(57)【要約】【課題】低電力及び低ノイズモーションセンサーを利用したリアルタイム心拍イベントを感知する方法、及び電子装置を提供する。【解決手段】  本発明の多様な実施例は、電子装置に対する方法を含む。方法は、少なくとも一つのモーションセンサーを介して、ユーザに対するチャンネルのロー（ｒａｗ）モーション信号を受信するステップと、モーション活動に対するチャンネルをモニターするステップと、モーション活動に基づいて現在チャンネルを選択するステップと、を含む。方法は、ローモーション信号に対するＢＣＧ再構成を遂行するステップと、ローモーション信号からＢＣＧイベント位置を判別するステップと、ＢＣＧイベント位置を利用してローモーション信号からＢＣＧセグメントを生成するステップ及び現在チャンネルに対する第１ＢＣＧセグメント、第２ＢＣＧセグメントの相互連関性を算出ステップと、をさらに含む。【選択図】図２
2019030640.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子装置の方法において、
少なくとも一つのモーションセンサーを介して、ユーザに対するチャンネルのロー（ｒａｗ）モーション信号を受信するステップと、
モーション活動に対する前記チャンネルをモニターするステップと、
前記モーション活動に基づいて現在チャンネルを選択するステップと、
前記ローモーション信号に対するＢＣＧ再構成を遂行するステップと、
前記ローモーション信号からＢＣＧイベント位置を判別するステップと、
前記ＢＣＧイベント位置を利用して、前記ローモーション信号からＢＣＧセグメントを生成するステップと、
前記現在チャンネルに対する第１ＢＣＧセグメントと第２ＢＣＧセグメントの相互連関性を算出するステップと、
ここで、前記第１ＢＣＧセグメントは、前記現在チャンネルに対する前記ＢＣＧセグメント中の一つであり、前記第２ＢＣＧセグメントは、前記現在チャンネルに対する前記ＢＣＧセグメント中の他の一つであり、前記第２ＢＣＧセグメントは、前記第１ＢＣＧセグメントの直ぐ次のセグメントであり、
ＢＣＧリセットフラグの状態を判別するステップと、
ここで、前記ＢＣＧリセットフラグは、前記相互連関性が第１臨界値より大きい場合、論理値０に設定され、前記ＢＣＧリセットフラグは、前記相互連関性が前記第１臨界値以下の場合、論理値１に設定され、
前記ＢＣＧリセットフラグから前記ユーザに対する一つ以上の健康情報を識別するステップと、
前記一つ以上の前記健康情報中の少なくとも一つをディスプレイを介して表示するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ＢＣＧセグメントを生成する前に、前記ローモーション信号から、第１周波数より大きな信号をフィルタリングするステップ、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記少なくとも一つのモーションセンサーは、３軸加速器である、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記現在チャンネルは、区間基盤の定量化を利用して、前記チャンネルの中で選択される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ＢＣＧイベント位置は、再構成信号を利用して生成され、
前記ローモーション信号は分解信号に分解するステップと、
前記分解信号を前記再構成信号に再構成するステップと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ＢＣＧリセットフラグは、ユーザの活動水準、睡眠習慣、睡眠無呼吸、睡眠効率、睡眠の質、心臓不整脈の感知及びストレスのモニタリングを含む、前記健康情報中の一つ以上を追跡するために使用される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ＢＣＧリセットフラグは、ＢＣＧ信号品質指標を判別するために利用される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ＢＣＧリセットフラグは、いびき及び睡眠段階中の一つ又は全部を識別するために利用される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ＢＣＧリセットフラグは、ユーザの血圧、ユーザの心拍数変動性中の一つ以上を持続的にモニターするために利用される、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記健康情報を他の電子装置に伝送するステップ、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
ユーザに対するロー（ｒａｗ）モーション信号を感知し、個別チャンネルとして前記ローモーション信号を出力するように構成された少なくとも一つのモーションセンサーと、
モーション活動に対する前記チャンネルをモニターし、前記モーション活動に基づいて現在チャンネルを選択するプロセッサと、
前記ローモーション信号を再構成信号に変換するように構成された変換モジュールと、を含み、
前記プロセッサは、
前記再構成信号からＢＣＧイベント位置を判別し、
前記ＢＣＧイベント位置を利用して、前記ローモーション信号からＢＣＧセグメントを生成し、
ここで、前記現在チャンネルに対する第１ＢＣＧセグメントと第２ＢＣＧセグメントの相互連関性を算出し、前記第１ＢＣＧセグメントは、前記現在チャンネルに対する前記ＢＣＧセグメント中の一つであり、前記第２ＢＣＧセグメントは、前記現在チャンネルに対する前記ＢＣＧセグメント中の他の一つであり、前記第２ＢＣＧセグメントは、前記第１ＢＣＧセグメントの直ぐ次のセグメントであり、
ＢＣＧリセットフラグの状態を判別し、前記ＢＣＧリセットフラグは、前記相互連関性が第１臨界値より大きい場合、論理値０に設定され、前記ＢＣＧリセットフラグは、前記相互連関性が前記第１臨界値以下の場合、論理値１に設定され、
前記ユーザに対する健康情報中の一つ以上を前記ＢＣＧリセットフラグと識別するように構成され、
一つ以上の前記健康情報中の少なくとも一つを表示するディスプレイを含む、ことを特徴とする電子装置。
【請求項１２】
前記ローモーション信号を分割する前に、前記ローモーション信号から、第１周波数より大きな信号をフィルタリングするように構成されたフィルタブロック、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１３】
前記少なくとも一つのモーションセンサーは３軸加速器である、ことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１４】
前記プロセッサは、区間基盤の定量化を利用して、前記チャンネルの中で現在チャンネルを選択するように構成された、ことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１５】
前記変換モジュールは、
前記ローモーション信号を、分解信号に分解するように構成された分解モジュールと、
前記分解信号を、前記再構成信号に再構成するように構成された再構成モジュールと、を含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１６】
前記プロセッサは、ユーザの活動水準、睡眠習慣、睡眠無呼吸、睡眠効率、睡眠の質、心臓不整脈の感知及びストレスのモニタリングを含む、前記健康情報中の一つ以上を追跡する前記ＢＣＧリセットフラグを利用するように構成された、ことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１７】
前記プロセッサは、ＢＣＧ信号品質指標を判別するために前記ＢＣＧリセットフラグを利用するように構成された、ことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１８】
前記プロセッサは、いびき及び睡眠段階中の一つ又は全部を識別するために、前記ＢＣＧリセットフラグを利用するように構成された、ことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項１９】
前記プロセッサは、ユーザの血圧、ユーザの心拍数変動性中の一つ以上を持続的にモニターするため、前記ＢＣＧリセットフラグを利用するように構成された、ことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【請求項２０】
前記健康情報を他の電子装置に伝送するように構成された送受信機、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の電子装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体測定方法、及び電子装置に係り、より詳細には、低電力モーションセンサーを利用して、リアルタイム心拍イベントを感知する方法、及び電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザの身体に着用できるウェアラブル（ｗｅａｒａｂｌｅ）機器が広く利用されている。ウェアラブル機器は、ユーザの身体に取り付けられる特性を利用した多様な機能を含む。健康管理の重要性が大きくなることにより、リアルタイムでユーザの心拍イベントを感知するウェアラブル機器が開発されている。
【０００３】
しかしながら、心拍イベントを感知するために消耗される電力が大きく、心拍イベントを感知するために測定される信号には、多様なノイズが含まれているので、ユーザの心拍イベントを正確に判別するのが難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】アメリカ合衆国出願１４／９２８０７２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した技術的課題を解決するためのものであって、低電力及び低ノイズモーションセンサーを利用したリアルタイム心拍イベントを感知する方法、及び電子装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の多様な実施例は、電子装置に対する方法を含む。方法は、少なくとも一つのモーションセンサーを介し、ユーザに対するチャンネルのロー（ｒａｗ）モーション信号を受信するステップと、モーション活動に対する前記チャンネルをモニターするステップと、前記モーション活動に基づいて現在チャンネルを選択するステップと、前記ローモーション信号に対するＢＣＧ再構成を遂行するステップと、前記ローモーション信号からＢＣＧイベント位置を判別するステップと、前記ＢＣＧイベント位置を利用して前記ローモーション信号からＢＣＧセグメントを生成するステップと、前記現在チャンネルに対する第１ＢＣＧセグメントと第２ＢＣＧセグメントの相互連関性を算出するステップと、を含む。前記第１ＢＣＧセグメントは、前記現在チャンネルに対するＢＣＧセグメント中の一つであり、前記第２ＢＣＧセグメントは、前記現在チャンネルに対する前記ＢＣＧセグメント中の他の一つであり、前記第２ＢＣＧセグメントは、前記現在チャンネルに対する前記ＢＣＧセグメント中の一つであり、前記第２ＢＣＧセグメントは、前記第１ＢＣＧセグメントの直ぐ次のセグメントであり、ＢＣＧリセットフラグ（ｒｅｓｅｔ  ｆｌａｇ）の状態は判別される。ここで、前記ＢＣＧリセットフラグは、前記相互連関性が第１臨界値より大きい場合、論理値０に設定され、前記ＢＣＧリセットフラグは、前記相互連関性が前記第１臨界値以下の場合、論理値１に設定される。前記ユーザに対する一つ以上の健康情報は、前記ＢＣＧリセットフラグから識別され、前記一つ以上の前記健康情報中の少なくとも一つはディスプレイを介して表示される。
【０００７】
一つの実施例において、前記受信されたローモーション信号は、前記ＢＣＧセグメントを生成する前にフィルタリングされる。前記ＢＣＧイベント位置は、再構成信号を利用して生成され、前記ローモーション信号は、分解信号として分解され、前記分解信号は前記再構成信号として再構成される。
前記ローモーション信号は、３軸加速器の３チャンネルを介して出力され、前記現在チャンネルは、区間基盤の定量化を利用して前記チャンネルの中で選択される。
【０００８】
本発明の多様な実施例において、前記ＢＣＧリセットフラグは、ＢＣＧ信号品質指標を判別するために使用される。前記ＢＣＧリセットフラグは、ユーザの活動水準、睡眠習慣、睡眠無呼吸、睡眠効率、水面の質、心臓不整脈の感知及びストレスモニタリングを含む前記健康情報中の一つ以上を追跡するために使用される。なお、前記ＢＣＧリセットフラグは、いびき及び睡眠段階を識別するために利用され、ユーザの血圧及び／又はユーザの心拍数の変動性を持続的にモニターするために利用される。少なくともいくつかの前記健康情報は、他の電子装置に伝送される。
【０００９】
前記ローモーション信号から感知されたモーションの量が臨界値より高いと、前記モーションセンサーからのロー信号は提供されない。
【００１０】
本発明の多様な実施例は、ユーザに対するローモーション信号を感知し、個別チャンネルとして前記ローモーション信号を出力するように構成された少なくとも一つのモーションセンサーを含む電子装置を含む。前記電子装置は、モーション活動に対する前記チャンネルをモニターし、前記モーション活動に基づいて現在チャンネルを選択するプロセッサを含む。
【００１１】
前記電子装置は、前記ローモーション信号を再構成信号に変換するように構成された変換モジュールを含み、前記プロセッサは、前記再構成信号からＢＣＧイベント位置を判別し、前記ＢＣＧイベント位置を利用して前記ローモーション信号からＢＣＧセグメントを生成し、前記現在チャンネルに対する第１ＢＣＧセグメントと第２ＢＣＧセグメントの相互連関性を算出するようにさらに構成される。前記第１ＢＣＧセグメントは、前記現在チャンネルに対する前記ＢＣＧセグメント中の一つであり、前記第２ＢＣＧセグメントは、前記現在チャンネルに対する前記ＢＣＧセグメント中のもう一つのものであり、前記第２ＢＣＧセグメントは、前記第１ＢＣＧセグメント直ぐ次のセグメントである。前記電子装置は、またＢＣＧリセットフラグの状態を判別し、前記ＢＣＧリセットフラグは、前記相互連関性が第１臨界値より大きい場合、論理値０に設定され、前記ＢＣＧリセットフラグは、前記相互連関性が前記第１臨界値以下の場合、論理値１に設定され、前記ユーザに対する一つ以上の健康情報は、前記ＢＣＧリセットフラグから識別される。
【００１２】
前記電子装置は、前記一つ以上の前記健康情報のうち、少なくとも一つを表示するように構成されたディスプレイを含む。
【００１３】
前記電子装置は、前記ローモーション信号を分割する前に、前記受信されたローモーション信号から第１周波数より大きな信号をフィルタリングするように構成されたフィルタブロックを含む。前記ローモーション信号は、３軸加速器によって３チャンネルから出力され、前記プロセッサは、区間基盤の定量化を利用して前記チャンネルの中で現在チャンネルを選択するようにさらに構成される。
【００１４】
前記変換モジュールは、前記ローモーション信号を分解信号で分解するように構成された分解モジュール、及び前記分解信号を前記再構成信号で再構成するように構成される再構成モジュールを含む。
【００１５】
上記プロセッサは、ＢＣＧ信号の品質指標を判別し、ユーザの活動水準、睡眠習慣、睡眠無呼吸、睡眠効率、睡眠の質、心臓不整脈の感知、ストレスモニタリング、いびきや睡眠段階を含む前記健康情報中の一つ以上を追跡するために、上記ＢＣＧリセットフラグを利用する。前記ＢＣＧリセットフラグは、ユーザの血圧及び／又はユーザの心拍数の変動性を持続的にモニターするために利用される。前記電子装置は、前記健康情報を他の電子装置に伝送するように構成された送受信機をさらに含む。
【００１６】
なお、感知されたモーションの量が、第２臨界値より高いと、モーションセンサーからのロー信号は提供されない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明による電子装置は、低電力及び低ノイズでリアルタイム心拍イベントを感知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施例による電子装置を示す図である。
【図２】本発明の一実施例による電子装置の上位レベルブロック図である。
【図３】本発明の一実施例による通信ネットワークにおける電子装置を示す。
【図４】本発明の多様な実施例の利用と関連して、別の時間帯で加速計の別の位置に対する加速計の出力波形を示す。
【図５】本発明の多様な実施例の利用と関連して、別の時間帯で加速計の別の位置に対する加速計の出力波形を示す。
【図６】本発明の多様な実施例の利用と関連して、別の時間帯で加速計の別の位置に対する加速計の出力波形を示す。
【図７】本発明の多様な実施例の利用と関連して、別の時間帯で加速計の別の位置に対する加速計の出力波形を示す。
【図８】本発明の多様な実施例によるチャンネル最適化を通じて、心拍イベントの感知のアクセスを基盤にする精巧なＢＣＧを生成することを示す。
【図９】本発明の多様な実施例によるチャンネル最適化を通じて、心拍イベントの感知のアクセスを基盤にする精巧なＢＣＧを生成することを示す。
【図１０】本発明の多様な実施例による３軸加速計から信号を最適化するためのブロック図の例示である。
【図１１】本発明の多様な実施例による他の信号形態に対するＢＣＧ分割結果の例示を示す。
【図１２】本発明の多様な実施例による他の信号形態に対するＢＣＧ分割結果の例示を示す。
【図１３】本発明の多様な実施例による他の信号形態に対するＢＣＧ分割結果の例示を示す。
【図１４】本発明の多様な実施例による他の信号形態に対するＢＣＧ分割結果の例示を示す。
【図１５】本発明の多様な実施例によるセグメント間の連関性に基づいてリセットフラグ（ｒｅｓｅｔ  ｆｌａｇ）を有するＢＣＧ心拍イベント感知の例示を示す。
【図１６】本発明の多様な実施例によるＢＣＧセグメントの相互連関性整列の例示を示す。
【図１７】本発明の多様な実施例によるＢＣＧ心拍イベント感知に対する順序図の例示を示す。
【図１８】本発明の多様な実施例によるＢＣＧ心拍イベント感知ブロックの詳細な説明の例示を示す。
【図１９】本発明の多様な実施例によるＢＣＧ及びＥＣＧ参照ＩＢＩと最適のチャンネル選択結果との比較を示す。
【図２０】本発明の多様な実施例によるＢＣＧ及びＥＣＧ参照ＩＢＩと最適のチャンネル選択結果との比較を示す。
【図２１】本発明の多様な実施例によるＢＣＧ及びＥＣＧ参照ＩＢＩと最適のチャンネル選択結果との比較を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の多様な実施例は、当技術分野における通常の技術者によって作られ、使用され得るように添付する図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
本発明の多様な実施例は、多様な形態により具現でき、本明細書に記載した実施例に制限して解釈されてはならない。むしろ、本発明の実施例は、本発明が徹底的かつ完全になり、当技術分野における通常の技術者に本発明の様々な実施例が伝達されるように提供する。
【００２１】
使用する用語は、ただ特定の実施例を説明するための目的であり、本発明を制限するためのものではない。図面において、層、区域、領域、構成要素、要素などの厚さ、幅、長さ、大きさなどが明確性のために誇張される。全体として、同一の参照番号は同一の要素を示す。
【００２２】
本発明において、「及び／又は」は、「及び／又は」によって連結された目録にある任意の一つ以上の項目を意味する。例えば、「ｘ及び／又はｙ」は３元素集合｛（ｘ）、（ｙ）、（ｘ，ｙ）｝の任意の元素を意味する。即ち、「ｘ及び／又はｙ」は、「ｘ及びｙ中の一つ又は全部」を意味する。他の例を挙げると、「ｘ、ｙ及び／又はｚ」は、７元素集合｛（ｘ）、  （ｙ）、（ｚ）、（ｘ，  ｙ）、（ｘ、  ｚ）、（ｙ、  ｚ）、（ｘ、ｙ、ｚ）｝の任意の元素を意味する。即ち、「ｘ、ｙ及び／又はｚ」は、「ｘ、ｙ及びｚ中の一つ又は以上」を意味する。本発明において、「例示」という用語は、制限のない例又は説明として提供することを意味する。本発明において、「例えば」という用語は、一つ以上の制限のない例又は説明の項目を示す。
【００２３】
なお、単数形は、文脈が明白に別のものを示さない場合、複数形も含む。「含む。」、及び／又は「含む〜」という用語は、本明細書において使用する時、明示された特徴、数字、段階、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を明示しないが、一つ以上の他の特徴、数字、段階、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらのグループの存在又は追加を除外しない。
【００２４】
なお、素子Ａが素子Ｂに「連結」されるものと示す場合、素子Ａは素子Ｂに直接連結され、又は素子Ａが素子Ｂと間接的に連結されるように素子Ｃが素子Ａ及び素子Ｂの間に存在する。
【００２５】
なお、第１、第２などの用語は、多様な構成員、要素、領域、層及び／又はセクションを説明するために使用するが、このような構成員、要素、領域、層及び／又はセクションは、このような用語によって制限されてはならない。このような用語は、ただ一つの構成員、要素、領域、層及び／又はセクションを他のものから区別するために使用する。従って、例えば、以下に説明する第１構成、第１要素、第１領域、第１層及び／又は第１セクションは、本発明の範囲から逸脱せずに、第２構成員、第２要素、第２領域、第２層及び／又は第２セクションとして示される。
【００２６】
「上」、「下」、「側面」のような空間的に相対的な用語は、図面に示したように他の要素又は特徴に対する一つの要素又は特徴の関係を説明するために使用する。空間的に相対的な用語は、図面に示す方向に追加で使用又は動作において装置の他方向を含むものと意図する。例えば、図面にて装置が逆に裏返されたら、他の要素又は特徴の「下」又は「底」として説明した要素は、他の要素又は特徴の「上」に位置する。従って、「下」という用語は、上又は下の方向を全て含む。
【００２７】
なお、「モジュール」、「ブロック」などのような用語は、ハードウェア及び／又はソフトウェアという構成要素を含み、もっと大きなモジュール又はブロックの部分であり得るだけでなく、他のモジュール／ブロックなどをさらに含むことができる。一般的に、「モジュール」及び「ブロック」という用語は、交換的に使用する。
【００２８】
以下に記載する詳細な説明は、低電力モーションセンサーを利用して、リアルタイム心拍イベント感知する方法、及び電子装置の多様な実施例を説明するためのものである。リアルタイム心拍イベント感知のための低電力モーションセンサーの使用は、２０１６年３月２８日に出願された米国出願１５／１６８，５３１（「低電力センサーを利用した心拍数及び呼吸数の測定のための方法及び装置」）で、より詳細に説明される。
【００２９】
説明は、本発明が構成されるか、又は活用される唯一の形態を示すものと意図しない。説明は、示した実施例と関連した本発明の特徴を記載する。しかし、同一であるか、同等の機能及び構造は、本発明の思想及び範囲内に含まれるように意図された他の実施例によって具現され得る。本明細書の他のところで言及されるように、同一の要素番号は、同一の要素又は特徴を示す。
【００３０】
多様な実施例によると、心拍イベント感知のための本発明のシステムは、信号及び多様な技術（例えば、結合チャンネル選択、相互連関性、ハイブリッドネットワーク動作確率のような）を提供するためのモーションセンサーを使用し、信号に対して動作する。本発明において、モーションセンサーを利用した連続した心拍数及び心拍イベント感知のためのフレームワーク（ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）をスケジュールすることを詳細に説明する。心拍イベントを感知するように構成された低電力、少ノイズ（ｎｏｓｉｅ）のモーションセンサー（例えば、図１に対して説明するユーザ‐ウェアラブル機器１００のような手首着用装置の一部であり得る）は、ユーザ‐ウェアラブル機器１００のバッテリ寿命を増加させる。なお、心拍イベント感知のための他の実施例と比較して拍動位置の精密度が増加する。
【００３１】
図１は、本発明の実施例による電子装置を示す図である。図１を参照すれば、ユーザ‐ウェアラブル機器１００のような電子装置は、ディスプレイ１０２、制御ブロック１１０、プロセッサ１１２、センサーモジュール１２０、バッテリ１３０、バンド１４０、クラスプ（ｃｌａｓｐ）１４２を含む。センサーモジュール１２０は、センサ１２２、１２４を含む。制御ブロック１１０、プロセッサ２００（図２）、及び／又はプロセッサ１１２は、また診断プロセッサとして示し、命令を実行する。従って、診断プロセッサは、例えば、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、使用特定のプロセッサ、一般プロセッサなどを含む。時には、説明の便宜のため、診断プロセッサは、また多様なハードウェアの組み合わせを示す。
【００３２】
ユーザ‐ウェアラブル機器１００が、手首に着用されるとしても、本発明の多様な実施例は、これに制限されない。ユーザ‐ウェアラブル機器１００は、例えば、腕（前腕、肘、上腕）、足、胸、ヘッドバンド（ｈｅａｄｂａｎｄ）のように頭、「チョーカー（ｃｈｏｋｅｒ）」のように首、そして耳のような体の別の部分に着用される。ユーザ‐ウェアラブル機器１００は、例えば、スマートフォン、ノートブック、又は病院又は診療室にある多様な医療機器のような他の電子装置と通信する。これは、図３に関連してもっと詳細に説明する。
【００３３】
ディスプレイ１０２は、ユーザ及び／又は他の人々が見ることができるように、ユーザの身体から感知された生理学的信号を出力する。感知された信号は、生体信号又は生体認識データとして示される。感知された信号は、例えば、心臓（パルス）拍動数、パルス形態（形状）、パルス間隔（ビット間の間隔）、呼吸数、及び血圧である。ディスプレイ１０２は、状態又は診断結果だけでなく、ユーザ‐ウェアラブル機器１００の使用又は他の測定装置の使用において、ユーザ又は他の人々に指針を出力する。
【００３４】
制御ブロック１１０は、センサーモジュール１２０においてセンサーを介して感知された信号を受信する。センサーモジュール１２０は、例えば、ユーザの身体位置、モーションなどを示す他の情報を提供できるだけでなく、ユーザによってユーザ‐ウェアラブル機器１００が着用された場合、ユーザの手首からの信号を獲得するセンサー１２２、１２４を含む。センサー１２２及び／又は１２４は、例えば、加速度計、ジャイロスコープ（ｇｙｒｏｓｃｏｐｅ）、圧電装置、カメラのような光学センサー、音の周波数を使用するセンサーなどである。プロセッサ１１２は、センサー１２２、１２４を制御し、センサー１２２、１２４によって感知された信号を処理する。本発明の多様な実施例は、制御ブロック１１０がプロセッサ１１２の機能を遂行するようにできる。本発明の多様な実施例は、また他の個数のセンサーを含むことができる。
【００３５】
センサー１２２は、例えば、モーションを感知するために使用される。センサー１２４は、センサー１２２と類似し、又は、例えば、ユーザの温度を測定するための温度計のように他の類型のセンサーである。本発明の多様な実施例は、他の個数のセンサーモジュールを含む。例えば、いくつかの実施例は、ただ一つのセンサーモジュールを含み、他の実施例は、二つ以上のセンサーモジュールを含む。
【００３６】
バッテリ１３０は、ユーザ‐ウェアラブル機器１００のための電力を提供するように構成される。バッテリ１３０は有線充電システム又は無線充電システムを利用して充電される。バンド１４０は、手首に巻くことができ、ユーザ‐ウェアラブル機器１００は、止め具（ｃｌａｓｐ）１４２を利用することによって手首に固定される。
【００３７】
図２は、本発明の一実施例による電子装置の上位レベルブロック図である。図２に、ディスプレイ１０２、制御ブロック１１０、センサーモジュール１２０及びバッテリ１３０を示す。ディスプレイ１０２に対する出力は、例えば、制御ブロック１１０によって制御される。ディスプレイ１０２は、例えば、ボタン、ダイヤル、タッチスクリーン及びマイクロホンのような入力装置（図示せず）を含む。
【００３８】
制御ブロック１１０は、プロセッサ２００、メモリ２１０、入出力（ＩＯ；  ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ）インターフェース２２０、通信インターフェース２３０、電力管理ユニット（ＰＭＵ，  ｐｏｗｅｒ  ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  ｕｎｉｔ）２４０、分解モジュール２５０、再構成モジュール２６０及びフィルタ２７０を含む。制御ブロック１１０が、このような多様な装置を含むと説明したが、他の実施例においては、他の機能が別にグループ化された他のアーキテクチャ（ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ）を利用し得る。例えば、グループ化は、他の集積回路チップにて行われる。又は、グループ化は、ＩＯインターフェース２２０及び通信インターフェース２３０、又は分解モジュール２５０及び再構成モジュール２６０のような他の装置を結合する。
【００３９】
プロセッサ２００は、センサーモジュール１２０から感知された信号を受信できるだけでなく、センサーモジュール１２０の動作を制御する。プロセッサー２００は、センサーモジュール１２０において感知された信号を処理し、ディスプレイ１０２に処理された信号を表示し、ディスプレイ１０２からの入力を受信し、メモリ２１０の命令を実行することにより、ＩＯインターフェース２２０又は通信インターフェース２３０を介して多様な装置とインターフェースすることを含めて、ユーザ‐ウェアラブル機器１００を制御する。ディスプレイ１０２とインターフェースするため、ＩＯインターフェース２２０はプロセッサ２００によって使用される。
【００４０】
プロセッサ１１２は、他の実施例において他のアーキテクチャを利用して動作する。例えば、プロセッサ１１２は、実行する命令を格納するためにメモリ２１０を使用するか、又はプロセッサ１１２は、命令のための固有のメモリ（図示せず）を含む。プロセッサ１１２は、また制御ブロック１１０にある他の機能を含む。いくつかの実施例は、別個のプロセッサ２００、１１２を含めても、多様な実施例は、これに制限される必要がない。ユーザ‐ウェアラブル機器１１０の機能を制御する一つの制御ブロック１１０が有るか、又はユーザ‐ウェアラブル機器１００のための複数のプロセッサが有る。
【００４１】
メモリ２１０は、不揮発性メモリ２１６及び揮発性メモリ２１８を含む。運営体制２１２及びアプリケーション２１４は、不揮発性メモリ２１６に格納される。本発明の多様な実施例は、設計及び具現によって他のメモリアーキテクチャを使用し得る。
【００４２】
送受信機を含む通信インターフェース２３０は、例えば、ＵＳＢ，ブルートゥース（登録商標）、ＮＦＣ（Ｎｅａｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）及びＷｉ−Ｆｉ（登録商標）のような無線又は有線プロトコールを通じてユーザ‐ウェアラブル機器１００が他の装置と通信できるようにする。電力管理ユニット（ＰＭＵ）２４０は、外部ソースから電力を受信し、ユーザ‐ウェアラブル機器１００の他の部分に電力を割り当てるだけでなく、バッテリ１３０の充電を制御する。
【００４３】
分解モジュール２５０は、例えば、時間‐周波数の変換を利用して、ＢＣＧ（ｂａｌｌｉｓｔｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ）信号のような入力信号を多様な周波数帯域に分解されるように機能する。再構成モジュール２６０は、例えば、ＢＣＧ信号のような元の信号の所望の部分にアクセスするために、分解モジュール２５０から分解された信号を再構成するように機能する。従って、分解モジュール２５０及び再構成モジュール２６０の機能は、例えば、プロセッサ及び／又は特殊ハードウェア装置によって遂行される。ハードウェア装置は、既製品であるか、例えば、集積回路、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどとして設計される。便宜上、分解モジュール２５０及び再構成モジュール２６０は変換モジュールとして示される。信号の分解及び再構成は、米国出願１４／９２８，０７２にもっと詳細に説明される。フィルタ２７０は、信号から特定の周波数を選択するために使用される。例えば、フィルタ２７０は、特定の周波数を減衰する低域通過フィルタ、帯域通過フィルタ、高域通過フィルタなどである。
【００４４】
図３は、本発明の一実施例による通信ネットワークにおける電子装置を示す。図３に、ユーザ‐ウェアラブル機器１００及びスマートフォン３００を示す。ユーザ‐ウェアラブル機器１００は、通信インターフェース２３０を利用してスマートフォン３００と通信する。通信は、通信信号３０２を介して行われ、通信はユーザ‐ウェアラブル機器１００及びスマートフォン３００の間を直接連結するか、ユーザ‐ウェアラブル機器１００及びスマートフォン３００の間に他の要素を含む。
【００４５】
ユーザ‐ウェアラブル機器１００のアプリケーション２１４中の一つは、スマートフォン３００がユーザ‐ウェアラブル機器１００の少なくともいくつかの動作を制御できるようにする。例えば、ユーザ‐ウェアラブル機器１００は、制御ブロック１１０による処理結果をディスプレイ１０２に出力するか、又は同一の結果がスマートフォン３００に伝送される。ユーザは、ユーザ‐ウェアラブル機器１００又はスマートフォン３００上でオプションを選択できる。オプションは、例えば、ユーザ‐ウェアラブル機器１００による生体信号感知プロセスを開始したり、生体信号感知プロセッサを中止したりする。
【００４６】
スマートフォン３００は、ユーザ‐ウェアラブル機器１００より大きなディスプレイを含むため、ユーザがユーザ‐ウェアラブル機器１００上で結果を見たり、オプションを選択したりするよりスマートフォン３００上で結果を見たり、オプションを選択したりするのが容易である。しかしながら、スマートフォン３００は、ユーザ‐ウェアラブル機器１００の動作のために、一般的には必要でないことに留意すべきである。
【００４７】
心拍数及び心拍は、通常的に心電図（ＥＣＧ、ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）又は光電式容積脈波（ＰＰＧ、ｐｈｏｔｏ  ｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｍ）を利用して感知される。ＥＣＧは、電気的活動を活用し、身体の他の地点に位置した多数のリード（ｌｅａｄ）を必要とする。ＰＰＧは、パルスオキシメーター（ｐｕｌｓｅ  ｏｘｉｍｅｔｅｒ）を利用して光の吸収を光学的に測定する。ユーザの身体に多数の電極を配置するのは、例えば、ユーザ‐ウェアラブル機器１００のような着用できるアプリケーションに対して実用的でない可能性がある。同様に、ＰＰＧは、相対的に高い電力を必要とし、ユーザ‐ウェアラブル機器１００のような着用できる機器に対し問題が有る。
【００４８】
心弾動計（ＢＣＧ、ｂａｌｌｉｓｔｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ）は、呼吸だけでなく、心拍出量による身体の加速度を測定する。ＢＣＧは、一度の心拍中に多数のピーク（ｐｅａｋ）イベントを含む。このようなピークは、三つの主要なグループ、即ち、事前収縮期、収縮期及び拡張期として分類される。収縮波動は、ＥＣＧ信号でＱＲＳコンプレックス（ｃｏｍｐｌｅｘ）に対応し、ＢＣＧの核心的な特徴である。しかしながら、収縮波動は、測定対象の安定性水準だけでなく、周波数位置（方法）の変化によって多様なピークを含む。
【００４９】
着用可能なアプリケーションにおいて、例えば、ユーザ‐ウェアラブル機器１００の加速度計のような一つ以上のモーションセンサーを利用してＢＣＧ測定が可能である。しかし、ユーザ‐ウェアラブル機器１００を着用するユーザの動きがＢＣＧ測定に対し、ノイズ（ｎｏｉｓｅ）として作用するので、ユーザの動きを考慮するのが有用である。ユーザ‐ウェアラブル機器１００がユーザの手首に着用された場合、突然で予想できなかったモーションが発生することがある。
【００５０】
従って、本発明の多様な実施例は、結合チャンネル選択、相互連関性及び確率ハイブリッドネットワーク中の一つ以上を利用したモーションセンサーを利用して、心拍イベントを感知するためのシステムを説明する。心拍イベントを感知するために、低電力、低ノイズのモーションセンサーを利用することにより、機器のバッテリ寿命は、相当増加する。また、拍動位置の精密度が向上する。
【００５１】
以下に説明する多様な実施例は、例えば、ＰＰＧ装置のような光学的アクセスと比較して、低電力で、高い精密度を提供し、開示するアルゴリズムが多様な身体の位置で心拍イベント感知を可能にしたり、ユーザの身体の他の地点に位置した多数のリード（ｌｅａｄｓ）を含まず、遠く離れた位置で心拍イベント感知を可能にするので、ユーザが動かない場合にもＥＣＧ装置と比較してもっと柔軟さが証明される。
【００５２】
ＢＣＧ波形は、モーションセンサーの方向の変化に応じて変わる。例えば、一つの実施例において、ユーザ‐ウェアラブル機器１００のセンサーモジュール１２０は、３軸加速度計であるセンサー１２２を含む。３軸加速度計からのＢＣＧ信号は、加速度計の方向が変化するたびに変わる。これは、図４乃至図７に示し、加速度計は、時間によって加速度計の他の位置に対する図４乃至図７に示した波形を出力する。
【００５３】
本発明の多様な実施例は、心拍信号を生成するために、３軸加速度計の出力でアーティファクト（ａｒｔｉｆａｃｔ）を識別するように動作するハードウェア及びソフトウェアモジュールを含む。アーティファクトは、例えば、ユーザ‐ウェアラブル機器１００のモーション、ユーザ‐ウェアラブル機器１００が着用された身体部位の筋肉収縮などにより発生する。また、アーティファクトは、心拍イベント感知で生成される虚偽情報によって発生する。
【００５４】
なお、ＢＣＧチャンネルの結合／選択は、３軸加速度計により出力される信号に対し、データの結合をリアルタイムで遂行されるか、どのチャンネルが最も適したチャンネルであるか判別することによって、三つのチャンネルのうち、他の一つに転換したりすることを含む。従って、本発明の多様な実施例は、３軸加速度計の出力信号を最適化することにより心拍イベント感知を提供できる。
【００５５】
図８及び図９は、本発明の多様な実施例によるチャンネルの最適化を通じて、心拍イベント感知のアクセスを基盤にする精巧なＢＣＧを生成することを示す。図８に、加速度計の３軸の出力信号と関連した信号を示す。例えば、５１０ＸはＸ軸信号と関連し、５１０ＹはＹ軸信号と関連し、５１０ＺはＺ軸信号と関連する。図８は、ＢＣＧ再構成ブロックの出力として各加速度計チャンネルのエネルギーエントロピー信号を示す。図９に、チャンネルの最適化及びアーティファクトの除去後のＸ軸信号、Ｙ軸信号及びＺ軸信号を示す。例えば、５２０Ｘは最適化されたＸ軸信号であり、５２０Ｙは最適化されたＹ軸信号であり、５２０Ｚは最適化されたＺ軸信号である。図９は、ＢＣＧ参照ＩＢＩ（ｉｎｔｅｒ−ｂｅａｔ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）信号と比較して最適化されたＸ、Ｙ及びＺの信号に対し拡張されたＩＢＩ趨勢を示す。信号を最適化するための実施例を図１０に示す。
【００５６】
図１０は、本発明の多様な実施例による３軸加速度計から信号を最適化するための例示ブロック図である。図１０に、チャンネル選択ブロック５３２、チャンネル選択フラグ（ｆｌａｇ）ブロック５３４及び心拍イベント感知ブロック５３６を含む最適化ブロック５３０を示す。最適化ブロック５３０、チャンネル選択ブロック５３２、チャンネル選択フラグブロック５３４及び／又は心拍イベント感知ブロック５３６は、論理ブロックであり、従って、ハードウェア及び／又はソフトウェアブロックを含む。最適化ブロック５３０は、例えば、センサーモジュール１２０の及び／又は制御ブロック１１０の一部である。
【００５７】
本発明の一つの実施例において、チャンネルは、加速度計のそれぞれの３軸からの信号品質に基づいて、チャンネル選択ブロック５３２によって選択される。上記したように、図８は、ＢＣＧ再構成ブロックの出力として各加速度計のチャンネルのエネルギーエントロピー信号を示す。チャンネル選択ブロック５３２は、最高エントロピー振幅チャンネルが、例えば、ＥＣＧ参照ＩＢＩ信号のような基準と最も高い一致性と関連するので、最高エントロピー振幅でチャンネルを選択する。多様なエントロピー値が選択のために利用されるが、本発明のいくつかの実施例は、例えば、時間帯による平均エントロピー値を利用する。本発明の一つの実施例によると、時間帯は、例えば、以前のエントロピー値、以前の動きの量、以前の動きの期間などのようなパラメーターに基づいて固定されたり異なったりする。
【００５８】
チャンネル振幅を定量化するための多様な方法が使用される。例えば、チャンネル振幅は、時間による積分をして決定される。他の実施例は、最適の候補チャネルを選択するために、各候補チャンネルの周期的な特徴を定量化する代替方法を使用する。
【００５９】
チャンネル選択フラグブロック５３４は、システムで活動が感知された場合、チャンネル間の転換機能を提供する。上述したように、ＢＣＧ信号（出力波形）は、軽微な位置変化によっても変わる。従って、心拍感知のための装置が手首に着用されるユーザ‐ウェアラブル機器１００である場合、ユーザの手が動くたびにＢＣＧ形態が変わる。従って、一つの実施例において、現在の最適センサーチャンネルの平均エントロピー値が、例えば、トリガーリング（ｔｒｉｇｇｅｒｉｎｇ）臨界値未満に下がる場合、チャンネル選択フラグは１に設定される。チャンネル選択フラグは、もっと高いエントロピー振幅を有する次の候補チャンネルを選択するために使用される。時には、例えば、もっとよい候補チャンネルがない可能性があり、この場合、現在チャンネルが続けて使用される。多様な実施例は、チャンネル選択フラグを設定する前に、設定された時間の間に平均エントロピー値がトリガーリング臨界値未満になるようにする。
【００６０】
心拍イベント感知ブロック５３６は、計算効率だけでなく、リアルタイムでエンベデッドシステム（ｅｍｂｅｄｄｅｄ  ｓｙｓｔｅｍ）を具現するために、相互連関性計算に基づいた感知フレームワーク（ｆｒａｍｅｗｏｒｋ）を含む。しかし、他の技術が相互連関性計算感知フレームワークに追加されて使用されるか、又は相互連関性計算感知フレームワークの代わりに使用される。
【００６１】
図１１乃至図１４は、本発明の多様な実施例による信号形態に対するＢＣＧ分割結果の例示を示す。図１１乃至図１４に、ＢＣＧ信号に対する時間遅延エンベディング（ＴＤＥ；  ｔｉｍｅ−ｄｅｌａｙ  ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ）拍動感知を利用した結果を示す。図１１乃至図１４は、例えば、図４乃至図７に対応する。ＢＣＧ信号は、図１１乃至図１４の垂直線で示したように、ブロックの分割位置を示すクリップ（ｃｌｉｐ）に分割される。２０１６年６月２９日に出願された米国出願１５／２６４，３３３（発明の名称「リアルタイム信号分割及び基準点整列フレームワークを提供するシステム及び方法」）は、ＴＤＥ拍動感知及び分割をより詳細に説明する。
【００６２】
図１５は、本発明の多様な実施例による複数のセグメント間の連関性に基づいて、リセットフラグ（ｒｅｓｅｔ  ｆｌａｇ）を有するＢＣＧ心拍イベント感知の例示を示す。図１５は、分割されたＢＣＧ波形を示し、セグメントの境界は、垂直線によって表示される。隣接した二つのＢＣＧセグメントに対し、相互連関性は計算され、整列地点は、最大連関性インデックス（ｉｎｄｅｘ）に基づいて識別される。連関性が予め設定された臨界値未満であるか、選択されたピークのエネルギーが低すぎると、ピークの割り当てフラグはトリガーされるし、「リセット地点」ラベルによって表示したように基準ピークは、次のセグメントに対してリセットされる。リセットフラグは、特徴地点の移動を防止するのに役に立つ。ピークは、与えられたセグメントの最高エネルギーを有する地点として識別される。殆どの場合に、Ｊピークは、ＢＣＧ信号で最も主要な特徴地点である。
【００６３】
図１５に示したように、ピークの割り当てリセットは、複数のセグメント間の低い連関性によって図表の中でトリガーされる。リセットフラグは、例えば、ＢＣＧ信号品質及び信頼指標のような追加の価値のある情報を提供する。
【００６４】
頻繁なリセットを含むＢＣＧ区間は、低いＢＣＧ信号品質又は一貫性のないＢＣＧ形態を示す。ＢＣＧ信号品質は、例えば、筋肉収縮及び他のアーティファクトによって他の睡眠段階により変わる。従って、リセットフラグは、睡眠ステージング（ｓｔａｇｉｎｇ）係数として使用される。他の実施例において、いびきのような睡眠無呼吸症状も信号品質の低下をもたらす。従って、リセットフラグは、睡眠品質だけでなく、睡眠無呼吸を定量化するために利用される。
【００６５】
心拍イベント情報は、例えば、心拍数変動性（ＨＲＶ；  ｈｅａｒｔ  ｒａｔｅ  ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ）、ストレス、不整脈感知などのような生体信号を計算するのに利用される。リセットフラグは、信頼できるセグメントを識別し、低い信頼度の区間を除外するのに役に立つ。
【００６６】
図１６は、本発明の多様な実施例によるＢＣＧセグメント相互連関性整列の例示を示す。図１６に、相互連関性に基づいて整列された二つの隣接したＢＣＧセグメント（セグメント１及びセグメント２）を示す。ケース１に対し、ＢＣＧセグメント１の正のピークが心拍イベントであれば、対応するＢＣＧセグメント２の心拍イベントは、以前のセグメントピークと近い主要な正のピークとして識別される。同様に、ケース２に対し、ＢＣＧセグメント２の負のピークは、ＢＣＧセグメント１の心拍イベントの最も近い負のピークとして選択される。従って、リセットフラグがトリガーされないと、現在ＢＣＧセグメントの心拍イベントは、以前のＢＣＧセグメントのイベント情報に基づいて判別される。
【００６７】
いくつかの実施例において、信号フィルタリングブロックは、ＢＣＧセグメントから高周波ノイズを除去するために使用される。例えば、信号フィルタリングブロックは、ノイズによってもたらされた虚偽ピークを識別できないようにし、特徴地点の移動を防止する。
【００６８】
上述したように、ＢＣＧ心拍イベントは、後続アルゴリズムに対し重要な心臓情報を提供する。いくつかのアプリケーションにおいて、多数の基準特徴地点は、一つのＢＣＧセグメントから獲得される。一つの実施例において、ＢＣＧ心拍イベント情報は、血圧計算のために利用される。例えば、多数のＢＣＧ特徴地点の定量的関係は、血流活動をモデリングするのに有用である。従って、提案されたフレームワークは、類似のメカニズムを利用して、多数のイベント位置を識別するように容易に拡張される。
【００６９】
本発明のいくつかの実施例を開示したが、多様な実施例は、これに制限される必要がない。例えば、ＢＣＧ心拍イベント感知ブロックが、二つの隣接したＢＣＧセグメントの間に、類似性を定量化する相互連関性を適用するものとして説明したが、類似する目標を達成するための別のオプションが有り得る。
【００７０】
なお、エントロピー基盤アクセス方式は、ＢＣＧ信号を再構成するために利用した。しかし、変換ブロックは、例えば、ニューラルネットワーク（ｎｅｕｒａｌ−ｎｅｔｗｏｒｋ）近似のような他のアクセス方式を使用し得る。
【００７１】
チャンネル選択は、例えば、ＢＣＧ信号品質を定量化する他のアクセス方式によって遂行できる。
【００７２】
ＢＣＧ心拍イベント感知は、信号ポイント感知に制限されない可能性がある。他の方法は、例えば、一つのセグメントで、多数のイベント位置又は隣接したセグメントの間に対応する基準地点の形態学的な変化を含む。
【００７３】
図１７は、本発明の多様な実施例によるＢＣＧ心拍イベント感知に対する順序図の例示を示す。図１７に、例示システムによる信号処理を説明する順序図９００を示す。処理されるロー（ｒａｗ）信号（生体信号）は、例えば、ユーザ‐ウェアラブル機器１００のような着用可能な装置から受信される。ユーザ‐ウェアラブル機器１００は、センサーモジュール１２０を介してロー信号（生体信号）を感知する。
【００７４】
ブロック９０２において、例示システムは、例えば、センサーモジュール１２０を介してユーザからローモーション信号（生体信号）を受信する。例えば、センサーモジュール１２０の加速度計のようなモーションセンサーは、ロー信号を提供するためにユーザのモーションをモニター／感知する。モーションセンサーは、多数のチャンネルの情報を提供する。例えば、３軸加速度計は、３チャンネルのローモーション信号を提供する。多数のセンサーが使用される場合、各センサから一つ以上のチャンネル情報が得られる。
【００７５】
ブロック９０４において、ロー信号は、モーションを感知するために処理される。処理は、例えば、プロセッサ１１２及び／又は２００のようなプロセッサを介して行われる。処理は、また、プロセッサ１１２及び／又は２００の代わりにプロセッサ１１２及び／又は２００に追加して、ハードウェアメカニズムによって行われる。
【００７６】
いくつかの生体信号は、ユーザのモーションによって影響を受けない可能性があるが、別のモニターされた生体信号は、ユーザが殆ど停止している場合、より良い信号を提供する。例えば、ＢＣＧ信号は、ユーザが殆ど停止している時、より信頼性のある信号を提供する。従って、ＢＣＧ信号（ローモーション信号）はモーション活動のためにモニターされ、ユーザのモーション活動が予め決定された臨界レベル以上の場合、処理はブロック９０４に再び戻り、ブロック９１６に過度なモーションが探知されたという信号を送る。例えば、信号の送信は、過度なモーションを示すオン状態であるし、許容可能なモーションを示すオフ状態である。他の実施例は、例えば、過度なモーションが感知される場合、発生されるフラグ又はパルスで信号を送信し、モーションレベルは許容可能なレベルに戻る。
【００７７】
例えば、多様な実施例は、信号遮断及び／又はブロック９１６に信号送信のような措置が取られる前の第１時間区間で、ユーザのモーションが予め定められた臨界値以上にし、及び／又は措置が取られる前の第２時間区間で、ユーザのモーションが予め定められた臨界値以下にする。第１時間区間は、第２時間区間と同一になることができる。
【００７８】
ユーザのモーションが、予め定められた臨界値以下の場合、センサーからの生体信号は処理のために収容され、処理は、例えば、ブロック９０２において、センサーによって感知された三つのチャンネルの信号の全てを伝達することによって、ブロック９０６に進行する。いくつかの実施例において、ブロック９０６に進行するのと関連して、この段階は選択事項である。例えば、いくつかの実施例は、依然としてブロック９１６に信号の送信をしながら、ブロック９０２においてセンサーからの（複数の）ロー信号を伝送し、ユーザのモーションに対する考慮なしでブロック９０６に進行する。いくつかの実施例は、ブロック９０４を完全に除去でき、これによって、ブロック９１６に提供される信号の送信無しで、ブロック９０２からブロック９０６に直ちに進行する。
【００７９】
ブロック９０６において、ブロック９０２でセンサーによって感知された全てのロー信号は、ブロック９０８におけるＢＣＧ再構成ブロックに提供され、ブロック９２０におけるＢＣＧ心拍イベント感知ブロックに提供される。ブロック９０８において、ＢＣＧ再構成ブロックは、例えば、ロー信号を分解するために、分解モジュール２５０を利用する。再構成モジュール２６０は、例えば、ＢＣＧ信号のような元の信号の所望の部分を調整し、アクセスするように分解された信号を再構成するために利用される。信号の分解及び再構成は、米国出願１４／９２８，０７２でより詳細に説明される。フィルタ２７０は、信号から特定の周波数を選択するために利用される。
【００８０】
ＢＣＧ再構成は、便宜のために分解及び再構成の機能を含む。分解及び再構成は、ブロック９０２において（複数の）センサーによって感知される各チャンネルのローセンサー信号に対し発生する。
【００８１】
ブロック９１０において、再構成されたＢＣＧ信号は、ブロック９１２における信号イベント分割及びブロック９１６におけるチャンネル選択のために提供される。ブロック９１２において、信号分割機能は、例えば、ＴＤＥ拍動感知に基づいて信号イベント分割のためのＢＣＧ信号をさらに処理する。ＴＤＥアクセス方式は、与えられた信号の他の形態の変化に対して強靭な拍動位置を生成する。ブロック９１４において、ＢＣＧイベント位置機能は、ＢＣＧ信号セグメントで特定のイベントを識別する。
【００８２】
ブロック９１６において、チャンネル選択機能は、チャンネル選択フラグが設定される必要があるか否かを判別するため、ブロック９０４からの過度なモーション信号を利用する。過度なモーション信号がトルー（ｔｒｕｅ）からフォルス（ｆａｌｓｅ）に変わる場合、チャンネル選択フラグは１に設定される。なお、過度なモーション信号がフォルスの時、心拍イベントを感知する処理を最初に開始するとすぐにチャンネル選択フラグは１に設定される。従って、本発明の一つの実施例は、モーションレベルが許容可能なレベルに定着する時、新しいチャンネルを選択するために、ブロック９１８においてチャンネル選択フラグを１に設定する。これは、ＢＣＧデータが利用可能であることを示すので、ブロック９２０においてＢＣＧ心拍イベント感知のためにチャンネルが選択される。
【００８３】
なお、ブロック９１６において、チャンネル選択機能は、ブロック９１０から現在選択されたチャンネルからの信号が、信号収容可能性のための臨界値以下に下がるか否かを判別する。現在選択されたチャンネルからの信号が、信号収容可能性のための臨界値以下に下がると、チャンネル選択フラグは１に設定される。現在選択されたチャンネルからの信号が、信号収容可能性のための臨界値以下に下がらないと、チャンネル選択フラグは０にリセットされる。いくつかの実施例は、チャンネル選択フラグが設定されるか否かを判別することにおいて、ブロック９１０から現在選択されたチャンネルを確認できる。他の実施例は、チャンネル選択フラグが設定されるか否かを判別する前に、ブロック９１０から現在選択されたチャンネルを他のチャンネルと比較するだけでなく、確認する。
【００８４】
多様な実施例は、複数の条件を考慮してチャンネル選択フラグを制御する。例えば、ブロック９０４からの信号によって、チャンネル選択フラグが設定される場合、ブロック９０４において、新しいチャンネルが選択された後に、チャンネル選択フラグはリセットされる。従って、チャンネル選択フラグは、ただブロック９１０からの入力状態によってリセットされない可能性がある。
【００８５】
ブロック９１４，９１８及び９０６から受信された入力は、ブロック９２０においてＢＣＧ心拍イベント感知機能によって処理される。例えば、チャンネル選択フラグが１に設定された場合、もっと高いエントロピー振幅を含む次の候補チャンネルが選択される。時には、例えば、もっと良い候補チャンネルがない可能性があり、この場合、現在チャンネルが維持される。エントロピー振幅は、例えば、図５と関連して開示したように区間基盤の定量化に基づいて判別される。
【００８６】
ＢＣＧ心拍イベント感知ブロックの出力は、ブロック９２２においてＢＣＧ心拍イベント、ブロック９２４においてＢＣＧリセットフラグ、ブロック９２６においてチャンネル選択情報として受信される。
【００８７】
多様な実施例は、他のブロックにおいて他の機能が遂行されうるようにする。例えば、一つの実施例において、ブロック９１８は使用するチャンネルを選択し、ブロック９１８はブロック９２０がＢＣＧ心拍イベント感知のために、適切なチャンネルを使用できるようにブロック９２０にチャンネル表示を伝送する。他の実施例は、例えば、ブロック９１８がチャンネルを選択できるようにし、ブロック９１２、９１４及び９２０が選択されたチャンネル上でのみ動作を遂行できるように、ブロック９１２、９１４及び９２０のうち、一つ以上に選択されたチャンネルを伝送する。従って、機能の多様な変更が可能である。
【００８８】
図１８は、本発明の多様な実施例によるＢＣＧ心拍イベント感知ブロックの詳細な説明の例示を示す。図１８に、図１７のブロック９２０において、ＢＣＧ心拍イベント感知による信号処理を説明する順序図１０００を示す。
【００８９】
例えば、ブロック９０２において、３軸モーションセンサーによって感知された三つのロー信号のようなブロック９０６からのロー信号は、ブロック１００２において信号フィルタリング機能によって受信される。ブロック９１８からのチャンネル選択フラグは、ブロック１００１において選択チャンネル機能によって受信される。選択されたチャンネルは、ブロック１００４に伝送される。多様な実施例は、ブロック１００２に選択されたチャンネルを伝送する。従って、ブロック１００２は、ただ選択されたチャンネルからの信号をフィルタリングし、フィルタリングされた信号は、ブロック９１４のＢＣＧイベント位置機能からのＢＣＧイベント位置によって、ブロック１００４のＢＣＧ分割機能として提供される。選択されたチャンネルがブロック１００２に伝送されないと、全てのロー信号がフィルタリングされ、適切なフィルタリングされた信号はブロック１００４で利用される。
【００９０】
ブロック１００４のＢＣＧ分割機能は、例えば、選択されたチャンネルに対応する適切なＢＣＧイベント位置を利用して、選択されたチャンネルに対応するフィルタリングされた信号に対するセグメントを判別する。従って、第１セグメントは、ブロック１００６のＢＣＧセグメント１の機能として出力され、第１セグメントに隣接した第２セグメントはブロック１００８のＢＣＧセグメント２の機能として出力される。相互連関性機能は、ブロック１０１０において第１セグメントのイベントと第２セグメントの相互連関性を算出する。連関性が予め設定された臨界値以下であるか、選択されたピークのエネルギーが低すぎると、ピーク割り当てフラグはトリガーされ、基準ピークは、第２セグメントに対してブロック１０１２でリセットされる。リセットフラグは特徴地点の移動を防止する。ピークは、与えられたセグメントの最高エネルギーを有する地点として識別される。殆どの場合、ＪピークはＢＣＧ信号で最も主要な特徴地点である。
【００９１】
従って、ピーク割り当てフラグが０であると、ピークは、ブロック１０１４において第１セグメントと関連して第２セグメントで識別される。ピーク割り当てフラグが１であると、以前のセグメントとピークを比較せず、次のセグメントに対してピークが識別されるようにブロック１０１６でピークがリセットされる。ピーク割り当てフラグの値によって、ブロック１０１４の識別されたピーク又はブロック１０１６のリセットされた基準ピークは、ブロック１０１８において出力される。いくつかの出力が示されていないが、ブロック１０１８の出力はＢＣＧリセットフラグである。
【００９２】
図１９乃至図２１は、本発明の多様な実施例によるＢＣＧ及びＥＣＧ参照ＩＢＩと最適のチャンネル選択結果との比較を示す。図１９乃至図２１に示したように、ＢＣＧ信号の多様な形態に対し、ＢＣＧ信号が図１７及び図１８と関連して説明したプロセッサを含む、以前に説明したプロセスを利用してＥＣＧ参照ＩＢＩ信号を非常によく追跡する。
【００９３】
図１７及び図１８と関連して説明したフロックにおける多様な機能／動作は、ハードウェア及び／又はソフトウェアモジュールを含み、例えば、センサーモジュール１２０及び／又は制御ブロック１１０である。ソフトウェアモジュールは、例えば、プロセッサ１１２及び／又はプロセッサ２００、又はユーザ‐ウェアラブル機器１００によって、利用される他のプロセッサにより実行される命令を含む。ハードウェアモジュールは、特定の機能のために利用される多様な類型の回路を含む。例えば、回路は、カスタム設計されたＩＣ（ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどを含む）又はその特定機能に適した既成部品に含まれる。
【００９４】
本発明の多様な実施例を上述したが、制限されない例示として提示されたものと理解すべきである。前記内容を特定の実施例と関連して説明したが、本発明の範囲から逸脱せずに多様な変更が行われ、均等物が代替されることは、技術の分野における通常の技術者にとって自明である。なお、特定の状況又は材料を採択するために本発明の範囲から逸脱せずに、本発明の開示に対する様々な変形が行われる。従って、本発明は、開示した特定の例示に制限されないものと意図するが、本発明は添付した請求項の範内に属する全ての例示を含む。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明は低電力及び低ノイズでリアルタイム心拍のイベントを感知できるウェアラブル生体測定装置に有用である。
【符号の説明】
【００９６】
１００  ユーザ−ウェアラブル機器
１０２  ディスプレイ
１１０  制御ブロック
１１２、２００  プロセッサ
１２０  センサーモジュール
１２２、１２４  センサー
１３０  バッテリ
１４０  バンド
１４２  クラスプ
２１０  メモリ
２１２  運営体制
２１４  アプリケーション
２１６  不揮発性メモリ
２１８  揮発性メモリ
２２０  ＩＯインターフェース
２３０  通信インターフェース
２４０  電力管理ユニット
２５０  分解モジュール
２６０  再構成モジュール
２７０  フィルタ
３００  スマートフォン
３０２  通信信号
５３０  最適化ブロック
５３２  チャンネル選択ブロック
５３４  チャンネル選択フラグブロック
５３６  心拍イベント感知ブロック
９００、１０００  順序図
９０２、９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、９１４、９１６、９１８、９２０、９２２、９２４、９２６、１００１、１００２、１００４、１００６、１００８、１０１０、１０１２、１０１４、１０１６、１０１８  ブロック
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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