用于具有可移除節(jié)點的傳感器的方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】用于具有可移除節(jié)點的傳感器的方法、裝置及系統(tǒng)
【背景技術】
[0001] 粘附性"剝離"傳感器變得普遍用于生物計量及生物醫(yī)學監(jiān)視。在實例中，無線粘 附性傳感器可施加到患者的身體部分且可測量各種生物計量量。雖然無線傳感器提供某一 程度的便利性，但仍有挑戰(zhàn)。
[0002] 實施可穿戴傳感器中的挑戰(zhàn)包含可靠性、連接質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全、完整性及容錯性、 不同傳感器技術的集成、管理實時測量的延遲、舒適性、耐久性及其它挑戰(zhàn)。鑒于這些挑戰(zhàn)， 現(xiàn)有傳感器及傳感器網(wǎng)路的缺點是眾多的?，F(xiàn)有無線傳感器可較大、具有有限使用時間、有 限電池使用時間且可能監(jiān)視不了所有所要的參數(shù)。因為粘附性傳感器可能不適合于穿戴 者，所以較大的傳感器大小可為缺點。此外，多個大的傳感器可使穿戴者變得繁瑣。為了監(jiān) 視多個生物計量量，可針對每一量需要不同的相異傳感器，其中每一傳感器負責建立及維 持與外部服務器的安全及可靠通信。此外，用于生物計量量的傳感器可要求來自不同供應 商的來源。因此，可需要用于不同傳感器的單獨的網(wǎng)絡支持，從而提高成本及復雜度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 各種實施例提供針對于測量身體的一或多個物理或生理參數(shù)的方法及裝置。實施 例裝置可包含貼片、耦合到所述貼片的傳感器集線器，及可拆卸地耦合到所述貼片的至少 一個可拆卸的傳感器艙。在一些實施例中，多個可拆卸的傳感器艙可耦合到所述貼片。所述 貼片可包含柔性粘附性襯底及與所述柔性粘附性襯底集成的柔性層。所述柔性層可支撐傳 感器集線器及耦合到傳感器集線器的傳感器集線器接線。所述貼片可進一步包含至少一個 對接區(qū)域，所述可拆卸的傳感器艙可以可拆卸地耦合在其中。在一些實施例中，可提供多個 對接區(qū)域以適應可拆卸的傳感器艙?？蔀檎掣叫詫訁^(qū)域的對接區(qū)域可包含耦合到傳感器 集線器接線的連接器。傳感器集線器可包含無線收發(fā)器、第一能量存儲元件及耦合到所述 無線收發(fā)器、傳感器集線器接線及第一能量存儲元件的處理器。所述處理器可使用處理器 可執(zhí)行指令配置以執(zhí)行若干操作，所述操作可包含在傳感器集線器在接收器的范圍內(nèi)時與 接收器建立第一無線通信鏈路。
[0004] 在各種實施例中，所述可拆卸的傳感器艙可包含傳感器、第二能量存儲元件及耦 合到傳感器及所述第二能量存儲元件的發(fā)射器。所述可拆卸的傳感器艙可經(jīng)配置以在所述 可拆卸的傳感器艙附接到對接區(qū)域時通過貼片上的電連接耦合到傳感器集線器且由傳感 器集線器供電。可拆卸的傳感器艙可在從對接區(qū)域拆卸可拆卸的傳感器艙時經(jīng)由可拆卸的 傳感器艙發(fā)射器與傳感器集線器無線收發(fā)器之間建立的第二無線通信鏈路而將傳感器數(shù) 據(jù)發(fā)射到傳感器集線器。
[0005] 在其它實施例中，傳感器集線器可進一步包含耦合到處理器的第一指示器，且所 述處理器可使用處理器可執(zhí)行指令配置以執(zhí)行若干操作，所述操作包含在與接收器建立第 一無線通信鏈路時在所述第一指示器上提供第一指示。所述處理器可使用處理器可執(zhí)行指 令配置以執(zhí)行操作，所述操作可進一步包含在從對接區(qū)域拆卸可拆卸的傳感器艙時在第一 指示器上提供關于可拆卸的傳感器艙在身體上的恰當放置的第二指示，例如在滿足放置準 則時的第二指示的第一版本(例如，綠色）及在不滿足放置準則時的第二指示的第二版本 (例如，紅色）。
[0006] 在其它實施例中，對接區(qū)域可安置在柔性襯底及柔性集成層的突出部上，且所述 突出部可經(jīng)配置以使得集成傳感器陣列能夠附著到具有不規(guī)則輪廓的表面。在一些實施例 中，可在貼片上提供多個突出部以作為容納多個傳感器艙的對接區(qū)域。所述突出部可進一 步經(jīng)配置以分布由于從對接區(qū)域移除可拆卸的傳感器艙而產(chǎn)生的力以便抵抗撕裂。
[0007] 在一實施例中，可拆卸的傳感器艙上的處理器可使用處理器可執(zhí)行指令配置以執(zhí) 行操作，使得通過將來自傳感器的信號與可接受傳感器信號的閾值進行比較而確定關于可 拆卸的傳感器艙在身體上的恰當放置的第二指示，且在傳感器信號基于所述比較滿足所述 閾值時產(chǎn)生第二指示。在另一實施例中，可拆卸的傳感器艙可進一步包含第二指示器及處 理器，所述處理器使用處理器可執(zhí)行指令配置以執(zhí)行操作，以通過以下操作而經(jīng)由第二指 示器提供關于可拆卸的傳感器艙在身體上的恰當放置的第三指示:確定可拆卸的傳感器艙 相對于身體的當前位置，將可拆卸的傳感器艙相對于身體的所述當前位置與可拆卸的傳感 器艙的恰當放置位置進行比較，且基于可拆卸的傳感器艙的所述當前位置是否可與可拆卸 的傳感器艙的恰當放置位置媲美而經(jīng)由第二指示器提供第三指示。
[0008] 一種使用包含傳感器集線器及可拆卸的傳感器艙的集成粘附性傳感器陣列測量 物理或生理參數(shù)的實施例方法可包含:在傳感器集線器與無線接收器之間建立第一通信鏈 路;將集成粘附性傳感器陣列附貼到身體;在可拆卸的傳感器艙與傳感器集線器之間建立 第二通信鏈路;通過可拆卸的傳感器艙感測物理或生理參數(shù);及經(jīng)由第二通信鏈路將來自 可拆卸的傳感器艙的物理或生理參數(shù)的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)射到傳感器集線器。實施例方法可進 一步包含經(jīng)由第一通信鏈路將來自傳感器集線器的傳感器數(shù)據(jù)發(fā)射到接收器。實施例方法 可進一步包含產(chǎn)生指示傳感器集線器與無線接收器之間的第一無線連接的建立的第一指 示。在一實施例中，在可拆卸的傳感器艙附接到集成粘附性傳感器陣列時，所述第二通信鏈 路可為有線通信鏈路，或響應于從集成粘附性傳感器陣列移除可拆卸的傳感器艙而在可拆 卸的傳感器艙與傳感器集線器之間建立的無線通信鏈路。
[0009] 另一實施例方法可包含在從集成粘附性傳感器陣列移除可拆卸的傳感器艙時確 定身體上的可拆卸的傳感器艙的位置是否恰當用于測量物理或生理參數(shù)，且產(chǎn)生指示可拆 卸的傳感器艙在身體上的位置是否恰當?shù)牡诙甘?。在實施例方法中，確定可拆卸的傳感 器艙在身體上的位置是否恰當用于測量物理或生理參數(shù)可包含:將來自可拆卸的傳感器艙 上的傳感器的信號與可接受傳感器信號的閾值進行比較;及響應于傳感器信號基于所述比 較滿足閾值而確定所述位置是恰當?shù)?。在實施例方法中，確定可拆卸的傳感器艙在身體上 的位置是否恰當用于測量物理或生理參數(shù)可包含:確定可拆卸的傳感器艙相對于身體的當 前位置;將可拆卸的傳感器艙相對于身體的所述當前位置與可拆卸的傳感器艙的恰當放置 位置進行比較;及響應于可拆卸的傳感器艙的所述當前位置可與可拆卸的傳感器艙的恰當 放置位置媲美而確定所述位置是恰當?shù)摹?br>[0010]在各種實施例中，所述第一指示、所述第二指示及所述第三指示可為色彩顯示指 示、可聽指示及字母數(shù)字顯示指示中的一或多者。
[0011]其它實施例包含用于測量物理或生理參數(shù)的設備，其具有用于執(zhí)行上文所描述的 方法的功能的裝置。
【附圖說明】
[0012] 并入本文中并且構(gòu)成本說明書的部分的【附圖說明】本發(fā)明的示范性實施例，并且與 上文給出的一般描述和下文給出的詳細描述一起用以解釋本發(fā)明的特征。
[0013] 圖1A是說明包含中央集線器及可移除的傳感器節(jié)點的實施例集成粘附性傳感器 陣列的框圖。
[0014] 圖1B是說明包含中央集線器及被移除的節(jié)點的實施例集成粘附性傳感器陣列的 圖。
[0015] 圖2A是說明與移動計算裝置配對且提供指示的實施例傳感器的圖。
[0016] 圖2B是說明從主要傳感器單元或貼片移除的、與集線器配對的、定位在身體上且 提供指示的實施例可移除傳感器的圖。
[0017] 圖2C是說明適合于使用可移除的傳感器節(jié)點實施傳感器的實施例系統(tǒng)的通信系 統(tǒng)圖，所述可移除的傳感器節(jié)點包含移動計算裝置、個人網(wǎng)絡、公用網(wǎng)絡（例如，因特網(wǎng)）及 專用網(wǎng)絡(例如，醫(yī)療網(wǎng)絡）。
[0018] 圖3A是說明從實施例傳感器主體移除可移除的傳感器節(jié)點的圖。
[0019] 圖3B是說明用于移除實施例可移除的傳感器節(jié)點的移除力的力分布路徑的圖。
[0020] 圖3C到圖3G是說明可移除節(jié)點傳感器的替代實施例的圖。
[0021] 圖4A是說明傳感器與可移除的傳感器節(jié)點及接收器的實例無線及有線互連以用 于就地感測配置的組件框圖。
[0022]圖4B是說明傳感器與可移除的傳感器節(jié)點及接收器的實例無線及有線互連以用 于其中移除可移除節(jié)點的配置的組件框圖。
[0023]圖4C是實施例傳感器節(jié)點的組件框圖。
[0024]圖4D是實施例傳感器集線器的組件框圖。
[0025] 圖5是說明使用傳感器集線器或移除及定位上的傳感器節(jié)點感測量的實施例方法 的過程流程圖。
[0026] 圖6是說明適合與各種實施例一起使用的實例移動裝置的組件框圖。
[0027]圖7是適合與各種實施例一起使用的實例計算裝置的圖。
【具體實施方式】
[0028]將參看附圖詳細描述各種實施例。只要可能，在圖式中相同的參考標號將始終用 于指代相同或相似的部件。對特定實例及實施方案作出的參考是用于說明性目的，且無意 限制本發(fā)明或權利要求書的范圍。
[0029]如本文中所用，術語"裝置"、"計算裝置"、"移動計算裝置"可指以下各者中的任何 一者或全部:蜂窩式電話、智能電話、個人或移動多媒體播放器、個人數(shù)據(jù)助理(PDA)、膝上 型計算機、桌上型計算機、平板計算機、智能書、掌上型計算機、無線電子郵件接收器、具多 媒體因特網(wǎng)功能的蜂窩式電話、電視、智能TV、智能TV機頂盒、集成智能TV、流媒體播放器、 智能纜線盒、機頂盒、數(shù)字視頻記錄器(DVR)、數(shù)字媒體播放器，及包含可編程處理器的類似 個人電子裝置。
[0030]如本文所使用的術語"接入點"是指以下各者中的任一者：網(wǎng)絡無線接入點、無線 路由器、無線接入點中繼器、無線接入點增程器、橋接器、這些裝置或可提供客戶端裝置到 根據(jù)無線協(xié)議操作的網(wǎng)絡的接入的其它裝置的組合，所述無線協(xié)議例如為WiFi協(xié)議(例如， 在802.11協(xié)議的各種版本下）或其它協(xié)議。接入點在本文中描述為無線，且提供對局域網(wǎng) (LAN)、無線LAN(WLAN)(例如家庭或私人局域網(wǎng)）的無線接入。然而，接入點可進一步具有支 持有線連接的能力且可通過有線連接耦合到服務提供商以用于提供對專用網(wǎng)絡、例如因特 網(wǎng)等公用網(wǎng)絡或公用網(wǎng)絡及私用網(wǎng)絡(包含醫(yī)療服務提供商網(wǎng)絡及其它相關網(wǎng)絡）的組合 的進一步接入。
[0031]如本文中所用，術語"傳感器"是指感測或測量一或多個可檢測的物理現(xiàn)象或量且 產(chǎn)生指示測量或感測狀態(tài)、條件或量的信號的裝置。可處理由傳感器產(chǎn)生的信號以基于所 述信號與基礎物理量之間的相關度而測量一或多個可檢測的物理量。傳感器的非限制性實 例包含溫度傳感器、脈沖傳感器、電場傳感器(例如，腦電圖傳感器）、濕氣傳感器、液體流傳 感器、磁傳感器、壓電傳感器、壓力傳感器、光學傳感器、化學傳感器(例如，血糖傳感器），及 其它生物醫(yī)療傳感器。
[0032]如本文中所用，術語"能量捕獲"是指將來自多種能源的能量轉(zhuǎn)換為可用于給電路 供電以便給傳感器操作供電的形式的機制。可由能量捕獲元件利用的能源的非限制性實例 包含患者移動、熱(例如，患者的皮膚與空氣之間的溫度差）、環(huán)境光(例如，經(jīng)由光電池）。如 下文所描述，由能量收集裝置產(chǎn)生的能量可用于給傳感器電路及其它傳感器組件供電，所 述其它傳感器組件例如為用于將信息發(fā)射到監(jiān)視裝置或與傳感器相關聯(lián)的其它裝置及從 其接收信息的發(fā)射器或收發(fā)器。
[0033]各種實施例通過向具有中央集線器的集成粘附性傳感器陣列提供附接到主要粘 附性傳感器貼片的一或多個可移除(例如，剝離或以其它方式可拆卸的)傳感器節(jié)點或艙而 克服所提出的無線粘附性生物醫(yī)療傳感器的缺點。可拆卸的傳感器艙可經(jīng)配置以使用通過 到傳感器集線器的有線電連接與傳感器集線器通信的傳感器集線器單元感測它們在主要 粘附性傳感器基底上的原始"對接"位置中的量。可拆卸的傳感器艙中的一或多者還可被移 除且放置在身體(例如人類或動物患者的身體)上的與測得的物理量(例如，溫度、脈沖速 率、B/P、電場等)相關聯(lián)的特定位置中。通過將可拆卸的傳感器艙放置在身體上的特定位置 中，可獲得所述身體的物理參數(shù)的改進或增強的測量值，例如患者的物理或生理量。在各種 實施例中，可拆卸的傳感器艙中的一些或全部可經(jīng)配置以可調(diào)適用于測量不同量，或可拆 卸的傳感器艙可經(jīng)配置以測量特定物理參數(shù)或量。
[0034]如本文中所用，術語"傳感器集線器"是指集成粘附性傳感器陣列的從來自陣列的 可拆卸的傳感器艙接收信息（且任選地向其發(fā)射信息)且可充當?shù)浇邮掌餮b置或接入點的 通信中繼器的一部分。傳感器集線器可通過有線或無線通信鏈路與接收器或接入點通信， 傳遞包含從可拆卸的傳感器艙獲得的傳感器數(shù)據(jù)的信息。傳感器集線器還可從接收器接收 信息。傳感器集線器還可充當傳感器。如本文中所用，術語"可拆卸的傳感器艙"是指可以可 拆卸地耦合到集成粘附性傳感器陣列的傳感器單元?？刹鹦兜膫鞲衅髋摽山?jīng)配置以感測一 或多個量且通過有線或無線連接將與感測的量相關聯(lián)的信息傳送到傳感器集線器。
[0035] 從傳感器集線器接收數(shù)據(jù)的接收器可為移動計算裝置、接入點或配置有合適的無 線通信電路的其它計算裝置。
[0036] 在各種實施例中，可拆卸的傳感器艙可在從集成粘附性傳感器陣列移除時與傳感 器集線器建立無線通信鏈路?？刹鹦兜膫鞲衅髋摽山?jīng)配置以當附接到包含傳感器集線器的 主要貼片時經(jīng)由有線連接且在從主要貼片拆卸且放置在身體上時經(jīng)由無線鏈路將傳感器 數(shù)據(jù)傳送到傳感器集線器。
[0037] 傳感器集線器可通過例如發(fā)光二極管(LED)或其它視覺指示器或可聽指示器等指 示器提供指示