所述用戶 用佩戴所述佩戴式生物計量監(jiān)測裝置的所述肢體握持穩(wěn)定對象。11. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中（b)中的所述分析包括在所 述第一組傳感器輸出數(shù)據(jù)中的信號的峰值檢測。12. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中（b)及（d)各自包括： 從所述第一或第二組傳感器輸出數(shù)據(jù)識別周期性分量；以及 從來自所述第一或第二組傳感器輸出數(shù)據(jù)的所述周期性分量計算所述生理度量。13. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述生理度量包括步數(shù)。14. 一種使用佩戴式生物計量監(jiān)測裝置跟蹤用戶的生理活動的方法，所述佩戴式生物 計量監(jiān)測裝置具有提供指示所述用戶的生理活動的傳感器輸出數(shù)據(jù)的一或多個傳感器，所 述生物計量監(jiān)測裝置能夠基于第一組傳感器輸出數(shù)據(jù)相對于閾值的信噪比SNR選擇從頻 域分析或時域分析但非兩者獲得的生理度量以供呈現(xiàn)，所述方法包括： 分析由所述佩戴式生物計量監(jiān)測裝置提供的所述第一組傳感器輸出數(shù)據(jù)以確定所述 第一組傳感器輸出數(shù)據(jù)具有低于所述閾值的信噪比SNR; 收集第二組傳感器輸出數(shù)據(jù)達(dá)足以識別所述第二組傳感器輸出數(shù)據(jù)的周期性分量的 持續(xù)時間，所述第二組傳感器輸出數(shù)據(jù)與所述第一組傳感器輸出數(shù)據(jù)相同或不同； 將所述頻域分析應(yīng)用到所述第二組傳感器輸出數(shù)據(jù)以處理及/或識別所述第二組傳 感器輸出數(shù)據(jù)的所述周期性分量；以及 從所述第二組傳感器輸出數(shù)據(jù)的所述周期性分量確定所述用戶的生理度量；以及 響應(yīng)于確定所述第一組傳感器輸出數(shù)據(jù)具有低于所述閾值的信噪比SNR，選擇從所述 頻域分析獲得的所述生理度量以供呈現(xiàn)。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中在所述用戶正活動但所述用戶的佩戴所述生物 計量監(jiān)測裝置的肢體不自由移動時，確定所述第一組傳感器輸出數(shù)據(jù)具有低于所述閾值的 所述信噪比SNR。16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中分析所述第一組傳感器輸出數(shù)據(jù)包括基于信號 范數(shù)、在某些頻帶中的信號能量/功率、小波縮放參數(shù)及/或超出一或多個閾值的樣本的數(shù) 目來表征所述傳感器輸出數(shù)據(jù)。17. 根據(jù)權(quán)利要求14到16中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述頻域分析包括：傅立 葉變換、倒譜變換、小波變換、濾波器組分析、功率譜密度分析及/或周期圖分析。18. 根據(jù)權(quán)利要求14到16中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述頻域分析包括用頻帶 帶通濾波器對時域信號進行濾波，且接著在所述時域中應(yīng)用峰值檢測分析。19. 根據(jù)權(quán)利要求14到16中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述頻域分析包括找出為 平均步頻的函數(shù)的任何頻譜峰值。20. 根據(jù)權(quán)利要求14到16中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述頻域分析包括執(zhí)行費 希爾周期性測試。21. 根據(jù)權(quán)利要求14到16中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述頻域分析包括使用諧 波來估計周期及/或測試周期性。22. 根據(jù)權(quán)利要求14到16中任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述頻域分析包括執(zhí)行其 參數(shù)模型并入有運動信號的調(diào)和性的一般化似然比測試。23. -種使用佩戴式生物計量監(jiān)測裝置跟蹤用戶的生理活動的方法，所述佩戴式生物 計量監(jiān)測裝置具有提供指示所述用戶的生理活動的輸出數(shù)據(jù)的一或多個傳感器，所述方法 包括： (a) 分析傳感器輸出數(shù)據(jù)以將所述傳感器輸出數(shù)據(jù)表征為指示與高于第一值的信號電 平相關(guān)聯(lián)的第一活動或指示與低于第二值的信號電平相關(guān)聯(lián)的第二活動； (b) 處理指示所述第一活動的所述傳感器輸出數(shù)據(jù)以產(chǎn)生生理度量的第一值；以及 (c) 處理指示所述第二活動的所述傳感器輸出數(shù)據(jù)以產(chǎn)生所述生理度量的第二值， 其中（b)的所述處理不同于（c)的所述處理。24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中（b)中的所述處理比（c)中的所述處理每單位 所述傳感器輸出數(shù)據(jù)持續(xù)時間需要更多計算。25. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中（b)中的所述處理比（c)中的所述處理每單位 所述生理度量需要更多計算。26. -種使用佩戴式生物計量監(jiān)測裝置跟蹤用戶的生理活動的方法，所述佩戴式生物 計量監(jiān)測裝置具有提供指示所述用戶的生理活動的傳感器輸出數(shù)據(jù)的一或多個傳感器，所 述方法包括： (a) 通過檢測表示所述用戶的單個身體部位的運動的傳感器輸出數(shù)據(jù)中的第一簽名信 號而確定所述用戶參與了第一類型的活動，所述第一簽名信號選擇性地與所述第一類型的 活動相關(guān)聯(lián)； (b) 響應(yīng)于確定所述用戶參與了所述第一類型的活動，從第一組傳感器輸出數(shù)據(jù)量化 用于所述第一類型的活動的第一生理度量； (c) 通過檢測表示所述用戶的所述單個身體部位的運動的后續(xù)傳感器輸出數(shù)據(jù)中的第 二簽名信號而確定所述用戶參與了第二類型的活動，所述第二簽名信號選擇性地與所述第 二類型的活動相關(guān)聯(lián)且不同于所述第一簽名信號；以及 (d) 響應(yīng)于確定所述用戶參與了所述第二類型的活動，從第二組傳感器輸出數(shù)據(jù)量化 用于所述第二類型的活動的第二生理度量， 其中所述第一類型的活動不同于所述第二類型的活動。27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述傳感器輸出數(shù)據(jù)包括以下各者中的一或多 者：運動數(shù)據(jù)、地點數(shù)據(jù)、壓力數(shù)據(jù)、光強度數(shù)據(jù)，及/或海拔數(shù)據(jù)。28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述第一類型的活動及所述第二類型的活動包 括選自由以下各者組成的群組的兩個不同活動：跑步、步行、橢圓機鍛煉、階梯有氧機鍛煉、 心臟鍛煉機、舉重訓(xùn)練、駕駛、游泳、騎車、爬樓梯及攀巖。29. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中檢測所述傳感器輸出數(shù)據(jù)中的所述第一簽名信 號包括基于信號范數(shù)、在某些頻帶中的信號能量/功率、小波縮放參數(shù)及/或超出一或多個 閾值的樣本的數(shù)目來表征所述傳感器輸出數(shù)據(jù)。30. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中檢測所述傳感器輸出數(shù)據(jù)中的所述第二簽名信 號包括基于信號范數(shù)、在某些頻帶中的信號能量/功率、小波縮放參數(shù)及/或超出一或多個 閾值的樣本的數(shù)目來表征所述傳感器輸出數(shù)據(jù)。31. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述傳感器輸出數(shù)據(jù)包括從所述傳感器直接獲 得的原始數(shù)據(jù)。32. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述第一或第二生理度量包括心率。33. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述第一或第二生理度量包括所爬樓梯數(shù)、燃 燒卡路里及/或睡眠質(zhì)量。34. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述佩戴式生物計量監(jiān)測裝置包括手腕佩戴式 生物計量監(jiān)測裝置或手臂佩戴式生物計量監(jiān)測裝置。35. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述一或多個傳感器包括提供運動強度數(shù)據(jù)的 一或多個運動傳感器。36. 根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述一或多個運動傳感器包括一或多個加速度 計、陀螺儀、慣性傳感器及/或GPS。37. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其進一步包括將分類器應(yīng)用到所述傳感器輸出數(shù)據(jù) 或所述后續(xù)傳感器輸出數(shù)據(jù)以確定所述生物計量監(jiān)測裝置在所述用戶上的放置。38. -種生物計量監(jiān)測裝置，其包括： 一或多個傳感器，其在所述生物計量監(jiān)測裝置由用戶佩戴時提供包括關(guān)于所述用戶的 活動水平的信息的輸出數(shù)據(jù)；以及 控制邏輯，其經(jīng)配置用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到3、14到16及23到33中任一權(quán)利要 求所述的方法中的任一者。
【專利摘要】本申請案涉及用于操作多模式傳感器裝置及相關(guān)聯(lián)設(shè)備的方法。本發(fā)明提供BMD，其取決于裝置的操作條件而具有多個裝置模式，所述操作條件例如運動強度、裝置放置及/或活動類型，所述裝置模式與各種數(shù)據(jù)處理算法相關(guān)聯(lián)。在一些實施例中，所述BMD實施為手腕佩戴式或手臂佩戴式裝置。在一些實施例中，提供用于使用所述BMD跟蹤生理度量的方法。在一些實施例中，所述過程及所述BMD在由所述BMD的傳感器提供的數(shù)據(jù)具有高信號(例如，高信噪比)時對所述數(shù)據(jù)應(yīng)用時域分析，且在所述數(shù)據(jù)具有低信號時對所述數(shù)據(jù)應(yīng)用頻域分析，其促成生物計量數(shù)據(jù)的改進的準(zhǔn)確度及速度。
【IPC分類】A61B5/024, G01C22/00, A61B5/00, A61B5/11
【公開號】CN104921702
【申請?zhí)枴緾N201510117698
【發(fā)明人】洪廷旭, 安德魯·科爾·阿克斯利, 謝爾頓·杰驕·袁
【申請人】飛比特公司
【公開日】2015年9月23日
【申請日】2015年3月17日
【公告號】US20140278139, US20140303523, US20140378786, US20140378872