技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于处理指示健康状况的信号的设备。
相关背景技术
[0002] 在分娩（labour）和分娩（delivery）期间，由于缺氧，存在损伤胎儿脑、神经系统和其他末端器官的风险，另外称为胎儿窒息。胎儿窒息可导致婴儿及其家人的长期、衰弱的后遗症。
[0003] 目前，临床医生使用心分娩力描记器（CTG）监测子宫收缩和胎儿心率（FHR）或电生理信号（诸如ECG），其中，信号模式的变化可以指示胎儿窒息。然而，信号模式的变化通常仅主观评估，这导致大量假阳性。这种主观性还可能导致延迟或错过诊断，从而导致负面的健康状况结果。因此，许多剖腹产术是基于胎儿窘迫的错误指示作为防御性监测来进行的，以降低产时胎儿窒息的风险。由于大量假阳性，非选择性剖腹产的比率增加。剖腹产会带来许多问题。例如，剖腹产与母亲发病率增加、恢复时间更长和产后感染率更高相关。此外，剖腹产的成本高于阴道分娩。
[0004] 存在用于胎儿窘迫监测的方法，例如使用血液采样的胎儿乳酸监测。乳酸被广泛认为是测量胎儿窘迫的黄金标准；然而，在标准实践中很难做到。乳酸只能通过在出生期间抽取胎儿的血液并从外部分析血液样本来评估。这会给母亲带来显著的痛苦，并产生20‑30分钟的显著时间延迟的结果。因此，尽管其作为胎儿监测方法的潜在益处，但很少使用它。
[0005] 电生理学是对生物细胞和组织的电特性的研究，并且通常涉及获得和处理生物组织或整个器官（例如心脏）中的电压或电流变化的测量值。电生理技术涉及将ECG传感器电极放置在个体皮肤上的目标区域处以捕获电生理信号，诸如ECG波形。该波形既提供受试者的心率，又提供关于来自心脏的电脉冲的信息，其幅度和方向可以指示健康状况。
[0006] 典型的ECG需要至少三个电极，这里称为ECG参考电极（ERE）、ECG工作电极（EWE）和ECG接地电极（EGE）。三电极ECG设置使得能够从胎儿心跳中过滤母体心跳。这是关键的，因为由母体心跳引起的电脉冲比由胎儿心跳引起的电脉冲更强。这种布置在US5062426中描述。
[0007] 先前的系统已经尝试使用各种连续监测技术，例如在US20170112428中，其使用微透析技术对细胞外液进行采样以确定分析物浓度，如乳酸。然而，由于微透析过程，这导致结果与采样之间的显著滞后，该微透析过程涉及经由微毛细管将透析液溶液泵送到外部分析单元。
[0008] 在WO2003088837中提供了在分娩期间监测胎儿健康状况的另一种方法，其将温度探针与ECG组合。然而，虽然这允许连续监测温度，但是考虑到母亲的接近度，该参数容易受到干扰，并且没有强烈证据表明温度和胎儿窒息之间的任何相关性。
[0009] 已经开发了用于监测锻炼的可穿戴电子感测单元的许多系统，诸如US20160157779。然而，没有人在胎儿监测环境中组合这些功能，这需要考虑分娩的独特困难。
[0010] 在现有技术中已经描述了胎儿头皮电极系统和连接器设备，例如US6363272，其中描述了可穿戴腿板连接器组件。该设备不包含印刷电路板（PCB）组件或任何电子器件，并且简单地提供了与有线电缆结合使用的连接器系统，以将电信号从母亲和婴儿传输到监视器。US5168876描述了一种作为连接器设备的腿板，其包含PCB，但是该PCB仅包含将输入触点和接地电极与连接到胎儿监测器的相应输出引线电连接的示踪器。
[0011] 需要连续且实时地监测指示胎儿窒息的分析物的浓度，或者至少提供常规设备和方法的替代或补充。在实施例中，本发明寻求提供处理指示胎儿中的分析物的浓度的信号和胎儿的电生理信号的能力，优选地以紧凑形式的方式用于母亲舒适地穿戴。
[0012] 可替代地，提供处理指示分析物的浓度的信号和电生理信号的能力的设备可以用于多种应用中，例如更广泛地用于锻炼监测、赛马和健康状况监测。当ATP和氧的需求超过供应时，如在剧烈运动期间发生的，乳酸由运动产生。在这种情况下，工作肌肉厌氧地产生能量，并且乳酸可以积累到高水平。对运动诱导的乳酸产生的实时监测将帮助教练员、运动员等进行训练和健康状况评估。乳酸监测也可用于监测严重的健康状况，例如败血症，并且在人和动物中具有许多临床应用。
[0013] 先前对背景技术的讨论仅旨在促进对本发明的理解。该讨论不是知晓或承认所提及的任何材料在本申请的优先权日是公知常识的一部分。
具体实施方式
[0062] 尽管任何其他形式可以落入本发明的范围内，但是为了可以更全面地理解本发明并将其付诸实践，现在将描述本发明的优选实施例。
[0063] 通过单独通过心率监测来监测胎儿的常规方法检测到的胎儿窘迫的假阳性指示可能导致剖腹产的增加以减少分娩时间。
[0064] 可以结合连续监测胎儿的电生理信号和乳酸的能力的设备将为临床医生提供优于当前护理标准的技术。
[0065] 本发明寻求提供这样的设备。在一个实施方式中，该设备具有电子处理单元的形式，该电子处理单元可操作以使得能够同时或接近同时处理指示胎儿中的分析物的浓度的电分析信号和胎儿的电生理信号，优选地使用单个公共参考电压。这将有利地允许使用具有较少电缆并且因此具有较少侵入性电极的胎儿传感器设备，从而改善母亲和胎儿两者的舒适度，同时提供准确的胎儿监测。
[0066] 本发明的实施例允许在一个设备上同时或接近同时地考虑两个信号。这在评估胎儿心率不安全的情况中特别有用，表明可能发生胎儿缺氧或窒息。在这种情况下，具有指示胎儿状态的第二确认信号将是有利的。在这些情况下，分析物的浓度的测量（作为胎儿窒息的更特异性和灵敏的测量）将补充电生理信号。信号的这种组合可以潜在地防止如果单独考虑电生理信号则可能发生的不必要的干预。
[0067] 本发明的实施例寻求提供一种可操作以潜在地降低监测胎儿窘迫的侵入性和复杂性的设备。本发明的实施例提供了对一种或多种分析物（诸如乳酸或氧）的连续监测，以及对胎儿心脏的同时或接近同时的监测。这将允许相关医疗专业人员（诸如医生或助产士）被提供一旦乳酸或心率进入危险范围就立即行动的指示。
[0068] 该设备还适用于正在锻炼的受试者，例如人类锻炼或赛马领域。当ATP和氧的需求超过供应时，如在剧烈运动期间发生的，乳酸由运动产生。在这种情况下，工作肌肉厌氧地产生能量，在此期间乳酸可以积累到高水平。本设备将能够以最小的侵入性实时监测受试者的乳酸水平。因此，诸如跑步者和赛马的受试者可以在他们锻炼时被监测，而不是仅仅在比赛或其他锻炼时段的开始和结束时被监测。
[0069] 该设备还更广泛地适用于健康状况监测。许多健康状况如脓毒症可受益于连续乳酸监测。这可以应用于成人、儿童和其他动物。
[0070] 设备
[0071] 本发明提供了一种用于处理指示健康状况的信号的设备，该设备包括电路，该电路可操作以：
[0072] 接收包括指示健康状况的第一信号和指示健康状况的第二信号的输入；
[0073] 处理指示健康状况的所述第一信号；
[0074] 处理指示健康状况的所述第二信号；以及
[0075] 提供由对指示健康状况的第一信号和指示健康状况的第二信号的处理产生的输出。
[0076] 优选地，指示健康状况的第一信号包括指示受试者中的分析物的浓度的电分析信号。受试者可以是胎儿。可选地，受试者可以是运动员、动物、人、儿童等，因为指示健康状况的第一信号可以用于各种应用，例如锻炼监测、赛马和健康状况监测。
[0077] 优选地，指示健康状况的第二信号包括受试者（例如胎儿）的电生理信号。
[0078] 优选地，电路包括至少两个电路，第一电路是适于处理指示受试者中的分析物的浓度的电分析信号的电分析信号处理电路，并且第二电路是适于处理受试者的电生理信号的电生理信号处理电路。
[0079] 优选地，电路设置在印刷电路板（PCB）/印刷电路板组件（PCBA）上或以其他方式在印刷电路板（PCB）/印刷电路板组件（PCBA）中实现。
[0080] 可选地，电路设置在柔性印刷电路板（PCB）/印刷电路板组件（PCBA）上或以其他方式在柔性印刷电路板（PCB）/印刷电路板组件（PCBA）中实现。柔性电路板可以包括刚性‑柔性电路板、柔性电路板或通过柔性组件连接的一系列刚性电路板。
[0081] 可选地，提供或以其他方式实现电路，使得可以是子板形式的第二电路可以可操作地连接到印刷电路板（PCB）。可选地，提供或以其他方式实现电路，使得多个子板可以连接到印刷电路板（PCB）。
[0082] 优选地，处理包括以下中的至少一种：放大；从模拟到数字的转换。
[0083] 优选地，该设备在电分析电路和电生理电路中实施一系列电阻器，以提供保护使其免受设备中的电气故障，从而防止或减轻电击。这些电阻器可以被放置在与这些电路串联的任何地方，以向受试者提供保护，或者如果受试者是胎儿，则向胎儿和母亲提供保护。
[0084] 优选地，电分析电路中的电阻器以开尔文连接的电阻器的形式提供，其提供防止电气故障的保护，同时还允许改进的传感器电流采集。
[0085] 优选地，该设备在单元中实施，从而提供用于处理指示受试者中的分析物浓度的电分析信号和受试者的电生理信号的电子处理单元。
[0086] 优选地，电分析信号处理电路和电生理信号处理电路共享公共参考电压。优选地，电生理信号处理电路和电分析信号处理电路之间的公共参考电压是连接的形式，例如PCB/PCBA上的导线，将第一生物传感器放大器组件连接到第二电生理放大器组件，第二电生理放大器组件也与生物传感器参考电极和心电图电极（优选地，心电图工作电极（EWE））共享电连接。
[0087] 可选地，该设备还可以包括以下中的一个或多个：
[0088] i.能量源（例如，电池或有线连接）；
[0089] ii.有线传输部件，用于将电生理信号（优选地，模拟电生理信号）和/或电分析信号（优选地，模拟电分析信号）从胎儿传感器设备传输到所述设备；和/或
[0090] iii.通信连接（有线或无线），用于将经处理的电生理信号（优选地，放大的和/或数字的电生理信号）和/或经处理的电分析信号（优选地，放大的和/或数字的电分析信号）传送到外部计算设备。
[0091] 可选地，该设备还可以包括以下中的一个或多个：
[0092] i.加速度计，用于检测母体运动和/或传感器设备的运动；
[0093] ii.连接螺柱；
[0094] iii.如果受试者不是胎儿（例如受试者正在锻炼），则用于将电子处理单元固定到受试者的粘合贴片、条带或绷带；
[0095] iv.用于将电子处理单元固定到胎儿母亲的粘合贴片或条带或绷带；
[0096] v.顶盖；和/或
[0097] vi.底盖。
[0098] 在一个实施例中，该设备可以是柔性的，允许更舒适地贴合受试者，如果受试者是胎儿，则受试者包括胎儿的母亲。在另一实施例中，电路可以是柔性的，以改善设备的柔性和舒适性。
[0099] 印刷电路板/印刷电路板组件
[0100] 在一个实施例中，印刷电路板（PCB）/印刷电路板组件（PCBA）被设计成使得监测电生理信号（心电图（ECG））的电生理信号处理电路的参考电位与监测指示分析物的浓度的电分析信号的电分析信号处理电路使用的参考电位相同。
[0101] 在一个实施例中，印刷电路板（PCB）/印刷电路板组件（PCBA）被设计成使得监测电生理信号（心电图（ECG））的电生理信号处理电路具有参考电位，并且监测指示分析物的浓度的电分析信号的电分析信号处理电路具有单独的参考电位。
[0102] 电分析信号和电生理信号
[0103] 指示受试者的分析物的浓度的电分析信号和受试者的电生理信号优选地使用传感器设备生成。传感器设备优选地包括生物传感器设备和心电图（ECG）。传感器设备可操作地附接到受试者，例如通过插入受试者的肌肉组织中。
[0104] 指示胎儿的分析物的浓度的电分析信号和胎儿的电生理信号优选地使用胎儿传感器设备生成。胎儿传感器设备优选地包括生物传感器设备和心电图（ECG）。胎儿传感器设备可操作地附接到胎儿，例如通过插入胎儿的头皮中。
[0105] 待由传感器设备（包括胎儿传感器设备）的生物传感器设备监测的分析物可以是选自包括以下项的列表的分析物：乳酸、葡萄糖、丙酮酸盐、氧、pH、pCO2、pO2、pHCO3、嘌呤、抗坏血酸、尿酸、胆固醇、黄嘌呤、NADPH、细胞色素P450、醇、酮等。本领域技术人员将意识到，可以使用生物传感器设备监测许多分析物。在传感器设备中可以存在多于一个的生物传感器设备。可以使用本发明的设备的实施方案监测指示分析物的浓度的多于一个电分析信号。
[0106] 优选地，本发明的设备包括电分析信号处理电路。该电分析信号处理电路可以通过计时电流法检测指示受试者中的分析物的浓度的电分析信号，但是本领域技术人员可以理解，可以从包括以下的列表中选择任何数量的电分析技术：计时电流法、计时电位法、循环伏安法、方波伏安法、差分脉冲伏安法或其他类似技术。优选地，所生成的信号是模拟信号。
[0107] 优选地，使用直接附接到受试者（包括胎儿）的生物传感器设备来感测分析物，所述生物传感器设备能够感测受试者中的分析物的浓度，其中所述生物传感器设备生成指示受试者中的分析物的浓度的电分析信号。优选地，生物传感器设备包括用于感测受试者中的分析物的浓度的两个电极，其中第一电极是包括反应性物质的生物传感器工作电极（BWE），并且第二电极是生物传感器参比电极（BRE），并且其中BWE和BRE用于感测受试者的分析物的浓度。生物传感器设备还可以包括生物传感器对电极（BCE）。
[0108] 优选地，本发明的设备包括电生理信号处理电路。该电生理信号处理电路可以检测使用心电图（ECG）电极生成的受试者的电生理信号。
[0109] 优选地，ECG电极可操作地可附接并且直接附接到受试者，并且可操作用于并且能够感测电生理信号，诸如受试者的ECG波形。ECG生成完整的波形，其中包含可被解释的段（P、Q、R、S和T波）。通过确定连续R波（其对应于心脏的心室的收缩）之间的时间来计算心率。优选地，ECG包括三个电极，其中第一电极是连接到受试者的心电图工作电极（EWE），第二电极是单独附接到生物传感器设备的心电图参考电极（ERE），并且第三电极是外部连接到受试者（或母亲，如果受试者是胎儿）的心电图接地电极（EGE）。受试者的电生理信号被感测为EWE和ERE之间的电位差。优选地，所生成的信号是模拟信号。
[0110] 与本发明的设备一起使用的包括生物传感器设备和ECG的传感器设备可以类似于AU2021903268中描述的传感器设备。AU2021903268中的传感器设备用于感测胎儿，但是可以容易地调整以在其他受试者（例如人或马）中实现，用于锻炼和用于健康状况监测。
[0111] 能源
[0112] 该设备可以可选地包括能量源。在一个实施例中，能量源可以包括到外部能量源（诸如市电或外部计算设备）的有线连接。
[0113] 在一个实施例中，电子处理单元的能量源可以由电池提供。电池可以作为单个单元提供或分成几个电池。电池可以是单次使用的/一次性的或可再充电的。优选地，电池使用锂离子技术。
[0114] 加速度计
[0115] 在一个实施例中，该设备可以包括加速度计。这将允许设备可操作以感测受试者（包括母亲和胎儿）的运动。从被附接到受试者的传感器设备接收的信号可以受到传感器设备的运动的影响，并且在实施例中，加速度计将可操作以允许在这些时段期间收集的数据被标记、滤波和分类，以减少这种影响的影响。在该实施例中，从加速度计接收的信号可以附加地标记在外部计算设备上。这提供了以下优点：例如，医师、兽医或运动生理学家能够确定何时分析物或心率的突然变化可能由受试者或母亲（如果受试者是胎儿的话）的运动引起，而不是这些参数的真实变化。
[0116] 在一个实施例中，加速度计可以位于将设备耦接到传感器设备的导线上或传感器内。这将使得加速度计能够更准确地检测传感器设备的运动，这可以允许过滤或标记在这些时段期间产生的数据。
[0117] 加速度计还可以或可替代地使得能够使用“手势”控件以允许用户与设备交互。示例可以是轻敲设备三次以实现与外部计算设备的蓝牙TM配对。
[0118] 加速度计还可以或替代地用作能量或功率节省特征。当检测到在预定时间段内继续缺乏运动时，设备可以进入低功率模式以节省功率。
[0119] 外部连接
[0120] 该设备可以连接到外部计算设备和/或传感器设备（包括胎儿传感器设备）。
[0121] 与传感器设备的连接
[0122] 该设备可以通过传输部件连接到传感器设备。传输部件将电分析信号（优选模拟电分析信号）和电生理信号（优选模拟电生理信号）从传感器设备传输到电子处理单元。
[0123] 优选地，传输部件包括传感器线和一个或多个传感器连接器。当传输部件包括传感器线时，与无线连接技术相比，可靠性和小型化得到改善。另外，很难通过人体发射低能量无线电波，这在这种应用中是必要的。
[0124] 传感器连接器可以以多引脚设计为特征。在一个示例中，传感器连接器可以是具有用于多个引脚的容量的定制连接器。这些引脚可以允许导线包含到感测设备的多个电连接。定制连接器可以是防触摸的，从而防止对设备的意外损坏或对受试者或护理人员的伤害。定制连接器还可以防止在使用时意外移除设备。
[0125] 在另一示例中，传感器连接器可以采用3.5mm或2.5mm的TRRS音频插孔的形式。这将实现牢固的连接，而没有意外移除的风险。传输部件的传感器连接器可以锁定就位，以防止无意中移除传感器线。
[0126] 可替代地，设备和传感器设备之间的传输部件可以是无线的。例如，传感器设备可以通过诸如无线电、蓝牙TM或其他方法的传输部件连接到设备。
[0127] 传感器连接器可以可选地包括另外的电路，其可以是子板的形式。该子板可以包括PCB，并且可操作以将传感器线连接到主PCB。该子板将为设计提供模块化。这可以以3、4、5或6引脚设计为特征。这些连接可以允许传感器设备具有到传感器设备的多个电连接，包括电磁屏蔽。
[0128] 在一个实施例中，子板可以包括开尔文连接的电阻器，以提供改进的传感器电流采集，同时还提供保护免受从设备到受试者的电击。
[0129] 如果传输部件是无线的，则优选地存在“备用”有线系统，如果无线传输失败或受损，则可以使用该有线系统。
[0130] 与外部计算设备的连接
[0131] 该设备可以通过通信连接来连接到外部计算设备。通信连接可操作以将经处理的电分析信号（优选地，放大的和/或数字的电分析信号）和经处理的电生理信号（优选地，放大的和/或数字的电生理信号）从设备传输到外部计算设备。
[0132] 设备和外部计算设备之间的通信连接可以是有线的或无线的。
[0133] 在一个实施例中，设备和外部计算设备之间的通信连接可以是无线的，以允许传输指示分析物的浓度的处理的电分析信号和指示受试者的ECG波形的处理的电生理信号。这可以采用无线电波、Bluetooth™、WIFI、3G、4G、5G或其他方法的形式。本领域技术人员将理解，这种形式的通信可以采取许多不同的形式。
[0134] 可替代地，设备和外部计算设备之间的通信连接可以包括导线和一个或多个输出连接器，以允许传输指示分析物的浓度的经处理的电分析信号和指示受试者的ECG波形的经处理的电生理信号。该设备可以具有输出连接器，该输出连接器在通信连接线上具有匹配的输出连接器，使得通信连接线能够被插入并且可以被移除。可替代地，通信连接线可以与电子处理单元成一体，使得通信连接线不可移除。
[0135] 通信连接线的另一端（将连接到外部计算设备）可以在外部计算设备上具有输出连接器和匹配的输出连接器，使得通信连接线被插入并且可以被移除。可替代地，通信连接线可以与外部计算设备成一体，使得通信连接线不可移除。
[0136] 优选地，通信连接线的至少一端包括输出连接器，对应的输出连接器在设备或外部计算设备上。可选地，通信连接线的两端包括输出连接器，使得可以在不更换设备和/或外部计算设备的情况下更换通信连接线/输出连接器。
[0137] 在一个实施例中，输出连接器可以采用USB B连接的形式，但是本领域技术人员可以理解，许多不同的连接是可能的，包括但不限于USB A、USB C和微型USB。本领域技术人员可以理解，可以使用任何形式的连接器。可以使用公共连接器形式来增加电子处理单元与一系列外部计算设备的兼容性。可替代地，可以利用不同或不常见的连接器类型来防止使用不合适的设备作为外部计算设备。通信连接线的每一端处的输出连接器可以是不同的，使得通信连接线的设备端处的输出连接器是一种类型，并且通信连接线的外部计算设备端处的输出连接器可以是另一种类型。
[0138] 在一个实施例中，通信连接线（和输出连接）还可以用作设备和能量源之间的连接。如果设备的输出连接和导线连接到外部计算设备，则电源可以是外部计算设备。外部计算设备可以为设备提供能量源，或者可以用于对设备内的可再充电电池充电。
[0139] 在一个实施例中，设备的组件可以是分离的，例如容纳在单独的盒子、贴片等中，使得PCB/PCBA、能量源和通信连接部件与加速度计、传感器线和条带组件分离。这将使得设备的较小的“哑”部分能够被放置在受试者的身体上，而设备的较大的“智能”部分可以被放置在其他地方。在一个实施例中，设备的组件可以是分离的，使得如果受试者是胎儿，则加速度计、ECG接地电极（EGE）和条带组件附接到母亲的身体，而PCB/PCBA、能量源和通信连接组件设置在分离的位置，经由导线或电缆连接到第一组组件。
[0140] 在一个实施例中，该设备还可以包括射频识别（RFID）标签。这可以允许设备与传感器设备或外部计算设备配对。在一个实施例中，设备还可以包括近场通信（NFC）标签，其可操作以允许设备与传感器设备或外部计算设备配对。
[0141] 可以使用任何合适的通信协议来促进设备的任何子系统或组件与其他设备或系统之间的连接和通信，如本领域技术人员所公知的，并且除了与本发明相关之外，不需要在本文中进一步详细描述。
[0142] 连接螺柱
[0143] 本发明的设备可以包括螺柱或突起形式的连接螺柱，其可以用作以下中的一个或多个：
[0144] −用于ECG的接地电极（诸如母体接地电极）；
[0145] −在充电和使用期间的防移动突起；
[0146] −有线充电点；和/或
[0147] −用于数据传输的连接。
[0148] 在一个实施例中，可以存在三个螺柱，但是可以设想其他实施例，诸如1、2、3、4或更多个螺柱。优选地，螺柱由金属或其他导电材料制成。在实施例中，螺柱可以采用弹簧针的形式。
[0149] 在一个实施例中，螺柱可以提供ECG接地电极（EGE），如果受试者是胎儿，则其可以经由粘合贴片、条带或绷带连接到受试者或母亲的皮肤。这将连接到PCB/PCBA中的EGE。
[0150] 在该实施例中，EGE与母亲的连接将使得能够过滤由附近电子设备中的电路中的市电引入的共模噪声。
[0151] 在该实施例中，提供ECG接地电极（EGE）的螺柱可以可选地包括或设置有导电凝胶以改善导电性。该导电凝胶可以施加在螺柱上或施加在粘合贴片、条带或绷带上。
[0152] 在一个实施例中，螺柱可以用作防移动突起，以在充电座上（例如在外部计算设备上）为设备提供牢固的抓握（purchase），从而提供离开备用设备的安全位置。
[0153] 在一个实施例中，螺柱可以用作防移动突起，以在使用时将设备保持到粘合贴片、条带或绷带。
[0154] 在一个实施例中，螺柱可以允许充电座上的设备的有线充电。有线充电可以使用螺柱的金属（或其他导电材料）来提供用于电荷通过的连接。可替代地，无线充电可以是可能的。
[0155] 在一个实施例中，螺柱可以允许设备和外部计算设备之间的数据传输。
[0156] 在一个实施例中，每个螺柱可以执行以下动作中的一个或多个：数据传输、ECG接地电极（EGE）、电源的充电以及在充电座上提供牢固抓握。本领域技术人员将理解，这可以通过晶体管、多路复用器或物理开关的系统来实现。这将使得每个螺柱能够是多功能的。可替代地，一个或多个螺柱可以具有单一功能，一个或多个螺柱可以是多功能的，而其他螺柱可以是不活动的。
[0157] 粘合垫、条带或绷带
[0158] 该设备可以通过粘合贴片、条带或绷带固定到受试者的身体。该粘合贴片、条带或绷带可以固定到受试者的手臂或腿。本领域技术人员将理解，该设备可以固定到身体的任何合适的部分。电子处理单元可以通过可移除的粘合贴片、条带或绷带固定到受试者的身体。在一个实施例中，如果受试者是胎儿，则可以通过粘合贴片、条带或绷带将设备固定到胎儿母亲的腿或腹部。电子处理单元还可以通过可移除的粘合贴片、条带或绷带固定到母亲的身体。
[0159] 在一个实施例中，粘合贴片、条带或绷带可以包括衬垫螺柱以连接到连接螺柱。这将防止设备在母亲身上的不期望的移动。这还将允许ECG接地电极接触母亲，从而允许过滤共模噪声。
[0160] 顶盖
[0161] 在一个实施例中，设备包括PCB/PCBA上方的顶盖和设备的其他元件。顶盖将覆盖并保护设备的易损区域。
[0162] 在一个实施例中，顶盖可以由柔性或刚性的塑料构成。所使用的材料可以包括各种塑料，诸如硅树脂、聚碳酸酯、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）、金属或其他。本领域技术人员将理解，顶盖可以由任何合适的塑料或其他材料构成。
[0163] 在一个实施例中，顶盖可以包含设计成阻止电磁场传输的材料。这通常被称为法拉第笼。这将降低电磁场干扰设备的风险。该材料必须是导电的，并且可以包括网状物或固体膜。可以使用任何合适的导电材料，例如钢或铜。它可以是柔性的。
[0164] 底盖
[0165] 在一个实施例中，设备包括PCB/PCBA上方的底盖和设备的其他元件。底盖将覆盖并保护设备的易损区域。所使用的材料可以包括各种塑料，诸如硅树脂、聚碳酸酯、聚氨酯、聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚（甲基丙烯酸甲酯）（PMMA）、金属或其他。本领域技术人员将理解，底盖可以由任何合适的塑料或其他材料构成。
[0166] 在一个实施例中，底盖可以包含设计成阻止电磁场传输的材料。这通常被称为法拉第笼。这将降低电磁场干扰设备的风险。该材料必须是导电的，并且可以包括网状物或固体膜。可以使用任何合适的导电材料，诸如钢或铜等。它可以是柔性的。
[0167] 外部计算设备
[0168] 该设备可以与外部计算设备通信。
[0169] 外部计算设备可以包括显示器，其允许同时或接近同时显示相关数据和/或信息，例如分析物的基线浓度的趋势和/或心电图（ECG）。外部计算设备可以可选地被配置为如果分析物和/或ECG的浓度下降到某个阈值以下，则显示视觉和/或听觉警告。外部计算设备可以可选地被配置为显示受试者中的分析物的绝对浓度。
[0170] 外部计算设备可以包括在不使用时用于设备的充电支架。该支架可以允许设备的无线或有线充电。
[0171] 外部计算设备可以采取移动计算设备的形式。移动计算设备可以是通信设备，并且可以包括智能电话，，诸如由苹果公司以商标IPHONE®销售的或由其他提供商（诸如诺基亚公司或三星集团）销售的具有Android、WEBOS、Windows或其他电话应用平台的智能电话。可替代地，外部计算设备可以包括其他计算部件，诸如个人计算机、笔记本计算机或平板计算机，诸如由苹果公司以商标IPAD®或IPOD TOUCH®销售的或由其他提供商（诸如惠普公司或戴尔公司）销售的计算机，或其他合适的设备。
[0172] 用于处理的系统
[0173] 本发明还提供了一种用于处理指示受试者中的分析物的浓度的电分析信号和受试者的电生理信号的系统，该系统包括：
[0174] a）可附接到受试者的传感器设备，所述传感器设备包括（i）生物传感器设备，能够并且可操作用于感测受试者中的分析物的浓度，以及（ii）心电图（ECG），能够并且可操作用于感测受试者的ECG波形，其中传感器设备的所述生物传感器设备生成指示受试者中的分析物的浓度的电分析信号，并且传感器设备的所述ECG生成受试者的电生理信号；
[0175] b）传输部件，用于将电分析信号和电生理信号传输到用于处理指示健康状况的信号的设备；以及
[0176] c）根据本发明的第一广泛方面或如本文所述的用于处理指示健康状况的信号的设备的任何实施例。
[0177] 本发明还提供了一种用于处理指示胎儿中的分析物的浓度的电分析信号和胎儿的电生理信号的系统，该系统包括：
[0178] a）可附接到胎儿的胎儿传感器设备，所述胎儿传感器设备包括（i）生物传感器设备，能够并可操作用于感测胎儿中的分析物的浓度，以及（ii）心电图（ECG），能够并可操作用于感测胎儿的ECG波形，其中胎儿传感器设备的所述生物传感器设备生成指示胎儿中的分析物的浓度的电分析信号，并且胎儿传感器设备的所述ECG生成胎儿的电生理信号；
[0179] b）传输部件，用于将电分析信号和电生理信号传输到用于处理指示健康状况的信号的设备；以及
[0180] c）根据本发明的第一广泛方面或如本文所述的用于处理指示健康状况的信号的设备的任何实施例。
[0181] 用于处理的方法
[0182] 本发明还提供了一种用于处理指示受试者中的分析物的浓度的电分析信号和受试者的电生理信号的方法，该方法包括以下步骤：
[0183] a）将传感器设备附接到受试者，所述传感器设备包括（i）生物传感器设备，能够并且可操作用于感测受试者中的分析物的浓度，以及（ii）心电图（ECG），能够并且可操作用于感测受试者的ECG波形，其中传感器设备的所述生物传感器设备生成指示受试者中的分析物的浓度的电分析信号，并且传感器设备的所述ECG生成受试者的电生理信号；
[0184] b）经由传输部件将电分析信号和电生理信号传输到用于处理指示健康状况的信号的设备；以及在用于处理指示健康状况的信号的设备中处理电分析信号和电生理信号，其中用于处理指示健康状况的信号的设备包括根据本发明的第一广泛方面或如本文所述的用于处理指示健康状况的信号的设备中的任何实施例。
[0185] 本发明还提供了一种用于处理指示胎儿中的分析物的浓度的电分析信号和胎儿的电生理信号的方法，该方法包括以下步骤：
[0186] a）将胎儿传感器设备附接到胎儿，所述胎儿传感器设备包括（i）生物传感器设备，能够并可操作用于感测胎儿中的分析物的浓度，以及（ii）心电图（ECG），能够并可操作用于感测胎儿的ECG波形，其中胎儿传感器设备的所述生物传感器设备生成指示胎儿中的分析物的浓度的电分析信号，并且胎儿传感器设备的所述ECG生成胎儿的电生理信号；
[0187] b）经由传输部件将电分析信号和电生理电子信号传输到用于处理指示健康状况的信号的设备；以及
[0188] c）在用于处理指示健康状况的信号的设备中处理电分析信号和电生理信号，其中用于处理指示健康状况的信号的设备包括根据本发明的第一广泛方面或如本文所述的用于处理指示健康状况的信号的设备中的任何实施例。
[0189] 总体
[0190] 本领域技术人员将理解，除了具体描述的那些之外，本文描述的发明易于进行变化和修改。本发明包括所有这些变化和修改。本发明还包括说明书中单独或共同提及或指出的所有步骤、特征、制剂和化合物，以及任何两个或更多个步骤或特征的任何和所有组合。
[0191] 本文中引用的每个文件、参考文献、专利申请或专利通过引用整体明确地并入本文，这意味着读者应将其作为本文的一部分阅读和考虑。本文中引用的文献、参考文献、专利申请或专利在本文中不重复仅仅是为了简明的原因。
[0192] 本文或通过引用并入本文的任何文献中提及的任何产品的任何制造商的说明书、描述、产品规格和产品表单在此通过引用并入本文，并且可以用于本发明的实践中。
[0193] 本发明的范围不受本文所述的任何具体实施方案的限制。这些实施例仅用于举例说明的目的。功能上等同的产品、制剂和方法显然在如本文所述的本发明的范围内。
[0194] 本文描述的发明可以包括一个或多个值范围（例如，尺寸、位移和场强等）。值的范围将被理解为包括该范围内的所有值，包括限定该范围的值，以及与该范围相邻的值，其导致与紧邻限定该范围边界的值的值相同或基本相同的结果。因此，除非有相反的说明，否则说明书和权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以根据本发明寻求获得的期望性质而变化。因此，“约80%”意指“约80%”以及“80%”。至少，每个数值参数应根据有效数字的数量和普通的舍入方法来解释。
[0195] 在整个说明书中，除非上下文另有要求，否则词语“包括（comprise）”或诸如“包括（comprises）”或“包括（comprising）”的变体将被理解为暗示包括所述整数或整数组，但不排除任何其他整数或整数组。还应注意，在本公开中，特别是在权利要求和/或段落中，诸如“包括（comprise）”、“包括（comprises）”、“包括（comprising）”等术语可以具有美国专利法中赋予其的含义；例如，它们可以意指“包括（includes）”、“包括（included）”、“包括（including）”等；并且诸如“基本上由……组成（consisting）”和“基本上由……组成（consists）”的术语具有在美国专利法中赋予它们的含义，例如，它们允许未明确叙述的要素，但排除在现有技术中发现的要素或影响本发明的基本或新颖特征的要素。
[0196] 本文所用的所选术语的其他定义可以在本发明的具体实施方式中找到并且在全文中适用。除非另有定义，否则本文使用的所有其他科学和技术术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语“活性剂”可以意指一种活性剂，或者可以涵盖两种或更多种活性剂。
[0197] 术语“实时”，例如“显示实时数据”，是指考虑到系统的处理限制和准确测量数据所需的时间，在没有有意延迟的情况下显示数据。
[0198] 术语“近实时”，例如“获得实时或近实时数据”是指在没有有意延迟的情况下获得数据（“实时”）或在实践中尽可能接近实时的情况下获得数据（即，获得实时或近实时数据）。在用于获得和记录或传输数据的系统的约束和处理限制内，无论是否有意地具有小但最小的延迟量。以下实施例用于更全面地描述使用上述发明的方式，以及阐述预期用于实施本发明的各个方面的最佳模式。应当理解，这些方法决不用于限制本发明的真实范围，而是出于说明性目的而呈现。
[0199] 示例
[0200] 本发明的其他特征将在以下非限制性实施例中提供。该描述仅用于举例说明本发明的目的。不应将其理解为对上述广泛发明的限制。
[0201] 在实施例中，将使用以下缩写：
[0202] 生物传感器工作电极（BWE）
[0203] 生物传感器参比电极（BRE）
[0204] 生物传感器对电极（BCE）
[0205] 心电工作电极（EWE）
[0206] 心电参考电极（ERE）
[0207] ECG接地电极（EGE）
[0208] 印刷电路板（PCB）。该术语还被认为包括印刷电路板组件（PCBA），其是指包含所有必要的电子组件的完整且功能性的印刷电路板，该电子组件可操作地就位并且被连接以便如所描述的那样起作用。
[0209] 示例1
[0210] 设备
[0211] 现在参考附图，图1示出了根据本发明的实施例的用于处理指示健康状况的信号的设备，该设备呈电子处理单元1的形式，该电子处理单元1经由传感器线5连接到附接到子宫中的胎儿的传感器设备。本领域技术人员将理解，电子处理单元1可以放置在母亲身体的任何合适部位上。电子处理单元1与外部计算设备2无线连接。外部计算设备2可以包括充电座4形式的充电器。在该图中，外部计算设备2被示出为对与充电座4上的电子处理单元1等同的附加电子处理单元充电。图1还示出了粘合垫17，其允许电子处理单元1固定到母亲的身体。本领域技术人员将理解，电子处理单元1可以放置在身体的任何合适部位上。
[0212] 如图所示，外部计算设备2可以放置在床边6或其他合适的表面上，以向临床医生提供对所提供的数据的立即访问，但是本领域技术人员将理解，外部计算设备2可以放置在电子处理单元1的范围内的任何地方。
[0213] 在一个实施例中，粘合垫17可以由将电子处理单元1保持到母亲身体的可移除条带代替。本领域技术人员将理解，这可以放置在母亲身体的任何合适部位上。
[0214] 在一个实施例中，外部计算设备2可以包括用于显示相关数据和/或信息（诸如指示分析物的浓度和胎儿的ECG波形的数据和/或信息）的显示器3。显示器3上的信息可以是任何合适的形式。例如，可以使用数字或图表来显示分析物的绝对浓度。心率可以被提供为心脏的电活动的电压与时间的曲线图。以这种方式，相关的医疗专业人员（例如医生或助产士）可以经由显示器3连续且实时地监测分析物的浓度和ECG波形。因此，如果指示分析物浓度的信息超过或低于预定阈值或心率变化，则医生或助产士可以立即干预。
[0215] 在电子处理单元1中实现的设备包括经由适当的电路和连接可操作地耦合的多个组件、子系统和/或模块，以使设备能够执行本文描述的功能和操作。在本实施例中，这由主印刷电路板（组件）（PCB）8实现。在替代实施例中，这可以通过其他合适的技术来实现，例如绕线或点对点构造。
[0216] 如将进一步详细描述的，设备的电路可操作以：接收包括指示健康状况的第一信号和指示健康状况的第二信号的输入；处理指示健康状况的第一信号；处理指示健康状况的第二信号；以及提供由指示健康状况的第一信号和指示健康状况的第二信号的处理产生的输出。
[0217] 在实施例中，指示健康状况的第一信号包括指示胎儿中的分析物的浓度的电分析信号。
[0218] 在实施例中，指示健康状况的第二信号包括胎儿的电生理信号。
[0219] 在实施例中，电路包括至少两个电路，第一电路是适于处理指示胎儿中的分析物的浓度的电分析信号的电分析信号处理电路，并且第二电路是适于处理胎儿的电生理信号的电生理信号处理电路。
[0220] 现在参考图2至图7，图2至图7示出了根据本发明的实施例的主PCB 8的第一至第六布置。
[0221] 图2至图7中所示的主PCB 8包括用于接收或输入来自胎儿传感器设备的信号的传感器连接器10，该信号承载表示例如胎儿和母亲的生命体征以及母体运动（以及间接地胎儿运动）的信号，用于处理从胎儿传感器设备接收的信号的多个模块40、41和42，用于将经处理的信号（其可以包括数据和/或信息）传送或输出到外部计算设备2的输出部件31（模块42的一部分）。模块40、41和42中的每一个包括用于处理至少一个信号的相应电路。特别地，模块40和41的电路处理来自胎儿传感器设备的信号，并且模块42的电路处理离开模块40和
41的信号。
[0222] 传感器连接器10可以是用于接收电连接到胎儿传感器设备的导线5的连接器。如图2和图4所示，导线5包括3芯电缆，其包括电连接到BWE、EWE/BRE和ERE的电缆。如图3和图5所示，导线5包括4芯电缆，该4芯电缆包括电连接到BWE、EWE、BRE和ERE的电缆。如图6所示，导线5包括4芯电缆，其包括电连接到BWE、EWE/BRE、ERE和屏蔽放大器50的电缆。如图7所示，导线5包括5芯电缆，其包括电连接到BWE、EWE、BRE、ERE和屏蔽放大器50的电缆。
[0223] 在替代布置中，传感器连接器10可以通过无线传输部件，例如无线电、蓝牙TM或上述其他方法。
[0224] 在替代布置中，传感器连接器10可以包括子板（未示出）。该子板将是PCB，其能够将导线5连接到主PCB 8。
[0225] 模块40和41适于分别处理来自生物传感器设备和胎儿传感器设备的ECG的信号（其可以包括数据和/或信息）。模块42适于接收和处理来自模块40和41的信号。
[0226] 如上所述，存在主PCB 8的六种布置。主PCB 8的第一布置和第二布置与主PCB 8的第三布置和第四布置的不同之处在于，第一布置和第二布置包括用于生成馈送到单个模数转换器（ADC）21的单个输出的多路复用器20，并且第三布置和第四布置由于具有用于离开模块40和41的每个信号的ADC（ADC 38和ADC 39）而省略了多路复用器的使用。第五和第六布置与第三和第四布置的不同之处在于拥有两组开尔文连接的电阻器51和52以及屏蔽放大器50。BRE开尔文连接电阻器51由BRE/BCE电阻器45和BRE电阻器46形成，并且BWE开尔文连接电阻器52由BWE电阻器47、BWE放大器线48和BWE放大器电阻器49形成。
[0227] 主PCB 8的第一布置、第三布置和第五布置相对于主PCB 8的第二布置、第四布置和第六布置的不同之处在于，第一布置、第三布置和第五布置使用单个参考电压来操作模块40和41两者。导线43在模块40和模块41之间进行这种连接，并连接放大器19的负极端子和放大器34的正极端子。这允许在模块40和41之间共享参考电压。这允许导线5中仅有三条或四条导线，这有利地使得胎儿传感器设备能够使用更少的电极并且比否则所需的侵入性更小。
[0228] 相反，主PCB 8的第二、第四和第六布置使用由胎儿传感器设备的BRE和ERE提供的两个单独的参考电压来分别操作模块40和41。特别地，BRE/BCE参考电压被馈送到模块40，并且ERE参考电压被馈送到模块41。在主PCB 8的第二、第四和第六布置中，导线5包括至少四个电缆：承载BRE/BCE信号的电缆；承载BWE信号的电缆；承载ERE信号的电缆；以及承载EWE信号的电缆。在图3、图5和图7中，经由连接器10，承载BRE信号的电缆电连接到电缆27，承载BWE信号的电缆电连接到电缆25，承载EWE信号的电缆电连接到电缆26，并且承载ERE信号的电缆电连接到电缆29。
[0229] 图2示出了主PCB 8的布局的第一布置。图2示出了三个模块：生物传感器模块40、ECG模块41和微控制器模块42。
[0230] 生物传感器模块40由BRE/BCE/EWE线23形成，其连接到传感器连接器10直到传感器电缆5。这形成电缆5内的三根导线中的一根。生物传感器模块40还包括BWE线25，其连接到传感器连接器10直到传感器电缆5。这形成电缆5内的三根导线中的另一根。BRE/BCE/EWE线23分开以连接到生物传感器放大器19和导线24。导线24连接到生物传感器放大器19的负端子。这在BRE/BCE/EWE线23和BWE线25之间产生数字控制的偏置电压，从而在放大器33处转换电流信号。导线24进一步分裂以形成导线43，导线43连接到ECG放大器34的非反相正引脚44。导线43将由生物传感器模块40生成的公共参考电压传送到ECG模块41，允许两个模块共享公共参考电压。这将连接到传感器设备所需的导线数量从四个减少到三个。正端子生物传感器放大器19连接到数模转换器（DAC）18。DAC 18还连接到生物传感器放大器33的正端子。生物传感器放大器33的负端子连接到BWE线25，而放大器的输出连接到多路复用器20，从而将生物传感器模块40连接到微控制器模块42。
[0231] ECG模块41由EWE线26形成，EWE线26将传感器连接器10连接到传感器电缆5。这形成电缆5内的三根导线中的最后一根导线。EWE线26还连接到ECG放大器34的负端子。ECG放大器34的正极端子连接到导线43，导线43提供由模块40共享的公共参考电压。ECG放大器34的输出经由多路复用器20连接到微控制器模块42。EGE 36可附接到并连接到患者（即母亲，未示出）的身体，并且提供用于去除共模噪声的部件。EGE 36连接到EGE放大器35，其正端子连接到虚拟接地37。EGE放大器35的负端子连接到ECG放大器34。由此形成的ECG模块41可以测量导线43和导线26之间的ECG信号，同时使用EGE 36过滤共模噪声。
[0232] 微控制器模块42由多路复用器20形成，多路复用器20连接到模数转换器（ADC）21。多路复用器20分别经由放大器33和34连接到生物传感器模块40和ECG模块41。这种布置允许在两个模块之间快速切换，从而提供指示胎儿的分析物的浓度的电分析信号和生成胎儿的电生理信号的ECG波形的几乎同时的处理。ADC 21还连接到微控制器22，微控制器22连接到加速度计30和无线通信设备31。
[0233] 在一个实施例中，放大器19、33、34和35都可以具有滤波器（未示出）以去除不期望的频率，从而改善接收到的电子信号。
[0234] 传感器连接器10被示出为连接到传感器电缆5，传感器电缆5包括承载BWE、BRE/BCE、EWE和ERE信号的导线。示出了微处理器22，其将电子信号传送到无线通信设备31和多路复用器20。该设备从加速度计30和模数转换器21接收信号。多路复用器20连接到生物传感器放大器33和ECG放大器34。这种布置允许几乎同时分析两个信号。ECG放大器34还连接到ECG（EGE）放大器35，其进一步连接到ECG（EGE）36。ECG接地电极（EGE）放大器35还连接到虚拟接地37。生物传感器放大器33的负端子经由传感器线5并经由生物传感器工作电极（BWE）线25通过传感器连接器10从胎儿传感器设备获取信号。生物传感器放大器33的正极端子连接到数模转换器18，数模转换器18连接到生物传感器参考放大器19。这在BRE/BCE线23和BWE线25之间生成数字控制的偏置电压，从而在放大器33处转换电流信号。生物传感器参考放大器19的负极端子连接到生物传感器参考电极（BRE）线24。该连接分支以形成导线
43。导线43将由模块40提供的公共参考电压承载到34的正极端子。这允许ECG电路41使用与生物传感器模块40相同的参考电压。
[0235] 来自胎儿传感器设备（未示出）的电参考信号经由传感器连接器10经由导线23穿过传感器电缆5到达导线24和放大器19。ECG放大器34的负端子经由导线26连接到胎儿传感器设备——拾取ECG信号。ECG放大器34的正极端子通过导线43连接到生物传感器放大器19的负极端子和BRE线24的组合输出。
[0236] 在该实施例中，ERE线26、放大器34、放大器19、BRE线24、BCE/BRE/EWE线23、EGE放大器35、EGE 36和虚拟接地37的ECG电路具有由导线43提供的公共参考电压。放大器33、数模转换器（DAC）18、放大器19、BCE/BRE/EWE线23、BRE线24和BWE线25的生物传感器电路共享相同的参考电压。这将连接到传感器设备所需的导线数量从四个减少到三个。
[0237] 在一个实施例中，连接到放大器19、33、34和35的导线可以全部包括滤波器（未示出）以去除不期望的频率并改善接收到的信号。
[0238] 图3示出了具有三个模块的主PCB 8的替代的第二布置：生物传感器模块40、ECG模块41和微控制器模块42。
[0239] 生物传感器模块40由BRE/BCE线27形成，BRE/BCE线27连接到传感器连接器10直到传感器电缆5。这形成电缆5内的四根导线中的一根。生物传感器模块40还包括BWE线25，其连接到传感器连接器10直到传感器电缆5。这形成电缆5内的四根导线中的另一根。BRE/BCE线27分开以连接到生物传感器放大器19和导线28。导线28连接到生物传感器放大器19的负端子。这在BRE/BCE线27和BWE线25之间生成数字控制的偏置电压，从而在放大器33处转换电流信号。该布置提供仅可由生物传感器模块40访问的参考电压，需要用于ECG模块41的单独的参考电压。正端子生物传感器放大器19连接到数模转换器（DAC）18。DAC 18还连接到生物传感器放大器33的正端子。生物传感器放大器33的负端子连接到BWE线25，而放大器的输出连接到多路复用器20，从而将生物传感器模块40连接到微控制器模块42。
[0240] ECG模块41由EWE线26形成，EWE线26通过传感器电缆5连接到传感器连接器10。这形成电缆5内的四根导线中的第三根导线。EWE线26还连接到ECG放大器34的负端子。ECG放大器34的正极端子连接到EWE线29，EWE线29为ECG模块41提供单独的参考电压。ECG放大器34的输出连接到微控制器模块42到多路复用器20。EGE 36连接到患者的身体（即母亲，未示出）并提供用于去除共模噪声的设备。EGE 36连接到EGE放大器35，其正端子连接到虚拟接地37。EGE放大器35的负端子连接到ECG放大器34。由此形成的ECG模块41可以测量EWE线29和ERE线26之间的ECG信号，同时使用EGE 36过滤共模噪声。
[0241] 微控制器模块42由多路复用器20形成，多路复用器20连接到模数转换器（ADC）21。多路复用器20分别经由放大器33和34连接到生物传感器模块40和ECG模块41。这种布置允许在两个模块之间快速切换，从而提供指示胎儿的分析物的浓度的电分析信号和生成胎儿的电生理信号的ECG波形的几乎同时的处理。ADC 21还连接到微控制器22，微控制器22连接到加速度计30和无线通信设备31。
[0242] 在一个实施例中，放大器19、33、34和35都可以具有滤波器（未示出）以去除不期望的频率，从而改善接收到的电子信号。
[0243] 在替代实施例中，图3示出了主PCB 8的布局，其中传感器连接器10连接到传感器线5，传感器线5包括承载BWE、BRE、EWE和ERE信号的电缆。它示出了微处理器22，其向无线通信设备31传送信号并从加速度计30和多路复用器20以及模数（ADC）转换器21接收信号。多路复用器20连接到生物传感器放大器33，生物传感器放大器33经由正端子连接到数模转换器（DAC）18。DAC转换器18连接到生物传感器参考放大器19的正端子。生物传感器参考放大器19的负极端子连接到BRE线28，BRE线28连接到组合的生物传感器对电极/参考电极线（BCE/BRE）27。BCE/BRE线27还连接到放大器19。BCE/BRE线27经由传感器连接器10和传感器线5连接到胎儿传感器设备。
[0244] 生物传感器放大器33通过生物传感器工作电极（BWE）线25、传感器连接器10和传感器线5经由负端子连接到胎儿传感器设备（未示出）。多路复用器20还连接到ECG放大器34。ECG放大器34的正极端子连接到ECG工作电极（EWE）线29，ECG工作电极线29经由传感器连接器10和传感器线5连接到胎儿传感器设备。放大器34的负端子连接到ECG参考电极（ERE）线26，ECG参考电极（ERE）线26经由传感器连接器10和传感器线5连接到传感器设备。
ECG放大器34还连接到ECG接地电极（EGE）放大器35，其进一步连接到ECG接地电极（EGE）36。
ECG接地电极（EGE）放大器35还连接到虚拟接地37。
[0245] 在该设计的该实施例中，由EWE线29、ERE线26、放大器34、EGE放大器35、EGE 36和虚拟接地37形成的ECG电路与由BWE线25、BCE/BRE线27、BRE线28、放大器19、数模转换器18和放大器33形成的生物传感器电路分离。这在两个系统之间提供了更好的分离，但是需要更多的导线延伸到胎儿传感器设备。
[0246] 在一个实施例中，连接到放大器19、33、34和35的导线都可以包括滤波器（未示出），以去除不期望的频率并改善从胎儿传感器设备接收的信号。
[0247] 在图4所示的替代第三实施例中，主PCB 8的布局类似于图2的布局，但不包括多路复用器20并且包括两个单独的模数转换器（ADC）38和39。这提供了指示胎儿的分析物的浓度的电分析信号和生成胎儿的电生理信号的ECG波形的真正同时处理。
[0248] 在图5所示的替代性第四实施例中，其中主PCB 8的布局类似于图3的布局，但是不包括多路复用器20并且包括两个单独的模数转换器（ADC）38和39。这提供了指示胎儿的分析物的浓度的真正同时的电分析信号和生成胎儿的电生理信号的ECG波形。
[0249] 图6示出了替代的第五实施例，其具有类似于图4的主PCB 8布局。与图4相比，该实施例通过为传感器线5提供两组开尔文连接的电阻器和屏蔽放大器来提供改进的信号获取。BRE开尔文连接电阻器51由BRE/BCE电阻器45和BRE电阻器46形成。BWE开尔文连接电阻器52由BWE电阻器47、BWE放大器线48及BWE放大器电阻器49形成。通过在连接导线27和导线28之后放置BCE/BRE电阻器45，这防止或减轻了受试者的电击，同时还改善了来自感测设备的信号获取。由BWE电阻器47、BWE放大器线48和BWE放大器电阻器49形成的电路提供类似的益处，防止或减轻受试者的电击。屏蔽放大器50通过在传感器线5内提供另外的电缆来提供对传感器线5中的电容的附加屏蔽。本领域技术人员将理解，屏蔽放大器50可以采取许多形式。屏蔽放大器可以防止电磁辐射对由设备接收的信号的干扰。
[0250] 图7示出了替代的第六实施例，其中主PCB 8的布局类似于图5的布局。与图5相比，该实施例通过为传感器线5提供两组开尔文连接的电阻器和屏蔽放大器来提供改进的信号获取。BRE开尔文连接电阻器51由BRE/BCE电阻器45和BRE电阻器46形成。BWE开尔文连接电阻器由BWE电阻器47、BWE放大器线48和BWE放大器电阻器49形成。通过在连接导线27和导线28之后放置BCE/BRE电阻器45，这防止或减轻了受试者的电击，同时还改善了来自感测设备的信号获取。由BWE电阻器47、BWE放大器线48及BWE放大器电阻器49形成的电路提供类似益处，从而防止或减轻受试者的电性。屏蔽放大器50通过在传感器线5内提供另外的电缆来提供对传感器线5中的电容的附加屏蔽。本领域技术人员将理解，屏蔽放大器50可以采取许多形式。屏蔽放大器可以防止电磁辐射对由设备接收的信号的干扰。
[0251] 本领域技术人员可以理解，图2至图7中的放大器是滤波器、增益级、缓冲器和输入级的组合。
[0252] 在图2至图7中，可以在ECG放大器34和EGE放大器35之间安装一系列保护二极管（未示出）。这将防止或减轻连接器处的静电放电事件损坏设备，从而提高设备的安全性和性能。
[0253] 在图2、图4和图6中，一系列电阻器（未示出）可以安装在电缆26中并且在EGE放大器35和ECG接地电极36之间。这在电气故障的情况下为受试者提供保护，防止或减轻电击。
[0254] 在图3、图5和图7中，一系列电阻器（未示出）可以安装在电缆26中、EGE放大器35和ECG接地电极36之间以及电缆29中。这在电气故障的情况下为受试者提供保护，防止或减轻电击。
[0255] 在图2至图7中，一系列保护电阻器（未示出）可以安装在与受试者的任何连接上，以提供防止电气故障的保护，从而防止或减轻电击。本领域技术人员将理解，电阻器可以与电分析和电生理电路串联放置在任何地方，以向受试者提供这种保护。
[0256] 图8示出了电子处理单元1的展开图，示出了封闭电子处理单元1的顶盖9。另外，示出了电子处理单元1的电池7形式的能量源。示出了电子处理单元1的主印刷电路板（PCB）8。图8还示出了传感器连接器10，其允许连接到胎儿传感器设备的传感器线5的有线连接。示出了内部壳体15，其为电池7、主PCB 8和传感器连接器10提供保持器。示出了底盖12，其与顶盖9组合为作为电子处理单元1的设备提供外壳。示出了粘合垫17，允许经由垫螺柱51将附加电极连接到母亲的身体。螺柱13允许将电子处理单元1安装在充电座4（未示出）和粘合垫17上。
[0257] 在一个实施例中，与底盖12组合的顶盖9可以设计成基本上防水的，以防止水和其他流体进入电子处理单元1。这将允许该设备用于水分娩和潮湿环境中。
[0258] 在图8中，电池7形式的能量源被示出为一个电池，但是本领域技术人员可以理解，能量源可以是两个或更多个电池，可能与其他能量源组合。
[0259] 在一个实施例中，传感器连接器10可以设计成防止水和其他流体进入电子处理单元1。这将允许该设备用于水分娩和潮湿环境中。
[0260] 在一个实施例中，内壳体15、顶盖9、底盖12和粘合垫17可以设计成柔性的，允许电子处理单元1在使用时在母亲的身体上弯曲。
[0261] 在一个实施例中，螺柱13可以提供将电子处理单元1保持到充电座4（未示出）的部件，以允许经由电连接或通过能量源（即，实施例中的电池7）的无线充电进行充电。
[0262] 在一个实施例中，螺柱13将连接到垫螺柱51，以提供用于ECG接地电极36（未示出）接触母亲身体的皮肤的连接。这将允许ECG接地电极36（未示出）可靠且容易地电连接到母亲的身体。
[0263] 在一个实施例中，螺柱13将允许经由接收器螺柱16（未示出）在电子处理单元1和外部计算设备2（未示出）之间进行数据传输。
[0264] 在一个实施例中，螺柱13的选择可以各自用于单独的目的：作为用于数据传输的部件；作为用于对设备充电的部件；和/或作为经由接收器螺柱16（未示出）与EGE 36（未示出）的连接。这将使所有螺柱能够用于不同的目的。
[0265] 在该实施例中，螺柱13和接收器螺柱16（未示出）可以以允许设备仅以一种方式放置在充电座4（未示出）上的图案布置，从而允许每个螺柱13连接到它们各自的接收器螺柱16（未示出）。
[0266] 在一个实施例中，一个螺柱13或更多个螺柱可以各自具有多个目的：作为用于数据传输的部件；作为用于对设备充电的部件；以及经由接收器螺柱16（未示出）连接到EGE 36（未示出）。每个螺柱可以用于多于一个目的，或者可以简单地用作将设备固定到充电座4（未示出）的方式。本领域技术人员可以理解，这些螺柱可以以多种方式连接。
[0267] 图9示出了组装的电子处理单元1，其包括顶盖9和粘合垫17。
[0268] 图10示出了外部计算设备2，以及在充电站4上示出的一个电子处理单元1。还示出了显示器3和接收器螺柱16。充电站4提供了在不使用时放置电子处理单元1的方便位置。
[0269] 示例2
[0270] 图11示出了当与提供指示胎儿中乳酸分析物的浓度的电分析信号和胎儿的电生理信号的胎儿传感器设备结合使用时，从本发明的用于处理指示健康状况的信号的设备的组合获得的数据的示例。
[0271] 该示例示出了电子处理单元1（诸如上面描述并在图2中提供的电子处理单元）可以测量指示分析物的浓度增加的电分析信号的变化，同时还测量指示胎儿的ECG波形的电生理信号。
[0272] 本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的广泛一般范围的情况下，可以对上述实施例进行许多变化和/或修改。因此，本实施例在所有方面都被认为是说明性的而非限制性的。
