用于跟踪生物标志物的可穿戴束带的制作方法

1.本发明涉及电子设备，具体涉及用于跟踪生物标志物等的可穿戴束带。


背景技术：

2.生物标志物是生理信号和/或测量结果等，其可以用作生物体的特定疾病状态或某些其他生理状态的指标。生物标志物跟踪设备能够测量患者的多个生理参数。这些生理参数可以包括心率、心电图信号、血容量变化、氧饱和度以及其他类似的信号和信息。生物标志物跟踪设备以各种形式出现，包括智能手表、移动电话、可穿戴设备等。随着用户健康意识的增强，这种设备的使用已经变得无所不在。该设备可以用于各种环境，包括医疗设施、家庭和工作场所，以及在行走、锻炼和进行其它活动时。这些设备可能是昂贵的，需要维护，并且可能难以使用或解释。因此，需要一种易于使用的生命体征监测设备，它可能更适合和适应于各种环境。


技术实现要素：

3.本发明公开了用于跟踪生物标志物的可穿戴束带的实施方式和用于制造所述可穿戴束带的方法。
4.在实施方式中，生物标志物跟踪可穿戴束带具有印刷电路板组件(pcba)，pcba包括使用印刷银-氯化银(ag-agcl)电极的心电图(ecg)传感器和使用多于两个发光二极管(led)的光学光电容积脉搏波(ppg)传感器，以及封装pcb的直接包覆成型带(a directly over molded band encasing the pcb)。在实施方式中，印刷银-氯化银(ag-agcl)电极还包括被配置为与手指接触的侧面ag-agcl电极和被配置为与附加物(appendage)接触的底部ag-agcl电极，其中，将手指放置在侧面ag-agcl电极上构成能够实现单导联ecg读出(a single-lead ecg readout)的电路。在实施方式中，生物标志物跟踪可穿戴束带还包括被配置为监测至少包括步数和身体姿势的用户活动的加速度计，以及被配置在两个以上led上方的光导管，被配置在两个以上的led上方。在实施方式中，两个以上发光led和一个或多个光电二极管在同一平面上以实施反射式血氧测量(oximetry)，且所述一个或多个光电二极管测量光的背向散射。在实施方式中，直接包覆成型带包括使用压型机与添加剂混合的低温硅胶，所述添加剂至少包括催化剂、控制剂、促进剂和颜料，其中，当硅胶中的催化剂和控制剂混合在一起时，硅胶开始固化。在实施方式中，pcba包括在压型机中用于对准的多个孔。
5.在实施方式中，用于跟踪生物标志物的系统包括：生物标志物跟踪可穿戴束带，其包括印刷电路板组件(pcba)，pcba包括使用印刷银-氯化银(ag-agcl)电极的心电图(ecg)传感器；以及使用多于两个发光二极管(led)的光学光电容积脉搏波(ppg)传感器；以及封装pcba的直接包覆成型带；以及被配置为从所述生物标志物跟踪可穿戴束带接收数据的设备，所述设备被配置为从所述ecg传感器呈现心率(hr)和心率变异性(hrv)，从所述ppg传感器呈现hr、hrv和spo2测量；以及基于从ecg传感器波形数据分解和ppg传感器波形数据分解
导出的脉搏传导时间(ptt)来呈现血压测量结果。在实施方式中，印刷银-氯化银(ag-agcl)电极还包括被配置为与手指接触的侧面ag-agcl电极；以及被配置成与附加物接触的底部ag-agcl电极，其中，将所述手指放置在所述侧面ag-agcl电极上构成能够实现单导联ecg读出的电路。在实施方式中，生物标志物跟踪可穿戴束带还包括被配置为监测至少包括步数和身体姿势的用户活动的加速度计以及被配置在两个以上led上方的光导管，被配置为呈现来自加速度计的步数和身体姿势的设备。在实施方式中，两个以上发光led和一个或多个光电二极管在同一平面上以实施反射式血氧测量，且所述一个或多个光电二极管测量光的背向散射。在实施方式中，直接包覆成型带包括使用压型机与添加剂混合的低温硅胶，所述添加剂至少包括催化剂、控制剂、促进剂和颜料，其中，当硅胶中的催化剂和控制剂混合在一起时，硅胶开始固化。在实施方式中，pcba包括在压型机中用于对准的多个孔。在实施方式中，系统还包括云系统，云系统被配置为利用设备接收和发送数据，其中，数据至少包括历史传感器数据和生物标志物数据。
6.在实施方式中，如本发明所述，使用生物标志物跟踪可穿戴束带跟踪标志物的方法和跟踪生物标志物的系统。
附图说明
7.当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本发明，并且这些附图被并入本说明书中并因此构成本说明书的一部分。要强调的是，根据惯例，附图的各种特征不是按比例绘制的。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意地扩大或缩小。
8.图1是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的架构的示例图。
9.图1a是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的云架构的示例图。
10.图1b是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的云架构中云存储的示例流程图。
11.图1c是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的云架构中查询云储存的示例流程图。
12.图2是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的示例图。
13.图3是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的示例图。
14.图4a-b是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的示例图。
15.图5是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的硬件架构的示例图。
16.图6是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的软件架构的示例图。
17.图7与图7a、7b、7c、7d、7e、7f和7g是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的印刷电路板组件(pcba)的示例图或布局。
18.图8是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的pcba的俯视图的示例图或布局。
19.图9是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的pcba的仰视图的示例图或布局。
20.图10是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带没有电池的pcba的俯视图的示例图或布局。
21.图11是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的pcba的侧视图的示例
图或布局。
22.图12是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的支架中的pcba的透视图的示例照片。
23.图13是根据某些实施方式的包覆成型的生物标志物跟踪可穿戴束带的示例照片。
24.图14a和14b是根据某些实施方式的用于生物标志物跟踪可穿戴束带的包覆成型的模具的照片。
25.图15a-f是根据某些实施方式的用于与生物标志物跟踪可穿戴束带交互的设备上的界面屏幕的示例图。
具体实施方式
26.本发明提供的附图和描述可以被简化以说明所描述的实施例的方面，这些实施例与清楚理解本发明公开的过程、机器、制成品和/或物质组成相关，同时为了清楚起见，排除了在典型的类似设备、系统、组成和方法中可能发现的其他方面。因此，本领域技术人员可以认识到，其它元件和/或步骤对于实现本发明所述的设备、系统、组成和方法可能是期望的或必需的。然而，因为这些元件和步骤在本领域中是公知的，并且因为它们并不有助于更好地理解所公开的实施例，所以在此可能不提供对这些元件和步骤的讨论。然而，本发明被认为固有地包括相关领域的普通技术人员根据本发明的讨论将知道的对所描述的方面的所有这样的元件、变化和修改。
27.在本发明中提供实施例，使得本发明充分彻底并且将所公开的实施例的范围完全传达给本领域技术人员。阐述了许多具体细节，例如具体方面、设备和方法的示例，以提供对本发明的实施例的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，不需要采用某些具体公开的细节，并且实施例可以以不同的形式体现。因此，所阐述的示例性实施例不应被解释为限制本发明的范围。
28.本发明所用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不是旨在进行限制。例如，如本发明所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也可旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指明。术语“包括”、“包含”、“含有”和“具有”是包含性的，因此明确指出了所述特征、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或增加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。
29.因此，本发明所述的步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或示出的特定顺序执行，除非明确确定为优选或所需的执行顺序。还应理解，可采用额外或替代步骤来代替所公开的方面或与所公开方面结合。
30.此外，本发明中尽管术语第一、第二、第三等可以用于描述各种元件、步骤或方面，但是这些元件、步骤或方面不应当受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件或方面与另一个元件或方面区分开。因此，除非上下文清楚地指出，否则诸如术语“第一”、“第二”和其它数字术语当在本发明中使用时不暗示顺序或次序。因此，在不脱离本发明的教导的情况下，下面讨论的第一元件、步骤、部件、区域、层或部分可以被称为第二元件、步骤、部件、区域、层或部分。
31.如本发明所使用的，术语“确定”和“识别”或其任何变型包括使用本发明示出和描述的一个或多个装置和方法以任何方式进行选择、查明、计算、查找、接收、确定、建立、获得
或以其它方式识别或确定。
32.如本发明所使用的，术语“示例”、“实施例”、“实施”、“方面”、“特征”或“元件”表示用作示例、实例或说明。除非明确指出，否则任何示例、实施例、实施、方面、特征或元件独立于彼此，并且可以与任何其他示例、实施例、实施、方面、特征或元件组合使用。
33.如本发明所使用的，术语“或”旨在表示包含性的“或”而不是排他性的“或”，除非另有说明或从上下文中清楚，否则“x包括a或b”旨在表示任何自然的包含性排列。即如果x包括a；x包括b；或者x包括a和b，则“x包括a或b”在任何前述情况下都满足。另外，除非另外指定或从上下文中清楚涉及单数形式，否则本技术和所附权利要求中使用的冠词“一”和“一个”一般应当被解释为表示“一个或多个”。
34.如本发明所使用的，术语“计算机”或“计算设备”包括能够执行本发明所公开的任何方法或其任何一个或多个部分的任何单元或单元的组合。例如，“计算机”或“计算设备”可以包括至少一个或多个处理器。
35.如本发明所使用的，术语“处理器”表示一个或多个处理器，例如一个或多个专用处理器、一个或多个数字信号处理器、一个或多个微处理器、一个或多个控制器、一个或多个微控制器、一个或多个应用处理器、一个或多个中央处理单元(cpu)、一个或多个图形处理单元(gpu)、一个或多个数字信号处理器(dsp)、一个或多个专用集成电路(asic)、一个或多个专用标准产品、一个或多个现场可编程门阵列、任何其它类型的集成电路或集成电路的组合、一个或多个状态机或其任何组合。
36.如本发明所使用的，术语“存储器”表示可以有形地包含、存储、传送或传输可以由任何处理器使用或与任何处理器结合使用的任何信号或信息的任何计算机可用或计算机可读的介质或设备。例如，存储器可以是一个或多个只读存储器(rom)、一个或多个随机存取存储器(ram)、一个或多个寄存器、低功率双倍数据速率(lpddr)存储器、一个或多个高速缓存存储器、一个或多个半导体存储器设备、一个或多个磁介质、一个或多个光介质、一个或多个磁光介质、或其任意组合。
37.如本发明所使用的，术语“指令”可以包括用于执行本发明所公开的任何方法或其任何部分的方向或表达，并且可以以硬件、软件或其任何组合来实现。例如，指令可以被实现为存储在存储器中的信息，诸如计算机程序，其可以由处理器执行以执行如本发明所述的相应方法、算法、方面或其组合中的任何一个。指令或其一部分可以被实现为专用处理器或电路，其可以包括用于执行如本发明所述的方法、算法、方面或其组合中的任何一个的专用硬件。在一些实施方式中，指令的部分可以分布在单个设备上的多个处理器上、分布在多个设备上，所述多个设备可以直接通信或者跨诸如局域网、广域网、因特网或其组合之类的网络通信。
38.如本发明所使用的，术语“应用”一般是指实现或执行一个或多个功能、任务或活动的可执行软件的单元。例如，应用可以执行一个或多个功能，包括但不限于生命体征监测、健康监测、电话、网络浏览器(web browsers)、电子商务交易、媒体播放器、旅行调度和管理、智能家庭管理、娱乐等。可执行软件单元通常在预定环境和/或处理器中运行。
39.本发明描述的非限制性实施例是关于可穿戴束带和制造可穿戴束带的方法，其中，可穿戴束带是生物标志物跟踪可穿戴束带。在权利要求的精神和范围内，可以针对各种应用和用途修改该可穿戴束带和制造该可穿戴束带的方法。在此描述的和/或在附图中示
出的实施例和变型仅作为示例呈现，并且不限制范围和精神。这里的描述可以适用于设备和制造设备的方法的所有实施例。
40.本发明公开了生物标志物跟踪可穿戴束带和制造可穿戴束带的方法的实施方式。生物标志物跟踪可穿戴束带提供多种传感模态，包括活动监测、使用多于两个发光二极管(led)和光电二极管或光电检测器的光学光电容积脉搏波(ppg)、以及在小型可穿戴束带中使用印刷银-氯化银(ag-agcl)电极的心电图(ecg)。在实施方式中，可穿戴束带可以是腕带、踝带等。生物标志物跟踪可穿戴束带集成了多种传感模态，这些模态协调工作以提供个体健康状态的整体连续监测的若干参数，例如，在一台设备上进行ecg、血氧测定和导出的血压测量。
41.在实施方式中，生物标志物跟踪可穿戴束带包括在液体硅胶中直接包覆成型的印刷电路板(pcb)组件(pcba)，以制造可穿戴束带，该可穿戴束带用于监测来自加速度计的步数和身体姿势(跑步、行走、静止)方面的活动，来自单导联ecg测量的丝网印刷ecg电极的心率(hr)和心率变异性(hrv)、来自包括三个led(红色、绿色和红外)和四个光电二极管的ppg传感器(反射式血样定量法)的hr、hrv和spo2测量、以及基于从ecg和ppg波形数据分解导出的脉搏传导时间(ptt)的血压测量。在反射式血氧测量的实例中，led和光电二极管(pd)在同一平面上，且pd测量光的背向散射。
42.数据被传输到移动或蜂窝电话应用程序，然后这些应用程序基于应用程序编程接口(api)与云后端通信以用于长期数据存储和档案参数的检索。在实施方式中，移动或蜂窝电话应用提供数据的可视化。
43.在实施方式中，生物标志物跟踪可穿戴束带与智能手机应用程序对接以测量、流送和记录实时数据，以便向(多个)用户提供全面的传感信息。应用程序将经后处理的传感器数据传输到云，以便存储和检索智能手机应用程序的历史趋势。在实施方式中，移动或蜂窝电话应用程序与后端云服务器通信以存储和检索历史传感器数据，用于指导用户的健康和保健决策。
44.在实施方式中，通过同时进行ecg和ppg测量以导出脉搏传导时间(ptt)来测量血压。生物标志物跟踪可穿戴束带包括用于测量ecg信号的ecg传感器(电极)和用于测量光学信号以检测动脉和毛细血管中的血容量变化的ppg传感器。从ptt中可以导出收缩压和舒张压，ptt是来自ecg波形的r峰和来自ppg信号的收缩期峰之间的距离。也就是说，ptt可以从集成在单个可穿戴束带内的两个不同的传感器导出。
45.在实施方式中，生物标志物跟踪可穿戴束带中的电极是在组装印刷电路板的背面(12
×
12mm2)和侧面(6
×
12mm2)上的10μm厚的丝网印刷ag-agcl电极。在实施方式中，背面电极接触手腕或类似表面，并且侧面电极旨在接触另一只手的食指或类似物，以构成电路并实现单导联ecg读出。
46.在实施方式中，生物标志物跟踪可穿戴束带包括对20mah容量的3.7v锂离子电池进行感应充电的无线接收线圈。板上的三光显示器led提供关于设备的功能(通电、配对、传感器测量、低电量模式等)的通知。
47.生物标志物跟踪可穿戴束带包括使用低温硅胶与专用高精度混合设备的直接包覆成型的板载电子器件和组装印刷电路板。在实施方式中，包括有源和无源电子组件的电子器件(印刷电路板(pcb))、电池和包括ecg和ppg板的传感器被包覆成型在低温液体硅胶
中。在实施方式中，包覆成型的方法包括3d打印的热保护/绝缘护罩，用于将硅胶直接包覆成型到电子器件/pcb组件(pcba)上；3d打印的热保护/绝缘注入板，用于将硅胶直接包覆成型到电子器件/pcba上、设计溢流细部，允许较低填充压力并提供对截留空气的彻底排空(在成型之后去除成型的溢流细部)；以及设计具有可调节预加载功能的模具，用于根据需要优化和调节传感器上的钢密封区域。硅胶是惰性的，并且通过将其用于电子器件的包覆成型，生物标志物跟踪可穿戴束带可以在临床领域中用于在流动环境(例如，血液透析、化疗治疗等)中对患者进行短期监测，其中，诸如hr、hrv和bp等指标需要连续监测。
48.生物标志物跟踪可穿戴束带适用于消费者健康、诊断、患者监测、创伤、一氧化碳、诊断耗材和血液管理，并且可以用于水合(hydration)、感染、温度调节、肌肉疲劳、透析、消防、多汗、压力、以及比如健康、健康、疾病和疾病状态。
49.图1是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带1100的架构(architecture)或系统1000的示例图。系统1000包括与应用设备1200通信或连接(统称为“连接”)的生物标志物跟踪可穿戴束带1100，该应用设备继而连接到基于云的处理和存储设备(统称为“云设备”)1300。生物标志物跟踪可穿戴束带1100、应用设备1200和云设备1300可以通过有线、无线和/或其组合连接，其中连接可以包括网络，例如但不限于因特网、内联网、局域网(lan)、广域网(wan)、公共网络、诸如蓝牙的专用或个人区域网、蜂窝网络、基于wifi的网络、电话网络、陆线网络、公共交换电话网络(pstn)、无线网络、有线网络、专用交换分机(pbx)、综合服务数字网络(isdn)、ip多媒体服务(ims)网络、互联网协议语音(voip)网络，以及类似的包括它们的任何组合。
50.生物标志物跟踪可穿戴束带1110包括用于测量用户的生理、生物和类似测量的多个传感器。传感器包括，但不限于，用于测量心率和心率变异性的ecg传感器、用于测量心率、心率变异性、血压和血氧饱和度(spo2)的ppg传感器、用于测量步数和跌倒检测的加速度计、以及其它类似的传感器。
51.应用设备1200可以是但不限于终端用户设备、个人计算机(pcs)、蜂窝电话、因特网协议(ip)设备、计算机、台式计算机、笔记本电脑、移动设备、手持式计算机、pdas、个人媒体设备、智能手机、笔记本、记事本、平板电脑等，其至少包括用于处理和显示数据的显示器和处理器。
52.云设备1300是提供处理、存储和类似服务的任何云计算平台或设备。在实施方式中，云设备1300允许应用设备1200通过api 1250存储和检索健康/医疗数据。图1a是根据某些实施方式的云设备1300的云架构1400的示例图。云设备架构1400包括api网关1410、数据库1420、事件驱动的无服务器计算平台(edscp)1430、存储服务1440、云可穿戴束带服务平台1450以及身份和访问管理平台1460。api网关1410连接到edscp 1430、云可穿戴束带服务平台1450、以及身份和访问管理平台1460。edscp 1430与云可穿戴束带服务平台1450、存储服务1440、身份和访问管理平台1460以及数据库1420连接，数据库又与包括云可穿戴束带服务平台1450和身份和访问管理平台1460的模块1470连接。
53.api网关1410托管api以供应用设备1200使用。数据库1420由具有多个表的nosql数据库组成，以存储传感器数据和其他信息。edscp 1430运行代码以响应事件，并自动管理该代码所需的计算资源，并在无需提供或管理服务器的情况下运行代码。
54.云设备1300将存储健康护理数据并将其与简档(profile)id相关联。如果移动应
用或应用设备1200上的用户改变他/她的简档id，则旧数据与旧简档id相关联，并且新数据将与新简档id相关联。不存在简档id的聚集。所有api都使用json格式。移动应用或应用设备1200将每次向云设备1300发送针对特定日或其一部分的数据。换言之，存储数据的单个api请求将仅包括特定日期的数据，但可以发送同一天的多个api请求。移动应用或应用设备120将尽可能快地(当连接到网络时)向云设备1300发送数据。云api是非同步的，并且将在接收到数据时存储数据，并且将允许在请求数据时检索数据。
55.api 1250用于存储用户简档信息。移动应用或应用设备1200允许用户在初始注册时输入以下信息：性别、年龄、身高、体重和唯一用户名(例如，用户输入的电子邮件地址)。移动应用或应用设备1200将使用预定义算法将该用户名转换为唯一id。用户不允许修改用户名。api 1250将仅使用id。该机制将允许用户在web应用程序上查看他/她的信息，当可用时，其中web应用程序可以使用相同的预定义算法来将用户提供的用户名转换为可以在api请求时使用的简档id。当用户提交信息时，移动应用或应用设备1200将它们本地存储并将它们发送到云设备1300。当改变时，移动应用或应用设备1200将发送id和诸如性别、身高和体重的其他数据。当用户更新该信息时，移动应用或应用设备1200将向云设备1300发送该信息。
56.图1b是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的云架构中云存储的方法1500的示例流程图。移动设备例如向云端发送数据，例如生物标志物跟踪数据(1505)。api网关验证该请求并将数据转发到edscp(1510)。edscp确定数据的有效性(1515)。如果数据无效，edscp发送错误消息给api网关(1520)，该网关接着转发消息给移动设备(1525)。如果数据有效，edscp确定数据的类型(1530)。如果数据是ecg数据或ppg数据，则edscp将数据分段并将每个分段存储在存储服务中(1535)。存储服务触发edscp将每个数据段存储在数据库中(1540)。edscp在每个成功存储事件之后发送成功消息(1545)。如果数据不是ecg数据或ppg数据，edscp将数据存储在数据库中，并在每个成功存储事件之后发送成功消息(1545)。api网关将消息转发到移动设备(1525)。
57.图1c是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的云架构中查询云储存的方法1600的示例流程图。移动设备向云查询数据(1605)。api网关验证查询并将查询转发给事件驱动的无服务器计算平台(1610)。如果查询无效，则edscp向api网关发送错误消息(1615)，api网关又将错误消息转发给移动设备(1620)。如果查询有效，则edscp确定请求是否是对原始数据的(1625)。如果该请求是针对原始数据的，那么edscp查询数据库(1635)。然后，edscp响应接收的数据和成功消息(1640)，该成功消息被转发到api网关，然后被转发到移动设备(1625)。如果该请求不是针对原始数据的，那么edscp查询数据库并格式化接收的数据(1645)。然后，edscp响应格式化数据和成功消息(1640)，该成功消息被转发到api网关，然后被转发到移动设备(1625)。
58.在操作上，参考图1、1a、1b和1c，向用户提供生物标志物跟踪可穿戴束带。生物标志物跟踪可穿戴束带使用主板上的传感器收集来自用户的数据。数据被传输、发送和/或通信到应用设备。在实施方式中，数据通过与应用设备的蓝牙连接来传送。应用设备可以处理该数据以确定用户的生理和生物特性，例如血压，其是根据从同时的ecg和ppg测量导出的脉搏传导时间(ptt)确定的。在实施方式中，可以确定其他的生理和生物特性。应用设备可以显示用户的测量和导出的生理和生物特性或参数。测量和导出的生理和生物特性或参数
可以由应用设备传输、发送和/或传送到云设备以用于分析和存储。例如，云设备可以对测量和导出的生理和生物特性或参数进行历史分析，并且通过应用设备向用户提供建议。
59.图2是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带2000的示例图。如本发明所述，生物标志物跟踪可穿戴束带2000包括ecg传感器2100、ppg传感器2200和加速度计2300。在这种情况下，生物标志物跟踪可穿戴束带2000是力形式的贴合形状因子(force-form fit form factor)。可操作地，生物标志物跟踪可穿戴束带2000可以如本发明所述的那样起作用。
60.图3是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带3000的示例图。在这种情况下，生物标志物跟踪可穿戴束带3000是束带形状因子。可操作地，生物标志物跟踪可穿戴束带3000可以包括本发明所述的部件并且如本发明所述的那样起作用。
61.图4a-b是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带4000的示例图。如图4a所示，生物标志物跟踪可穿戴束带4000包括用于与用户4100接合的束带、用于指示不同动作的led光导管或显示器4200、以及电源按钮4300。如图4b所示，生物标志物跟踪可穿戴束带4000包括用于ecg传感器的底部或面向用户表面的电极4400和侧面电极4500。
62.在实施方式中，led显示器4200包括三个led，每个led具有不同的颜色。三个led可以包括绿色led、红色led和蓝色led。因此，led显示器4200可以根据led的颜色或顺序指示多个动作。在实施方式中，如果led显示器4200是绿色的，则这表示生物标志物跟踪可穿戴束带4000通电。led显示器4200保持“点亮”或绿色2秒，然后每2秒闪烁一次，表示正常运行。在实施方式中，例如，如果led显示器4200为绿蓝色，则这表示生物标志物跟踪可穿戴束带4000正在与应用设备进行蓝牙配对。在这种情况下，在配对时，在正常的绿色闪烁(如上所述)的基础上会增加一次蓝色闪烁。配对之后，led显示器4200恢复为绿色闪烁，每2秒闪烁一次。如果配对不成功，则led显示器4200恢复为绿色闪烁，每2秒闪烁一次。在实施方式中，如果led显示器4200是红色的，则这表示生物标志物跟踪可穿戴束带4000正在充电。生物标志物跟踪可穿戴束带4000可能需要保持“点亮”以便实现这种使用情况。在充电周期的持续时间内(例如，当设备被放置在充电板上时)，灯会一直亮着(保持“点亮”)。
63.在实施方式中，如果led显示器4200是蓝色的，则这表示跌倒检测事件已经发生。led显示器4200保持“点亮”2秒。在跌倒检测之后，led显示器4200恢复到正常操作下每2秒闪烁一次绿色。在实施方式中，如果led显示器4200是红色的，则这指示生物标志物跟踪可穿戴束带的电量低。在低电量水平，led显示器4200在每次闪烁之间以500毫秒间隔闪烁两次(总持续时间为1秒)。2次闪烁的频率是每10秒一次。
64.在实施方式中，如果led显示器4200是蓝色的，则这表示只有ppg传感器正在获取数据。在这种情况下，在仅采集ppg期间，led显示器4200每250毫秒闪烁一次(1秒内闪烁4次)。以上述速率持续闪烁，直到采集终止或者在应用设备上提供心率和心率变异性值。在实施方式中，在此测量期间，ppg led也可能在生物标志物跟踪可穿戴束带4000的背面点亮。
65.在实施方式中，如果led显示器4200是蓝色的，则这表示ecg传感器正在采集数据。在这种情况下，在仅采集ecg期间，led显示器4200每500毫秒闪烁一次(1秒内闪烁2次)。例如，以上述速率持续闪烁，直到采集终止或者在应用设备上提供心率和心率变异性值。在这种情况下，用户必须将另一只手的食指放置在侧面电极上才能完成此测量。在实施方式中，
如果led显示器4200是蓝色的，则这表示正在进行同时或几乎同时的测量以基于ptt导出血压(bp)。在这种情况下，led显示器4200在整个测量期间保持“点亮”(稳定的光)，直到在应用设备上显示收缩和舒张bp值或者直到测量终止。在这种情况下，用户必须将手指保持在侧面电极上，并且可以在设备的背面上观察到ppg led。在实施方式中，如果led显示器4200是暗的或者没有可见光，则这表示生物标志物跟踪可穿戴束带已断电。在设备断开之前，没有固定的时间长度要求。可操作地，生物标志物跟踪可穿戴束带4000可以包括本发明所述的部件并且如本发明所述的那样起作用。
66.图5是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带5000的硬件架构的示例图。生物标志物跟踪可穿戴束带5000包括印刷银(ag)-氯化银(agcl)电极5050(用于ecg测量)，其连接到模拟前端5100。ppg传感器5150也被连接到模拟前端5100。模拟前端5100连接到处理器5200(具有集成蓝牙的低功率mcu)，其进一步连接到加速度计5250、led显示器5300和天线5350。生物标志物跟踪可穿戴束带5000还包括电源管理模块5400。生物标志物跟踪可穿戴束带5000还包括电池5450，其通过连接器5550连接到接通/断开开关5500。接通/断开开关5500进一步连接到红色、蓝色和绿色led5600，且连接到模拟前端5250和加速计5100。可操作地，生物标志物跟踪可穿戴束带5000可以包括本发明所述的部件并且如本发明所述的那样起作用。生物标志物跟踪可穿戴束带5000可以通过天线5350与具有天线5750的设备5700通信。可操作地，生物标志物跟踪可穿戴束带5000可以包括本发明所述的部件并且如本发明所述的那样起作用。
67.图6是根据实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带和应用设备的软件和固件(firmware)架构6000的示例图。生物标志物跟踪可穿戴束带的处理器固件6100包括电源6110和数据传输6120模块以及驱动器，该驱动器包括led 6130、模拟前端、egg传感器和ppg传感器6140、蓝牙协议栈(stack)6150、加速度计6160、显示器6170、串行外设接口6180等。应用设备6200包括处理和显示ppg数据6210、ecg数据6220、心率变异性数据6230、步数6240、血压6250等数据的应用。应用设备6200还包括数据存储模式6260、蓝牙协议栈6270和其它库6280。可操作地，包括软件和固件架构6000的生物标志物跟踪可穿戴束带可以包括本发明所述的部件并且如本发明所述的那样起作用。
68.图7是根据实施方式的生物标志物跟踪可穿戴带束带7000的印刷电路板组件(pcba)7100的示例图或布局，包括图7a、7b、7c、7d、7e、7f和7g。在分解图中，生物标志物跟踪可穿戴束带7000包括位于pcba 7100主板的上表面7110的光导管7200和电池7210。在分解图中，生物标志物跟踪可穿戴带7000包括位于pcba 7100主板的下表面7120的底部ecg电极7300、ppg传感器7310和无线电源充电器7320。在分解图中，生物标志物跟踪可穿戴束带7000包括连接到pcba 7100主板的侧面7130的侧面ecg电极7400。pcba 7100的上表面7110还包括电源按钮7500。可操作地，包括软件和固件架构7000的生物标志物跟踪可穿戴束带可以包括本发明所述述的部件并且如本发明所述的那样起作用。
69.图8是根据实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带8000的pcba 8100的俯视图的示例图或布局。该视图显示了电池组8200、电源开关8300、加速度计8400、处理器8500、显示器led 8600和丝网印刷侧面ecg ag-agcl电极8700。可操作地，生物标志物跟踪可穿戴束带8000可以包括本发明所述的部件并且如本发明所述的那样起作用。
70.图9是根据实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带9000的pcba 9100的仰视图的
示例性图示或布局。该视图显示了用于感应充电的无线接收器线圈9200、用于心率和氧饱和度的光学测量的ppg传感器9300、以及用于与例如手腕接触的丝网印刷的底部或背部ecg ag-agcl电极9400。可操作地，生物标志物跟踪可穿戴束带9000可以包括本发明所述的部件并且如本发明所述的那样起作用。
71.图10是根据实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带10000的没有电池的pcba 10100的俯视图的示例图或布局。在该视图中，移除了电池组，并且显示了用于ppg和ecg信号处理的模拟前端10200。可操作地，生物标志物跟踪可穿戴束带10000可以包括本发明所述的部件并且如本发明所述的那样起作用。
72.图11是根据实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带11000的pcba 11100的侧视图的示例图或布局。在该视图中，显示了用于与另一只手的食指接触的丝网印刷侧面ecg ag-agcl电极11200，以及低压差稳压器11300。可操作地，生物标志物跟踪可穿戴束带11000可以包括本发明所述的部件并且如本发明所述的那样起作用。
73.图12是根据实施方式的生物标记跟踪可穿戴束带12000的支架(holder)12200中的pcba 12100的透视图的示例照片。在该视图中，光导管12300位于显示器led 12400之上。此外，pcba 12100包括用于接合如本发明所述的模具的三个孔12500。在实施方式中，光导管12400是3d打印的。可操作地，生物标志物跟踪可穿戴束带12000可以包括本发明所述的部件并且如本发明所述的那样起作用。
74.图13是根据实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带13000的示例照片。在这种情况下，pcba 13100已经使用如本发明所述的透明低温混合物直接包覆成型。因此，可以看到丝网印刷侧面ecg ag-agcl电极13200、丝网印刷底部ecg ag-agcl电极13300、ppg传感器13400、无线接收充电线圈13500。在这种情况下，led-光电二极管组13600也是可见的。在实施过程中，ppg传感器13400采用反射式脉搏血氧测定法来进行适当的测量。可操作地，生物标志物跟踪可穿戴束带13000可以包括本发明所述的部件并且如本发明所述的那样起作用。
75.图14a和14b是根据某些实施方式的生物标志物跟踪可穿戴束带的包覆成型的模具的照片。图14a显示了模具的腔体侧(cavity side)，图14b显示了模具的芯体侧(core side)。在这种情况下，使用pcba中的三个孔将pcba固定在模具上。该模具与硬度为70shore a的低温固化硅胶一起使用，这使得pcba能够直接包覆成型。将硅胶与包括催化剂、控制剂、促进剂(如果使用)和颜料的添加剂混合。这些材料在压型机顶部的注射螺杆/机筒处混合。当硅胶中的催化剂和控制剂混合在一起时，硅胶开始固化。通过控制剂与促进剂的比例来调节固化过程的整体速度。
76.图15a-f是根据实施方式的用于与生物标志物跟踪可穿戴束带交互的设备上的界面屏幕的示例图。图15a是版本页面的屏幕截图，图15b是主页的屏幕截图，图15c是点击可穿戴束带链接之后的屏幕截图，图15d是点击历史链接之后的屏幕截图，图15e是点击加速度计链接之后的屏幕截图，以及图15f是点击加速度计链接并查看实际步数之后的屏幕截图。
77.在说明性的临床(平衡状态)使用情况下，关闭加速度计，并且ppg和ecg传感器是不活动的。如果用户按下ecg检测的开始按钮并且电路接通，ecg传感器开始测量心脏的电活动。这会调用ppg传感器来检测血流量。加速度计被激活以记录任何当前数据。使用蓝牙
接口(ble)将数据发送到应用/应用设备以实时观察数据。应用程序实时地记录和显示数据。
78.在说明性的活动状态使用情况下，当用户已经参与健身活动并启动设备时，进入使用情况。用户可以在运动或跟随活动时启动设备。当用户在运动中时，不能执行ecg。在这种情况下，加速度计被关闭，并且ppg和ecg传感器是不活动的。如果用户按下ecg检测的开始按钮，并且用户在运动中，则电路没有完成，并且不能启动ecg。按下开始按钮会调用ppg传感器来检测血流量。系统等待电路完成以开始ecg。加速度计被激活以记录任何当前检测的数据。使用蓝牙接口(ble)将数据发送到应用/应用设备以实时观察数据。应用程序实时地记录和显示数据。
79.在说明性的非活动状态使用情况下，加速度计和ppg是活动的，而ecg检测是不活动的。该设备在低电量模式下运行，以记录该模式下的数据。ppg和加速度计继续保持活动以监测睡眠唤醒模式。使用蓝牙接口(ble)将数据发送到应用/应用设备以记录数据。应用程序实时地显示加速度计和ppg的数据。
80.在各种示例性实施例中示出的方法的构造和布置仅是说明性的。尽管在本发明中仅详细描述了几个实施例，但是许多修改是可能的(例如，大小、尺寸、结构、各种元件的形状和比例、参数值、安装布置、材料和部件的使用、颜色、取向等的变化)。例如，元件的位置可以颠倒或以其它方式改变，并且各别元件的性质或数量或位置可以改变或变化。因此，所有这些修改都旨在包括在本发明的范围内。任何过程或方法步骤的顺序或次序可根据替代实施例而变化或重新排序。在不脱离本发明的范围的情况下，可以在示例性实施例的设计、操作条件和布置中做出其它替代、修改、改变和省略。
81.尽管附图可能示出方法步骤的具体顺序，但是步骤的顺序可以与所描绘的不同。而且，可以同时或部分同时执行两个或更多步骤。这种变化将取决于所选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这些变化都在本发明的范围内。同样，软件实施可以利用标准编程技术来完成，该标准编程技术具有基于规则的逻辑和其他逻辑来完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策步骤。
82.虽然已经结合某些实施例描述了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的实施例，而是相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的范围内的各种修改和等效布置，所附权利要求的范围符合最广泛的解释，以便涵盖法律所允许的所有这样的修改和等效结构。