生理传感器的接触检测制造技术

本公开涉及生理传感器的接触检测。一种设备，包括感测电路、激励电路和处理电路。感测电路被配置为感测生理信号。感测电路包括被配置为感测第一电极的第一感测电路和被配置为感测第二电极的第二感测电路。激励电路被配置为驱动第一电极上的激励信号。处理电路耦接到感测电路。处理电路被编程为在使用由第一感测电路测量的一个或多个信号并使用由第二感测电路测量的一个或多个信号来测量生理信号期间：根据确定由第一感测电路测量的一个或多个信号中的响应于激励信号的第一信号未能满足一个或多个标准，停止测量生理信号。停止测量生理信号。停止测量生理信号。

【技术实现步骤摘要】
生理传感器的接触检测
[0001]本申请是申请号为201910858666.3、申请日为2019年9月11日、名称为“生理传感器的接触检测”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本公开整体涉及处理生理信号的系统和方法，并且更具体地，涉及检测与生理传感器的一个或多个电极的接触。

技术介绍

[0003]可以基于每次心跳期间心脏的电活动来生成心电图(ECG)波形。可以从附接到患者身上的各个区域的多个电引线记录波形。例如，一个12导联的ECG系统，其中一组十个测量电极可以放置在患者的胸部上，一组十个测量电极可以附接到患者的四肢。用于ECG数据采集的测量电极可包括导电或电解凝胶(例如，Ag/AgCl凝胶)，以在皮肤和电极之间提供连续的导电路径。这种“湿”电极可以减小电极
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皮肤界面处的阻抗，从而有利于采集低噪声ECG信号。所有测量电极可以连接到设备，来自测量电极的信号可被发射到该设备中以进行存储、处理和/或显示。具有耦接到用户的胸部和四肢的多个“湿”电极的设备是侵入式的，对于外行来说可能难以操作，并且所得的ECG波形可能难以解读。因此，ECG测量和分析可能将ECG设备的使用限制在医疗环境中或限于由医疗专业人员进行使用。
[0004]测量ECG信号的一种方法是使用干电极，其通常在心脏的相对侧(例如，在用户的每只手上)与患者的两个区域接触。在移动设备(例如，可穿戴设备)上，ECG电极可被放置在设备上，使得用户可与两个电极接触。可能需要可靠的接触来生成准确的ECG波形。

技术实现思路
<br/>[0005]本公开涉及使用移动设备或可穿戴设备来检测用户与用于测量生理信号(例如，ECG信号)的一个或多个电极的接触以便处理和/或在该移动设备或可穿戴设备上显示的设备和方法。该移动设备或可穿戴设备可包括一个或多个测量电极、一个或多个参考电极、以及耦接到电极的处理电路。在一些示例中，该设备可包括激励电路。激励电路可驱动测量电极中的一个测量电极上的激励信号。在一些示例中，处理电路可检测由激励信号产生的信号，并且基于检测到的信号来确定用户是否与该一个或多个测量电极接触。在一些示例中，在确定用户与该一个或多个测量电极接触时，处理电路可测量用户的生理信号。
[0006]在一些示例中，激励电路可驱动电极中的一个电极(例如，第一测量电极)上的第一激励信号和第二电极(例如，第一参考电极)上的第二激励信号。在一些示例中，处理电路可检测由第一激励信号和第二激励信号产生的一个或多个信号，并且基于该一个或多个检测到的信号来确定用户是否与该一个或多个电极接触。在一些示例中，在确定用户与该一个或多个电极接触时，处理电路可测量用户的生理信号。在一些示例中，当测量用户的生理信号时，模拟电路可驱动电极中的一个或多个电极以确定用户在测量用户的生理信号期间是否保持与该一个或多个电极的接触。
附图说明
[0007]图1A至图1B示出了包括生理传感器并且其中可实现根据本公开示例的接触检测的示例性系统。
[0008]图2示出了示例性计算系统的框图，其示出了根据本公开的示例的生理信号处理的一个具体实施。
[0009]图3A至图3B示出了根据本公开的示例的测量生理信号的示例性系统。
[0010]图4A至图4B示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号的示例性系统。
[0011]图5A至图5B示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号并用于接触检测的示例性系统。
[0012]图6示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号的示例性系统。
[0013]图7示出了根据本公开的示例的包括接触检测和/或饱和度检测在内的生理信号检测的示例性过程。
[0014]图8示出了根据本公开的示例的包括接触检测和/或饱和度检测在内的生理信号检测的示例性过程。
[0015]图9示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号并且用于在多个电极上进行接触检测的示例性系统。
[0016]图10示出了根据本公开的示例的用于接触检测的示例性信号处理。
[0017]图11示出了根据本公开的示例的包括接触检测在内的生理信号检测的示例性过程。
[0018]图12示出了根据本公开的示例的用于测量生理信号并且用于在多个电极上进行接触检测的示例性系统。
具体实施方式
[0019]相关申请的交叉引用
[0020]本专利申请要求于2018年9月11日提交的美国临时申请No.62/729,590、于2019年9月9日提交的美国非临时申请No.16/565,090和于2019年9月9日提交的美国非临时申请No.16/565,127，这些临时专利申请的内容全文以引用方式并入本文以用于所有目的。
[0021]在以下对示例的描述中将参考形成以下描述的一部分的附图并且在附图中以举例的方式示出了可被实施的具体示例。应当理解，在不脱离所公开的示例的范围的情况下，可使用其他示例并且可进行结构性变更。
[0022]本公开涉及使用移动设备或可穿戴设备来检测用户与用于测量生理信号(例如，ECG信号)的一个或多个电极的接触以便处理和/或在该移动设备或可穿戴设备上显示的设备和方法。该移动设备或可穿戴设备可包括一个或多个测量电极、一个或多个参考电极、以及耦接到电极的处理电路。在一些示例中，该设备可包括激励电路。激励电路可驱动测量电极中的一个测量电极上的激励信号。在一些示例中，处理电路可检测由激励信号产生的信号，并且基于检测到的信号来确定用户是否与该一个或多个测量电极接触。在一些示例中，在确定用户与该一个或多个测量电极接触时，处理电路可测量用户的生理信号。
[0023]在一些示例中，激励电路可驱动电极中的一个电极(例如，第一测量电极)上的第一激励信号和第二电极(例如，第一参考电极)上的第二激励信号。在一些示例中，处理电路
可检测由第一激励信号和第二激励信号产生的一个或多个信号，并基于该一个或多个检测到的信号来确定用户是否与该一个或多个电极接触。在一些示例中，在确定用户与该一个或多个电极接触时，处理电路可测量用户的生理信号。在一些示例中，当测量用户的生理信号时，模拟电路可驱动电极中的一个或多个以确定用户在测量用户的生理信号期间是否保持与该一个或多个电极的接触。
[0024]图1A至图1B示出了包括生理传感器并且其中可实现根据本公开示例的接触检测的示例性系统。图1A示出了示例性可穿戴设备150(例如，手表)，其包括集成式触摸屏152和生理传感器160(例如，ECG感测系统，其包括一个或多个测量电极、一个或多个参考电极以及耦接到电极的处理电路)。可穿戴设备150可以使用条带154或任何其他合适的紧固件附接到用户。图1B示出了可穿戴设备150的背面的示例性视图，其包括生理传感器160的电极166A至166C。生理传感器160可包括：在可穿戴设备150的冠部162中实现的电极166C，在可穿戴设备150(未示出)的按钮164中实现的电极，在可穿戴设备150的背面上的电极166A和/或在可穿戴设备150的背面上的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，包括：感测电路，所述感测电路被配置为感测生理信号，所述感测电路包括被配置为感测第一电极的第一感测电路和被配置为感测第二电极的第二感测电路；激励电路，所述激励电路被配置为驱动所述第一电极上的激励信号；以及处理电路，所述处理电路耦接到所述感测电路，所述处理电路被编程为在使用由所述第一感测电路测量的一个或多个信号并使用由所述第二感测电路测量的一个或多个信号来测量所述生理信号期间：根据确定由所述第一感测电路测量的一个或多个信号中的响应于所述激励信号的第一信号未能满足一个或多个标准，停止测量所述生理信号。2.根据权利要求1所述的设备，所述处理电路还被编程为在测量所述生理信号期间：根据确定由所述第一感测电路测量的一个或多个信号中的响应于所述激励信号的所述第一信号满足所述一个或多个标准，继续测量所述生理信号。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述处理电路还被编程为：根据确定由所述第一感测电路测量的一个或多个信号中的响应于所述激励信号的所述第一信号满足所述一个或多个标准，停止驱动所述激励信号。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述一个或多个标准包括第一标准，当由所述第一感测电路测量的一个或多个信号中的响应于所述激励信号的所述第一信号具有小于阈值电压的振幅时，所述第一标准被满足。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述激励电路包括：信号发生器，所述信号发生器被配置为生成所述激励信号；以及电容器，被配置为将所述激励信号耦合到所述第一电极。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述激励信号是周期性振荡信号。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述激励信号具有大于150Hz的频率。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述激励信号具有400Hz至600Hz之间的频率。9.根据权利要求1所述的设备，其中所述感测电路进一步包含差分放大器，其中所述第一感测电路的输出端耦接到所述差分放大器的第一输入端，且其中所述第二感测电路的输出端耦接到所述差分放大器的第二输入端。10.根据权利要求9所述的设备，其中所述感测电路进一步包括耦接到所述差分放大器的输出端的差分模/数转换器ADC。11.根据权利要求1所述的设备，其中所述激励电路被配置成在测量所述生理信号期间驱动在所述第一电极上的所述激励信号。12.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理电路还被编程为：从由所述第一感测电路测量的一个或多个信号中滤除由所述第一感测电路测量的一个或多个信号中的响应于所述激励信号的所述第一信号。13.一种存储指令的非暂态计算机可读存储介质，所述指令在由包括第一测量电极和处理电路的设备执行时使得所述设备：根据测量生理信号的请求，发起测量所述生理信号并且利用激励信号驱动所述第一测量电极，其中测量所述生理信号和利用所述激励信号驱动所述第一测量电极至少部分地在时间上重叠；
测量多个信号，其中所述多个信号中的第一信号是响应于所述激励信号而测量的；以及根据确定响应于所述激励信号而测量的所述第一信号的振幅大于阈值电压，停止测量所述生理信号。14.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述指令在由所述设备执行时还使得所述设备：从所述多个信号中滤除所述多个信号中的响应于所述激励信号的所述第一信号。15.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述指令在由所述设备执行时还使得所述设备：根据确定响应于所述激励信号而测量的所述第一信号的所述振幅大于所述阈值电压，停止驱动所述激励信号。16.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质，其中所述激励信号是具有大于40Hz的频率的周期性振荡信号。17.根据权利要求13所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述指令在由所述设备执行时还使得所述设备在测量所述生理信号期间：根据确定响应于所述激励信号而测量的所述第一信号的所述振幅低于所述阈值电压，继续测量所述生理信号。18.一种设备，包括：感测电路，被配置为感测生理信号，所述感测电路包括：第一感测电路，所述第一感测电路被配置为感测第一电极；第二感测电路，所述第二感测电路被配置为感测第二电极；以及饱和度检测电路，所述饱和度检测电路耦接到所述第一感测电路的输出端和所述第二感测电路的输出端，其中所述饱和度检测电路被配置为检测所述第一感测电路的输出或所述第二感测电路的输出的饱和度；以及处理电路，所述处理电路耦接到所述感测电路，所述处理电路被编程为：根据确定所述第一感测电路的输出或所述第二感测电路的输出饱和度，放弃测量所述生理信号。19.根据权利要求18所述的设备，其中所述饱和度检测电路包括：第一缓冲器，所述第一缓冲器耦接到所述第一感测电路的输出端；第二缓冲器，所述第二缓冲器耦接到所述第二感测电路的输出端；多路复用器，所述多路复用器耦接到所述第一缓冲器和所述第二缓冲器，其中所述第一缓冲器的输出和所述第二缓冲器的输出作为输入耦合到所述多路复用器；以及模数转换器ADC，所述ADC耦接到所述多路复用器的输出端。20.根据权利要求18所述的设备，其中所述饱和度检测电路包括：第一缓冲器，所述第一缓冲器耦接到所述第一感测电路的输出端；第二缓冲器，所述第二缓冲器耦接到所述第二感测电路的输出端；第一模数转换器ADC，所述第一ADC耦接到所述第一缓冲器的输出端；以及第二ADC，所述第二ADC耦接到所述第二缓冲器的输出端。21.一种设备，包括：
激励电路，所述激励电路被配置为驱动第一电极上的第一激励信号并且被配置为驱动第二电极上的第二激励信号；感测电路，所述感测电路包括被配置为感测所述第一电极的第一感测电路和被配置为感测所述第二电极的第二感测电路，其中所述感测电路被配置成感测生理信号，所述第一感测电路被配置为测量对所述第一激励信号的响应，并且所述第二感测电路被配置为测量对所述第二激励信号的响应；以及处理电路，所述处理电路耦接到所述感测电路，所述处理电路被编程为：根据在对所述第一激励信号的响应中和在对所述第二激励信号的响应中测量的一个或多个信号满足一个或多个标准，测量所述生理信号；以及根据在对所述第一激励信号的响应中和在对所述第二激励信号的响应中测量的所述一个或多个信号不满足所述一个或多个标准，放弃测量所述生理信号。22.根据权利要求21所述的设备，其中所述感测电路还包括差分放大器，其中所述第一感测电路的输出端耦接至所述差分放大器的第一输入端，并且所述第二感测电路的输出端耦接至所述差分放大器的第二输入端，并且其中在对所述第一激励信号的响应中和在对所述第二激励信号的响应中测量的所述一个或多个信号由所述差分放大器的输出端输出。23.根据权利要求22所述的设备，其中所述一个或多个标准包括第一标准，当在对所述第一激励信号的响应中和在对所述第二激励信号的响应中测量的所述一个或多个信号具有小于阈值电压的振幅时，所述第一标准被满足。24.根据权利要求21所述的设备，其中在对所述第一激励信号的响应中和在对所述第二激励信号的响应中测量的所述一个或多个信号包括由所述第一感测电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：C，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：