ES2984289T3 - Dispositivo de detección de frecuencia cardíaca y método relacionado - Google Patents

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Abstract

Algunas realizaciones pueden incluir un dispositivo para detectar la frecuencia cardíaca. En varias realizaciones, el dispositivo puede comprender al menos un sensor de desplazamiento capacitivo acoplado a una correa. En muchas realizaciones, el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo puede comprender dos electrodos. En algunas realizaciones, los dos electrodos pueden comprender un electrodo de transmisión externo y un electrodo de recepción interno. En varias realizaciones, el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo puede detectar un pulso al producir una señal asociada con un cambio de distancia entre la piel de un usuario del dispositivo y el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo. También se proporcionan otras realizaciones de aparatos, métodos y sistemas relacionados. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de detección de frecuencia cardíaca y método relacionado
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud reivindica prioridad a la Solicitud Provisional de los Estados Unidos número 62/553202 presentada el 1 de septiembre de 2017.
Campo técnico
Esta divulgación se refiere en general a dispositivos para detectar la frecuencia cardíaca, variabilidad de la frecuencia cardíaca, intervalos de latido a latido, frecuencia respiratoria, e intervalos de respiración a respiración, y se refiere más particularmente a dispositivos de frecuencia cardíaca con al menos un sensor de desplazamiento capacitivo.
Antecedentes
De manera similar a las tendencias observadas en las tecnologías de monitoreo de la salud humana y el estado físico, están surgiendo rápidamente productos dentro de la categoría de animales de compañía que aprovechan las tecnologías existentes y emergentes para adquirir datos biométricos y de comportamiento de un animal individual que luego se pueden traducir en conocimientos personalizados en la salud actual y predictiva del animal. Emociones como el miedo o la felicidad afectan de manera no voluntaria la velocidad de los latidos del corazón (Frecuencia Cardíaca o HR) y el ritmo del corazón (tiempo entre latidos o Variabilidad de la Frecuencia Cardíaca o HRV). La detección de cambios en la HR y la HRV ayuda a proporcionar información sobre los cambios en el estado emocional de las mascotas. Los dueños de mascotas involucrados quieren saber sobre el bienestar de sus mascotas cuando no pueden estar juntas. Es posible que los dueños de mascotas quieran tener información remota sobre el estado emocional de sus mascotas a la vez que están en el trabajo o durante los viajes. El dueño de una mascota también puede tener acceso al bienestar de su mascota a la vez que está en la peluquería, en una residencia canina, o con un paseador de perros. Además, los cambios en la HR y la respiración pueden ayudar a detectar cambios en la función cardíaca y la respiración normales; estos cambios pueden alertar al dueño de la mascota de la necesidad de llevarla al veterinario. La capacidad de adquirir datos de frecuencia cardíaca y variabilidad de la frecuencia cardíaca de una persona o animal puede ofrecer una rica fuente de datos para identificar información actual y predictiva sobre el estado de ánimo y la salud personalizada para el individuo. Si bien se han observado tecnologías actuales que permiten la adquisición de la señal de frecuencia cardíaca y variabilidad de la frecuencia cardíaca con precisión en animales de compañía cuando están en reposo, la movilidad o movimiento del animal introduce artefactos de ruido en estas señales las cuales reducen significativamente la precisión y la confianza disponibles en los datos. Por lo tanto, existe la necesidad de un enfoque para la frecuencia cardíaca y la adquisición de la señal de frecuencia cardíaca que pueda aumentar significativamente la confianza y precisión en los datos más allá de la capacidad de otras tecnologías existentes.
El documento US 2017/0027344 divulga un sistema para aliviar el bloqueo de las vías respiratorias en una persona que duerme, comprendiendo el sistema un detector de proximidad capacitivo para detectar la frecuencia cardíaca del usuario.
El documento WO 2016/193972 divulga un sistema para monitorear un objeto, incluida la frecuencia cardiaca de un humano o un animal, utilizando un sensor de campo eléctrico para medir la capacitancia eléctrica entre el sensor y un área predeterminada del objeto.
El documento EP 3138478 divulga un módulo portátil de detección de frecuencia cardíaca que comprende un sensor capacitivo para medir la distancia entre el sensor y la piel del portador.
Sumario de la invención
Esta divulgación se refiere en general a dispositivos para detectar la frecuencia cardíaca, la variabilidad de la frecuencia cardíaca, los intervalos de latido a latido del corazón, la frecuencia respiratoria, y los intervalos de respiración a respiración. La divulgación se refiere más particularmente a dispositivos de frecuencia cardíaca con al menos un sensor de desplazamiento capacitivo.
Se proporciona un dispositivo de acuerdo con la invención para detectar la frecuencia cardíaca de acuerdo con la reivindicación 1.
Se proporciona un sistema para determinar la frecuencia cardíaca de acuerdo con la reivindicación 3.
Se proporciona un método de acuerdo con la invención para determinar la frecuencia cardíaca de acuerdo con la reivindicación 7.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 ilustra una vista en elevación frontal de un sistema de ordenador que es adecuado para implementar al menos parte de un sistema de ordenador central.
La Figura 2 ilustra un diagrama de bloques representativo de elementos ejemplares incluidos en las placas de circuito dentro de un chasis del sistema de ordenador de la Figura 1.
La Figura 3 ilustra un diagrama de bloques representativo de un sistema, de acuerdo con una realización.
La Figura 4 ilustra un diagrama de bloques representativo de una porción del sistema de la Figura 3, de acuerdo con una realización.
La Figura 5 ilustra un diagrama de bloques representativo de otra porción del sistema de la Figura 3, de acuerdo con una realización.
La Figura 6 ilustra es un diagrama de flujo para un método, de acuerdo con una realización.
La Figura 7 ilustra es un diagrama de flujo para un método, de acuerdo con una realización.
La Figura 8 ilustra un dispositivo de detección de frecuencia cardíaca, de acuerdo con una realización.
La Figura 9 ilustra gráficos de datos asociados con una realización.
La Figura 10 ilustra un dispositivo de detección de frecuencia cardíaca, de acuerdo con otra realización.
Descripción detallada de la invención
Por simplicidad y claridad de la ilustración, las figuras de los dibujos ilustran la forma general de construcción, y se pueden omitir descripciones y detalles de características y técnicas bien conocidas para evitar oscurecer innecesariamente la presente divulgación. De manera adicional, los elementos en las figuras del dibujo no están necesariamente dibujados a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos de los elementos en las figuras pueden exagerarse con respecto a otros elementos para ayudar a mejorar la comprensión de las realizaciones de la presente divulgación. Los mismos números de referencia en diferentes figuras indican los mismos elementos.
Los términos “primero”, “segundo”, “tercero”, “cuarto”, y similares en la descripción y en las reivindicaciones, si las hay, se utilizan para distinguir entre elementos similares y no necesariamente para describir un orden secuencial particular. o cronológico. Se debe entender que los términos así utilizados son intercambiables en circunstancias apropiadas, de tal manera que las realizaciones descritas en la presente memoria sean, por ejemplo, capaces de funcionar en secuencias distintas a las ilustradas o descritas de otro modo en la presente memoria. Además, los términos “ incluir” y “tener”, y cualquier variación de estos, pretenden cubrir una inclusión no exclusiva, tal que un proceso, método, sistema, artículo, dispositivo, o aparato que comprende una lista de elementos no es necesariamente limitado a esos elementos, pero puede incluir otros elementos no expresamente enumerados o inherentes a tal proceso, método, sistema, artículo, dispositivo, o aparato.
Los términos “ izquierda”, “derecha”, “frente”, “atrás”, “superior”, “inferior”, “encima”, “debajo”, y similares en la descripción y en las reivindicaciones, si las hubiera, se utilizan con fines descriptivos y no necesariamente para describir posiciones relativas permanentes. Se debe entender que los términos así utilizados son intercambiables bajo circunstancias apropiadas, de tal manera que las realizaciones del aparato, métodos, y/o artículos de fabricación descritos en la presente memoria sean, por ejemplo, capaces de funcionar en otras orientaciones distintas a las ilustradas o descritas de otro modo en la presente memoria.
Los términos “acoplar”, “acoplado”, “acopla”, “acoplamiento”, y similares deben entenderse ampliamente y referirse a conectar dos o más elementos mecánicamente y/o de otro modo. Dos o más elementos eléctricos pueden estar acoplados eléctricamente entre sí, pero no estar acoplados entre sí mecánicamente o de otro modo. El acoplamiento puede ser por cualquier período de tiempo, por ejemplo, permanente o semipermanente o sólo por un instante. “Acoplamiento eléctrico” y similares deben entenderse ampliamente e incluir un acoplamiento eléctrico de todo tipo. La ausencia de la palabra “de manera extraíble”, “extraíble”, y similares cerca de la palabra “acoplado” y similares no significa que el acoplamiento, etc. en cuestión es o no extraíble.
Como se define en la presente memoria, “aproximadamente” puede, en algunas realizaciones, significar dentro de más o menos el diez por ciento del valor indicado. En otras realizaciones, “aproximadamente” puede significar dentro de más o menos el cinco por ciento del valor indicado. En realizaciones adicionales, “aproximadamente” puede significar dentro de más o menos el tres por ciento del valor indicado. En aún otras realizaciones, “aproximadamente” puede significar dentro de más o menos el uno por ciento del valor indicado.
La invención se refiere a un dispositivo para detectar la frecuencia cardíaca. El dispositivo comprende al menos un sensor de desplazamiento capacitivo acoplado a una correa. El al menos un sensor de desplazamiento capacitivo comprende dos electrodos. Los dos electrodos comprenden un electrodo transmisor exterior y un electrodo receptor interior. El al menos un sensor de desplazamiento capacitivo detecta un pulso produciendo una señal asociada con un cambio de distancia entre la piel de un portador del dispositivo y el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo.
Algunas realizaciones comprenden un sistema. El sistema comprende al menos un sensor de desplazamiento capacitivo acoplado a una correa. El al menos un sensor de desplazamiento capacitivo comprende dos electrodos. Los dos electrodos comprenden un electrodo transmisor exterior y un electrodo receptor interior. El al menos un sensor de desplazamiento capacitivo detecta un pulso produciendo una señal asociada con un cambio de distancia entre la piel de un portador del dispositivo y el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo. El sistema comprende además un procesador de señal que recibe una o más señales procedentes del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo, comprendiendo la una o más señales información sobre el uno o más pulsos, en donde el procesador de señal detecta, a partir de la información, uno o más pulsos máximos del uno o más pulsos y determina una forma de onda de frecuencia cardíaca a partir de los mismos.
La invención también se refiere a un método. El método comprende detectar uno o más pulsos utilizando al menos un sensor de desplazamiento capacitivo para producir una señal que está relacionada con un cambio en una distancia entre el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo y la piel de un portador del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo. El al menos un sensor de desplazamiento capacitivo comprende dos electrodos. Los dos electrodos comprenden un electrodo transmisor exterior y un electrodo receptor interior. El método comprende además convertir una o más señales procedentes del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo en una forma de onda de frecuencia cardíaca, comprendiendo la una o más señales información sobre el uno o más pulsos.
Regresando a los dibujos, la Figura 1 ilustra una realización ejemplar de un sistema 100 de ordenador, todo el cual o una porción del cual puede ser adecuado para (i) implementar parte o la totalidad de una o más realizaciones de las técnicas, métodos, y sistemas y/o (ii) implementar y/o parte de funcionamiento o la totalidad de una o más realizaciones de los módulos de almacenamiento de memoria descritos en la presente memoria. Como ejemplo, uno diferente o uno separado de un chasis 102 (y sus componentes internos) puede ser adecuado para implementar parte o la totalidad de una o más realizaciones de las técnicas, métodos, y/o sistemas descritos en la presente memoria. Además, uno o más elementos del sistema 100 de ordenador (por ejemplo, un monitor 106, un teclado 104, y/o un ratón 110, etc.) también pueden ser apropiados para implementar parte o la totalidad de una o más realizaciones de las técnicas, métodos, y/o sistemas descritos en la presente memoria. El sistema 100 de ordenador puede comprender un chasis 102 que contiene una o más placas de circuito (no se muestran), un puerto 112 de Bus Serie Universal (USB), una unidad 116 de Memoria de Sólo Lectura de Disco Compacto (CD-ROM) y/o Disco de Vídeo Digital (DVD), y una unidad 114 de disco duro. En la Figura 2 se muestra un diagrama de bloques representativo de los elementos incluidos en las placas de circuito dentro del chasis 102. Una unidad 210 central de procesamiento (CPU) en la Figura 2 está acoplada a un bus 214 de sistema en la Figura 2. En diversas realizaciones, la arquitectura de la CPU 210 puede ser compatible con cualquiera de una variedad de familias de arquitectura distribuidas comercialmente.
Continuando con la Figura 2, el bus 214 de sistema también está acoplado a una unidad 208 de almacenamiento de memoria, donde la unidad 208 de almacenamiento de memoria puede comprender (i) memoria volátil (por ejemplo, transitoria), tal como, por ejemplo, memoria de solo lectura (ROM) y/o (ii) memoria no volátil (por ejemplo, no transitoria), tal como, por ejemplo, memoria de acceso aleatorio (RAM). La memoria no volátil puede ser extraíble y/o una memoria no volátil no extraíble. Mientras tanto, la RAM puede incluir RAM dinámica (DRAM), RAM estática (SRAM), etc. Además, la ROM puede incluir ROM programada con máscara, ROM programable (PROM), ROM programable de una sola vez (OTP), memoria de sólo lectura programable y borrable (EPRo M), Ro M programable borrable eléctricamente (EEPROM) (por ejemplo, r Om alterable eléctricamente (EAROM) y/o memoria flash), etc. Los(el) módulo(s) de almacenamiento de memoria de las diversas realizaciones divulgadas en la presente memoria pueden comprender una unidad 208 de almacenamiento de memoria, una unidad de almacenamiento de memoria externa (no se muestra), tal como, por ejemplo, una unidad de almacenamiento de memoria electrónica equipada con USB acoplada a un puerto 112 de bus serie universal (USB), (Figuras 1-2), una unidad 114 de disco duro (Figuras 1-2), un CD-r Om y/o DVD para utilizar con una unidad 116 de CD-ROM y/o DVD (Figuras 1-2), un disquete para utilizar con una unidad de disquete (no se muestra), un disco óptico (no se muestra), un disco magnetoóptico (ahora se muestra), una cinta magnética (no se muestra), etc. Además, los(el) módulo(s) de almacenamiento de memoria no volátil o no transitoria se refieren a las porciones del (de los) módulo(s) de almacenamiento de memoria que son memoria no volátil (por ejemplo, no transitoria).
En diversos ejemplos, porciones del (de los) módulo(s) de almacenamiento de memoria de las diversas realizaciones divulgadas en la presente memoria (por ejemplo, porciones del (de los) módulo(s) de almacenamiento de memoria no volátil) se pueden codificar con una secuencia de código de arranque adecuada para restaurar el sistema 100 de ordenador (Figura 1) a un estado funcional después de un reinicio del sistema. Además, porciones del (de los) módulo(s) de almacenamiento de memoria de las diversas realizaciones divulgadas en la presente memoria (por ejemplo, porciones del (de los) módulo(s) de almacenamiento de memoria no volátil) pueden comprender un microcódigo tal como un Sistema Básico de Entrada-Salida (BIOS) operable con el sistema 100 de ordenador (Figura 1). En ejemplos iguales o diferentes, porciones del (de los) módulo(s) de almacenamiento de memoria de las diversas realizaciones divulgadas en la presente memoria (por ejemplo, porciones del (de los) módulo(s) de almacenamiento de memoria no volátil) pueden comprender un sistema operativo, el cual puede ser un programa de software que gestiona los recursos de hardware y software de un ordenador y/o una red de ordenador. El BIOS puede inicializar y probar componentes del sistema 100 de ordenador (Figura 1) y cargar el sistema operativo. Mientras tanto, el sistema operativo puede realizar tareas básicas tales como, por ejemplo, controlar y asignar memoria, priorizar el procesamiento de instrucciones, controlar dispositivos de entrada y salida, facilitar la conexión en red, y gestionar archivos. Los sistemas operativos ejemplares pueden comprender uno de los siguientes: (i) Sistema operativo (SO) Microsoft® Windows® de Microsoft Corp. de Redmond, Washington, Estados Unidos de América, (ii) Mac® OS X de Apple Inc. de Cupertino, California, Estados Unidos de América, (iii) SO UNIX®, y (iv) SO Linux®. Otros sistemas operativos ejemplares pueden comprender uno de los siguientes: (i) el sistema operativo iOS® de Apple Inc. de Cupertino, California, Estados Unidos de América, (ii) el sistema operativo Blackberry® de Research In Motion (RIM) de Waterloo, Ontario, Canadá, (iii) el sistema operativo WebOS de LG Electronics de Seúl, Corea del Sur, (iv) el sistema operativo Android™ desarrollado por Google, de Mountain View, California, Estados Unidos de América, (v) el sistema operativo de Windows Mobile™ de Microsoft Corp. de Redmond, Washington, Estados Unidos de América, o (vi) el sistema operativo Symbian™ de Accenture PLC de Dublín, Irlanda.
Como se utiliza en la presente memoria, “procesador” y/o “módulo de procesamiento” significa cualquier tipo de circuito computacional, tal como, pero no limitado a, un microprocesador, un microcontrolador, un controlador, un microprocesador de computación de conjunto de instrucciones complejas (CISC), un microprocesador de computación de conjunto de instrucciones reducido (RISC), un microprocesador de palabra de instrucción muy larga (VLIW), un procesador de gráficos, un procesador de señales digitales, o cualquier otro tipo de procesador o circuito de procesamiento capaz de realizar las funciones deseadas. En algunos ejemplos, el uno o más módulos de procesamiento de las diversas realizaciones divulgadas en la presente memoria pueden comprender la CPU 210.
En la realización representada de la Figura 2, se pueden acoplar diversos dispositivos de E/S tales como un controlador 204 de disco, un adaptador 224 de gráficos, un controlador 202 de vídeo, un adaptador 226 de teclado, un adaptador 206 de ratón, un adaptador 220 de red, y otros dispositivos 222 de E/S al bus 214 de sistema. El adaptador 226 de teclado y el adaptador 206 de ratón están acoplados al teclado 104 (Figuras 1-2) y al ratón 110 (Figuras 1-2), respectivamente, del sistema 100 de ordenador (Figura 1). Si bien el adaptador 224 de gráficos y el controlador 202 de vídeo se indican como unidades distintas en la Figura 2, el controlador 202 de vídeo puede integrarse en el adaptador 224 de gráficos, o viceversa en otras realizaciones. El controlador 202 de vídeo es adecuado para que el monitor 106 (Figuras 1-2) visualice imágenes en una pantalla 108 (Figura 1) del sistema 100 de ordenador (Figura 1). El controlador 204 de disco puede controlar la unidad 114 de disco duro (Figuras 1-2), el puerto 112 USB (Figuras 1-2), y la unidad 116 de CD-ROM (Figuras 1-2). En otras realizaciones, se pueden utilizar unidades distintas para controlar cada uno de estos dispositivos de manera separada.
El adaptador 220 de red puede ser adecuado para conectar el sistema 100 de ordenador (Figura 1) a una red de ordenador mediante comunicación por cable (por ejemplo, un adaptador de red por cable) y/o comunicación inalámbrica (por ejemplo, un adaptador de red inalámbrico). En algunas realizaciones, el adaptador 220 de red puede enchufarse o acoplarse a un puerto de expansión (no se muestra) en el sistema 100 de ordenador (Figura 1). En otras realizaciones, el adaptador 220 de red puede integrarse en el sistema 100 de ordenador (Figura 1). Por ejemplo, el adaptador 220 de red puede integrarse en el sistema 100 de ordenador (Figura 1) integrándose en el conjunto de chips de la placa base (no se muestra), o implementándose a través de uno o más chips de comunicación dedicados (no se muestran), conectados a través de un PCI (interconector de componentes periférico) o un bus PCI rápido del sistema 100 de ordenador (Figura 1) o el puerto 112 USB (Figura 1).
Regresando ahora a la Figura 1, aunque no se muestran muchos otros componentes del sistema 100 de ordenador, tales componentes y su interconexión son bien conocidos por los expertos en la técnica. En consecuencia, en la presente memoria no se discuten más detalles con referencia a la construcción y composición del sistema 100 de ordenador y las placas de circuito dentro del chasis 102.
Mientras tanto, cuando el sistema 100 de ordenador está en ejecución, las instrucciones de programa (por ejemplo, instrucciones de ordenador) almacenadas en uno o más del (de los) módulo(s) de almacenamiento de memoria de las diversas realizaciones divulgadas en la presente memoria pueden ser ejecutadas por la CPU 210 (Figura 2). Al menos una porción de las instrucciones de programa, almacenadas en estos dispositivos, pueden ser adecuadas para llevar a cabo al menos parte de las técnicas y métodos descritos en la presente memoria.
Además, aunque el sistema 100 de ordenador se ilustra como un ordenador de escritorio en la Figura 1, puede haber ejemplos en los que el sistema 100 de ordenador puede adoptar un factor de forma diferente y a la vez seguir teniendo elementos funcionales similares a los descritos para el sistema 100 de ordenador. En algunas realizaciones, el sistema 100 de ordenador puede comprender un único ordenador, un único servidor, o un clúster o colección de ordenadores o servidores, o una nube de ordenadores o servidores. Típicamente, se puede utilizar un clúster o una colección de servidores cuando la demanda del sistema 100 de ordenador excede la capacidad razonable de un único servidor u ordenador. En determinadas realizaciones, el sistema 100 de ordenador puede comprender un ordenador portátil, tal como un ordenador portátil. En determinadas otras realizaciones, el sistema 100 de ordenador puede comprender un dispositivo electrónico móvil, tal como un teléfono inteligente. En determinadas realizaciones adicionales, el sistema 100 de ordenador puede comprender un sistema integrado.
Ahora, saltando adelante a los dibujos, la Figura 3 ilustra un diagrama de bloques representativo de un sistema 300, de acuerdo con una realización. El sistema 300 es simplemente ejemplar y las realizaciones del sistema no se limitan a las realizaciones presentadas en la presente memoria. El sistema 300 se puede emplear en muchas realizaciones o ejemplos diferentes que no se representan ni describen específicamente en la presente memoria. En algunas realizaciones, determinados elementos o módulos del sistema 300 pueden realizar diversos métodos y/o actividades de esos métodos. En estas u otras realizaciones, los métodos y/o las actividades de los métodos pueden realizarse mediante otros elementos o módulos adecuados del sistema 300.
Por lo tanto, en general, el sistema 300 se puede implementar con hardware y/o software, como se describe en la presente memoria. En algunas realizaciones, parte o todo el hardware y/o software puede ser convencional, a la vez que en estas u otras realizaciones, parte o todo el hardware y/o software se puede personalizar (por ejemplo, optimizar) para implementar parte o la totalidad de la funcionalidad del sistema 300 descrito en la presente memoria.
En un número de realizaciones, el sistema 300 puede comprender un sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y un sistema 360 de visualización. En algunas realizaciones, el sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y el sistema 360 de visualización pueden ser cada uno de ellos un sistema 100 de ordenador (Figura 1), como se describió anteriormente, y cada uno puede ser un único ordenador, un único servidor, o un clúster o colección de ordenadores o servidores. En muchas realizaciones, el sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca puede comprender el dispositivo 800 (Figura 8).
En muchas realizaciones, el sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y/o el sistema 360 de visualización pueden comprender cada uno, uno o más dispositivos de entrada (por ejemplo, uno o más teclados, uno o más teclados numéricos, uno o más dispositivos señaladores tales como un ratón de ordenador o ratones de ordenador, una o más pantallas táctiles, un micrófono, etc.), y/o cada uno puede comprender uno o más dispositivos de visualización (por ejemplo, uno o más monitores, una o más pantallas táctiles, proyectores, etc.). En estas u otras realizaciones, uno o más del (de los) dispositivo(s) de entrada pueden ser similares o idénticos al teclado 104 (Figura 1) y/o un ratón 110 (Figura 1). Además, uno o más del (de los) dispositivo(s) de visualización pueden ser similares o idénticos al monitor 106 (Figura 1) y/o a la pantalla 108 (Figura 1). El(los) dispositivo(s) de entrada y el(los) dispositivo(s) de visualización se pueden acoplar al (a los) módulo(s) de procesamiento y/o al (a los) módulo(s) de almacenamiento de memoria del sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y/o al sistema 360 de visualización de manera cableada y /o de manera inalámbrica, y el acoplamiento puede ser directo y/o indirecto, así como local y/o remoto. Como ejemplo de una manera indirecta (la cual puede o no ser también remota), se puede utilizar un conmutador de teclado, video y ratón (KVM) para acoplar el(los) dispositivo(s) de entrada y el(los) dispositivo(s) de visualización al (a los) módulo(s) de procesamiento y/o módulo(s) de almacenamiento de memoria. En algunas realizaciones, el conmutador<k>V<m>también puede ser parte del sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y/o del sistema 360 de visualización. De manera similar, el(los) módulo(s) de procesamiento y el(los) módulo(s) de almacenamiento de memoria pueden ser locales y/o remotos entre sí.
En muchas realizaciones, el sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y/o el sistema 360 de visualización se pueden configurar para comunicarse con uno o más ordenadores de usuario (no se muestran). En algunas realizaciones, el sistema de detección de frecuencia cardíaca y/o el sistema 360 de visualización pueden comunicarse o interactuar (por ejemplo, interactuar) con uno o más ordenadores de cliente a través de una red 330. En algunas realizaciones, la red 330 puede ser Internet, o intranet que no es abierto al público. En consecuencia, en muchas realizaciones, el sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y/o el sistema 360 de visualización (y/o el software utilizado por tales sistemas) pueden referirse a un extremo posterior del sistema 300 operado por un operador y/o administrador del sistema 300, y los ordenadores de usuario (y/o el software utilizado por tales sistemas) pueden referirse a un extremo frontal del sistema 300 utilizado por uno o más usuarios 350, respectivamente. En estas u otras realizaciones, el operador y/o administrador del sistema 300 puede gestionar el sistema 300, el (los) módulo(s) de procesamiento del sistema 300 y/o el (los) módulo(s) de almacenamiento de memoria del sistema 300 utilizando el (los) dispositivo(s) de entrada y/o dispositivo(s) de visualización del sistema 300.
Mientras tanto, en muchas realizaciones, el sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y/o el sistema 360 de visualización también se pueden configurar para comunicarse con una o más bases de datos. La una o más bases de datos se pueden almacenar en uno o más módulos de almacenamiento de memoria (por ejemplo, módulo(s) de almacenamiento de memoria no transitoria), los cuales pueden ser similares o idénticos al uno o más módulo(s) de almacenamiento de memoria (por ejemplo, módulo(s) de almacenamiento de memoria no transitoria) descritos anteriormente con respecto al sistema 100 de ordenador (Figura 1). Asimismo, en algunas realizaciones, para cualquier base de datos particular de la una o más bases de datos, esa base de datos particular se puede almacenar en un único módulo de almacenamiento de memoria del (de los) módulo(s) de almacenamiento de memoria, y/o el (los) módulo(s) de almacenamiento de memoria no transitoria que almacenan la una o más bases de datos o el contenido de esa base de datos en particular se puede distribuir entre múltiples módulo(s) de almacenamiento de memoria y/o módulo(s) de almacenamiento de memoria no transitoria que almacenan la una o más bases de datos, dependiendo del tamaño de la base de datos particular y/o la capacidad de almacenamiento del(de los) módulo(s) de almacenamiento de memoria y/o del(de los) módulo(s) de almacenamiento de memoria no transitoria.
Cada una de las una o más bases de datos puede comprender una colección estructurada (por ejemplo, indexada) de datos y puede gestionarse mediante cualquier sistema de gestión de base de datos adecuado configurado para definir, crear, consultar, organizar, actualizar, y gestionar bases de datos. Los sistemas de gestión de bases de datos ejemplares pueden incluir la base de datos MySQL (Lenguaje de Consulta Estructurado), la base de datos PostgreSQL, la base de datos de Servidor Microsoft SQL, la base de datos Oracle, la base de datos SAP (Sistemas, Aplicaciones y Productos), y la base de datos IBM DB2.
Mientras tanto, la comunicación entre el sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca, el sistema 360 de visualización, y/o la una o más bases de datos se puede implementar utilizando cualquier forma adecuada de comunicación por cable y/o inalámbrica. En consecuencia, el sistema 300 puede comprender cualquier componente de software y/o hardware configurado para implementar la comunicación por cable y/o inalámbrica. Además, la comunicación por cable y/o inalámbrica se puede implementar utilizando una cualquiera o cualquier combinación de topologías de red de comunicación por cable y/o inalámbrica (por ejemplo, anillo, línea, árbol, bus, malla, estrella, conexión de cadena, híbrido, etc.) y/o protocolos (por ejemplo, protocolo(s) de red de área personal (PAN), protocolo(s) de red de área local (LAN), protocolo(s) de red de área amplia (WAN), protocolo(s) de red celular, protocolo(s) de red de línea eléctrica, etc.). Los protocolos PAN ejemplares pueden comprender Bluetooth, Zigbee, Bus Serie Universal Inalámbrico (USB), Z-Wave, etc.; el(los) protocolo(s) LAN y/o WAN ejemplares pueden comprender Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) 802.3 (también conocido como Ethernet), IEEE 802.11 (también conocido como WiFi), etc.; y el(los) protocolo(s) de red celular inalámbrica ejemplare(s) pueden comprender el Sistema Global para Comunicaciones Móviles (GSM), el Servicio General de Radio por Paquetes (GPRS), el Acceso Múltiple por División de Código (CDMA), la Evolución de Datos Optimizada (EV-Do ), las Velocidades de Datos Mejoradas para la Evolución GSM (EDGE), el Sistema Universal de Telecomunicaciones Móviles (UMTS), las Telecomunicaciones Inalámbricas Digitales Mejoradas (DECT), AMPS digitales (IS-136/Acceso Múltiple por División de Tiempo (TDMA)), la Red Digital Mejorada Integrada (iDEN), el Acceso a Paquetes de Alta Velocidad Evolucionado (HSPA+), la Evolución a Largo Plazo (LTE), WiMAX, etc. El software y/o hardware de comunicación específico implementado puede depender de las topologías y/o protocolos de red implementados, y viceversa. En muchas realizaciones, el hardware de comunicación ejemplar puede comprender hardware de comunicación por cable que incluye, por ejemplo, uno o más buses de datos, tales como, por ejemplo, bus(es) serie universal, uno o más cables de conexión de red, tales como, por ejemplo, cable(s) coaxial(es), cable(s) de fibra óptica, y/o cable(s) de par trenzado, cualquier otro cable de datos adecuado, etc. Un hardware adicional de comunicación ejemplar puede comprender hardware de comunicación inalámbrica que incluye, por ejemplo, uno o más transceptores de radio, uno o más transceptores de infrarrojos, etc. El hardware de comunicación ejemplar adicional puede comprender uno o más componentes de conexión de red (por ejemplo, componentes moduladores, demoduladores, componentes de puerta de enlace, etc.)
Avanzando en los dibujos, la Figura 8 ilustra un dispositivo 800 para detectar la frecuencia cardíaca. El dispositivo 800 comprende al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo acoplado a una correa 809. En algunas realizaciones, la correa 809 puede comprender al menos uno de un arnés, un cinturón, un chaleco, un collar, o una prenda. En algunas realizaciones, la correa 809 puede configurarse para usarse sobre la piel de un animal (por ejemplo, un chaleco usado por un perro). El al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo comprende dos electrodos. En algunas realizaciones, el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo puede comprender más de dos electrodos. Los dos electrodos comprenden un electrodo 811 transmisor exterior y un electrodo 811 transmisor exterior. En algunas realizaciones, los dos electrodos pueden comprender un primer electrodo configurado para transmitir una o más señales y un segundo electrodo configurado para recibir una o más señales. El electrodo 811 transmisor exterior y el electrodo 811 transmisor exterior están en disposición concéntrica. En algunas realizaciones, el electrodo 811 transmisor exterior y el electrodo 813 receptor interior pueden ser círculos concéntricos. En diversas realizaciones, el dispositivo 800 puede comprender más de un sensor de desplazamiento capacitivo que se puede colocar a intervalos aproximadamente equidistantes a través de la correa 809. En algunas realizaciones, al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo puede comprender además un electrodo de tierra. En un número de realizaciones, al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo puede comprender al menos un electrodo 811 transmisor exterior y más de un electrodo 813 receptor interior.
El al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo detecta un pulso produciendo una señal asociada con un cambio de distancia entre la piel de un portador del dispositivo y el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo. En algunas realizaciones, al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo puede detectar una frecuencia cardíaca, un intervalo de latido a latido, una frecuencia respiratoria, y/o un intervalo de respiración a respiración produciendo una señal asociada con un cambio de distancia entre una piel de un portador (por ejemplo, usuario 350 (Figura 3) o una mascota del usuario 350 (Figura 3)) del dispositivo 800 y al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo. En algunas realizaciones, el usuario puede ser un perro o un gato, u otra mascota y/o animal similar. En algunas realizaciones, la variabilidad de la frecuencia cardíaca se puede determinar midiendo un tiempo entre latidos del corazón del usuario del dispositivo 800. Como se discute más adelante, en muchas realizaciones, se puede utilizar un procesador (por ejemplo, el procesador 526 (Figura 5)) para procesar la señal producida por al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo con el fin de extraer información asociada con la frecuencia cardíaca y/o la respiración del usuario (por ejemplo, usuario 350 (Figura 3)) (por ejemplo, frecuencia cardíaca, intervalo de latido a latido, frecuencia respiratoria, y/o intervalo de respiración a respiración).
En muchas realizaciones, el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo puede medir el cambio en una distancia entre el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo y la piel de un portador del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo mediante detección de proximidad capacitiva. Regresando a la Figura 10, el dispositivo 1000 es un dispositivo de detección de frecuencia cardíaca. En algunas realizaciones, el dispositivo 1000 puede ser similar al dispositivo 800 (Figura 8). El dispositivo 1000 comprende al menos un sensor 1007 de desplazamiento capacitivo. El al menos un sensor 1007 de desplazamiento capacitivo comprende al menos un electrodo 1011 transmisor exterior y al menos un electrodo 1013 receptor interior. En muchas realizaciones, el electrodo 1011 transmisor exterior puede ser similar al electrodo 811 transmisor exterior (Figura 8) y el electrodo 1013 transmisor interior puede ser similar al electrodo 813 transmisor interior (Figura 8).
En algunas realizaciones, una fuente de energía puede suministrar voltaje 1003 de excitación de CA aplicado al electrodo 1011 transmisor exterior. En algunas realizaciones, un convertidor de capacitancia a digital puede comprender la fuente de energía para el voltaje 1003 de excitación de CA y un convertidor 1009 de analógico a digital. En muchas realizaciones, la resolución de capacitancia del convertidor de capacitancia a digital puede ser de aproximadamente 164 femtofaradios. En diversas realizaciones, el consumo de energía del convertidor de capacitancia a digital puede ser de aproximadamente 700 microamperios a 3.3 voltios. En muchas realizaciones, el electrodo 1013 receptor interior puede recibir una señal procedente del electrodo 1011 transmisor exterior debido al acoplamiento capacitivo entre el electrodo 1011 transmisor exterior y el electrodo 1013 receptor interior. Como un objeto 1019 (por ejemplo, la piel del portador o usuario levantada durante un latido del corazón o pulso) se acerca al electrodo 1011 transmisor exterior del dispositivo y al electrodo 1013 receptor interior, el acoplamiento capacitivo puede desviar la señal lejos del electrodo 1013 receptor interior. En muchas realizaciones, la desviación de la señal lejos del electrodo 1013 receptor interior puede hacer que la amplitud de la señal se reduzca. En un número de realizaciones, se puede producir una señal basada al menos en parte en un cambio en la distancia debido en parte a la desviación de la señal lejos del electrodo 1013 receptor interior. En algunas realizaciones, el cambio en la distancia puede ser de aproximadamente 0.01 centímetros (cm) a aproximadamente 3 cm. En algunas realizaciones, un pulso de la arteria carótida puede causar dilatación de la superficie de la arteria, lo cual puede dar como resultado una elevación de aproximadamente 0.01 cm en la piel de un animal. En muchas realizaciones, el cambio de distancia puede depender al menos en parte del tamaño del animal, una raza del animal, y/o un tipo de pelaje del animal. En muchas realizaciones, la señal producida se puede convertir en una señal 1005 de salida digital.
Regresando a la Figura 8, en un número de realizaciones, al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo puede colocarse en el cuello de un portador (por ejemplo, el usuario 350 (Figura 3)) y aproximarse a una arteria carótida del portador (por ejemplo, el usuario 350 (Figura 3)). En muchas realizaciones, al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo no toca la piel del portador. En muchas realizaciones, al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo es un sensor de desplazamiento sin contacto. En algunas realizaciones, al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo se puede colocar en el pecho del portador (por ejemplo, el usuario 350 (Figura 3)).
En diversas realizaciones, el dispositivo 800 puede comprender además un conjunto de sensores capacitivos. En muchas realizaciones, el conjunto de sensores capacitivos puede comprender al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo. En algunas realizaciones, el conjunto de sensores capacitivos puede comprender al menos dos sensores de desplazamiento capacitivos. En algunas realizaciones, el conjunto de sensores capacitivos puede comprender un conjunto lineal. En algunas realizaciones, el conjunto de sensores capacitivos puede comprender un conjunto bidimensional (por ejemplo, en una superficie interior de un chaleco).
En muchas realizaciones, el dispositivo 800 puede comprender además uno o más de uno o más sensores inerciales. En alguna realización, el uno o más sensores inerciales pueden detectar el movimiento causado por un movimiento del portador (por ejemplo, el usuario 350 (Figura 3)) del dispositivo. En algunas realizaciones, el movimiento del portador (por ejemplo, el usuario 350 (Figura 3)) puede asociarse con el portador caminando, corriendo, o cualquier otro movimiento corporal que no esté asociado con la respiración. En algunas realizaciones, al menos una porción del uno o más sensores inerciales se puede ubicar junto con al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo. Como ejemplo, en algunas realizaciones, al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo y al menos la porción del uno o más sensores inerciales pueden ubicarse en un lado izquierdo del pecho del portador (por ejemplo, usuario 350 (Figura 3)), y/u otra porción del uno o más sensores inerciales y un sensor de desplazamiento capacitivo diferente puede ubicarse en el lado derecho del pecho del portador (por ejemplo, usuario 350 (Figura 3)) para equilibrar el peso de la correa a través del portador.
Regresando al sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca en la Figura 5, en muchas realizaciones, la señal de salida procedente de al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo (Figura 8) puede ser una forma de onda. En muchas realizaciones, la forma de onda puede comprender información asociada con la frecuencia cardíaca y/o la respiración del portador (por ejemplo, usuario 350 (Figura 3)) (por ejemplo, frecuencia cardíaca, intervalo de latido a latido, frecuencia respiratoria, y/o intervalo de respiración a respiración). En algunas realizaciones, el sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca puede comprender uno o más electrodos 522 (por ejemplo, electrodo 811 transmisor exterior y electrodo 813 receptor interior (Figura 8)), convertidor 524, procesador 526, y comunicador 528.
En algunas realizaciones, el sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca (Figura 5) puede procesar la señal producida por al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo (Figura 8) de acuerdo con un método 600 (Figura 6). Discutiendo las Figuras 6 y 9 juntas, en muchas realizaciones, el método 600 puede procesar la señal producida por al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo (Figura 8).
La Figura 9 ilustra 7 gráficos que representan aproximadamente 20 segundos de datos capturados por al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo (Figura 8). En muchas realizaciones, la señal de salida procedente del al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo (Figura 8) comprende una representación digital (por<ejemplo, numérica) de un valor de capacitancia detectado por los electrodos (por ejemplo, el electrodo>811 transmisor exterior y el electrodo 813 receptor interior (Figura 8)) como se envía en la actividad 605 (Figura 6) Esta señal de salida puede ser cruda o sin procesar y comprender información relacionada con la respiración y los latidos del corazón del perro. El gráfico 1 en la Figura 9 ilustra la salida de la actividad 605.
Regresando en los dibujos, la Figura 6 ilustra un diagrama de flujo para un método 600, de acuerdo con una realización. El método 600 es simplemente ejemplar y no se limita a las realizaciones presentadas en la presente memoria. El método 600 se puede emplear en muchas realizaciones o ejemplos diferentes que no se representan ni describen específicamente en la presente memoria. En algunas realizaciones, el dispositivo 800 de detección de frecuencia cardíaca (Figura 8) y/o el dispositivo 1000 (Figura 10) se pueden utilizar en asociación con el método 600. En algunas realizaciones, las actividades del método 600 se pueden realizar en el orden presentado. En otras realizaciones, las actividades del método 600 se pueden realizar en cualquier orden adecuado. Aún en otras realizaciones, una o más de las actividades del método 600 se pueden combinar u omitir. En muchas realizaciones, el sistema 300 (Figura 3) puede ser adecuado para realizar el método 600 y/o una o más de las actividades del método 600. En estas u otras realizaciones, una o más de las actividades del método 600 se pueden implementar como una o más instrucciones de ordenador configuradas para ejecutarse en uno o más módulos de procesamiento y configuradas para almacenarse en uno o más módulos 412, 422 y/o 462 de almacenamiento de memoria no transitoria (Figura 4). Tales módulos de almacenamiento de memoria no transitoria pueden ser parte de un sistema de ordenador tal como el sistema 320 de dispositivo de frecuencia cardíaca (Figuras 3 y 4) y/o el sistema 360 de visualización (Figuras 3 y 4). Los módulos de procesamiento pueden ser similares o idénticos a los módulos de procesamiento descritos anteriormente con respecto al sistema 100 de ordenador (Figura 1).
En muchas realizaciones, el método 600 puede comprender una actividad 610 de filtrar la señal a partir de la actividad 605 con un filtro de paso alto. En algunas realizaciones, el filtro de paso alto puede comprender una frecuencia de corte de aproximadamente 1 Hercio (Hz). En muchas realizaciones, la actividad 610 puede eliminar señales de movimiento lento, tales como señales causadas por la respiración, con el fin de eliminar una compensación de los datos producidos por la actividad 605. El gráfico 2 (Figura 9) ilustra la salida de la actividad 610.
En diversas realizaciones, el método 600 puede comprender además una actividad 615 de filtrar la señal a través de un filtro de paso bajo. En muchas realizaciones, la actividad 615 puede comprender eliminar el ruido de alta frecuencia mediante el uso del filtro de paso bajo. En algunas realizaciones, una frecuencia de corte del filtro de paso bajo puede ser de aproximadamente 10 Hz. El gráfico 3 (Figura 9) ilustra la salida de la actividad 615. En algunas realizaciones, la secuencia de las actividades 610 y 615 se invierte.
En un número de realizaciones, el método 600 puede comprender además una actividad 620 de procesamiento de la señal para restaurar una línea base. En algunas realizaciones, la actividad 620 puede comprender procesar la señal para establecer una línea base numérica de cero. En diversas realizaciones, la actividad 620 puede usar un algoritmo de restauración de línea base (por ejemplo, restauración de DC). En algunas realizaciones, se puede utilizar el siguiente algoritmo (en código PYTHON), en el que y_bp es la señal de entrada y, y_dcr es la señal de salida:
#dc restore
baseline = np.zeros(len(y_bp))
y_dcr = np.zeros(len(y_bp))
dcr = np.mean(y_bp)
decayrate = 0.96
for i in range(len(y_bp)):
if (y_bp[i] < dcr);
dcr = y_bp[i]
baseline [i] = dcr
y_dcr[i] = y_bp [i] - dcr
dcr = dcr*decay_rate ;;En algunas realizaciones, este procesamiento puede enfatizar uno o más puntos máximos en la señal que pueden deberse a latidos del corazón. El gráfico 4 (Figura 9) ilustra la salida de la actividad 620. ;;En un número de realizaciones, el método 600 puede comprender además una actividad 625 para detectar uno o más latidos del corazón y rechazar el ruido procesando la señal con un algoritmo de “detección de punto máximo con fugas”. En muchas realizaciones, se puede utilizar el siguiente algoritmo (en código PYTHON), donde y_dcr es la entrada y, y_pdl es la salida. ;;#peak detection, leaky ;pd_decay = 0.96 ;pdl = min(y_dcr) ;;y_pdl = np.zeros(Ien(y_dcr)) ;for i in range(Ien(y_pdl)): ;if (y_dcr[i] > pdl): ;pdl = y_dcr[i] ;y_pdl[i] = pdl ;pdl = pdl*pd_decay
El gráfico 5 (Figura 9) ilustra la salida de la actividad 625.
En algunas realizaciones, el método 600 también puede comprender la actividad 630 de determinar un umbral y detectar un latido del corazón. En muchas realizaciones, para detectar los latidos del corazón a partir de la señal del gráfico 5 (Figura 9), se puede comprender la actividad 630 determinando un valor umbral como el promedio de la señal. El valor umbral se puede mostrar como la línea discontinua en el gráfico 5 (Figura 9). En muchas realizaciones, se puede detectar un latido del corazón cuando la señal tiene un borde ascendente que cruza el valor umbral (por ejemplo, línea discontinua). El gráfico 6 (Figura 9) ilustra la salida de la actividad 630. Como se muestra en el gráfico 6 (Figura 9), cada punto máximo vertical indica un latido del corazón detectado. La señal en el gráfico 6 (Figura 9) se puede utilizar para medir la variación de latido a latido. En algunas realizaciones, la actividad 600 también puede comprender la actividad 635 de visualizar el latido del corazón.
En muchas realizaciones, para verificar que el dispositivo de detección de latidos del corazón (por ejemplo, el dispositivo 800 (Figura 8) está detectando correctamente los latidos del corazón del usuario (por ejemplo, el usuario 350 (Figura 3), uno o más latidos del corazón de un monitor de frecuencia cardíaca basado en electrocardiograma (basado en EKG) se puede recopilar simultáneamente con la señal capacitiva. El uno o más latidos del corazón registrados desde el monitor basado en EKG se ilustran en el gráfico 7 (Figura 9). En el caso de este conjunto de datos de aproximadamente 20 segundos, el tiempo de los latidos del corazón detectado por el dispositivo de detección de latidos del corazón (por ejemplo, el dispositivo 800 (Figura 8) en el gráfico 6) corresponde al tiempo de los latidos del corazón del monitor basado en EKG en el gráfico 7 (Figura 9).
Avanzando en los dibujos, la Figura 7 ilustra un diagrama de flujo para un método 700, de acuerdo con una realización. El método 700 es simplemente ejemplar y no se limita a las realizaciones presentadas en la presente memoria. El método 700 se puede emplear en muchas realizaciones o ejemplos diferentes que no se representan ni describen específicamente en la presente memoria. En algunas realizaciones, el dispositivo 800 de detección de frecuencia cardíaca (Figura 8) se puede utilizar en asociación con el método 700. En algunas realizaciones, las actividades del método 700 se pueden realizar en el orden presentado. En otras realizaciones, las actividades del método 700 se pueden realizar en cualquier orden adecuado. Aún en otras realizaciones, una o más de las actividades del método 700 se pueden combinar u omitir. En muchas realizaciones, el sistema 300 (Figura 3) puede ser adecuado para realizar el método 700 y/o una o más de las actividades del método 700. En estas u otras realizaciones, una o más de las actividades del método 700 se pueden implementar como una o más instrucciones de ordenador configuradas para ejecutarse en uno o más módulos de procesamiento y configuradas para almacenarse en uno o más módulos 412, 422 y/o 462 de almacenamiento de memoria no transitoria (Figura 4). Tales módulos de almacenamiento de memoria no transitoria pueden ser parte de un sistema de ordenador tal como el sistema 320 de dispositivo de frecuencia cardíaca (Figuras 3 y 4) y/o el sistema 360 de visualización (Figuras 3 y 4). Los módulos de procesamiento pueden ser similares o idénticos a los módulos de procesamiento descritos anteriormente con respecto al sistema 100 de ordenador (Figura 1).
El método 700 incluyó una actividad 705 de detectar uno o más pulsos utilizando al menos un sensor de desplazamiento capacitivo para producir una señal que está relacionada con un cambio en una distancia entre el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo y la piel de un portador del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo. El al menos un sensor de desplazamiento capacitivo comprende dos electrodos que comprenden un electrodo transmisor exterior (por ejemplo, electrodo 811 transmisor exterior (Figura 8)) y un electrodo receptor interior (por ejemplo, electrodo 813 receptor interior (Figura 8)). En algunas realizaciones, el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo puede ser similar a al menos un sensor 807 de desplazamiento capacitivo (Figura 8). En diversas realizaciones, el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo se puede fijar a una correa (por ejemplo, la correa 809 (Figura 8)). En algunas realizaciones, los dos electrodos pueden incluir un primer electrodo configurado para transmitir una o más señales y un segundo electrodo configurado para recibir una o más señales. El electrodo transmisor exterior y el electrodo receptor interior están en disposición concéntrica. En algunas realizaciones, el electrodo transmisor exterior y el electrodo receptor interior pueden ser círculos concéntricos. En diversas realizaciones, el dispositivo de detección de latidos del corazón (por ejemplo, el dispositivo 800 (Figura 8)) puede comprender más de un sensor de desplazamiento capacitivo que se puede colocar a intervalos aproximadamente equidistantes a través de la correa. En algunas realizaciones, el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo puede comprender además un electrodo de tierra. En un numero de realizaciones, el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo puede comprender al menos un electrodo transmisor externo y más de un electrodo receptor interno.
En una realización, un electrodo podría ser un electrodo de tierra, tal como un alambre de metal que rodea todo el collar o el collar mismo si el collar estuviera hecho de un material eléctricamente conductor o una tela con fibras eléctricamente conductoras en este. En esta realización, el electrodo activo sería un parche de metal ubicado en el interior del collar con un aislante que lo separa del electrodo de tierra principal de la correa del collar.
En otras realizaciones, la capacitancia entre los electrodos no se detecta haciendo que un electrodo transmita y el otro reciba. Una forma común de hacer esto es hacer que la capacitancia de un electrodo con respecto a tierra (o la correa) forme parte del circuito resonante de un oscilador. Cuando se hace esto, la frecuencia de la oscilación cambia a medida que cambia la capacitancia entre el electrodo y la tierra. La salida del oscilador luego pasa a un convertidor de frecuencia a voltaje para obtener una señal que sería básicamente la misma que la de un sensor basado en AD7746. Esta técnica de detección capacitiva de un único electrodo es el principio del conocido instrumento musical “Theremín”, donde cambios extremadamente pequeños en la capacitancia entre la “antena” (un único electrodo) y tierra afectan el tono de un oscilador de audio.
En muchas realizaciones, la actividad 705 puede comprender aplicar un voltaje de excitación de corriente alterna (CA) al electrodo transmisor exterior como se muestra en la Figura 10 y se ha discutido anteriormente. En algunas realizaciones, la detección del uno o más pulsos puede comprender además utilizar un conjunto de sensores de desplazamiento capacitivo, comprendiendo el conjunto de sensores de desplazamiento capacitivo el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo. En muchas realizaciones, el conjunto de sensores capacitivos puede comprender al menos un sensor de desplazamiento capacitivo. En algunas realizaciones, el conjunto de sensores capacitivos puede comprender al menos dos sensores de desplazamiento capacitivos. En algunas realizaciones, el conjunto de sensores capacitivos puede comprender un conjunto lineal. En algunas realizaciones, el conjunto de sensores capacitivos puede comprender un conjunto bidimensional (por ejemplo, en una superficie interior de un chaleco).
El método 700 también comprende una actividad 710 de convertir una o más señales procedentes del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo en una forma de onda de frecuencia cardíaca, comprendiendo la una o más señales información sobre el uno o más pulsos. En muchas realizaciones, la actividad 710 puede ser similar al método 600 (Figura 6). En algunas realizaciones, el método 700 puede comprender además una actividad de detección de un movimiento causado por un movimiento del portador del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo mediante el uso de uno o más sensores inerciales. En algunas realizaciones, el método 700 puede comprender además una actividad de filtrar la forma de onda de frecuencia cardíaca eliminando datos relacionados con el movimiento causado por el movimiento del portador del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo. En algunas realizaciones, el método 700 también puede comprender una actividad 715 de visualización de una frecuencia cardíaca basada al menos en parte en la forma de onda de la frecuencia cardíaca.
Regresando a la Figura 4, la Figura 4 ilustra un diagrama de bloques de una porción del sistema 300 que comprende el sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y/o el sistema 360 de visualización, de acuerdo con la realización que se muestra en la Figura 3. Cada uno del sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y/o sistema 360 de visualización son simplemente ejemplares y no se limitan a las realizaciones presentadas en la presente memoria. Cada uno del sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y/o sistema 360 de visualización se puede emplear en muchas realizaciones o ejemplos diferentes que no se representan ni describen específicamente en la presente memoria. En algunas realizaciones, determinados elementos o módulos del sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca y/o del sistema 360 de visualización pueden realizar diversos procedimientos, procesos, y/o acciones. En otras realizaciones, los procedimientos, procesos, y/o acciones pueden ser realizados por otros elementos o módulos adecuados.
En muchas realizaciones, el sistema 320 de detección de frecuencia cardíaca puede comprender módulos 412 y 422 de almacenamiento de memoria no transitoria, y el módulo de visualización puede comprender un módulo 462 de almacenamiento de memoria no transitoria. El módulo 412 de almacenamiento de memoria puede denominarse módulo 412 de sensor, y el módulo 422 de almacenamiento de memoria puede denominarse módulo 422 de procesamiento de señales. El módulo 462 de almacenamiento de memoria puede denominarse módulo 462 de visualización.
En muchas realizaciones, el módulo 412 de sensor puede almacenar instrucciones de ordenador configuradas para ejecutarse en uno o más módulos de procesamiento y realizar una o más acciones relacionadas con la detección. En diversas realizaciones, el módulo 412 de sensor puede almacenar instrucciones de ordenador configuradas para ejecutarse en uno o más módulos de procesamiento y realizar una o más acciones de los métodos 700 (Figura 7) (por ejemplo, actividad 705 (Figura 7)) o una o más acciones del método 600 (Figura 6) (por ejemplo, actividad 605 (Figura 6)). En algunas realizaciones, el módulo 422 de procesamiento de señales puede almacenar instrucciones de ordenador configuradas para ejecutarse en uno o más módulos de procesamiento y realizar una o más acciones del método 700 (Figura 7) (por ejemplo, actividad 710 (Figura 7) y/o actividades 610, 615, 620, y/o 625 (Figura 6)).
En algunas realizaciones, el módulo 462 de visualización puede almacenar instrucciones de ordenador configuradas para ejecutarse en uno o más módulos de procesamiento y realizar una o más acciones del método 700 (Figura 7) (por ejemplo, actividad 715 (Figura 7)) o una o más acciones del método 600 (Figura 6) (por ejemplo, actividad 635 (Figura 6)).
Aunque anteriormente se ha descrito un dispositivo de detección de frecuencia cardíaca y sistemas y métodos relacionados, los expertos en la técnica entenderán que se pueden realizar diversos cambios sin apartarse del alcance de la invención la cual se define en las reivindicaciones. En consecuencia, la divulgación de realizaciones pretende ser ilustrativa del alcance de la divulgación y no pretende ser limitante. El alcance de la invención está limitado únicamente al grado requerido por las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, para un experto en la técnica, resultará fácilmente evidente que cualquier elemento de las figuras en las Figuras 1-9 pueden modificarse, y que la discusión anterior de algunas de estas realizaciones no representa necesariamente una descripción completa de todas las realizaciones posibles. Por ejemplo, una o más de las actividades de las Figura 6-7 pueden incluir diferentes actividades y/o ser realizadas por muchos módulos diferentes, en muchos órdenes diferentes.
En otra realización, la divulgación proporciona un sensor de campo magnético, tal como un circuito integrado de brújula de 3 ejes ST micro LSM303, montado con el sensor capacitivo. Las señales de la brújula de 3 ejes también se pueden utilizar para detectar el movimiento de un perro. La información sobre el movimiento del perro se puede utilizar para identificar y eliminar artefactos de movimiento en la señal del sensor capacitivo.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un dispositivo (800, 1000) para detectar una frecuencia cardíaca, comprendiendo el dispositivo al menos un sensor (807) de desplazamiento capacitivo acoplado a una correa (809), en donde el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo comprende al menos dos electrodos (522), y el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo detecta un pulso produciendo una señal asociada con un cambio de distancia entre una piel de un portador del dispositivo y el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo, en donde el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo comprende un electrodo (811) transmisor exterior y un electrodo (813) receptor interior, en donde el electrodo transmisor exterior y el electrodo receptor interior están en disposición concéntrica.
2. El dispositivo de la reivindicación 1, que comprende además uno o más sensores inerciales, en donde el uno o más sensores inerciales detectan el movimiento causado por un movimiento del portador del dispositivo.
3. Un sistema (320) para determinar una frecuencia cardíaca, comprendiendo el sistema:
i) el dispositivo de la reivindicación 1; y
ii) un procesador (526) de señales que recibe una o más señales del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo, comprendiendo la una o más señales información sobre el uno o más pulsos, en donde el procesador de señales detecta, a partir de la información, uno o más pulsos máximos de uno o más pulsos y determina una forma de onda de frecuencia cardíaca a partir de los mismos.
4. El dispositivo de la reivindicación 1 o el sistema de la reivindicación 3, en el que la correa comprende al menos uno de un arnés; un cinturón; un chaleco; o un collar.
5. El dispositivo de la reivindicación 1 o el sistema de la reivindicación 3, que comprende, además: un conjunto de sensores de desplazamiento capacitivos, comprendiendo el conjunto de sensores de desplazamiento capacitivos al menos un sensor de desplazamiento capacitivo.
6. El sistema de la reivindicación 3, que comprende, además: uno o más sensores inerciales, en donde el uno o más sensores inerciales detectan el movimiento causado por un movimiento del portador del dispositivo.
7. Un método (700) para determinar una frecuencia cardíaca que comprende:
detectar (705) uno o más pulsos utilizando al menos un sensor (807) de desplazamiento capacitivo para producir una señal que está relacionada con un cambio en una distancia entre al menos un sensor de desplazamiento capacitivo y una piel de un portador del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo, comprendiendo el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo dos electrodos (522); y
convertir (710) una o más señales procedentes del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo en una forma de onda de frecuencia cardíaca, comprendiendo la una o más señales información sobre el uno o más pulsos,
en donde los dos electrodos comprenden un electrodo (811) transmisor exterior y un electrodo (813) receptor interior, en donde el electrodo transmisor exterior y el electrodo receptor interior están en disposición concéntrica.
8. El método de la reivindicación 7, en donde: al menos un sensor de desplazamiento capacitivo está fijado a una correa; y la correa comprende al menos uno de: un arnés; un cinturón; un chaleco; o un collar.
9. El método de la reivindicación 7, en donde: detectar el uno o más pulsos comprende además utilizar un conjunto de sensores de desplazamiento capacitivos, comprendiendo el conjunto de sensores de desplazamiento capacitivos el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo.
10. El dispositivo o sistema de la reivindicación 5, o el método de la reivindicación 9, en donde: el conjunto de sensores de desplazamiento capacitivos comprende al menos dos sensores de desplazamiento capacitivos.
11. El dispositivo, sistema o método de la reivindicación 10, en donde: los al menos dos sensores de desplazamiento capacitivos se colocan a intervalos equidistantes a través de la correa.
12. El método de la reivindicación 7, que comprende, además:
detectar un movimiento causado por un movimiento del portador del al menos un sensor de desplazamiento capacitivo mediante el uso de uno o más sensores inerciales; y
filtrar la forma de onda de frecuencia cardíaca eliminando datos relacionados con el movimiento causado por el movimiento del portador de al menos un sensor de desplazamiento capacitivo.
13. El dispositivo de la reivindicación 1, el sistema de la reivindicación 3 o el método de la reivindicación 7, en donde: el al menos un sensor de desplazamiento capacitivo se coloca en el cuello del portador y se aproxima a una arteria carótida del portador.
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