[发明专利]用于在没有物理接触的情况下检测物理变化的系统和方法

说明书

提供了用于检测和分析主体的变化的系统和方法。例如，一种系统包括被配置为产生电场的电场发生器。该系统包括被配置为检测电场中的物理变化的外部传感器设备，其中所述物理变化影响电场的幅度和频率。该系统包括被配置为检测电场发生器的输出的频率的变化的正交解调器。该系统包括被配置为检测电场发生器的输出的幅度的变化的幅度参考源和幅度比较开关。该系统包括被配置为分析电场发生器的输出的幅度和频率的变化的信号处理器。

相关申请的交叉引用

本申请在35U.S.C§119(e)下要求于2016年1月27日提交的美国临时专利申请号62/287,598的权益，所述申请通过引用明确地整体并入本文。

技术领域

本申请总体涉及监视系统的技术领域，并且更具体地，涉及一种在没有物理接触的情况下检测物理变化的监视系统。

背景技术

各种监视系统的性能可能受到传感器或其部件相对于正被监视的目标(例如，诸如成人、青少年、儿童或婴儿等的人)被放置在何处的影响。例如，某些监视系统可能需要传感器与目标物理接触，并且还可能需要部件(例如，电力或数据电缆)被从传感器连接到监视设备。可能存在其他情况，其中传感器可能被用于检测车辆座椅的占用(occupancy)的变化。在这种情况下，传感器还可能在没有直接物理接触的情况下感测座位占用者(occupant)的生命体征(例如，脉搏和/或呼吸)。

已知的监视系统需要传感器直接与目标接触。例如，传统的心电图(ECG)使用外部电极来检测患者的ECG信号。外部电极位于电缆的端部，并且必须被物理地放置在患者上并靠近患者的心脏。这通常需要使用可能不便于连接(hook up)和使用的导电材料，尤其是对于相对活跃的患者的长期监视。这些设备有显著的限制。例如，患者必须被物理地连接到设备。如果患者想要离开他或她的床，则需要通常由训练有素的工作人员将设备从患者上拆卸下来，并且然后在他/她返回时将设备重新附接到患者。与设置这种监视系统相关联的不便和延迟也并不非常适于监视更活跃的目标，例如婴儿床中的婴儿或驾驶车辆的人。尽管存在被并入诸如腕带和臂带的设备中的监视系统，但是它们通常仍然需要直接与目标接触，并且通常提供不准确的信息和有限的功能。

因此，需要一种不需要传感器直接与目标接触的监视系统。还需要一种监视系统，其可以通过监视人体的生理变化来帮助管理目标的健康、康健、睡眠和饮食。还需要一种适于长期使用的监视系统，其可以感测目标的变化并且提供及时与适当的诊断、预后和规范信息。

发明内容

本发明包括允许在没有与主体接触或附接至主体的情况下检测主体内的物理变化的系统和方法。主体是不同于其他质量(mass)的大质量物质。主体的非限制性示例包括例如人的身体、动物的身体、容器、汽车、房屋等。这些变化可能是诸如动物的心脏功能的生理事件，或者诸如筒仓中的谷物的体(bulk)材料的特性的变化。这些变化可以是尺寸变化(诸如由动物器官的功能引起的那些尺寸变化)，或者材料成分的变化(诸如木材中的含水量)。

该仪器中使用的测量技术的关键特征在于可以在扩展的体积上进行测量，使得可以同时观察多种现象的变化。例如，可以同时完成感测两个分离但相关的生理参数(例如，脉搏和呼吸)。可以通过仪器内的传感器元件设计来改变由该仪器感测的区域。体感测能力的进一步扩展是使用尖端的计算机签名识别软件(computer signature recognitionsoftware)(诸如基于小波的方法)来将个体特征与复合波形分离的机会。

本申请涉及于2014年10月30日提交的美国专利号9,549,682，所述专利通过引用明确地整体并入本文。本申请还涉及于2013年3月15日提交的美国专利号9,035,778，所述专利通过引用明确地整体并入本文。