Беспроводное носимое устройство, система и способ

Беспроводное носимое устройство, система и способ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится, в общем, к беспроводному носимому устройству, системе и способу. Более конкретно, настоящее изобретение относится к беспроводному носимому сенсору, предназначенному для контроля по меньшей мере одного параметра и для беспроводной передачи по меньшей мере одного контролируемого параметра в устройство связи. Устройство связи предназначено для передачи по меньшей мере одного контролируемого параметра по сети в удаленное устройство. Указанный по меньшей мере один контролируемый параметр может включать, кроме прочего, импеданс кожи, сигналы электрокардиограммы, гальванически передаваемый токовый сигнал, положение носителя, температуру, частоту сердечных сокращений (ЧСС), частоту дыхания, влажность, высоту/давление, данные глобальной системы позиционирования (ГСП), близость, уровни бактерий, уровень глюкозы, химические маркеры, данные уровня кислорода в крови и другие физиологические и физические параметры.

Сущность изобретения

Согласно одному аспекту предлагается беспроводное носимое сенсорное устройство. Беспроводное носимое сенсорное устройство содержит платформу сенсора, содержащую устройство обработки сигналов, содержащее вычислительное устройство, предназначенное для выполнения задач обработки сигналов. Платформа сенсора предназначена для приема сигналов по меньшей мере с одного сенсора, связанного с ней. С платформой сенсора связана схема беспроводной связи. Схема беспроводной связи содержит контроллер-задатчик связей, предназначенный для установления канала для связи с беспроводным устройством и передачи данных ему. Согласно одному аспекту контроллер-задатчик связей предназначен для управления передачей данных по каналу связи, установленному с беспроводным устройством, включая управление синхронизацией и управление частотой.

Краткое описание чертежей

Признаки вариантов осуществления настоящего изобретения, которые описаны в настоящем документе, подробно изложены в прилагаемой формуле изобретения. Однако различные аспекты в части как организации, так и способов использования могут стать понятнее из последующего описания со ссылками на прилагаемые фигуры, где:

на фиг. 1 представлен вид в перспективном изображении одного аспекта беспроводного носимого модуля;

на фиг. 2 представлен вид сверху одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 3 представлен вид сбоку одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 4 представлен еще один вид сбоку одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 5 представлен вид снизу одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 6 представлен покомпонентный вид одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 7 представлен еще один покомпонентный вид одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 8 представлена деталь одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 9 представлено подробное изображение одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 8;

на фиг. 10 представлен вид сверху одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 1;

на фиг. 11 представлено подробное изображение одного аспекта беспроводного носимого модуля, показанного на фиг. 10;

на фиг. 12 представлена схема системы, показывающая электронные модули одного аспекта беспроводного носимого сенсора;

на фиг. 13 представлена схема системы связи, содержащей беспроводной носимый сенсор, связанный с внешним устройством.

Подробное описание изобретения

Перед подробным объяснением различных вариантов осуществления беспроводного носимого устройства, системы и способа следует отметить, что различные варианты осуществления, раскрытые в настоящем документе, не ограничиваются в своем применении или использовании деталями конструкции и компоновкой частей, проиллюстрированными на прилагаемых фигурах и в описании. Напротив, раскрытые варианты осуществления могут быть включены в другие варианты осуществления, их изменения или модификации, а также могут быть применены на практике или осуществлены различными путями. Соответственно, варианты осуществления беспроводного носимого устройства, системы и способа, раскрытые в настоящем документе, по своему характеру являются иллюстративными и не предназначены для ограничения объема или применения настоящего изобретения. Кроме того, если не указано иначе, термины и выражения, используемые в настоящем описании, выбраны с целью описания вариантов осуществления для удобства читателя и не должны ограничивать объем настоящего изобретения. Кроме того, следует понимать, что любые один или несколько раскрытых вариантов осуществления, формулировок вариантов осуществления и/или их примеров могут без ограничения быть объединены с любыми одним или несколькими другими раскрытыми вариантами осуществления, формулировками вариантов осуществления и/или их примерами.

В последующем описании подобными позициями на нескольких видах обозначены подобные или соответствующие части или детали. Кроме того, следует понимать, что в последующем описании такие термины, как передний, задний, внутренний, наружный, верхний, нижний и т.п., представляют собой слова для удобства и не должны толковаться как термины, ограничивающие объем настоящего изобретения. Терминология, используемая в настоящем описании, не предназначена служить ограничивающей объем настоящего изобретения, насколько устройства, описанные в настоящем документе, или их части могут крепиться или использоваться с другими ориентациями. Различные варианты осуществления будут подробнее описаны со ссылками на графический материал.

Настоящее изобретение относится, в общем, к различным аспектам беспроводного носимого устройства, системы и способа для контроля по меньшей мере одного физиологического и/или физического параметра, связанного с носителем беспроводного носимого модуля и для передачи контролируемого параметра в устройство связи. Устройство связи предназначено для дистанционной передачи контролируемого параметра по сети.

На фиг. 1-11 представлены различные виды одного аспекта беспроводного носимого модуля 100, который является частью беспроводного носимого устройства. Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 выполнен с возможностью съемного крепления к субъекту, такому как человек или иная форма биологической жизни. Беспроводный носимый модуль 100 предназначен для контроля по меньшей мере одного физиологического и/или физического параметра, связанного с субъектом.

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 содержит различные комбинации аналогового входного блока, блока обработки векторных/цифровых сигналов, микропроцессора и памяти в одной маломощной специализированной интегральной микросхеме (СИМ), специально разработанной для беспроводного носимого модуля 100. «Платформа сенсора на базе СИМ» реализует несколько функций, включая без ограничения: программно-определяемую радиосистему для обнаружения гальванически передаваемых токовых сигналов, таких как выдаваемые проглатываемым отметчиком событий (ПОС) производства компании Proteus Digital Health, г. Редвуд, штат Калифорния, США, считывание и обработка электрокардиограмм (ЭКГ), измерения импеданса кожи при переменном токе, измерения температуры, измерения импеданса кожи при постоянном токе, известного как кожно-гальванический рефлекс (КГР), и функции сенсоров других биологических/медицинских данных. Различные патенты и патентные публикации США и международные патенты и патентные публикации, перечисленные в последующих параграфах, описывают устройства, создающие гальванически передаваемые токовые сигналы и приемники, предназначенные для обнаружения этих гальванически передаваемых токовых сигналов, при этом они полностью включаются в настоящее описание посредством ссылки.

Заявка под названием «Low Voltage Oscillator for Medical Devices», международная публикация № WO 2008/066617 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0214033; заявка под названием «Acoustic Pharma-Informatics System», публикация номер US 2008-0020037; заявка под названием «Ingestible Circuitry», международная публикация № WO 2010/019778 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0298668; заявка под названием «Identifier Circuits for Generating Unique Identifiable Indicators and Techniques for Producing Same», международная публикация № WO/2010/057049 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0312228; заявка под названием «In-Body Power Source Having High Surface Area Electrode», международная публикация № WO 2008/101107 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0069717; заявка под названием «Solid-State Thin-Film Capacitor», международная публикация № WO 2011/011736 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0018844; заявка под названием «Controlled Activation Ingestible Identifier», международная публикация № WO/2008/052136 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0239616; заявка под названием «In-Body Device With Virtual Dipole Signal Amplification», международная публикация № WO/2009/042812 и соответствующая публикация заявки США № US 2009-0082645; заявка под названием «Multi-Mode Communication Ingestible Event Markers and Methods of Using the Same», международная публикация № WO 2009/111664 и соответствующая публикация заявки США № US 2009-0256702; заявка под названием «In-Body Device Having a Multi-Directional Transmitter», международная публикация № WO 2008/112577 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0022836; заявка под названием «In-Body Device Having Deployable Antenna», международная публикация № WO 2008/112578 и соответствующая публикация заявки США № US 2011-0257491; заявка под названием «Low Profile Antenna for In-Body Device», публикация № US 2008-0306360; заявка под названием «RFID Antenna for In-Body Device», публикация № US 2008-0316020; заявка под названием «Pharma-Informatics System», международная публикация № WO 2006/116718 и соответствующая публикация заявки США № US 2008-0284599; заявка под названием «Communication System with a Partial Power Source», публикация № US 2010-0081894, на данный момент патент США 7978064; заявка под названием «Communication System with Remote Activation», публикация заявка США № US 2012-0007734; заявка под названием «Communication System with Multiple Sources of Power», публикация заявки США № US 2012-0004520; заявка под названием «Communication System Using Implantable Device», публикация заявки США № US 2012-0004527; заявка под названием «Communication System with Enhanced Partial Power and Method of Manufacturing Same», публикация заявки США № US 2012-0116188; заявка под названием «Polypharmacy Co-Packaged Medication Dosing Unit Including Communication System Therefor», публикация заявки США № US 2012-0024889; заявка под названием «Communication System Incorporated in an Ingestible Product», публикация заявки США № US 2012-0062379; заявка под названием «Communication System Incorporated in a Container», заявка США №13/304274, поданная 23 ноября 2011 года; заявка под названием «Highly Reliable Ingestible Event Markers and Methods for using the Same», международная публикация № WO 2010/129288 и соответствующая публикация заявки США № US 2011-0054265; заявка под названием «Miniature Ingestible Device», международная публикация № WO 2011/127252; заявка под названием «Ingestible Device with Pharmaceutical Product», международная публикация № WO/2012/071280; заявка под названием «Wireless Energy Sources for Integrated Circuits», международная публикация № WO/2012/092209; заявка под названием «Pharmaceutical Dosages Delivery System», международная публикация № WO 2010/080764 и соответствующая публикация заявки США № US 2011-0306852; заявка под названием «High-Throughput Production of Ingestible Event Markers», международная публикация № WO 2010-080765 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0011699; заявка под названием «Ingestible Event Markers Comprising Ingestible Component», международная публикация № WO 2010-132331 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0011699; заявка под названием «System for Supply Chain Management», международная публикация № WO 2011-057024 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-02200838; заявка под названием «Integrated Ingestible Event Marker System with Pharmaceutical Product», международная публикация № WO 2011-068963 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0116359; заявка под названием «Compositions Comprising a Shelf-Life Stability Component», заявка США №13/304260, поданная 23 ноября 2011 года.

Заявка под названием «Body-Associated Receiver and Method», международная публикация № WO 2010/075115 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0312188, на данный момент патент США 8114021; заявка под названием «Apparatus and Method for measuring Bio-Chemical Parameters», международная публикация № WO 2011-022732 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0146670; заявка под названием «Evaluation of Gastrointestinal Function Using Portable Electroviscerography Systems and Methods of Using the Same», международная публикация №2010/068818 и соответствующая публикация заявки США № US 2011-0040203, на данный момент патент США 8055334; заявка под названием «Two-Wrist Data-Gathering System», международная публикация № WO 2011-094608 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0022341; заявка под названием «Wrist Data-Gathering System», международная публикация № WO 2011-094606 и соответствующая публикация заявки США № US 2012-0116201; заявка под названием «Wearable Personal Communicator Apparatus, System, and Method», публикация международной заявки № WO 2012/112561; заявка под названием «Biological Sample Collection Device and System», международная заявка № PCT/US12/028342, поданная 8 марта 2012 года; заявка под названием «Wearable Personal Body Associated Device with Various Physical Configurations», международная заявка № PCT/US12/028343, поданная 8 марта 2012 года; заявка под названием «Body Associated Device and Method of Making Same», международная заявка № PCT/US12/035650, поданная 27 апреля 2012 года; заявка под названием «Mobile Communication Device, System and Method», международная заявка № PCT/US12/047076, поданная 17 июля 2012 года; заявка под названием «Transbody Communication Systems Employing Communications Channels», международная публикация № WO 2009/070773 и соответствующая публикация заявки США № US 2009-0135886; заявка под названием «Active Signal Processing Personal Health Signal Receivers», международная публикация № WO 2008/063626 и соответствующая публикация заявки США № US 2010-0316158; и заявка под названием «Method and System for Incorporating Physiologic Data in a Gaming Environment», международная публикация № WO 2010/045385 и соответствующая публикация заявки США № US 2011-0212782.

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 содержит комбинацию платформы сенсора на базе СИМ с маломощной схемой беспроводной связи для соединения с другими беспроводными устройствами (сотовыми телефонами, смартфонами, планшетными компьютерами, портативными компьютерами, шлюзами и т.п.).

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 обеспечивает малое использование энергии аккумулятора посредством передачи записей данных с подтверждением успешной передачи. Этот и другие аспекты беспроводного носимого модуля описаны ниже со ссылками на фиг. 12 и 13.

По-прежнему со ссылками на фиг. 1-11, в общих аспектах беспроводный носимый модуль 100 представляет собой многофункциональное устройство. Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 может обнаруживать и расшифровывать информацию или данные, связанные с электронным устройством, находящимся в теле пользователя, а также измерять физиологические данные о пользователе и передавать эти данные в третье или внешнее устройство. Беспроводный носимый модуль 100 питается от батареи. Согласно одному аспекту батарея может быть перезаряжаемой. Беспроводный носимый модуль 100 содержит пользовательский интерфейс, включающий одно или несколько средств ввода 106 (кнопка, детектор постукивания), а также индикаторы 108, 110 (светоизлучающие диоды). Кроме того, часть функций или все функции пользовательского интерфейса может выполнять третье или внешнее устройство.

Беспроводный носимый модуль 100 содержит два или более электродов 104а, 104b, предназначенных для обнаружения информации или данных, связанных с телом пользователя. Согласно одному аспекту электроды 104а, 104b представляют собой влажный электрод в виде геля, такого как, например, гидрогель. Согласно одному аспекту есть два 104а, 104b или три электрода, и каждый из них находится в контакте с телом субъекта. Согласно одному альтернативному аспекту электроды 104а, 104b могут быть электродами сухого типа. Сухие электроды действуют в контакте с телом или вблизи от него (возможно отделенные слоем одежды), и контакт с телом может быть либо лишь емкостным, либо комбинацией емкостного и резистивного контакта (как в случае с влажными электродами). Согласно третьему аспекту могут присутствовать как сухие, так и влажные электроды для разных наборов данных.

Согласно некоторым аспектам накожные электроды 104а, 104b могут быть выполнены с несколькими маленькими куполками, конусами или иными конфигурациями для обеспечения контакта с кожей в случаях, когда чрезмерное количество волос может иначе затруднить подобный контакт. В беспроводном носимом модуле 100 могут быть использованы акриловые и/или гидроколлоидные клеевые материалы и/или клеевые материалы на основе силикона и их сочетания.

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 может содержать куполообразные электроды 114а, 114b из нержавеющей стали, предназначенные для сопряжения с кожей и измерения КГР, называемого также кожно-электрическим рефлексом (КЭР). Этот показатель традиционно используют в детекторах лжи, а также при измерении стресса или физической активности, и может быть использован для обнаружения чего угодно, что может изменять концентрацию пота в зоне измерений.

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 содержит корпус 102, иначе именуемый верхней крышкой. Согласно одному аспекту верхняя крышка может быть покрыта слоем пены или других подходящих материалов. В корпусе 102, как показано на фиг. 6 и 7, беспроводный носимый модуль 100 содержит блок 118 печатных плат. Блок 118 печатных плат содержит батарею 120 (например, миниатюрный элемент питания) и часть электронных схем устройства 100. Кроме того, блок 118 печатных плат содержит устройства измерения температуры, предназначенные для измерения и записи температуры кожи, окружающей температуры и температуры печатной платы. Устройства измерения температуры могут быть использованы для измерения потока тепла между кожей и сенсором окружающей температуры.

С блоком 118 печатных плат электрически связана гибкая печатная плата 103. Гибкая печатная плата 103 содержит электроды 104а, 104b и, согласно одному аспекту, дополнительные электрические сенсоры. Гибкая печатная плата 103 содержит интерфейсные компоненты, электрически сопрягающиеся с электрическими схемами на блоке 118 печатных плат. Гибкая печатная плата 103 обеспечивает платформу для выполнения настройки и обеспечивает сопряжение нескольких конфигураций сенсоров с одним физическим блоком 118 печатных плат и электрически с электронным модулем, как описано ниже со ссылкой на фиг. 12. Согласно одному аспекту куполообразные электроды 114а, 114b из нержавеющей стали сенсора КГР/ЭДА (электродермальной активности) электрически связаны с блоком 118 печатных плат посредством гибкой печатной платы 103. Согласно одному аспекту с гибкой печатной платой 103 соединен сенсор 116 температуры. Согласно одному аспекту гибкая печатная плата 103 содержит клеевой материал 107, позволяющий присоединять (прикреплять) беспроводный носимый модуль 100 к телу субъекта. Клеевой материал 107 может быть дышащим, двойным, гибридным, разделенным, гидроколлоидным и т.п. Для связывания гибкой печатной платы 103 со слоем клея на коже и создания герметичного барьера предусмотрен связующий слой. На стороне крепления к телу электродов 104а, 104b может быть предусмотрен гидрогелевый материал электродов (не показан), который способствует электрическому связыванию электродов 104а, 104b с телом субъекта. Поверх клеевого материала 107 предусмотрена покровная пленка 109 для защиты клеевого материала 107 до момента прикрепления к субъекту.

Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 может содержать одну или несколько кнопок 106, предназначенных для использования субъектом для включения и инициирования других операций беспроводного носимого модуля 100.

На фиг. 12 представлена схема 200 системы одного аспекта беспроводного носимого модуля 100. Согласно одному аспекту беспроводный носимый модуль 100 содержит первый электронный модуль 201 и схему 208 беспроводной связи, такую как радиочастотная беспроводная схема. Первый электронный модуль 201 содержит платформу 202 сенсора на базе СИМ, включающую архитектуру аппаратных средств и базу программного обеспечения для реализации различных аспектов беспроводного носимого модуля 100. Согласно одному аспекту платформа 202 сенсора на базе СИМ может быть расположена на блоке 118 печатных плат (фиг. 7 и 8) и сопрягаться с ним. Схема 208 беспроводной связи может быть маломощной, при этом она может быть сконфигурирована для соединения с другими беспроводными устройствами (сотовыми телефонами, смартфонами, планшетными компьютерами, портативными компьютерами, шлюзами и др.). Второй электронный интерфейсный модуль 203 сопрягается с блоком 118 печатных плат и первым электронным модулем 201. Согласно одному аспекту каждый из электронных модулей 201, 203 может содержать дополнительные модули, находящиеся на блоке 118 печатных плат или вне его, или, согласно еще одному аспекту, может быть расположен на блоке 118 печатных плат.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 обеспечивает платформу сенсора и содержит схемы, предназначенные для сопряжения с разными сенсорами, а также содержит различные комбинации следующих компонентов. Согласно различным аспектам платформа сенсора на базе СИМ первого электронного модуля 201 обеспечивает комбинацию аналогового входного блока, обработки векторных/цифровых сигналов, микропроцессора и памяти в одной маломощной СИМ/чипе, содержащей/содержащем «платформу сенсора на базе СИМ» с несколькими функциями: программно-определяемая радиосистема для обнаружения проглатываемых отметчиков событий, считывание и обработка электрокардиограмм (ЭКГ), измерения импеданса кожи при переменном токе, измерения температуры, измерения импеданса кожи при постоянном токе (например, КГР) и функции сенсоров других биологических/медицинских данных.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит платформу 202 сенсора на базе СИМ, контроллер или процессор 204, например блок микроконтроллера, радиочастотную (РЧ) схему 208 беспроводной связи, а также другие компоненты, описанные ниже.

Согласно одному аспекту часть 202 на базе СИМ первого электронного модуля 201 может содержать ядерный процессор 204, такой как, например, 32-битовый микропроцессор, для приложений реального времени, устройство обработки сигналов, такое как, например, векторный математический процессор-ускоритель, память для хранения программ, память данных, последовательные интерфейсы, такие как, например, последовательный периферийный интерфейс (ППИ), универсальный асинхронный приемопередатчик (УАПП), двухпроводный последовательный интерфейс с конфигурацией мульти-мастер с шиной с передачей только в одну сторону (I2C), универсальный ввод/вывод, часы реального времени, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), цепи усиления и формирования для биопотенциальных сигналов, светодиодные драйверы и другие компоненты. Кроме того, первый электронный модуль 201 содержит соединительный порт для внешней памяти, соединительный порт для внешних сенсоров и аппаратный ускоритель. Процессор 204 принимает сигнал от каждого из сенсоров, используя аналоговый входной блок для аналоговых сенсоров и принимая цифровые данные от сенсоров с АЦП. Затем процессор 204 обрабатывает данные и сохраняет результаты в память 212 в виде записей данных. Согласно одному аспекту процессор 204 может иметь архитектуру процессора с командными словами очень большой длины (VLIW-архитектуру).

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит также универсальную последовательную шину 206, акселерометр 210, флэш-память 212, один или несколько светодиодов 214, тестовый интерфейс 216, кристалл 32 КГц 218, пользовательскую кнопку 106, которая может быть использована для инициирования соединения для передачи данных с внешним устройством, интерфейсы 232, 234 сенсоров и батарею 120 (например, миниатюрный элемент питания, элемент одноразового действия). Согласно одному аспекту батарея 120 может быть перезаряжаемым элементом, а не элементом одноразового действия. Согласно другим аспектам первый электронный модуль 201 может содержать гироскоп и схемы для обработки сигналов ЭКГ, температуры и акселерометра. Согласно другим аспектам первый электронный модуль 201 может также содержать схемы для композиционного анализа состава тела и схемы насыщения крови кислородом и пульсовой оксиметрии, контролирующие функциональное насыщение кислородом артериальной крови путем расчета отношения оксигенированного гемоглобина к гемоглобину, способному транспортировать кислород. Схема насыщения крови кислородом и пульсовой оксиметрии может быть предназначена для обеспечения непрерывных неинвазивных измерений насыщения крови кислородом и - согласно одному аспекту - может отображать плетизмографическую форму волны. Значения частоты сердечных сокращений могут быть выведены из сигнала пульсовой оксиметрии.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит радиочастотную схему 208 беспроводной связи. Радиочастотная схема 208 беспроводной связи содержит антенну, предназначенную для приема и передачи радиосигналов, схему передатчика, схему приемника и контроллер-задатчик связей, содержащий механизм для соединения (установления канала связи) с другим внешним беспроводным устройством и передачи данных, как подробнее описано ниже. Согласно одному аспекту контроллер-задатчик связей устанавливает соединение с внешним устройством. Как ведущее устройство канала связи, контроллер-задатчик связей осуществляет управление передачей данных по каналу связи внешнему устройству, включая управление синхронизацией и управление частотой (например, кроме прочего, переключение радио каналов, адаптивное управление частотой и т.п.). Согласно одному аспекту и без ограничения последующей реализации контроллер-задатчик связей может быть выполнен для предотвращения повторения передачи записей данных, которые уже переданы, что улучшает использование мощности батареи 120 для более продолжительной работы. Согласно одному аспекту контроллер-задатчик связей посылает сигнал во внешнее устройство с командой, дающей число записей данных, хранящихся в памяти (общее число всех записей данных и общее число записей каждого типа данных). После каждого соединения процессор 204 продолжает принимать все сигналы сенсоров, обрабатывает данные и сохраняет новые записи данных в память 212. При каждом следующем соединении контроллер-задатчик связей посылает сигнал во внешнее устройство с новыми записями данных с момента последнего соединения и подтверждает, что записи были переданы успешно. Контроллер-задатчик связей предотвращает повторение передачи записей данных, которые уже переданы, что улучшает использование мощности батареи 120 для более продолжительной работы, и повторно посылает все записи данных, которые не были успешно переданы. Согласно одному аспекту радиочастотная схема 208 беспроводной связи содержит процессор передатчика Bluetooth. Управление радиочастотной схемой 208 беспроводной связи обеспечивают при помощи соединительного порта.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит интерфейсы 232, 234 сенсоров между электродами 104а, 104b и один или несколько полосовых фильтров или каналов. Интерфейсы 232, 234 сенсоров образуют аналоговый входной блок и могут включать усилители с программируемым коэффициентом усиления или усилители с постоянным коэффициентом усиления, программируемый фильтр нижних частот, программируемый фильтр верхних частот. Интерфейсы 232, 234 сенсоров могут содержать активные схемы формирования сигналов, включая, например, схемы измерения тензометров. Один канал принимает низкочастотную информацию, связанную с физиологическими данными субъекта (например, пользователя), а другой канал принимает высокочастотную информацию, связанную с электронным устройством внутри субъекта. Согласно одному альтернативному аспекту предусмотрен дополнительный канал для приема данных постоянного тока о субъекте. Высокочастотная информация проходит в процессор обработки цифровых сигналов (ПОЦС), выполненный в части 202 на базе СИМ, и затем в часть процессора 204 (например, управляющего процессора) беспроводного носимого модуля 100 для распаковки и декодирования. Низкочастотная информация проходит либо в часть ПОЦС части 202 на базе СИМ и затем в процессор 204, либо непосредственно в процессор 204. Информация постоянного тока проходит непосредственно в процессор 204. Часть ПОЦС части 202 на базе СИМ и процессор 204 декодируют высокочастотную, низкочастотную информацию или данные и информацию или данные постоянного тока. Затем эту информацию обрабатывают и готовят для передачи.

Согласно одному аспекту обработка сигналов к собранным исходным (т.е., необработанным) данным может применяться или не применяться. Обработка сигналов может происходить в вещественном пространстве, пространстве комплексных чисел или пространстве полярных координат. Функции включают фильтры, например фильтры с конечной импульсной характеристикой (КИХ-фильтры) и фильтры с бесконечной импульсной характеристикой (БИХ-фильтры), миксеры, быстрые преобразования Фурье (БПФ), алгоритм Волдера и др. Исходные данные могут просто храниться и обрабатываться на последующих стадиях. Обработка сигналов может происходить в процессоре (например, 32-битовом микропроцессоре) или может происходить в ускорителе обработки сигналов, встроенном в часть 202 на базе СИМ.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит акселерометр 210 и один или несколько сенсоров 236 температуры. Согласно одному аспекту предусмотрены два сенсора температуры, которые являются идентичными, но расположены в разных местах - один вблизи кожи, другой ближе к окружению для измерения дополнительных данных. Устройства 236 измерения температуры могут предназначаться для измерения и регистрации температуры кожи, окружения и печатной платы. Устройства измерения температуры могут быть использованы для измерения потока тепла между кожей и сенсором температуры окружения. Согласно одному аспекту сенсор или сенсоры 236 температуры представляют собой термисторные устройства с отрицательным температурным коэффициентом (ОТК) или положительным температурным коэффициентом (ПТК), а в другом аспекте в сенсоре или сенсорах 236 температуры использованы интегральные полупроводниковые устройства. Эта информация подается в процессор 204 и может обрабатываться процессором 204 и подготавливаться для передачи частью передатчика радиосистемы 208. Измеренная физиологическая информация обрабатывается процессором 204 и может быть передана как данные, поступающие в реальном времени, или как исходные данные, или выведенные количества или параметры. Согласно одному аспекту часть 202 на базе СИМ содержит источник тока для запитки измерений резистивного сенсора. Поскольку источник тока имеет ограниченную точность, для определения ошибок источника тока и АЦП может быть предусмотрен эталонный резистор.

Согласно одному аспекту акселерометр 210 может представлять собой 3-осевой акселерометр с процессором коррекции частоты передискретизации. Сенсоры цифрового акселерометра 210 обычно содержат сенсорный элемент для определения ускорения на базе микроэлектромеханических систем (МЭМС), дигитайзер и управляющую логику цифрового интерфейса. Обычно в этих акселерометрах для стробирования дискретизированного входного сигнала дигитайзера используется резистивно-емкостный (РЕ) генератор с низкой точностью. Для того чтобы использовать сигналы из такого акселерометра 210 в алгоритмах обработки сигналов, точность РЕ-генераторов недостаточна. Соответственно, согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 содержит процессор коррекции частоты передискретизации акселерометра, который берет сигналы от акселерометра 210 и выполняет передискретизацию для компенсации погрешности РЕ-генератора.

Согласно одному аспекту процессор коррекции частоты передискретизации акселерометра 210 содержит генератор опорных тактовых импульсов (высокоточный генератор), блок постоянной повышающей дискретизации, цифровой фильтр, блок программируемой понижающей дискретизации и управляющую схему, выбирающую коэффициент понижающей дискретизации, исходя из сравнения синхронизации сигнала от акселерометра и генератора опорных тактовых импульсов. Функция передискретизации поддерживание выравнивание (например, синхронизацию или настроенность) с генератором опорных тактовых импульсов в окне передачи переменной длительности для получения точной частоты дискретизации. Алгоритм калибрует генератор 218 32 кГц реального времени. Процессор коррекции частоты передискретизации акселерометра 210 устанавливает коэффициент понижающей дискретизации для каждого кадра данных из сигнала акселерометра. Настоящий подход обеспечивает непрерывное отслеживание синхронизации сигнала акселерометра и выбор коэффициента понижающей дискретизации для минимизации накопленной ошибки синхронизации. Это позволяет непрерывно и с высокой точностью синхронизировать цифровые данные акселерометра 210 с точным генератором.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 использует маломощную и малой емкости схему хранения и передачи данных. Согласно одному аспекту хранение и передача данных в памяти 212 беспроводного носимого модуля 100 оптимизированы для использования с малой мощностью и малой емкостью. Согласно одному аспекту данные сенсора могут храниться как записи в памяти 212 каждая с некоторым идентификатором типа. Согласно одному аспекту записи могут передаваться пакетом во внешнее устройство радиочастотной схемой 208 беспроводной связи в том же формате, в каком они хранятся в беспроводном носимом модуле 100. Согласно одному аспекту для оптимизации использования пространства записи могут храниться последовательно с переменной длиной. Согласно одному аспекту может быть включен справочник данных, обеспечивающий быстрый доступ для прочтения записей из памяти 212. Согласно одному аспекту может быть включен справочник данных, обеспечивающий быстрый подсчет данных записей данных по типам.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201 использует схему хранения и передачи данных с высоконадежной целостностью. Согласно одному аспекту схема хранения в памяти и передачи данных беспроводного носимого модуля 100 рассчитана на высоконадежную целостность данных. Согласно одному аспекту для каждой записи данных, хранящейся в памяти 212 беспроводного носимого модуля 100, имеется код обнаружения ошибки, который может использоваться для обнаружения искажения записи данных. Согласно одному аспекту проверяется код обнаружения ошибки, когда беспроводный носимый модуль 100 считывает запись данных из памяти 212 перед передачей пакета данных во внешнее устройство. Согласно одному аспекту, когда беспроводный носимый модуль 100 обнаруживает искажение хранящейся записи данных, во внешнее устройство радиочастотной схемой 208 беспроводной связи посылается сигнал ошибки. Согласно одному аспекту каждый пакет, переданный из беспроводного носимого модуля 100 во внешнее устройство, содержит код обнаружения ошибки, который может использоваться внешним устройством для обнаружения искажения пакета. Согласно одному аспекту после обнаружения искаженного пакета внешнее устройство может затребовать от беспроводного носимого модуля 100 повторно выслать записи данных, которые не были успешно переданы.

Согласно одному аспекту первый электронный модуль 201, будучи включенным и соединенным с внешним устройством, обеспечивает неограниченную регистрацию данных. Электронный модуль 201 способен обнаруживать, когда энергонезависимая память регистра почти заполнится, и заменять самые ранние записи данных самыми свежими записями данных. Когда электронный модуль 210 соединен с внешним устройством, можно передать все измерения, записанные за срок службы электронного модуля 201. Контроллер-задатчик связей может позже (например, при заполнении памяти 212) удалить из памяти все или некоторые успешно переданные записи данных.

Согласно одному аспекту часть ускорителя обработки сигналов части 202 на базе СИМ содержит вычислительную машину, оптимизированную для реализации задач обработки сигналов высокой эффективности. Согласно одной реализации функции обработки сигналов жестко запрограммированы в логике. Эти реализации могут быть