个人健康数据采集的制作方法

本申请涉及采集个人健康数据的装置，特别是涉及个人手持式监测器（下文中“PHHM”），其包括用于获取信号的信号获取装置，所述信号能用于得到与用户健康相关的参数的一个或多个测量结果，信号获取装置与个人手持式计算装置（下文中“PHHCD”）整合，PHHM使用PHHCD的处理器控制和分析从信号获取装置接收的信号。本申请还涉及适合与这种PHHCD 整合的信号获取装置以及涉及操作PHHM和处理由信号获取装置获取的信号的系统。本申请进一步涉及分析、储存和通过互联网传输由PHHM获取的信号或者调节由这些信号得到的数据可以应用的用途的系统。PHHM包括用于获取信号的信号获取装置（4），所述信号可以用于得到与用户健康相关的参数的测量结果，信号获取装置与PHHCD整合，其中参数是血压并且信号获取装置包括血流阻断装置（21），其适合于按压在身体部分的仅仅一侧上或者让身体部分的仅仅一侧按压在其上，用于测量由身体部分施加的或施加到身体部分上的压力

的装置（4），和用于检测通过与血流阻断装置接触的身体部分的血液流动的装置。

技术要求

1.一种个人手持式监测器（PHHM），其包括用于获取信号的信号获

取装置，所述信号能用于得到与用户健康相关的参数的测量结果，所述信

号获取装置与个人手持式计算装置（PHHCD）整合，其中所述参数是血压，并且所述信号获取装置包括：血流阻断装置，所述血流阻断装置适合于被

按压在身体部分的仅仅一侧上或者让身体部分的仅仅一侧按压在其上，用

于测量由所述身体部分施加的或者施加到所述身体部分上的压力的装置，

和用于检测通过与所述血流阻断装置接触的所述身体部分的血液流动的

装置。

2.根据权利要求1的个人手持式监测器，其中用于检测血液流动的

装置采用示波法。

3.根据权利要求1的个人手持式监测器，其中用于检测血液流动的

装置是光传感器。

4.根据权利要求1到3中任一项的个人手持式监测器，其适合于响

应于来自PHHM的信号向用户提供听觉的或视觉的指示以调节所述血流

阻断装置按压在所述身体部分上的力或者所述身体部分按压在所述血流

阻断装置上的力，以便确保在所施加的力的充分范围内进行测量，以容许

估计心脏收缩血压和心脏舒张血压。

5.根据权利要求1到4中任一项的个人手持式监测器，其中所述血

流阻断装置包括按钮，所述按钮的表面适合于与所述身体部分接触，并且

用于测量压力的装置包括用于确定施加到所述按钮上的力的传感器。

6.根据权利要求5的方法的个人手持式监测器，其中力传感器适合

于通过将监测器取向为向上和向下并且检测来自所述力传感器的信号而

进行校准。

钮包括多个元件，每个元件都连接到单独的力传感器。

8.根据权利要求1到4中任一项的个人手持式监测器，其中所述血

流阻断装置包括填充有流体的垫子，并且用于测量压力的装置包括用于确定所述流体中的压力的传感器。

9.根据权利要求1到4中任一项的个人手持式监测器，其中所述血

流阻断装置包括带子，并且用于测量压力的装置包括用于确定所述带子中的张力的传感器和用于确定所述带子的偏移的传感器。

10.根据权利要求1到9中任一项的个人手持式监测器，其中PHHM

的处理器适合于通过将测得的数据与理论曲线匹配来估计心脏收缩血压和心脏舒张血压，所述理论曲线将血液流速关联到外部施加的压力。11.一种个人手持式监测器，包括用于获取信号的信号获取装置，所

述信号能用于得到与用户健康相关的参数的测量结果，所述信号获取装置与个人手持式计算装置整合，其中所述参数是血压，并且所述信号获取装置包括适合于阻断通过身体部分的血液流动的血流阻断装置，用于检测通过与所述血流阻断装置接触的所述身体部分的血液流动的装置，和至少一个提供信号的其它装置，根据该信号可得到用户血压的估计值，其中PHHM的处理器适合于根据数学算法处理来自所述至少两个装置的信号

以得到用户血压的更加精确的估计值。

12.根据权利要求11的个人手持式监测器，其中提供根据其可得到用

户血压的估计值的信号的其它装置选自于：血压传感器；用于估计脉搏波速度的装置；用于估计脉量的装置；和用于估计脉搏率的装置。

13.根据权利要求12的个人手持式监测器，其包括所有四种装置。

14.根据权利要求11或权利要求12的个人手持式监测器，其中用于

估计脉搏波速度的装置适合于确定在引发心脏收缩的电信号和心脏收缩的机械性开始之间的时间延迟。

估计脉搏波速度的装置接收表示引发心脏收缩的电信号的信号和表示脉搏到达用户身体上的两个不同位置的信号。

16.根据权利要求12到15中任一项的个人手持式监测器，其中用于

估计脉搏波速度的装置接收表示用户个人数据的信号，例如用户的性别、年龄、体重、身高、腰围或其它物理特性，由此血压估计的精确性可以得到提高。

17.根据权利要求12到16中任一项的个人手持式监测器，其中PHHM

的处理器适合于分析在相继的脉搏之间的时间间隔的变化。

18.根据权利要求12到16中任一项的个人手持式监测器，其中PHHM

的处理器适合于根据测得的值估计在身体的另一个部分处例如上臂或者大动脉中的用户血压。

19.根据权利要求1到18中任一项的个人手持式监测器，其适合于

接收表示用户血压的独立校准测量的信号，由此血压估计的精确性可以得到提高。

20.一种个人手持式监测器，其包括用于获取信号的信号获取装置，

所述信号能用于得到与用户健康相关的参数的测量结果，所述信号获取装置与个人手持式计算装置整合，其中所述信号获取装置包括适合于在身体部分被所述监测器覆盖时测量所述身体部分的温度的温度传感器，其中PHHM的处理器适合于根据数学算法处理来自所述温度传感器的信号的

变化以得到用户核心体温的测量结果。

21.一种个人手持式监测器，其包括用于获取信号的信号获取装置，

所述信号能用于得到与用户健康相关的参数的测量结果，所述信号获取装置与个人手持式计算装置整合，其中所述信号获取装置包括适合于测量所述监测器指向的身体部分的温度的温度传感器，其中PHHM的处理器适合于根据数学算法处理来自所述温度传感器的信号的变化以得到用户核心体温的测量结果。

22.根据权利要求21的个人手持式监测器，其中PHHM适合于向用

户提供听觉的和/或视觉的指示以便定位传感器以获得最相关的测量结果。

23.根据权利要求21或权利要求22的个人手持式监测器，其中PHHM

适合于向用户提供听觉的和/或视觉的指示以便定位传感器从而使其指向用户的衣服，由此能够获得关于环境温度的信号。

24.根据权利要求20到23中任一项的个人手持式监测器，其中所述

温度传感器与扩音器或其它用于在PHHCD中产生声音的装置并置或者结合。

25.一种个人手持式监测器，其包括用于获取信号的信号获取装置，

所述信号能用于得到与用户健康相关的参数的测量结果，所述信号获取装置与个人手持式计算装置整合，其中所述信号获取装置包括血液光敏元件，所述血液光敏元件具有用于将光传送到用户身体部分的光发射器、用于检测被传送穿过所述身体部分或被所述身体部分散射的光的光检测器

以及包含待检测的分析物的光学单元，被传送穿过所述身体部分或被所述身体部分散射的光在到达所述光检测器之前通过所述光学单元，其中PHHM的处理器适合于处理在身体部分存在和身体部分不存在的情况下

从所述光检测器获得的信号以提供用户血液中的分析物浓度的测量结果。

26.根据权利要求25的个人手持式监测器，其中PHHM适合于在身

体部分中的脉搏周期中在一个或多个时间进行测量，包括在心脏收缩峰值处或附近进行的至少一个测量。

27.根据权利要求25或权利要求26的个人手持式监测器，其中所述

分析物是葡萄糖、酒精、血红蛋白、肌酸酐或胆固醇。

28.根据权利要求25或权利要求26的个人手持式监测器，其中所述

分析物是非法的或在其它情况中禁用的药物或兴奋剂。

29.根据权利要求25到28中任一项的个人手持式监测器，其中整合

了光学系统。

30.一种由权利要求25到29中任一项所限定的信号获取装置，其配

备有独立的显示器、控制器、计算装置和电源。

31.根据权利要求1到29中任一项的PHHM，其中PHHCD是手机

或平板电脑。

32.根据权利要求31的PHHM，其中PHHCD适合于通过网络连接

到用于分析来自PHHM的数据的数据处理系统，从而提取与健康相关的参数或比单独从PHHCD获得的更加精确的与健康相关的参数，并且将分析结果返回到PHHCD以便显示给用户。

33.根据权利要求31或权利要求32的PHHM，其中PHHCD适合于

通过网络连接到用于保留数据的备份的数据处理系统以便由用户或者由

其它人，例如医疗人员随后查看。

34.根据权利要求33的PHHCD，其中所述数据处理系统适合于控制

通过第三方应用程序对来自PHHM的数据的访问，从而仅仅对于满足规章要求的和/或已经被所述数据处理系统授予许可的应用程序允许这种访问。

35.一种适合于与PHHCD整合以生产如权利要求1到34中任一项所

限定的PHHM的信号获取装置。

说明书

个人健康数据采集

技术领域

本技术涉及采集个人健康数据的装置。特别是，本技术涉及个人手持

式监测器（下文中“PHHM”），其包括用于获取信号的信号获取装置，所述信号能用于得到与用户健康相关的参数的一个或多个测量结果，信号获取装置与个人手持式计算装置（下文中“PHHCD”）整合，PHHM使用PHHCD的处理器控制和分析从信号获取装置接收的信号。本技术还涉及适合于与这种PHHCD整合的信号获取装置。本技术进一步涉及操作PHHM和处理由信号获取装置获取的信号的系统。本技术进一步涉及分析、储存和传输由PHHM通过互联网获取的信号或者调节由这些信号得到的数据可以应用的用途的系统。

背景技术

手机（也被称为移动电话）是日常生活的一部分。在发达国家中，大

多数成人拥有手机。使用手机在发展中国家中也正在变得日益流行，因为它使这些国家能建立通信系统而不必安装电缆线路。已经有了将手机用于健康护理中的各种提议。然而，所有这些提议都有缺点。

Leslie,I等人的“Mobile Communications for Medical Care”,Final Report, 2011年4月21日，报告了剑桥大学进行的重要研究，其确认了通过将来

自本地测量装置的“生命体征”和其它数据传输到中央数据采集和处理计

算机，手机网络将会在发达国家、低收入国家和新兴国家中对健康护理产生的极其重要的贡献。该研究使两个独立的行业团体产生关联——制造手机的团体和制造医疗设备的团体。

Ladeira D等人的“Strategic Applications Agenda Version3”,Working

Group on Leading Edge Applications,2010年1月，https://www.360docs.net/doc/5717789308.html,，

是电子移动研究，其考虑了网络化的健康护理的广泛含意并且声称：“智能电话可以自动地和无线地采集来自测量装置的测量结果并且将采集的数据无缝地传输给医生用于进一步分析”。

“Healthcare unwired–new business models delivering care anywhere”, Pricewaterhouse Coopers’Health Research Institute，2010年9月，是从医疗

专业的观点讨论通信的广泛使用所提供的机遇及其对医疗业务模式的影

响的研究。

在2009年的回顾中，苹果公司确认了对于用其作为从医疗设

备到医师及他人的通信链的一部分的增长的需求，（参见

http://medicalconnectivitv.corn/2009/03/19/apple-targets-healtri-care-witri-iphone-30-os/）。

这些报告基于现有医疗设备和现有手机技术的使用，因此要求医疗设

备行业和手机行业两者的参与。本技术的目的是能够采集关于健康的数据

而不同时需要这两个行业。

平板电脑和便携式个人计算机也正在变得足够小以用作PHHCD。许

多这种装置还包括通信设备，例如WiFi或无线电话连接。

个人数字助理装置（“PDA”）现在也是公知的，并且包括能够让用户

储存和检索个人数据的处理器。

技术内容

根据本技术的第一个方面，提供了一种个人手持式监测器（下文中“PHHM”），其包括用于获取信号的信号获取装置，所述信号能用于得到

与用户健康相关的参数的测量结果，信号获取装置与个人手持式计算装置

（下文中“PHHCD”）整合。

本技术的PHHM必须具有这种尺寸和重量，即其能够易于由普通成年

人用一只手拿住PHHM和用另一只手输入或检索数据而进行操作。优选

地，PHHCD包括通信设备，例如WiFi或无线电话连接。

“整合”意味着信号获取装置和PHHCD形成单个物理单元，其中当

任何一个移动时信号获取装置和PHHCD都保持在固定关系中。所有的电

连接都提供在PHHM中。

获取的信号可以是模拟或数字的，并且，如果是模拟的，可以被转换

成数字形式以便随后由PHHCD的处理器分析或者由远程数据处理设备进行分析，PHHCD使用互联网或其它数据通信装置与该远程数据处理设备进行通信。

与信号获取装置整合的PHHCD可以是手机、平板电脑、PDA或能够

易于由普通成年人用一只手拿住装置和用另一只手输入或检索数据而操作的任何其它计算装置。

通过将经证实的技术原理与新颖的实现方式结合以创造PHHM，其容

许其用户仅仅通过使用PHHM获取个人健康数据的测量结果，本技术将医疗技术和PHHCD技术结合起来。如果需要，用户可以将这些测量结果传递给其它方。

因为信号获取装置与PHHCD整合，所以相对于以上所述研究中描述

的系统的使用，使用本技术的PHHM是显著的改进。由于信号获取装置必须足够小以便与PHHCD整合而不减小其便携性，并且能够利用PHHCD 的基础结构，例如其显示器和电池，所以其将会比许多已知的医疗设备便宜得多，这些已知医疗设备对于低收入国家或新兴国家中的大多数用户而言太昂贵并且甚至会使发达国家中的用户犹豫。信号获取装置采用了微电子技术以将尺寸和成本减小到与PHHCD整合的信号获取装置可以变得普遍存在且对用户私人化的水平。

优选地，信号获取装置适合于当与用户身体的一个或多个部分接触或

非常接近时获取信号。特别地，信号获取装置可以适合于当其至少一部分与下列部分接触时获取信号：

·用户的一个或多个手指或脚趾，特别是一个或多个手指；

·接近颈动脉的皮肤；

·用户的胸部，有利地在心脏附近；和/或

·用户的耳朵或口腔内部。

信号获取装置包括用来获取信号的一个或多个传感器，所述信号可以

用于得到对于个人健康有用的参数的测量结果。优选地，一个或多个传感器用于获取关于血压、脉搏波速度、血压波形、温度、血氧分压、心电图、心率和/或呼吸速率的信号。信号获取装置可以包括用于获取信号的传感器，根据所述信号可以得到多于一种上述参数的测量结果。信号获取装置优选地包括用于获取信号的一个或多个传感器，根据所述信号可以得到血压的测量结果，例如使用血压测量法、光电容积脉搏波描记法（photoplethysmography）和脉搏波速度测量中的一种或多种。

本技术的PHHM可以包括下列传感器和装置中的一种或多种。这些传

感器和装置的特别优选的组合说明如下：

温度传感器

信号获取装置可以包括用于获取信号的温度传感器，根据所述信号可

以通过PHHCD的处理器得到局部身体温度（即，在传感器应用于身体上

的位置附近的温度）的测量结果。有利地，信号获取装置还包括用于获取信号的传感器，根据所述信号可以通过处理器得到环境温度的测量结果。这可以是与有关测量局部温度所使用的传感器相同的传感器或者可以是

单独的传感器。优选地，处理器适合于根据通过温度传感器获取的信号得到用户的核心体温。

总所周知，表面的温度可以通过测量其发出的热辐射得以估计。对于

典型的体温，辐射集中在远红外波长。其可以通过辐射热测量计来检测，其中目标被射入的辐射加热，并且或者通过检测其电阻的变化而直接测量其温度，或者使用热电偶、热敏电阻或其它类似装置而间接测量其温度。视域可以由透镜或视窗确定。温度传感器可以适合于接收来自耳朵内部或前额上的太阳穴动脉的辐射，正如在使用这种技术的现有医疗设备中那样。

温度传感器优选地如此放置以便能够感测用户耳朵的温度，不论用户

是否正在打电话。作为选择，温度传感器可以如此放置以使得其能够进行身体部分的表面温度的测量，在所述身体部分上将会进行由PHHM进行的任何其它测量，例如血压测量。

作为选择，温度传感器可以如此放置以使得用户可以通过操作PHHM

而取定其方向从而使其能够感测身体部分或选定的其它物品，例如一件用户的衣物，的温度。在这种情况中，PHHM的处理器可以适合于得到表明环境温度的信号和/或适合于向用户提供指示以取向PHHM从而获得表明身体温度和环境温度的信号。

作为选择，温度传感器可以位于臂状物上，臂状物可以与用户的一个

手指接触或插入用户的耳朵或口腔中。臂状物可以固定在信号获取装置上的合适位置中或者可以能够在伸出和收回位置之间移动从而当不使用时可以将臂状物收回。臂状物可以是能够在其伸出和收回位置之间枢转或滑动的。

信号获取装置可以包括多于一个温度传感器用于感测不同位置的温

度。

温度传感器可以用于测量其它物品的温度，例如食品、家用加热系统

或酒。

电传感器

心脏通过可在皮肤上检测到的电信号触发（trigger），这是心电图（ECG）的基础。其简化版可以通过测量身体的两个分开部分之间的电势差来检测引起心跳的电信号发生的时间。通过适当的电处理，每个引发信号的发生时间可以在几个毫秒内得以测量。

信号获取装置可以包括电传感器，其包括两个电极，两个电极彼此电

隔离但可以通过用户身体的两个不同部分而实现接触。优选地，两个电极可以通过用户的每个手的一只手指实现接触。优选地，电传感器的一个电极与血流阻断装置的按钮、垫子或带子相关联（参见下文），另一个电极位于PHHM的单独部分上。该另一个电极可以与控制杆相关联，如果存在控制杆的话，控制杆用于给垫子手动充气（参见下文）。优选地，垫子采用提供了良好电连接的表面来构造，例如微型金字塔阵列。

优选地，通过电传感器获取的信号是对两个电极之间的电势差的测

量，其与两个不同身体部分之间的电势差相关。优选地，PHHCD的处理器适合于放大来自电传感器的信号并且，如果需要，在放大之前、期间或之后过滤该信号。由处理器产生的经过放大和过滤的信号一般具有附图的图1中所示的形式，其中x轴代表时间，y轴代表电势差。图1中的箭头

表示电信号刺激心脏引发心脏收缩的时间。

血流阻断装置

信号获取装置可以包括用于限制或完全阻断通过用户身体一部分的

血液流动的血流阻断装置和用于确定通过血流阻断装置施加的或施加到血流阻断装置上的压力的压力传感器。传统的血流阻断装置是围绕身体部分的可充气箍带。

信号获取装置优选地包括下面描述的血流阻断装置之一：按钮；流体

填充的垫子；和带子。这些中的任何一个可以通过将其按压在身体部分，例如脚趾或手指，优选为手指，上而使用，其中通过身体部分的动脉血流受到施加在身体部分的仅仅一侧上的压力的影响，反之亦然。

阻断的程度可以通过示波的（oscillometric）方法或者通过分析来自下

文中描述的血液光敏元件（photosensor）的信号得以检测。

按钮

血流阻断装置可以包括按压在身体部分上的按钮。优选地，按钮是板

的一个区域，该区域可以独立于板的其余部分移动并且连接到力传感器。力传感器适合于测量施加到按钮上的力但将按钮可以移动的距离最小化。典型地，板为10mm乘20mm的，具有典型地5mm直径的圆形按钮或者

类似面积的非圆形按钮。优选地，按钮在受到身体部分的力时移动的距离不大于0.1mm。

将按钮按压在身体部分上在身体部分内产生压力，与按钮接触的身体

部分推压在按钮上的力大约等于身体部分内的压力乘以按钮的面积。通过测量该力，PHHM能够对身体部分内的压力进行准确估计。

信号获取装置可以包括多个按钮，每个按钮都连接到单独的力传感

器。

流体填充的垫子

血流阻断装置可以包括流体填充的垫子，用户身体的一部分，特别是

手指或脚趾，优选为手指，的一侧可以按压到其上以阻断通过身体该部分的血液流动，以及用于提供表明垫子中的压力的信号的压力传感器。优选地，垫子位于PHHM中的凹槽中。在使用中，可以通过将身体部分压在垫

子上或者通过将垫子压在身体部分上而将压力施加到垫子上。

如果垫子被填充以空气，可能需要提供防止过量压力出现在垫子中的

装置。例如，如果将装置留在热的位置并且热使压力过多地升高，则过量压力可能会出现。过量压力防止装置优选地包括阀，该阀在预定压力开启以将气体从垫子释放到大气中，该预定压力是垫子的最大允许压力（典型地大约为300mm Hg），以及用于替换已经释放的气体的泵。泵可以包括活塞和气缸，或者其可以包括隔膜和腔，并且活塞或隔膜可以通过用户的动作或者通过电能操作。优选地，PHHM具有在信号获取装置上面铰接的或

滑动的盖子，其如此布置以使得当开启盖子以容许装置被使用时，盖子压在活塞或隔膜上产生足够的压力将垫子重新充气。优选地，泵具有两个阀：容许气体进入垫子的单向阀；和在预定压力开启以将气体从泵释放到大气的阀，该预定压力是垫子的最小工作压力（典型地大约50mm Hg）。

有利地，将垫子中存在的气体量减到最少，以使压力变化检测的灵敏

度最大化。如果使用单向阀，其应当优选地位于垫子和压力传感器的附近。

引入这个防止装置的进一步优势在于，即使发生了缓慢泄露装置也会

继续操作。这将会增加装置的可靠性。

带子

作为进一步的选择，血流阻断装置可以包括带子，用户身体的一部分，

特别是手指或脚趾，优选为手指，的一侧可以压在其上以阻断通过身体的该部分的血液流动，以及用于提供表明施加在带子上的压力的信号的力传感器。

优选地，带子位于PHHM中的凹槽中。在使用中，可以通过将身体部

分压在带子上或者通过将带子压在身体部分上而将压力施加到带子上。

带子可以是不可伸长的或可伸长的。

在带子是不可伸长的情况中，其可以越过PHHM中的凹槽在每一端上

固定地安装。在这种布置中，压力传感器适合于测量施加到带子安装结构上的力。

作为选择，不可伸长的带子可以安装在凹槽一侧的轴上并且固定地安

装在凹槽的另一侧。在这个布置中，可以通过测量带子卷绕在轴上的程度来测量施加在带子上的压力。可以通过轴上的扭矩弹簧或线性弹簧阻碍该卷绕的展开。

作为进一步的选择，不可伸长的带子可以在其每一端安装在轴上并且

轴位于PHHM中的凹槽的每一端。在这个布置中，可以通过测量带子卷绕在每个轴上的程度或者通过测量带子的物理性质，例如其电阻，来测量施加在带子上的压力。

在带子是可伸长的情况中，其可以越过PHHM中的凹槽在每一端上固

定地安装。在这种布置中，压力传感器可以适合于测量带子长度的增加或带子中的张力或者测量带子的物理性质，例如其电阻，以提供关于施加到带子上的压力的信号。

在使用带子的情况中，优选地，PHHM包括用于提供表明与带子接触

的身体部分的直径的信号的装置，从而使压力测量可以进行得更准确。该装置可以是小键盘或触摸屏，有利地是PHHCD的正常键盘或触摸屏，通过该装置用户可以输入用户所测得的直径，该测量例如是使用任何方便的装置进行的，例如卷尺或设置在单独的计量器上的或设置在PHHM上的一系列刻度切口。

然而，优选地所述装置与带子本身相关联并且在没有用户输入的情况

下提供信号。例如，带子可以包括一个或多个嵌入其中的光学纤维、位于光学纤维一端的用于将光入射到光学纤维中的光源、和位于光学纤维另一端的用于检测到达检测器的光的光检测器，以及用于确定当光通过光学纤维时的光衰减的装置，衰减的程度与带子的曲率相关，带子的曲率又与直径相关。作为选择，带子可以包括两层，并且信号获取装置包括用于测量每层的长度的装置，两层的相对长度与直径相关。作为进一步的选择，信号获取装置可以包括装置，例如邻近检测器，用于提供表明凹槽的底部和带子上最接近凹槽底部的点之间的距离的信号，并且处理器适合于基于该信号和带子的长度计算身体部分的直径。

用于光电容积脉搏波描记法（PPG）的血液光敏元件

使用PPG的脉搏血氧计自从1980年代以来已经上市。其用于估计动

脉血液中的氧合（oxygenation）程度。向身体部分发射红光和红外光。含氧（oxygenated）血比不含氧（non-oxygenated）的血更强地吸收红外光；不含氧的血比含氧血更强地吸收红光。在心脏收缩期间红外线吸收的变化是含氧血的数量的量度，在心脏收缩之间的红光吸收水平是被照射的总血量的量度并且被用于校准。

优选地，信号获取装置包括PPG传感器。其使用一个或多个光敏元件。

可以布置（多个）光敏元件用于发射或散射测量。在发射模式中，光敏元件包括一个或多个光发射器和一个或多个光检测器，所述光发射器布置成发射通过身体部分的光，所述光检测器布置成检测从（多个）光发射器发射的通过这个身体部分的光。在散射模式中，光敏元件包括一个或多个光发射器和一个或多个光检测器，所述光发射器布置成向身体部分发射光，所述光检测器布置成检测来自（多个）光发射器的被身体部分散射的光。优选地，在散射模式中，（多个）光检测器布置在紧密接近（多个）光发射器的位置。

优选地，在任一情况中，（多个）光敏元件适合于发射和检测两个或

更多波长的光。可以有适合于发射两个选定的不同波长的光的单个的、多路复用的光发射器，或者有至少两个光发射器，其中的每一个适合于发射一选定的不同波长的光。对于（多个）光发射器的任一备选方案，作为一种选择，有一个多路复用的光检测器，其可以检测选定波长的光。作为另一种选择，有两个或更多光检测器，其中的每一个适合于检测一选定的不同波长的光。

优选地，选择波长之一从而使光被含氧血比被脱氧血更强地吸收。一

个合适的波长是940nm。选择另一个波长从而使光被脱氧血比被含氧血更强地吸收。合适的波长是660nm。

优选地，当没有光从（多个）光发射器发射时，信号获取装置适合于

从（多个）光检测器获取信号。这容许进一步校准在第一波长和，如果使用第二波长的话，第二波长获得的信号。

附图中的图2示意性地显示了含氧血信号（顶部的线），脱氧血信号

（中间的线）和环境光信号（底部的线）的变化。

血液光敏元件可以进一步适合于测量血液中的分析物的浓度，例如葡

萄糖、酒精、血红蛋白、肌酸酐、胆固醇和兴奋剂或其它药物，包括非法的或在其它情况中禁用的物质。如果分析物的吸收光谱类似于血液中其它物质的吸收光谱，这些是难以测量的。信号获取装置可以设计成使用一种或多种以下描述的技术以增强吸收光谱法的灵敏度和选择性。

第一种技术是使用差分吸收。将一束光向身体部分发射并且发送或散

射的光被分摊（split）在两个感测单元之间。一个（参比单元）包含通常以足够多的量存在于血液中的化学组分（species）的混合物，其不包括关心的分析物。在实践中，这可能仅仅包含水。另一个（样品单元）包含相同的混合物和所述分析物。作为选择，参比单元可以省略而样品单元仅仅填充分析物。作为选择，如果分析物在环境条件下可以是气态的，则光束可以通过包含呈气态形式的分析物的单个样品单元并调节该单元中的压力。

可以在几个条件下测量光束的强度：在通过参比单元之后并且单独地

在通过样品单元之后，在每种情况下都没有身体部分存在，以及类似地在有身体部分存在的情况下在通过每个单元之后。作为选择，还是在身体部分存在和不存在的情况下，可以在光束已经通过单元时和还没有通过单元时测量光束的强度。作为另一个选择，在有和没有身体部分存在的情况下，强度可以作为单元中的压力的函数而得以测量。

可以例如通过整流（switching）来调节光束的强度，以容许测量系统

对环境光进行补偿。光束具有选择的宽的光谱，使得分析物和存在的其他化学组分之间的区别最大化，同时还容许采用低成本的技术。例如，如果分析物是葡萄糖，其可以在近IR区域附近中。

在这些情况的每一种中，光束通过参比单元和通过样品单元时的强度

之间的差别是身体部分内的分析物的吸收量的量度。为了进一步改善对血液中的分析物浓度的选择性，可以用PPG信号确定由于心脏收缩引起的动

脉扩张的时间。在该时刻的吸收的变化完全是身体部分中的额外血液量的结果。该额外血液的量也根据PPG信号得以估计。

声学传感器

PHHM可以包括声学传感器用于获取与心跳产生的声音相关的信号。

声学传感器可以是单独的麦克风、地震检波器或振动传感器，或者可以是提供在标准的手机或平板电脑中用于语音接收的麦克风，或者它可以是用于测量动脉阻断期间在身体部分中的压力的力或压力传感器。优选地，PHHM的处理器适合于处理由声学传感器获取的信号以确定心脏跳动的

时间。

附图中的图3显示了由声学传感器获取的心脏的“扑通”跳动的典型

波形。示出了两个连续的脉搏，信号由振幅的包络线内的音频信号构成。运动传感器

PHHM还可以包括运动传感器，其适合于检测信号获取装置所在的用

户身体部分的位置。优选地，PHHM的处理器适合于将来自运动传感器的信号与来自压力传感器的信号相互关联以实现血压测量的校准。优选地，PHHM的处理器适合于发出可听的或可视的指示给用户以移动身体部分，从而使这种校准可以发生。运动传感器可以是PHHCD的现有组件，它可以检测由PHHCD的加速度引起的惯性力或随着海拔高度的压力变化。

超声波传感器

信号获取装置可以包括超声波传感器用于形成动脉横截面的图像和/

或使用多普勒干涉法来估计动脉内的血液流速。所述超声波传感器可以由形成阵列的一组单独元件组成。

个人数据输入装置

优选地，所述PHHM包括个人数据输入装置并且适合于存储其它个人

数据。个人数据输入装置优选地是小键盘或触摸屏，有利地是PHHCD的正常键盘或触摸屏。可以通过这些装置输入的数据可以包括但不限于：身高、体重、腰围、手指直径和年龄。

另外的传感器和装置

PHHM还可以包括向用户的身体施加电信号和检测响应于这些信号

而产生的信号的装置，以例如测量身体特性，例如体重指数。

PHHM可以包括适合于获取可从其中得到用户身份的信号的传感器，

例如，用于采集用户的指纹。这使得能够确保所得到的与用户健康相关的测量结果可以直接与用户相关联，这种身份传感器可以与血流阻断装置的垫子相关联或者可以与电传感器的电极相关联。有可能以这样一种方式定位身份传感器，使得测量到的医学指标几乎不可能是除了所识别的用户之外的任何人。

数据分析

上述的传感器和装置可以以各种组合方式使用以容许获取各种与健

康相关的数据。PHHM可以包括温度传感器、电传感器、血流阻断装置、用于PPG的血液光敏元件、声学传感器、运动传感器、超声波传感器中的一种或多种，并优选地至少包括其中的前四种。传感器和装置的优选组合连同可利用这些组合得到的与健康相关的数据的指标列于下表中。然而，本领域技术人员应该清楚，其他组合可用于提供进一步的与健康相关的数据，并且本技术不限于下表中列出的组合。

该表不涉及对从测量血液中分析物浓度的光传感器的可能的扩充设

备（extension）得到的数据的分析。