[发明专利]具有标准化心脏振动描记信号的可穿戴健康设备系统

说明书

一种可穿戴健康设备系统包括被配置为由主体穿戴的外壳，以及具有至少两个加速度计的传感器组装件，所述至少两个加速度计感测沿着非平行轴的加速度。可操作地连接到传感器组装件和存储器的处理器执行存储器中的程序指令，以从加速度计获得SCG模板数据，并且将获得的SCG模板数据划分成至少一个心动周期段。心动周期段用于生成SCG加速度模板，所述SCG加速度模板进而用于生成SCG旋转矩阵。然后，从加速度计获得SCG加速度数据，并且通过将生成的SCG旋转矩阵应用于获得的SCG加速度来使SCG加速度数据标准化。

本申请要求于2018年2月26日提交的序列号为62/635,183的美国临时申请的优先权权益，该美国临时申请的公开内容通过引用以其整体并入本文中。

技术领域

本公开总体上涉及可穿戴健康设备，并且更特别地涉及具有补偿心脏振动描记（seismocardiography）信号的可穿戴健康设备系统。

背景技术

除非本文中另有说明，否则本节中描述的材料不是本申请中权利要求的现有技术，并且不因包含在本节中而被承认为是现有技术。

心血管疾病是死亡的主要原因之一。已经开发了许多诊断方法来提供关于心血管功能的见解，以便诊断心血管疾病。这些方法包括心电图（ECG）、超声心动图（ECHO）、磁共振成像（MRI）和计算机断层（CT）扫描。这些方法关注心脏的物理结构和心脏的电活动。

另一种方法是听诊，其牵涉到听心脏可听的声音。听心脏来检测潜在的问题是一种发展的技能，所述发展的技能在检测创建独特声音的某些结构问题中是有用的。作为示例，可以通过听诊来检测心脏杂音。

一种从根本上不同于上述方法的方法是心脏振动描记法（SCG）。心脏振动描记法（SCG）是对典型地在胸骨处的身体振动的检测/记录，所述身体振动由心血管功能引起。基于这些测量，可以标识诸如心率、心率变异性、血压估计、心输出量以及还有潜在的心血管健康问题之类的不同的参数。通过SCG获得的信息可以为缺血检测、心肌收缩力、心房颤动和其他心脏问题提供有价值的诊断见解。因为SCG对振动敏感，所以它可以用在诊断与心血管功能相关的机械问题和电问题二者中。

不同于心冲击描记术（BCG）技术——其测量身体对心脏血液喷射的反应力，SCG利用诸如附接到胸部的加速度计之类的可穿戴的传感器。由于传感器技术中的最近进展，可以利用三维（3D）加速度计以高采样率和位分辨率获取SCG信号，从而使能实现详细的SCG评估。因此，SCG评估不像BCG方法的情况下那样受制于基于心血管力（一维）的简单求和加速度的限制。

然而，在SCG中的测量信号的特性取决于测量定位（传感器典型地在胸部上的位置和定向）以及主体的解剖和生理特性。主体间的变异性是例如由不同主体之间心脏和主动脉的定位和定向中的变化引起的。各种解剖结构的定向可以在主体之间变化一定量的度并且移位若干厘米。主体内的变异性主要是由在将传感器移除之后并且然后将传感器重新附接到相同人员的胸部上或替换为相同人员的胸部上的另一个加速度传感器的平移和旋转误差引起的。这导致高的主体间和主体内变异性，并且使得在个体之间以及在针对单个个体的测量时段之内二者的SCG信号之间的比较变得困难。这对于自动化评估例程而言特别成问题。

传统上，内部解剖结构的精确定向和位置是通过侵入性测量或通过使用诸如CT扫描之类的复杂成像方法来完成的。侵入性过程的成本和固有危险以及为了减少由不断变化的生理因素导致的误差而进行的复杂成像过程的成本抑制了SCG传感器的广泛使用。

因此，如果来自SCG传感器设备的输出可以被标准化，从而减少由传感器位置和定向引起的误差/差异，则将是有益的。自动补偿将是进一步有益的。一种补偿传感器位置和定向中的改变的设备将是进一步有益的，所述设备不要求侵入性方法或复杂的成像方法来建立内部解剖结构的定向。

发明内容