专利名称：一种用于监视个人生理状况的便携式电子设备以及健康管理系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种便携式电子设备，设置成在由个人使用时接触个人皮肤，所述设备包括第一接触表面和第二接触表面。
本发明进一步涉及一个健康管理系统，设置成监护个人生理状况，所述系统包括-传感装置，设置成检测表示所述状况的信号。
-分析装置，设置成为分析所述信号以便导出健康相关参数。
-传输装置，由所述分析装置触发，所述传输装置被设置成向远程设置的健康提供站传送所述参数，所述健康提供站设置成处理所述参数以便导出所述个人的健康状况。
背景技术：
如已知WO 02/058307的公开文本阐明了一种装置的实施例。所述已知装置是一牙刷，设置成当个人使用时提供脉搏血氧定量法的测量。脉搏血氧定量法是一种光学方法，该方法使用从个人指尖得到的两波长的反射率以提供个人的健康状况相关的数据。脉搏血氧定量法的理论是基于氧化和脱氧血红蛋白的红光和红外光吸收特性。氧化血红蛋白吸收更多的红外光而让更多的红光通过。脱氧(或还原)血红蛋白吸收更多的红光而让更多的红外光通过。红光在600-750nm波长光谱带。红外光在850-1000nm波长光谱带。脉搏血氧定量法使用带有红光和红外光发光二极管(LED)的光发射器照射具有良好血液流动性的适度半透明的位置。典型地成人/小儿的位置是手指，脚趾，耳廓(顶部)或耳垂。婴儿的位置是脚或手掌以及大脚趾或拇指。为了透射测量，一光电探测器设置在发射器的对面。光电探测器接收穿过位于发射器和光电探测器之间组织的光。在发射的红光(R)和红外光(IR)信号穿透测量位置并由光电探测器接收后，可计算R/IR的比率。R/IR的比率接着与“查寻”表(由经验公式制成)比较，将比率转换成SpO2值。使用从健康受试者在不同SpO2水平推导的许多校准曲线来填充查寻表。当R/IR的比率建立时，可得出关于血氧水平的结论。对在用电话传送诊断的把手状设备类的该测量理论本身已在现有技术中已知。
现有设备的不足是只使用从个人指尖的信号来评价个人健康状况。在使用指尖测量的结构中，由于在红光和红外光的脉搏信号对运动很敏感，因此获得相对低可靠性的读数。另外，由于血氧定量法测量的结果与血氧水平相关，因此很难得出关于在健康状况中的微小波动的直接结果。
发明内容
本发明目的是提供由个人频繁使用的电子设备，其中所述设备适合用改进信号质量和可靠性的测量法来测量表示个人健康状况的信号。本发明进一步目的是提供设置成能可靠地测量出个人健康状况的微小波动的电子设备。
根据本发明的电子设备是这样设置，以使第一接触表面包括第一电极而第二接触表面包括第二电极，所述第一电极与所述第二电极电隔离；设备进一步包括在所述设备使用时测量来自所述第一电极和所述第二电极的电信号的装置，所述电信号是表示所述个人的生理状况。
本发明的技术测量是以对能提供多个接触个人皮肤表面的适于个人护理，个人娱乐或通讯的电子用品类的观察了解为基础的。适合的电子用品例子包括剃须刀，随身听或其它娱乐设备，通话单元等。通过使这些表面导电，在使用这种设备时测量表示个人生理状况的电信号，这样这种设备的原始用途与第二用途结合，第二用途也就是测量和/或监测个人生理状况。特别是，能用这种设备进行心电图的测量。
根据本发明设备的实施例，所述设备包括分析装置，设置成分析所述电信号以便导出健康相关参数。在测量信号涉及心电图的情况下，发现提供带有能分析所获得心电图频谱的分析装置的设备是有利的。例如，分析装置可设置成用计算心电图频谱中特征峰值重复率的方法执行脉率分析。优选地，用R波峰值实现该目的。可选择性地，分析装置可设置成实施心电图频谱的趋势分析，例如用实际测量值与在设备的存储器中存储的测量值进行比较。为了实现该功能，给电子设备提供带由设备的微控制器存取的存储芯片。
根据本发明设备进一步的实施例，所述设备还包括与所述分析装置相连的用户界面，以向个人显示所述健康相关参数。有利的是将设备实施的测量反馈给用户。特别有利的是向危险性低的患者提供该反馈作为日常预防性检查的测量。
根据本发明设备另一个进一步的实施例，所述设备包括传输装置，设置成向远程设置单元传送所述健康相关参数。优选地，所述传输可到另一个设备，其可以例如位于个人的房屋内以便实现测量数据的永久存储和随后报告。例如，本发明的电子设备可设置成传输健康相关参数，例如心率到专用硬件，如计算机，移动电话，数据连接端口，数字化个人助理或其它合适的硬件。优选地，健康相关参数的传输可用无线技术执行。为该目的合适的无线技术例子是蓝牙和DECT。无线技术本身对本领域的技术人员来说是已知的，不再进一步详述。
根据本发明的健康管理系统，传感装置包括一种便携式电子设备，设置成在由个人使用时接触个人皮肤，所述设备包括第一接触表面和第二接触表面，其中第一接触表面包括第一电极而第二接触表面包括第二电极，所述第一电极与所述第二电极电隔离；设备进一步包括在所述设备使用时测量来自所述第一电极和所述第二电极的电信号的装置，所述电信号是表示所述个人生理状况。
根据本发明的健康管理系统是由电子设备构成，该电子设备设计成由个人为了日常修护，娱乐或通讯而频繁使用。通过提供带有合适传感装置的该设备，可容易、划算并可靠地对所述个人健康状况进行监护。在该传感装置集成到电动剃须刀或牙刷的情况下，个人健康状况易于在每天几乎同样的时间和在类似的环境下进行预防性检查。使用这样电子设备的该个人无需做另外的测量来实施日常健康检查，其对危险性低的患者尤为有利。设置用于监护个人健康状况的系统在本领域中是已知的。根据本发明的健康管理系统本身是由已知的用于分析所测信号以便导出相关健康参数的硬件以及已知的用于向远程设置的健康护理提供站传输所述参数的传输装置构成。
根据本发明的健康管理系统的实施例中，传输装置设置成用无线信号传输健康相关参数到基本单元，该单元设置成用通讯网络与医疗护理提供站建立连接。对于在综合医院接受观察的患者，将得到的测量数据给位于远程医疗护理中心的医学专家是有利的。根据本发明的基本单元从传输装置接收健康相关参数，其可以是例如人的脉率。还有，为了由医学专家检查而将全部测量数据传输。通过这样做甚至可能使正在观察中的患者无需为常规检查而去医疗护理提供站，从而提高了患者的生活质量并降低了医疗护理提供站的工作量。
本发明的这些和其它方面可参照附图进一步详述。
图1示出根据本发明的电子设备实施例的示意图。
图2a示出为测量表示个人生理状况的电信号而设置的电动剃须刀的实施例的示意图。
图2b示出为测量表示个人生理状况的电信号而设置的电动牙刷的实施例的示意图。
图2c示出为测量表示个人生理状况的电信号而设置的移动电话的实施例的示意图。
图3示出根据本发明的健康管理系统实施例的示意图。
具体实施例方式
图1示出根据本发明的电子设备1实施例的示意图。
电子设备1包括设置成能与个人皮肤的第一接触区接触的第一接触表面6。电子设备1进一步包括设置成能与个人皮肤的第二接触区接触的第二接触表面6’。第一接触表面6和第二接触表面6’分别带有第一电极8和第二电极8’。电极8，8’设置成提供与个人皮肤的电接触以便实施与个人生理状况相关的电信号测量。分别从电极引出的信号S，S’被提供到用于测量电信号的装置10。另外，设备1可包括分别用于监测不直接与目标生理状况相关的信号的传感器，如血氧测量传感器9，9’。测量电信号的装置10被设置成通过给传感器8，8’，9，9’提供必要的电能来测量直接与个人的健康状况相关的电信号。测量电信号的装置10进一步设置成给设备1的前端电子装置7提供相应信号M。前端电子装置7设置成分析所述信号以导出健康相关参数。为此目的，前端电子装置7包括前置放大器和模拟处理电路11，ADC单元12，μ处理器13，检测装置20和传输装置16。分析装置20包括具有参数提取装置15的传感器信号判读单元14。设备1做如下操作当个人使用该设备并且给该设备供电时，测量电信号的装置10给传感器8，8’，9，9’提供必要的电能。当接触表面6，6’与个人皮肤接触时，电极8，8’，9，9’向测量电信号的装置10提供相关输入信号。前端电子装置7得到测量信号。所述前端提供装置用于接收从传感装置传来的信号，通过模拟处理电路11执行相应的模拟处理。处理后的原始数据由ADC12装置转换成数字格式并由μ处理器13传输到分析装置20，在那里分析用户的状况。例如，对心脏的应用，分析装置20可包括已知的QRS检测器本身以用来确定心动周期中的R-R峰值间期。分析装置20包括传感器信号判读单元14，用以导出健康相关参数(15)。例如，对心脏的应用，所述特征可以是信号的频率。对每个监测的生理状况还可能指定多于一个的健康相关参数。在这种情况下，参数可根据例如所检测的生理状况中的异常严重程度进行排序。例如，对心脏的应用，心动周期中微小的变化可被看作是最低级别的报警，而心律失常或心室纤维颤动的发生可排到较高级别的报警。优选地，对应于个人正常状态的健康相关参数值存储在存储单元17的查寻表(未示出)中。另外，系统可设置为自学习系统，对健康相关参数的阈值进行调整并存储在查寻表中，以防止预存储的值与特殊用户的异常状况不对应。
分析装置20进一步设置成为方便用户提供健康相关参数到用户界面18。用户界面18优选地是显示器的一部分，该显示器是许多便携式电子设备的标准显示器。实际检测的健康相关参数例如脉率被显示在适合窗口19中。一旦分析装置20检测到异常状况，信号就发到用户界面19以引起报警。报警的适当形式是声报警或光报警。传输装置16可设置为传输报警到基本单元(未示出)，例如通过RF链接装置。从各自的站点通知急救中心。报警中心接管急诊管理并将有关的紧急情况、位置、患者数据和大概的诊断通知各自社区或医疗站。另外，在设备1是电动剃须刀或电动牙刷的情况，可将警报和/或读取的健康相关参数通过例如蓝牙或其它小范围无线通讯技术传输到适当设置的浴室镜子上，。
图2a示出为测量表示个人生理状况的电信号而设置的电动剃须刀的实施例的示意图。电动剃须刀25带有第一接触表面26，它包括多个剃须刀头26a，26b，26c。用导电材料生产所述剃须刀头，该材料通常为金属并适于在剃须期间与个人皮肤有良好的电接触。第二接触表面28’在剃须刀外壳上，特别是在其把手部分28，那里可接触个人的手。第二接触表面28’包括第二电极29。优选地，用导电橡胶生产第二电极并形状适应个人的拇指。这样减少在剃须间期的运动假像并改善测量信号。另外，第二接触表面28’可包括设置为提供关于用户的生理状况的附加数据的血氧测量传感器29’。从电极测量的信号提供给放大器30的输入端，该放大器优选为差动放大器。从差动放大器30输出的信号接着被提供到带通滤波器32，该带通滤波器32优选的频带为0.02Hz到100Hz。有限放大的生物信号33接着被传送到模-数转换器34。由分析装置35分析数字化的信号，包括导出的健康相关参数的分析结果被显示在电动剃须刀的显示器36上。另外，内置传输装置38将健康相关参数和/或原始数据传输到远程管理单元。优选地，传输装置38包括无线传输器。
另外，可能提供带有多个操作模式的电动剃须刀，其第一操作模式对应上述的设置。第二操作模式对应剃须刀头不移动的状态，并包括第一电极和第二电极。在这种情况下，提供到剃须刀头的附加引线，其在选择第二操作模式时被触发。在该模式当剃须刀被置于人的胸部位置时可测量心电图。在这种情况下，电极29用作参考电极以提高信号质量。第二模式对避免在普通操作模式期间的信号干扰特别有利。
图2b示出为测量表示个人生理状况的电信号而设置的电动牙刷40的实施例的示意图。牙刷40的头41优选地由导电塑胶或金属或导电硅橡胶的适合涂层制成。牙刷纤维依然由绝缘材料制成，以确保对牙龈的良好保护，因为在刷牙操作期间牙刷头处于湿的环境，所以可产生从个人身体到牙刷头的良好的信号传导。这样牙刷头41构成第一电极。可提供小型化电极43在该头的表面上。可选择性地，刷头的整个表面区域构成电极，以确保良好的信号传导。电动牙刷40的手柄48带有把手部分42，它可设计成能与个人的手接触。把手部分42包括带有第二电极44的第二接触表面，从而能与人的皮肤电接触。分别从第一电极41和第二电极44引出的导线46，45向前端电子装置47提供被测电信号。适合的前端电子装置的实施例参考图1讨论。前端电子装置实现适当信号分析并将健康相关参数传到显示单元49。
图2c示出为测量表示个人生理状况的电信号而设置的移动电话单元50的实施例的示意图。移动电话单元50包括设置在移动电话单元50外壳上正对听筒52附近区域的第一接触表面51，第一接触表面由导电材料，优选由导电塑胶制成。第一接触表面包括第一电极53，设置成从个人皮肤测量电信号。另外，第一接触表面51可包括另一个传感器56以测量与个人生理状况相关的附加信号。适合的另一个传感器的例子是血氧计。如本申请开始部分所示，血氧定量法特别适合在耳朵上进行。
有选择性地，第一接触表面可在小键盘51’上，如已知的在电话通话时，电话单元与个人的面颊有良好接触。通常用金属涂层制造小键盘，以确保键的长久使用。通过给一个或多个键提供适当的导线，可测量表示个人生理状况的电信号。该实施例生产便宜。
电话单元50的外壳具有手持部分52，在使用时个人在此处抓握电话单元，这样就构成了第二接触表面。优选地，该区域52由导电材料制成以用作第二电极。还可将第二电极制造得尺寸更小，以便它只占用第二接触表面52的一部分。通过提供适合的引线，可测量表示个人生理状况的电信号。前端电子装置(未示出)处理所述信号并将推断的健康相关参数在显示器54上显示给个人。
图3示出根据本发明的健康管理系统实施例的示意图。健康管理系统60包括通过电信线路61与远程设置的医疗护理提供站62’相连的用户站点62。该用户站点62包括设置有电话组件64’的家庭站64。由触发装置63通报一用户需要医疗援助的事件，该触发装置63设置为用电话组件64’向远程设置的医疗护理提供站62’传送触发呼叫。触发装置63由设置为分析表示个人的医学状况的信号的分析装置66激发，所述信号由监测系统65提供，其包括如图1所讨论的电子装置。由分析装置66分析来自电子装置(未示出)的信号并推断健康相关参数66’。在健康相关参数落在正常范围以外时激发触发装置63。触发装置63进一步被设置成向远程医疗护理提供站62’提供用户识别。合适的识别例子是姓名。电话单元64’将触发呼叫与用户识别一起发给远程设置的医疗护理提供站62’。远程设置的医疗护理提供站62’为上传必要的患者背景数据67从数据库68中使用预先存储的信息。优选地，患者数据包括以往的患者病历，诊断和其它合适的医学相关的数据。
权利要求
1.一种便携式电子设备(1)，其被设置成在由个人使用时接触个人皮肤，所述设备包括第一接触表面(6)和第二接触表面(6’)，其中第一接触表面包括第一电极(8)而第二接触表面包括第二电极(8’)，所述第一电极与所述第二电极电隔离；所述设备进一步包括在所述设备使用时测量来自所述第一电极和所述第二电极的电信号的装置(10)，所述电信号是表示所述个人的生理状况。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述设备进一步包括分析装置(20)，其被设置成进行所述电信号(M)的分析从而导出健康相关参数(15)。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述设备进一步包括与所述分析装置(20)连接的用户界面(18)，所述用户界面(18)被设置成向个人呈现所述健康相关参数。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述设备进一步包括传输装置(16)，该传输装置(16)被设置成向远程设置的单元传送所述健康相关参数。
5.如前述权利要求的任一项所述的设备，其中所述设备被设置成测量由心脏活动产生的电信号。
6.如权利要求5所述的设备，其中所述设备是电动剃须刀(25)，第一接触表面(26)包括剃须刀头(26a，26b，26c)的前表面，第二接触表面(28’)包括剃须刀的把手部分(28)。
7.如权利要求5所述的设备，其中所述设备是包括多个剃须刀头(26a，26b，26c)的电动剃须刀(25)，第一接触表面包括第一电极(26a)而第二接触表面包括第二电极(26b)，该电动剃须刀进一步包括把手部分(28)，所述把手部分被设置成包括另一个电极(29)，该另一个电极被设计成用于提供参考信号。
8.如权利要求5所述的设备，其中所述设备是电动牙刷(40)，第一接触表面包括牙刷头(41)，第二接触表面包括牙刷的把手部分(42)。
9.如权利要求5所述的设备，其中所述设备是手持话机(50)，第一接触表面包括手持话机的外壳区域(51)，所述区域被设置成在正对听筒(53)的附近区域中，第二接触表面包括手持话机(50)的把手部分(52)。
10.如权利要求9所述的设备，其中所述手持话机是移动电话手机(50)，第一接触表面包括小键盘(51’)，第二接触表面包括移动电话手机的把手部分(52)。
11.如权利要求5所述的设备，其中所述设备包括耳机和主体单元，第一接触表面设置在耳机上，第二接触表面设置在主体单元上。
12.一个健康管理系统，其被设置成用于监测个人生理状况，所述系统包括传感装置(65)，被设置成检测表示所述状况的信号，分析装置(66)，被设置成分析所述信号从而导出健康相关参数(66’)，传输装置(64’)，由所述分析装置触发，所述传输装置被设置成向远程设置的医疗护理提供站(62’)传送所述参数，所述医疗护理提供站被设置成处理所述参数从而导出所述个人的健康状况，其中传感装置(65)包括便携式电子设备，该电子设备被设置成在由所述个人使用时接触个人皮肤，所述设备包括第一接触表面和第二接触表面，其中第一接触表面包括第一电极而第二接触表面包括第二电极，所述第一电极与所述第二电极电隔离；所述设备进一步包括在所述设备使用时测量来自所述第一电极和所述第二电极的电信号的装置，所述电信号是表示所述个人生理状况。
13.如权利要求12所述的健康管理系统，其中传输装置被设置成通过无线信号传输所述参数到基本单元，该基本单元被设置成用通讯网络与医疗护理提供站连接。
14.如权利要求12所述的健康管理系统，其中所述设备进一步包括由分析装置触发的用户界面，所述用户界面被设置成向个人呈现所述参数。
全文摘要
本发明涉及一种便携式电子设备，如剃须刀，牙刷，随身听，电话单元等，所述设备被设置成在所述设备常规使用时测量表示用户的生理状况的信号。在电动剃须刀(25)的实施例中，提供带有包括多个剃须刀头(26a，26b，26c)的第一接触表面(26)。用导电材料生产剃须刀头，该材料通常为金属并适于在剃须期间与个人皮肤有良好的电接触，这样组成了第一电极。第二接触表面(28’)在剃须刀的外壳，尤其在其把手部分(28)，那里可接触个人的手。第二接触表面(28’)包括第二电极(29)。另外，第二接触表面(28’)可包括设置为提供关于用户的生理状况的附加数据的另一个传感器(29’)。从电极测量的信号提供给放大器(30)的输入端，该放大器优选为差动放大器。从差动放大器(30)输出的信号接着到带通滤波器(32)，该带通滤波器(32)优选的频带为0.02Hz到100Hz。有限放大的生物信号(33)接着被提供给模—数转换器(34)。由分析装置(35)分析数字化的信号，包括推断的健康相关参数的分析结果被显示在电动剃须刀的显示器(36)上。另外，内置传输装置(38)将健康相关参数和/或原始数据传输到远程设置的单元。优选地，传输装置(38)包括无线发送器。
文档编号A61B5/0404GK1822789SQ200480020107
公开日2006年8月23日 申请日期2004年7月8日 优先权日2003年7月16日
发明者O·祖赫, J·劳特, H·赖特, R·施密德特, A·蒙特维, J·米尔施特夫 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司