Система мониторинга частоты сердечных сокращений
Изобретение относится к медицине, а именно к системе, способу мониторинга частоты сердечных сокращений и машиночитаемому носителю, сконфигурированному для выполнения компьютером этапов способа мониторинга сердечных сокращений. Система мониторинга частоты сердечных сокращений содержит по меньшей мере один основной оптический датчик (110) частоты сердечных сокращений, блок (132) моделирования и блок (131) обработки. Основной оптический датчик (110) частоты сердечных сокращений измеряет или определяет частоту сердечных сокращений пользователя и выводит выходной сигнал (HR). Выходной сигнал (HR) основан на измеренных сердечных сокращениях и артефактах. Блок (132) моделирования оценивает или прогнозирует частоту (HRM) сердечных сокращений пользователя на основании модели, которая хранится в блоке (132) моделирования, и информации, принимаемой по меньшей мере от одного вспомогательного датчика (120). Вспомогательный датчик (120) выполнен с возможностью измерять по меньшей мере один физиологический показатель, влияющий на частоту сердечных сокращений пользователя. Физиологические показатели представляют собой дыхание пользователя, скорость движения пользователя, ускорение пользователя, влажность кожи пользователя, высоту пользователя над уровнем моря и/или температуру пользователя. Блок (131) обработки предназначен для корреляции выходных сигналов (HR), принимаемых от основного оптического датчика (110) частоты сердечных сокращений, с оцененной или спрогнозированной частотой (HRM) сердечных сокращений, принимаемой от блока (132) моделирования, для отделения измеренных сердечных сокращений от артефактов. Способ осуществляют с помощью системы мониторинга частоты сердечных сокращений. Машиночитаемый носитель содержит инструкции программного кода, сконфигурированные для выполнения компьютером этапов способа при выполнении компьютерной программы компьютером, управляющим системой (100) мониторинга сердечных сокращений. Достигается обеспечение улучшенной точности и более достоверного мониторинга фактической частоты сердечных сокращений пользователя. 3 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Данное изобретение относится к системе мониторинга частоты сердечных сокращений для измерения частоты сердечных сокращений пользователя, а также к способу измерения частоты сердечных сокращений пользователя.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
EP 1 269 911 A2 раскрывает систему и способ выбора данных физиологических показателей из множества источников данных физиологических показателей. Система содержит несколько датчиков и алгоритм выбора, который выбирает измерения от одного из датчиков и выводит соответствующие результаты измерений. Первый датчик измеряет физиологический признак, второй датчик также измеряет физиологический признак, но с другой физиологической характеристикой. Согласно алгоритму выбора, выбирают те данные о физиологических показателях, которые обеспечивают частоту сердечных сокращений, являющуюся более приемлемой для вывода. В частности, выбираются результаты измерений тех датчиков, которые обладают наибольшей точностью.
EP 2 520 222 A1 раскрывает устройство обработки биологической информации. Устройство обработки биологической информации содержит датчик для измерения частоты пульса пользователя и детектор для обнаружения движения пользователя. Для оценки пульса на основе измерений детектора движения предусмотрен блок оценки. Пока измерение частоты пульса возможно, происходит отображение выходного сигнала датчика частоты пульса. Однако если измерение не возможно, будет отображена оцененная частота пульса, определенная блоком оценки.
EP 2 116 183 A1 раскрывает надежное оптоэлектрическое устройство мониторинга сердечнососудистой системы, размещаемое на ухе. Устройство содержит первый датчик, основанный на технологии фотоплетизмографии (ФПГ), для измерения первого сигнала сердечнососудистой системы и по меньшей мере второй датчик для сердечнососудистой системы, основанный на электрокардиографии или методе импедансной кардиографии, для измерения второго сигнала сердечнососудистой системы. Устройство дополнительно содержит модуль обработки для оценки достоверности сигналов сердечнососудистой системы с датчиков и выбора одного из этих сигналов.
US 2012/0172684 A1 раскрывает устройство мониторинга частоты сердечных сокращений, содержащее датчик частоты сердечных сокращений и датчик движения. Датчик движения предназначен для обнаружения движения пользователя. Обнаруженное движение коррелируется во времени с сигналом от датчика частоты сердечных сокращений для предоставления сигнала компенсации, в котором снижен вносимый движением шум.
Мониторинг частоты сердечных сокращений пользователя, например, с помощью оптических датчиков, является хорошо известным. В этом случае оптический датчик излучает свет на кожу пользователя. Излученный свет рассеивается кожей, а отраженный свет проходит от кожи и регистрируется соответствующим датчиком. На основании сигналов, полученных от датчика, можно определить частоту сердечных сокращений пользователя.
Датчики частоты сердечных сокращений используются, например, при занятиях спортом. Эти устройства осуществляют мониторинг частоты сердечных сокращений с помощью пояса с датчиком на груди или на запястье или предплечье пользователя. Поскольку датчики мониторинга сердечных сокращений также используются, когда пользователь находится в движении, в частности при занятиях спортом, движение пользователя может добавлять артефакты движения к измерениям датчика частоты сердечных сокращений. Эти артефакты движения могут быть приняты за сердечные сокращения, так что датчик частоты сердечных сокращений может ошибочно принять эти артефакты движения за сердечные сокращения, выводя неверную частоту сердечных сокращений.
EP 2 612 594 A2 раскрывает устройство мониторинга частоты сердечных сокращений в форме устройства наподобие наручных часов. Устройство мониторинга частоты сердечных сокращений содержит оптический датчик для обнаружения частоты сердечных сокращений, датчик движения для обнаружения изменений положения устройства относительно кожи для компенсации шума. Кроме того, предусмотрен акселерометр для предоставления информации касательно движения пользователя относительно сердца пользователя. Для вычисления частоты сердечных сокращений на основании сигналов, полученных от множества датчиков, используется фильтр Калмана для частоты сердечных сокращений.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является создание системы мониторинга сердечных сокращений и соответствующего способа, обеспечивающих улучшенную точность и более достоверный мониторинг фактической частоты сердечных сокращений пользователя.
Согласно одному из аспектов настоящего изобретения, предложена система мониторинга сердечных сокращений, содержащая по меньшей мере один основной оптический датчик частоты сердечных сокращений для измерения или определения частоты сердечных сокращений пользователя и для вывода выходного сигнала. Выходной сигнал основан по меньшей мере на измеренных сердечных сокращениях и/или артефактах. Система мониторинга сердечных сокращений дополнительно содержит блок моделирования для оценки или прогнозирования частоты сердечных сокращений пользователя на основании модели, которая хранится в блоке моделирования, и информации, принимаемой по меньшей мере от одного вспомогательного датчика, выполненного с возможностью измерения по меньшей мере одного физиологического показателя, влияющего на частоту сердечных сокращений пользователя. Кроме того, система мониторинга сердечных сокращений содержит блок обработки для корреляции выходного сигнала, принимаемого от основного датчика, с оцененной или спрогнозированной частотой сердечных сокращений, принимаемой от блока моделирования, для отделения измеренных сердечных сокращений от артефактов. Используя оцененную или спрогнозированную частоту сердечных сокращений от блока моделирования, эти артефакты в выходном сигнале основного датчика частоты сердечных сокращений выявляются и исключаются из выходного сигнала, таким образом, что может быть получена фактическая частота сердечных сокращений пользователя по существу без каких-либо артефактов. Таким образом, система мониторинга сердечных сокращений является более надежной и достоверной. В качестве входных данных блока моделирования могут быть использованы данные от вспомогательных датчиков, измеряющих по меньшей мере один физиологический показатель, влияющий на частоту сердечных сокращений пользователя.
В соответствии со следующим аспектом данного изобретения, артефакты представляют собой артефакты движения, создаваемые относительным движением между по меньшей мере одним основным датчиков и пользователем. Посредством удаления этих артефактов из выходных данных основного датчика частоты сердечных сокращений, система мониторинга сердечных сокращений может быть сделана более надежной и достоверной.
В соответствии со следующим аспектом данного изобретения, основной датчик представляет собой оптический датчик, который может, при необходимости, содержать диод, излучающий зеленый свет.
В соответствии со следующим аспектом данного изобретения, физиологические показатели, влияющие на частоту сердечных сокращений, измеряемую вспомогательным датчиком, представляют собой дыхание пользователя, скорость движения пользователя, ускорение пользователя, влажность кожи пользователя, высоту пользователя над уровнем моря и/или температуру пользователя.
Эти физиологические показатели могут использоваться в качестве входных данных для блока моделирования с целью оценки или прогнозирования точной частоты сердечных сокращений пользователя.
В соответствии со следующим аспектом данного изобретения, основной датчик размещен в устройстве, надеваемом на запястье, нагрудном поясе или устройстве, носимом за ухом пользователя.
Данное изобретение также относится к способу мониторинга частоты сердечных сокращений пользователя. Измеряется или определяется частота сердечных сокращений пользователя и выводится выходной сигнал, основанный по меньшей мере на измеренных сердечных сокращениях и/или артефактах. Частота сердечных сокращений пользователя оценивается или прогнозируется на основании модели, которая хранится в блоке моделирования, а также информации, принимаемой по меньшей мере от одного вспомогательного датчика, выполненного с возможностью измерения по меньшей мере одного физиологического показателя, влияющего на частоту сердечных сокращений пользователя. Выходные сигналы, принимаемые от основного датчика, коррелируются с оцененной или спрогнозированной частотой сердечных сокращений, принимаемой от блока моделирования, для отделения измеренных сердечных сокращений от артефактов.
В соответствии с одним аспектом данного изобретения, указанный по меньшей мере один вспомогательный датчик может быть внутренним или наружным датчиком по отношению к системе мониторинга частоты сердечных сокращений. Иными словами, основные и вспомогательные датчики могут быть установлены в отдельном корпусе, или по меньшей мере один вспомогательный датчик может быть установлен за пределами корпуса по меньшей мере одного основного датчика. Соответственно, по меньшей мере один вспомогательный датчик может быть установлен рядом с основном датчиком или в другом положении. В соответствии с аспектом данного изобретения, основной датчик, например, оптический датчик, используется для измерения частоты сердечных сокращений пользователя. Вспомогательный датчик используется для измерения или определения физиологических показателей, которые влияют на частоту сердечных сокращений пользователя.
Данное изобретение также относится к компьютерной программе для мониторинга частоты сердечных сокращений пользователя в системе мониторинга частоты сердечных сокращений. Компьютерная программа содержит средства программного кода, обуславливающие выполнение системой мониторинга частоты сердечных сокращений этапов мониторинга частоты сердечных сокращений пользователя, при выполнении компьютерной программы компьютером, управляющим системой мониторинга частоты сердечных сокращений.
Эти и другие аспекты данного изобретения станут понятными после изучения вариантов реализации, описанных ниже.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На следующих чертежах:
Фиг. 1 показывает схематическую блок-схему системы мониторинга частоты сердечных сокращений в соответствии с данным изобретением,
Фиг. 2 показывает график, отражающий выходной сигнал датчика частоты сердечных сокращений как функцию времени,
Фиг. 3 показывает схематический график, отражающий применение способа мониторинга частоты сердечных сокращений в соответствии с вариантом реализации данного изобретения, и
Фиг. 4 показывает график, отражающий частоту сердечных сокращений с течением времени в соответствии с вариантом реализации данного изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг. 1 показывает схематическую блок-схему системы мониторинга частоты сердечных сокращений в соответствии с данным изобретением. Система 100 мониторинга частоты сердечных сокращений содержит по меньшей мере один основной датчик 110 для измерения частоты сердечных сокращений пользователя, по меньшей мере один вспомогательный датчик 120 для измерения или определения по меньшей мере одного физиологического показателя, влияющего на частоту сердечных сокращений пользователя. Предусмотрен блок 131 обработки для обработки выходного сигнала HR по меньшей мере одного основного датчика 110 для определения частоты сердечных сокращений HR пользователя. При необходимости, система мониторинга частоты сердечных сокращений может содержать дисплей 140 для отображения частоты сердечных сокращений и/или выход 150 для вывода данных об измеренной или определенной частоте сердечных сокращений.
В соответствии с аспектом данного изобретения, при необходимости, система 100 мониторинга частоты сердечных сокращений может быть установлена на запястье, на предплечье или за ухом пользователя.
Основной датчик 110 может быть реализован в виде оптического датчика, который содержит источник света, например в виде светоизлучающего диода (СИД), для генерирования искусственного света. Указанный источник света излучает искусственный свет на поверхность кожи пользователя. Излученный искусственный свет частично поглощается кровью в кровеносных сосудах внутри кожи, может рассеиваться в коже и может отражаться обратно на фотодетектор, который также может быть частью оптического датчика 110. Фотодетектор улавливает отраженный от кожи пользователя свет и генерирует выходной сигнал. Выходной сигнал HR частоты сердечных сокращений оптического датчика 110 может быть направлен на блок 131 обработки. При необходимости, блок 131 обработки также может быть размещен в оптическом датчике 110. Блок 131 обработки принимает выходной сигнал HR частоты сердечных сокращений от оптического датчика 110 и определяет частоту пульса или частоту сердечных сокращений пользователя на основании выходного сигнала основного датчика 110.
Система 110 мониторинга сердечных сокращений дополнительно содержит блок 132 моделирования. В блоке 132 моделирования хранится модель, которая представляет отношение между физической активностью пользователя и частотой сердечных сокращений пользователя. Указанный по меньшей мере один вспомогательный датчик 120 выводит сигнал 126, отражающий физическую активность пользователя, к блоку 132 моделирования. Основываясь на физической активности или уровне активности пользователя, блок 132 моделирования оценивает или прогнозирует частоту HRM сердечных сокращений. Оцененная частота HRM сердечных сокращений направляется на блок 131 обработки, который сравнивает оцененную частоту HRM сердечных сокращений с выходным сигналом HR частоты сердечных сокращений от основного датчика 110. Если выходной сигнал от основного датчика 110 может содержать несколько кандидатов на возможные частоты сердечных сокращений (например, обусловленных артефактами в выходном сигнале), блок 131 обработки сравнивает возможных кандидатов на частоту сердечных сокращений с оцененной или спрогнозированной частотой HRM сердечных сокращений и выбирает ту частоту сердечных сокращений, которая наилучшим образом соответствует спрогнозированной или оцененной частоте сердечных сокращений.
Блок 132 моделирования и/или блок 131 обработки могут быть реализованы в микроконтроллере или компьютере 130.
Фиг. 2 показывает график, отражающий выходной сигнал датчика частоты сердечных сокращений, как функцию времени. На Фиг. 2 изображен выходной сигнал HR датчика 110 частоты сердечных сокращений (т.е. основного датчика) как функции времени. В этом случае, несколько пиков могут быть показаны в выходном сигнале HR датчика 110. Однако эти пики могут относиться к фактическим сердечным сокращениям, артефактам движения или их комбинации. В частности, Фиг. 2 показывает функцию выходного сигнала HR датчика 110 частоты сердечных сокращений как функцию времени во временном интервале. В частности, те пики, которые появляются регулярно в выходном сигнале датчика частоты сердечных сокращений, могут соответствовать сердечным сокращениям пользователя. Затем, фактическая частота сердечных сокращений определяется посредством подсчета количества импульсов (сердечных сокращений) в секунду.
Однако ввиду артефактов движения, будут появляться не только пики, относящиеся к сердечным сокращениям, но также и артефакты движения. Частота таких пиков, которые относятся к артефактам движения, может относиться к частоте движения, например, движений руки во время спортивных упражнений. В частности, такие пики могут быть ошибочно приняты за пики, относящиеся к сердечным сокращениям пользователя. Таким образом, может иметь место ситуация, при которой выходной сигнал HR может содержать различные кандидаты на сердечные сокращения и, следовательно, в выходном сигнале могут присутствовать различные частоты сердечных сокращений.
В соответствии с одним аспектом данного изобретения, анализ выходных сигналов HR датчика 110 частоты сердечных сокращений может выполняться на основании автокорреляционной функции последовательных сегментов данных. В этом случае, один из пиков в автокорреляционной функции после этого выбирается как пик, относящийся к сердечному сокращению и, таким образом, может быть вычислена частота сердечных сокращений. Ввиду присутствия артефактов движения, выбор верного пика, соответствующего сердечному сокращению, может быть затруднен, поскольку в данных могут присутствовать несколько возможных пиков. Предположение о том, что наиболее высокий пик также будет соответствовать сердечному сокращению, не всегда истинно.
Следовательно, ввиду присутствия сердечного сокращения, а также возможного движения или других артефактов, в выходном сигнале HR датчика 110 частоты сердечных сокращений может присутствовать несколько пиков. Система мониторинга частоты сердечных сокращений в соответствии с одним аспектом данного изобретения также определяет то, как выбрать верный пик, который соответствует сердечному сокращению, из числа возможных многочисленных пиков в выходном сигнале датчика частоты сердечных сокращений.
Хорошо известно, что частота сердечных сокращений человека зависит от нескольких показателей, таких как физическое состояние пользователя, частота движения, активность пользователя, эмоциональное состояние пользователя, а также внутренние и внешние показатели. Посредством вспомогательных датчиков 120 может быть получена информация, которая относится к показателям, оказывающим влияние на частоту сердечных сокращений. Физиологические показатели, которые могут быть измерены вспомогательными датчиками, представляют собой дыхание, скорость движения пользователя, ускорение пользователя, влажность кожи пользователя, высоту над уровнем моря и т.д.
Система мониторинга частоты сердечных сокращений в соответствии с одним аспектом данного изобретения использует знания этой зависимости для создания модели частоты сердечных сокращений пользователя. Модель частоты сердечных сокращений пользователя относительно уровня активности может быть, например, следующей авторегрессивной моделью первого порядка:
HR(t) соответствует частоте сердечных сокращений в точке t времени. HR0 соответствует частоте сердечных сокращений в покое. HRA соответствует добавлению активности к частоте сердечных сокращений. A(t) соответствует уровню активности пользователя в точке t времени.
Два параметра α, β могут быть фиксированными или могут быть настроены в соответствии со специфическими для пользователя параметрами, текущим типом активности, а также другими внешними факторами. Предпочтительно, настройка или калибровка двух параметров α, β выполняется тогда, когда возможно точное измерение частоты сердечных сокращений.
Фиг. 3 показывает схематический график, отражающий применение способа мониторинга частоты сердечных сокращений в соответствии с одним аспектом данного изобретения. На Фиг. 3 показан уровень ML движения, а также спрогнозированная частота HR сердечных сокращений. На Фиг. 3 также изображены уровень ML движения, как ускорение A(g) в зависимости от времени, а также частота сердечных сокращений, как удары в минуту (bpm) в зависимости от времени.
В соответствии с одним аспектом данного изобретения, вспомогательные датчики 120 могут использоваться для определения уровня активности пользователя, таким образом, что на основании этого уровня активности блок 132 моделирования может оценивать или прогнозировать частоту HRM сердечных сокращений пользователя. В некоторых случаях оцененная или спрогнозированная частота HRM сердечных сокращений пользователя, которая оценена или спрогнозирована блоком 132 моделирования, может быть точной. Однако также могут иметь место другие случаи, при которых это не является истинным и спрогнозированные или оцененные частоты сердечных сокращений не соответствуют фактической частоте сердечных сокращений пользователя. Следует отметить, что вышеописанная модель представляет собой лишь простую модель со своими ограничениями. В частности, точностью этой модели, которая основана на прогнозировании частоты сердечных сокращений на основании движения и физического усилия пользователя. В дополнение, если в качестве примера брать только датчики движения или датчики ускорения, например, в устройстве, надеваемом на запястье, не обеспечивается точное или непосредственное измерение физического усилия пользователя. Например, движение запястья, обнаруживаемое датчиками движения и/или ускорения не обязательно коррелируется с движением пользователя, что указывает на физическое усилие пользователя.
В соответствии с одним аспектом данного изобретения, спрогнозированная или оцененная частота HRM сердечных сокращений блока 132 моделирования используется для проверки выходного сигнала HR датчика 110 частоты сердечных сокращений. Иными словами, оцененная или спрогнозированная частота HRM сердечных сокращений используется для определения того, какая частота сердечных сокращений является фактической частотой сердечных сокращений пользователя. Таким образом, располагая оцененной или спрогнозированной частотой HRM сердечных сокращений с блока 132 моделирования представляется возможным исключать те возможные частоты сердечных сокращений, которые соответствуют не фактической частоте сердечных сокращений, а, в отличие от этого, например, артефактам движения или т.п.
Фиг. 4 показывает график, отражающий частоту сердечных сокращений в зависимости от времени, в соответствии с вариантом реализации данного изобретения. На Фиг. 4 показаны три различные частоты HR1, HR2, HR3 сердечных сокращений в ударах в минуту в зависимости от времени t. Кроме того, также показана спрогнозированная или оцененная частота HRM сердечных сокращений, которая спрогнозирована или оценена блоком 132 моделирования, в зависимости от времени. В соответствии с одним аспектом данного изобретения, спрогнозированная или оцененная частота HRM сердечных сокращений сравнивается с тремя возможными частотами HR1, HR2, HR3 сердечных сокращений. На Фиг. 4 изображено также множество указателей P, которые имеют основание от точки спрогнозированной или оцененной частоты HRM сердечных сокращений до наиболее близкого кандидата, в данном случае, частоты HR1 сердечных сокращений. Следовательно, располагая дополнительной информацией от спрогнозированной или оцененной частоты HRM сердечных сокращений, система мониторинга частоты сердечных сокращений может выбирать верную частоту сердечных сокращений из ряда различных частот сердечных сокращений.
В соответствии с дополнительным аспектом данного изобретения, в качестве оптического датчика для определения частоты сердечных сокращений может использоваться камера. В соответствии с данным аспектом данного изобретения, пользователь может использовать спортивное устройство, такое как беговая дорожка, гребной тренажер и т.д. Измеритель мощности в спортивном устройстве или на нем может использоваться для определения фактического уровня активности пользователя. Такой измеритель мощности может представлять собой датчик, установленный на спортивном велосипеде, который измеряет усилие, с которым пользователь крутит колеса велосипеда. Этим также может быть скорость, измеряемая на беговой дорожке. В соответствии с этим аспектом данного изобретения, может быть построена модель, учитывающая зависимость между усилием, используемым устройством, и частотой сердечных сокращений. Такая модель может обеспечивать некоторые ожидаемые значения частоты сердечных сокращений, как функцию усилия. Эти ожидаемые значения могут использоваться позднее для выбора кандидатов частоты сердечных сокращений.
Использование основного принципа данного изобретения может быть обнаружено, если оптический сигнал от оптического датчика устройства сравнивается с выходным сигналом оптического датчика без использования блока моделирования для выбора одной частоты сердечных сокращений из ряда возможных частот сердечных сокращений.
В соответствии с данным изобретением, основной датчик может представлять собой оптический датчик, в котором используется, например, диод, излучающий зеленый свет. В соответствии с данным изобретением, вспомогательные датчики могут располагаться в непосредственной близости к основному датчику, но также могут располагаться в различных положениях.
В соответствии с аспектом данного изобретения, вспомогательными датчиками могут быть датчик 121 влажности, альтиметр 122, датчик 123 GPS, акселерометр 124 и/или датчик 125 давления. Датчик 121 влажности может использоваться для измерения влажности кожи пользователя. Влажность кожи пользователя может быть показателем, отображающим эмоции, физиологическое состояние и изменение настроения пользователя. Альтиметр 122 может, например, использоваться для определения высоты пользователя над уровнем моря. Она может показывать, двигается ли пользователь плавно или преодолевает подъем и т.д. Датчик 123 GPS может использоваться как датчик скорости, например, для определения того, что пользователь едет на велосипеде, быстро бежит и т.д.
Датчик 125 давления может использоваться для измерения атмосферного давления, что также может наблюдаться альтиметром. Если атмосферное давление высокое, могут быть люди, реагирующие на это повышением частоты сердечных сокращений.
В соответствии с аспектом данного изобретения, система мониторинга сердечных сокращений включает блок 132 моделирования. Выходные сигналы 126 с вспомогательных датчиков 120 поступают в блок 132 моделирования, и, на основании модели, которая хранится в блоке 132 моделирования, на основании информации от вспомогательных датчиков 120 прогнозируется или оценивается частота сердечных сокращений.
В соответствии с данным изобретением, система мониторинга частоты сердечных сокращений может иметь корпус, который содержит основной датчик 110 и по меньшей мере один вспомогательный датчик 120. Однако в альтернативном варианте вспомогательные датчики 120 могут быть установлены за пределами корпуса основного датчика 110. Например, некоторые из вспомогательных датчиков 120 могут быть частью внешнего устройства, такого как смартфон и т.п. Вспомогательные датчики 120 также могут устанавливаться на других частях тела, как и корпус основного датчика 110.
Система мониторинга частоты сердечных сокращений может быть выполнена как устройство, которое надевается на запястье. Система мониторинга частоты сердечных сокращений также может быть выполнена как устройство, которое носится пользователем на ухе или за ухом. Устройство мониторинга также может быть частью очков, которые носит пользователь. Устройство мониторинга частоты сердечных сокращений также может быть частью слухового аппарата или может носиться пользователем.
Основной датчик 110 может быть реализован в виде оптического датчика, электрического датчика и/или датчика давления. Вспомогательные датчики могут быть реализованы в виде датчика влажности, датчика скорости, датчика ускорения, альтиметра и т.д. Предпочтительно, у вспомогательных датчиков уровень потребления энергии ниже, чем у основного датчика.
Другие вариации описанных вариантов реализации могут быть понятны и реализованы специалистом в данной области техники при осуществлении заявленного изобретения на практике после ознакомления с чертежами, описанием и приложенной формулой изобретения.
В пунктах формулы изобретения слово «содержит» не исключает другие элементы или этапы, а неопределенные артикли "a" и "an" не исключают множественное число.
Отдельный блок или устройство может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Сам по себе тот факт, что определенные меры перечислены во взаимозависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация таких мер не может с успехом использоваться.
Компьютерная программа может храниться и/или распространяться на соответствующем носителе информации, таком как оптическое или твердотельное запоминающее устройство, которые поставляются вместе или как часть других аппаратных средств, но может также распространяться другими способами, например, через сеть Интернет или с помощью других проводных или беспроводных телекоммуникационных систем.
Все ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие ее объем.
1. Система мониторинга частоты сердечных сокращений, содержащая:
- по меньшей мере один основной оптический датчик (110) частоты сердечных сокращений для измерения или определения частоты сердечных сокращений пользователя и для вывода выходного сигнала (HR), основанного на измеренных сердечных сокращениях и артефактах,
- блок (132) моделирования для оценки или прогнозирования частоты сердечных сокращений (HRM) пользователя на основании модели, которая хранится в блоке (132) моделирования, и информации, принимаемой по меньшей мере от одного вспомогательного датчика (120), выполненного с возможностью измерения по меньшей мере одного физиологического показателя, влияющего на частоту сердечных сокращений пользователя,
причем физиологические показатели, влияющие на частоту сердечных сокращений, измеряемые вспомогательными датчиками (120), представляют собой дыхание пользователя, скорость движения пользователя, ускорение пользователя, влажность кожи пользователя, высоту пользователя над уровнем моря и/или температуру пользователя,
- блок (131) обработки для корреляции выходных сигналов (HR), принимаемых от основного оптического датчика (110) частоты сердечных сокращений, с оцененной или спрогнозированной частотой сердечных сокращений (HRM), принимаемой от блока (132) моделирования, для отделения измеренных сердечных сокращений от артефактов, чтобы исключить артефакты из выходного сигнала.
2. Система мониторинга частоты сердечных сокращений по п. 1, в которой артефакты представляют собой артефакты движения, создаваемые относительным движением между по меньшей мере одним основным оптическим датчиком (110) частоты сердечных сокращений и пользователем.
3. Система мониторинга частоты сердечных сокращений по п. 1, в которой основной оптический датчик (110) частоты сердечных сокращений содержит диод, излучающий зеленый свет.
4. Система мониторинга частоты сердечных сокращений по п. 1, в которой основной оптический датчик (110) частоты сердечных сокращений размещен в устройстве, надеваемом на запястье, нагрудном поясе или устройстве, носимом за ухом пользователя.
5. Способ мониторинга частоты сердечных сокращений пользователя, включающий этапы:
- измерения или определения частоты сердечных сокращений пользователя с помощью основного оптического датчика (110) частоты сердечных сокращений и вывода выходного сигнала (HR), основанного на измеренных сердечных сокращениях и артефактах,
- оценки или прогнозирования частоты (HRM) сердечных сокращений пользователя на основании модели, которая хранится в блоке (132) моделирования, и информации, принимаемой по меньшей мере от одного вспомогательного датчика (120), которым измеряют по меньшей мере один физиологический показатель, влияющий на частоту сердечных сокращений пользователя,
причем физиологические показатели, влияющие на частоту сердечных сокращений, измеряемые вспомогательными датчиками (120), представляют собой дыхание пользователя, скорость движения пользователя, ускорение пользователя, влажность кожи пользователя, высоту пользователя над уровнем моря и/или температуру пользователя,
- корреляции выходных сигналов (HR), принимаемых от основного оптического датчика (110) частоты сердечных сокращений, с оцененной или спрогнозированной частотой (HRM) сердечных сокращений, принимаемой от блока (132) моделирования, для отделения измеренных сердечных сокращений от артефактов, чтобы исключить артефакты из выходного сигнала.
6. Машиночитаемый носитель, на котором хранится компьютерная программа, содержащая инструкции программного кода, сконфигурированный для выполнения компьютером этапов способа по п. 5 при выполнении компьютерной программы компьютером, управляющим системой (100) мониторинга сердечных сокращений.
