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TW201620442A - 心電圖感測器晶片、系統晶片、可穿戴器具以及資料處理系統 - Google Patents

心電圖感測器晶片、系統晶片、可穿戴器具以及資料處理系統 Download PDF

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TW201620442A
TW201620442A TW104134136A TW104134136A TW201620442A TW 201620442 A TW201620442 A TW 201620442A TW 104134136 A TW104134136 A TW 104134136A TW 104134136 A TW104134136 A TW 104134136A TW 201620442 A TW201620442 A TW 201620442A
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ecg
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金正洙
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鄭元赫
韓侖澈
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Abstract

本發明提供一種用於可穿戴器具中的心電圖感測器晶片，所述心電圖感測器晶片包含：開關，其由開關信號控制；放大器，其放大第一心電圖信號與第二心電圖信號之間的差；以及位置指示器，其產生所述開關信號。所述開關回應於所述開關信號而傳遞第一心電圖信號或第二心電圖信號。

Description

心電圖感測器晶片、系統晶片以及可穿戴器具
本發明概念的實施例通常關於可穿戴電子保健器具且更特定言之是關於經組態以用於可穿戴保健器具中的心電圖（electrocardiogram；ECG）感測器晶片、併入此等ECG感測器晶片的系統晶片以及相關保健器具。
對於能夠監視且記錄健康情況的可穿戴保健器具（下文，簡稱「器具」）的強烈消費需求已追蹤對於健康事項的個人職責的增長的社交強調。隨著電子元件的小型化的持續改良，消費者現在能夠獲得能夠提供監視、記錄及/或顯示若干健康相關情況的小攜帶型器件。許多此等器件在其經方便地組態以按允許使用者在時段內舒適地穿戴器件的方式使用的意義上為「可穿戴」。
存在個人身體的許多不同特性，當個人身體被恰當地監視及解釋時所述特性提供關於個人的整體健康的有意義資訊。一重要特性為與心臟操作相關聯的電信號。很好地認識到心臟的電活動可藉由被稱作心電圖（ECG）的一組常規醫療測試來監視。
ECG可因多種原因而給予，多種原因包含：檢查心臟的整體活動，識別類似通常與心臟病發作、心包炎以及心絞痛相關聯的疼痛的莫名胸部疼痛的原因，識別通常與心臟病相關聯的某些症狀（諸如呼吸短促、眩暈、昏厥以及心悸）的原因，監視某些藥品對於心臟的效果，檢查植入於心臟中的機械器件的操作，以及界定健康基線以較好監視慢性健康情況（諸如高血壓、高膽固醇、抽菸以及糖尿病）。
典型ECG是藉由將十個（10）電導線附著至病患身體上的指定位置及此後在時間段內記錄一組電信號在醫生辦公室中給予躺臥病患。雖然無疑適用於醫療專業人員且對病患無害，但典型ECG很不方便。
最近，改良技術已允許使用可穿戴器件而非電導線的笨拙集合對心臟相關生物電信號進行類似ECG監視。以此方式，個人的身體情況的某些態樣可在更長時段內在醫生辦公室外部被方便地監視。然而，此等攜帶型器件此前已遭受信號偵測問題及此等器件在個人身體上的可接受可穿戴位置的大量約束。亦即，當能夠偵測類似ECG信號的習知可穿戴器件隨機地位於個人身體上時，診斷結果常常令人失望。
在一態樣中，本發明概念的某些實施例提供經組態以用於可穿戴器具中且包含以下各者的心電圖（ECG）感測器晶片：開關，其藉由開關信號控制且包含接收第一ECG信號的第一開關輸入端、接收第二ECG信號的第二開關輸入端、第一開關輸出端以及第二開關輸出端；放大器，其包含接收來自所述第一開關輸出端的所述第一ECG信號及所述第二ECG信號中的一者的第一放大器輸入端及接收來自所述第二開關輸出端的所述第一ECG信號及所述第二ECG信號中的另一者的第二放大器輸入端，且放大所述第一ECG信號與第二ECG信號之間的差；以及位置指示器，其產生在第一狀態及第二狀態中的一者中的開關信號，其中回應於所述開關信號的所述第一狀態，所述開關將所述第一ECG信號自所述第一開關輸入端傳遞至所述第一開關輸出端且將所述第二ECG信號自所述第二開關輸入端傳遞至所述第二開關輸出端，且回應於所述開關信號的所述第二狀態，所述開關將所述第一ECG信號自所述第一開關輸入端傳遞至所述第二開關輸出端且將所述第二ECG信號自所述第二開關輸入端傳遞至所述第一開關輸出端。
在另一態樣中，本發明概念的某些實施例提供經組態以用於可穿戴器具中的系統，所述系統包含：心電圖（ECG）感測器晶片，其接收來自第一ECG感測器的第一ECG信號及來自第二ECG感測器的第二ECG信號，且包含放大所述第一ECG信號與第二ECG信號之間的差以產生第一ECG輸出信號及第二ECG輸出信號的放大器；類比轉數位轉換器（analog-to-digital converter；ADC），其接收第一ECG輸出信號及第二ECG輸出信號且產生對應ECG數位信號；以及處理器，其接收所述ECG數位信號且回應於指示如由使用者穿戴的可穿戴器具的位置的所接收位置資訊而處理所述ECG數位信號。
在另一態樣中，本發明概念的某些實施例提供在使用者上的位置處穿戴且包含以下各者的可穿戴器具：第一心電圖（ECG）電極；第二ECG電極；其接收來自所述第一ECG電極的第一ECG信號及來自所述第二ECG電極的第二ECG信號的ECG感測器晶片，所述ECG感測器晶片包括：開關，其藉由開關信號控制且包含接收所述第一ECG信號的第一開關輸入端、接收所述第二ECG信號的第二開關輸入端、第一開關輸出端以及第二開關輸出端；放大器，其包含接收來自所述第一開關輸出端的所述第一ECG信號及所述第二ECG信號中的一者的第一放大器輸入端及接收來自所述第二開關輸出端的所述第一ECG信號及所述第二ECG信號中的另一者的第二放大器輸入端，且產生所述第一ECG信號與所述第二ECG信號之間的經放大差信號；以及位置指示器，其產生在第一狀態及第二狀態中的一者中的所述開關信號，其中回應於所述開關信號的所述第一狀態，所述開關將所述第一ECG信號自所述第一開關輸入端傳遞至所述第一開關輸出端並將所述第二ECG信號自所述第二開關輸入端傳遞至所述第二開關輸出端，且回應於所述開關信號的所述第二狀態，所述開關將所述第一ECG信號自所述第一開關輸入端傳遞至所述第二開關輸出端並將所述第二ECG信號自所述第二開關輸入端傳遞至所述第一開關輸出端。
在另一態樣中，本發明概念的某些實施例提供包含心電圖（ECG）感測器晶片的系統晶片（system on a chip；SoC），所述心電圖（ECG）感測器晶片包含：開關，其藉由開關信號控制且包含接收來自第一ECG感測器的第一ECG信號的第一開關輸入端、接收來自第二ECG感測器的第二ECG信號的第二開關輸入端、第一開關輸出端以及第二開關輸出端；放大器，其包含接收來自所述第一開關輸出端的所述第一ECG信號及所述第二ECG信號中的一者的第一放大器輸入端及接收來自所述第二開關輸出端的所述第一ECG信號及所述第二ECG信號中的另一者的第二放大器輸入端，且產生所述第一ECG信號與所述第二ECG信號之間的經放大差信號；以及位置指示器，其產生具有第一狀態及第二狀態中的一者的所述開關信號，其中回應於具有所述第一狀態的所述開關信號，所述開關將所述第一ECG信號自所述第一開關輸入端傳遞至所述第一開關輸出端並將所述第二ECG信號自所述第二開關輸入端傳遞至所述第二開關輸出端，且回應於具有所述第二狀態的所述開關信號，所述開關將所述第一ECG信號自所述第一開關輸入端傳遞至所述第二開關輸出端並將所述第二ECG信號自所述第二開關輸入端傳遞至所述第一開關輸出端；以及類比轉數位轉換器（ADC），其接收所述經放大差信號且產生對應ECG數位信號；以及中央處理單元（Central Processing Unit；CPU），其接收所述ECG數位信號且產生控制視覺影像在顯示器上的產生的顯示資訊。
在另一態樣中，本發明概念的某些實施例提供資料處理系統，所述資料處理系統包含：可穿戴器具，其包含所述ECG感測器晶片；及計算器件，其經組態以經由無線連接及固線式連接中的至少一者與所述可穿戴器具通信資訊。所述可穿戴器具包含：第一心電圖（ECG）電極；第二ECG電極；以及ECG感測器晶片，其接收來自所述第一ECG電極的第一ECG信號及來自所述第二ECG電極的第二ECG信號，其中所述ECG感測器晶片包含：開關，其藉由開關信號控制且包含接收所述第一ECG信號的第一開關輸入端、接收所述第二ECG信號的第二開關輸入端、第一開關輸出端以及第二開關輸出端；放大器，其包含接收來自所述第一開關輸出端的所述第一ECG信號及所述第二ECG信號中的一者的第一放大器輸入端及接收來自所述第二開關輸出端的所述第一ECG信號及所述第二ECG信號中的另一者的第二放大器輸入端，且產生所述第一ECG信號與所述第二ECG信號之間的經放大差信號；以及位置指示器，其產生在第一狀態及第二狀態中的一者中的所述開關信號，其中回應於所述開關信號的所述第一狀態，所述開關將所述第一ECG信號自所述第一開關輸入端傳遞至所述第一開關輸出端並將所述第二ECG信號自所述第二開關輸入端傳遞至所述第二開關輸出端，且回應於所述開關信號的所述第二狀態，所述開關將所述第一ECG信號自所述第一開關輸入端傳遞至所述第二開關輸出端並將所述第二ECG信號自所述第二開關輸入端傳遞至所述第一開關輸出端。
在另一態樣中，本發明概念的某些實施例提供操作接收第一ECG信號及第二ECG信號且併入於由使用者穿戴的可穿戴器具中的心電圖（ECG）感測器晶片的方法，所述方法包含：產生開關信號；使用所述開關信號來控制開關的操作，其中回應於具有第一狀態的所述開關信號，所述第一ECG信號自第一開關輸入端傳遞至第一開關輸出端且所述第二ECG信號自第二開關輸入端傳遞至第二開關輸出端，另外回應於具有第二狀態的所述開關信號，所述第一ECG信號自所述第一開關輸入端傳遞至所述第二開關輸出端且所述第二ECG信號自所述第二開關輸入端傳遞至所述第一開關輸出端；以及使用連接至所述第一開關輸出端及所述第二開關輸出端的放大器放大所述第一ECG信號與所述第二ECG信號之間的差。
現將參看隨附圖式以一些額外細節來描述本發明概念的某些實施例。然而，本發明概念可以許多不同形式體現，且不應被解釋為僅限於所說明的實施例。確切而言，提供此等實施例以使得本發明將是透徹且完整的，且將把本發明的範疇完整地傳達給熟習此項技術者。貫穿書面描述以及圖式，相似參考數字以及標記用以表示相似或類似元件。
應理解，當元件被稱作「連接」或「耦接」至另一元件時，元件可直接地連接或耦接至另一元件，或可存在介入元件。對比而言，當元件被稱作「直接連接」或「直接耦接」至另一元件時，不存在介入元件。如本文所使用，術語「及/或」包含相關聯所列項目中的一或多者的任何以及所有組合，且可被縮寫為「/」。
應理解，儘管本文中可使用術語第一、第二等以描述各種元件，但此等元件不應受限於此等術語。此等術語僅用於將一元件與另一元件區分開來。舉例而言，第一信號可被稱為第二信號，且類似地，第二信號可被稱為第一信號，而不會脫離本發明的教示。
本文中所使用的術語僅用於描述特定實施例的目的，且並不意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式「一（a、an）」以及「所述」意欲亦包含複數形式，除非上下文另有清晰指示。應進一步理解，術語「包括（comprises/comprising）」或「包含（includes/including）」在用於本說明書中時指定所陳述特徵、區域、整數、步驟、操作、要素及/或組份之存在，但不排除一或多個其他特徵、區域、整數、步驟、操作、要素、組份及/或其群組之存在或添加。
除非另外定義，否則本文中所用之所有術語（包含技術及科學術語）具有與本發明所屬技術中一般技術人員通常所理解相同的含義。應進一步理解，術語（諸如，常用詞典中所定義的彼等術語）應被解釋為具有與其在相關技術及/或本申請案之上下文中的含義一致的含義，且除非本文中明確地定義，否則將不會以理想化或過分正式意義進行解釋。
術語「可穿戴器具」下文用以表示可用於偵測、擷取、監視及/或記錄與使用者身體相關聯的一或多個生物電信號的使用者可穿戴電子器件的廣泛類別。可穿戴器具將具有各種各樣適於使用者身體上的不同應用及部署的多種組態。與本發明概念一致的某些可穿戴器具在由使用者穿戴時將公開地顯而易見且將可易於辨識為常見方式附件，諸如手錶、戒指、手鐲、腳鐲、項鍊、頭戴式耳機、帽子、眼鏡等。就此而言，本發明概念的某些實施例可以物理方式併入能夠執行其正常功能的常見電器件（例如，如同告知時間的手錶及提供音訊信號的頭戴式耳機）內。與本發明概念一致的其他可穿戴器具將併入諸如領帶、腕帶、紮頭帶、襯衫、背心、胸罩等的衣服物品內。與本發明概念一致的另外其他可穿戴器具將更適當地穿戴在衣服下方且可呈各種大小、形狀以及組合物的皮膚黏著貼片的形式。
圖式（圖）1為說明與使用者心臟的操作相關聯的生物電信號的擷取的概念圖。如上文所提，此類型信號常規地藉由心電圖（ECG）測試擷取。因此，為了以下描述，此類型信號（呈人體內的所有其變化及表現形式及呈所有其電可擷取形式，無論單一地或作為組合）下文將通常被稱作「ECG信號」。因此，在圖1中說明ECG信號的擷取。在此上下文中，術語「擷取」指識別、偵測、獲取及/或量測足以產生至少一個類比信號或對應數位資料的ECG信號的任何程序，至少一個類比信號或所述對應數位資料精確表示如由ECG信號表明的使用者心臟的電活動。
根據前述定義，使用者將僅產生與他/她的心臟的活動相關聯的單一ECG信號。然而，ECG信號將以不同方式表明及以不同方式在使用者身體的不同位置處擷取。理想地，ECG信號將藉由置放於直接接近使用者心臟的適當位置（例如，圖1中的擷取第一ECG信號ECG0的第一位置10）上的一或多個ECG感測器擷取。不幸的是，雖然以使用者心臟為中心的第一位置10提供最強（即，最高差動振幅）ECG信號，但其並非必定方便且感測器在此位置處的安置可在身體運動期間對使用者而言不舒適。因此，常常高度需要可穿戴器具的使用者能夠將構成ECG感測器置放於他/她身體的更方便位置（諸如腕部）上。
此安置靈活性為許多習知器件中不幸缺乏的一個特徵。此等習知器件常規地授權準確安置位置且此位置的任何偏離大大削弱準確ECG信號擷取。對比而言，根據本發明概念的可穿戴器具認識到ECG信號將在於使用者身體上的不同位置處擷取時以不同方式表明。然而，根據本發明概念的可穿戴器具仍然將在被認為對使用者而言最舒適或最方便的位置處穿戴可穿戴器具的靈活性提供至使用者。
舉例而言，參看圖1，本發明概念的某些態樣認識到在第二位置20（即，使用者的左腕部）處顯而易見的第二ECG信號（ECG1）與在第一位置10處的第一ECG信號（ECG0）相比將不太強，且在第三位置30（即，使用者的右腕部）處顯而易見的第三ECG信號（ECG2）與第二ECG信號（ECG1）相比將不太強。亦即，本發明概念認識到增加使用者身體上的ECG信號擷取位置與使用者心臟之間的距離往往會減少所擷取ECG信號的輸入信號雜訊比（signal-to-noise ratio；SNR）。但是，本發明概念的實施例是以允許使用者在他/她的身體上的多個需要位置處適當地穿戴可穿戴器具的此方式組態。
圖2（包含圖2A、圖2B以及圖2C）為說明根據本發明概念的某些實施例的能夠擷取且處理ECG信號的可穿戴器具100的一組透視圖。儘管圖2中所展示的可穿戴器具100為手錶，但一般熟習此項技術者將認識到此僅為一方便實例，且與本發明概念一致的可穿戴器具可採取許多不同形式。
圖2的可穿戴器具100包括容納用以實施可穿戴器具100的功能性的電路及/或軟體以及用以提供典型手錶功能性的電路及/或軟體的手錶主體99。第一ECG電極101及接地電極105自手錶主體99的底表面98突出。當通常由使用者在所要位置（諸如左或右腕部）處穿戴時，手錶主體99的底表面98。因此，當可穿戴器具100由使用者穿戴時，突出第一ECG電極101及接地電極105與使用者的皮膚直接接觸而置放。此直接皮膚接觸對由手錶100擷取ECG信號高度有益。對比而言，第二ECG電極103可安置於手錶主體99的與底表面98相對的頂表面97上。替代地，第二ECG電極103可安置於手錶主體99的側表面96上。當通常由使用者穿戴時，手錶主體99的頂表面97及側表面96連同第二ECG電極103一起易於由使用者存取。在圖2中所說明的實施例中，第一ECG電極101可經指定為正電極，且第二ECG電極103可經指定為負電極。
在此上下文中，術語「ECG感測器」指當接近於使用者身體或與使用者身體直接接觸而置放時能夠擷取ECG信號的若干不同生物電、電機械及/或電組件中的任一者。
儘管在圖2中，接地電極105接近於第一ECG電極101而安置於身體99的底表面98上，但本發明概念的其他實施例可以不同方式置放接地電極105，或完全省略其。然而，接地電極105的使用可顯著輔助可穿戴器具100與使用者之間的ECG信號同步。亦即，接地電極105的使用防止在由包含於可穿戴器具100中的ECG感測器晶片擷取ECG信號期間ECG信號的浮動。結果，各種ECG感測器與可穿戴器具100中的ECG感測器晶片的組合可更可靠地操作。
圖3（包含圖3A及圖3B）進一步說明藉由圖2的可穿戴器具100以各種各樣方式擷取的ECG信號的典型性質。參看圖1、圖2以及圖3A，具有圖3A中所展示的波形的ECG信號可在穿戴於使用者的左腕部（圖1中的位置20）上時及在第二ECG電極103藉由使用者使用他/她右手（圖1中的位置30）的手指壓下時藉由手錶型可穿戴器具100的ECG感測器晶片擷取。換言之，當第二ECG電極103接觸右手的手指時，第一電極101及接地電極105與使用者左腕部的皮膚接觸而置放。
關於圖3A中所展示的ECG信號波形特別注意的是，正ECG信號峰值（「R」）在ECG信號基線上方週期性地顯示。當然，在ECG信號基線上方或下方的ECG信號峰值的極性（正或負）為可穿戴器具100的ECG感測器晶片的定義事項。
現參看圖1、圖2以及圖3B，具有圖3B中所展示的波形的ECG信號可在穿戴於使用者的右腕部（圖1中的位置30）上時及在第二ECG電極103藉由使用者使用他/她左手（圖1中的位置20）的手指壓下時藉由手錶型可穿戴器具100的ECG感測器晶片擷取。換言之，當第二ECG電極103接觸左手的手指時，第一電極101及接地電極105與使用者右腕部的皮膚接觸而置放。
關於圖3B中所展示的ECG信號波形特別注意的是，負ECG信號峰值（「R」）在ECG信號基線下方週期性地顯示。更重要的是，ECG基線與在右腕部處擷取的ECG信號峰值之間的差的絕對值可小於ECG基線與在左腕部處擷取的ECG信號峰值之間的差的絕對值。因此，在所有其他事情保持相等的情況下，在右腕部處顯而易見的ECG信號與在左腕部處顯而易見的ECG信號相比可更難以精確擷取。結果，當圖2的可穿戴器具100穿戴於使用者的右腕部，或表明ECG信號的相對較弱版本的某一其他位置上時ECG感測器晶片可需要更多信號處理時間及資源。
圖4為進一步說明在一個實例中的圖2的可穿戴器具100的方塊圖。此處，可穿戴器具100通常包括處理單元110及顯示器180。顯示器180為可選組件，但可證實非常適用於本發明概念的某些實施例，諸如圖2的手錶型可穿戴器具100。
處理單元110可用於接收、擷取且處理ECG信號且由某一其他外部電路回應於ECG信號而控制顯示器180的操作。處理單元110可替代地或另外用於自所擷取ECG信號導出控制信號，其中此控制信號可提供至一或多個外部電路。
圖4的處理單元110包含接收來自第一ECG電極101的第一ECG信號的第一信號埠（例如，襯墊（pad）、端子或類似電元件）、接收來自第二ECG電極103的第二ECG信號的第二信號埠、接收來自接地電極105的接地信號的第三信號埠。另外，圖4的處理單元110包含電池112、電力管理積體電路（power management integrated circuit；PMIC）114、ECG感測器晶片120、類比轉數位轉換器（analog-to-digital converter；ADC）130、中央處理單元（CPU）140、記憶體控制器150、記憶體160、顯示控制器170以及輸入介面172。
視情況，處理單元110亦可包含經組態以接收由（例如）下文進一步詳細論述的使用者啟動位置輸入元件107提供的位置信號的第四信號埠。
為了此描述目的，假定圖4的可穿戴器具100類似於圖2的可穿戴器具，分別進一步假定第一ECG電極101及接地電極105可通常與使用者的左腕部或右腕部接觸而置放，且第二ECG電極103與使用者的右手或左手接觸而置放。在此等假定情況下，第一ECG信號經由第一信號埠提供至處理單元110，第二ECG信號經由第二信號埠提供至處理單元110，且接地信號經由第三信號埠提供至處理單元110。
第一信號埠經由第一信號線102連接至ECG感測器晶片120，第二信號埠經由第二信號線104連接至ECG感測器晶片120，且第三信號埠經由第三信號線106連接至電池112。就此而言，接地電壓（VSS）可傳達至處理單元110組件（諸如，PMIC 114、ECG感測器晶片120、ADC 130、CPU 140、記憶體控制器150、記憶體160、顯示控制器170及/或輸入介面172）中的一或多者。
在組合的情況下，電池112及PMIC 114可用於提供一或多個電源電壓（未圖示）至處理單元110組件、顯示器180及/或使用者輸入器件185。
ECG感測器晶片120可用於接收且處理第一ECG信號及第二ECG信號，以便產生一或多個ECG輸出信號。舉例而言，ECG感測器晶片120可用於放大第一ECG信號與第二ECG信號之間的電壓差，以便產生對應經放大ECG輸出信號。
假定ECG輸出信號性質上類似，ADC 130可用於接收ECG輸出信號且將ECG輸出信號轉換成一或多個對應ECG數位信號。就此而言，本發明概念的某些實施例使用自ECG感測器晶片120提供、藉由ADC 130接收，且接著藉由ADC 130分別使用的差動第一ECG輸出信號及第二ECG輸出信號以產生各別第一ECG數位信號及第二ECG數位信號。此後，第一ECG數位信號及第二ECG數位信號可提供至CPU 140。
CPU 140可用於控制所有處理單元110組件以及顯示器180及使用者輸入器件185的全部操作。回應於由ADC 130提供的一或多個ECG數位信號，CPU 140可執行適合於計算（例如）使用者心率的一或多個資料處理常式。替代地或另外，CPU 140可用於識別使用者的心律不齊或不規律心跳。此等資料處理常式可藉由在CPU 140上執行的一或多個應用程式（application；APP）控制。用以實施此等應用程式的程式碼可整體或部分地儲存於記憶體160中。不管特別資料處理常式相關於由CPU 140自ADC 130接收的ECG數位信號而執行，CPU 140可提供對應控制信號及/或資料（下文，控制信號/資料）至顯示控制器170。
在一例示性資料處理常式中，在CPU 140上執行的應用程式可用於在界定時間段內計數一或多個ECG信號中識別的ECG峰值的數目。（參見，例如圖3）。ECG峰值的計數數目可用於計算使用者的心率，且對應控制信號/資料可回應於此計算而自CPU 140傳達至顯示控制器170。
在另一例示性資料處理常式中，在CPU 140上執行的應用程式可用於計算在一或多個ECG信號中識別的順序ECG峰值之間的時間間隔。計算的間隔可用於識別心律不齊，且對應控制信號/資料可回應於此計算而傳達至顯示控制器170。
記憶體160可用於儲存自ADC 130接收的ECG數位信號、藉由CPU 140上執行的應用程式產生的中間計算資料及/或由CPU 140提供至顯示控制器170的控制信號/資料。
因此，ECG數位信號（其可分別或共同地源自由ECG感測器晶片120接收的一或多個類比ECG信號）可在一或多個應用程式的控制下藉由CPU 140以各種各樣方式處理。舉例而言，假定供應多個ECG數位信號，CPU 140可反相ECG數位信號中的一或多者以在隨後資料處理常式期間使用。
圖4的ECG感測器晶片120的例示性組態是在圖5、圖6（包含圖6A、圖6B以及圖6C）、圖7、圖9、圖10（包含圖10A、圖10B以及圖10C）以及圖11中說明。
記憶體控制器150可用於寫入自CPU 140接收的資料至記憶體160及/或讀取來自記憶體160的資料。記憶體160可自揮發性及/或非揮發性記憶體組態。揮發性記憶體可為隨機存取記憶體（random access memory；RAM）、動態RAM（dynamic RAM；DRAM）或靜態RAM（static RAM；SRAM）。非揮發性記憶體可為電可抹除可程式化唯讀記憶體（electrically erasable programmable read-only memory；EEPROM）、快閃記憶體、磁性RAM（magnetic RAM；MRAM）、自旋轉移力矩MRAM、鐵電RAM（ferroelectric RAM；FeRAM）、相變RAM（phase-change RAM；PRAM）或電阻性RAM（resistive RAM；RRAM）。記憶體160可經實施為智慧型卡、安全數位（secure digital；SD）卡、多媒體卡（multimedia card；MMC）、嵌入式MMC（embedded MMC；eMMC）、嵌入式多晶片封裝（embedded multi-chip package；eMCP）、完美頁面反及（perfect page NAND；PPN）、通用快閃記憶體儲存器（universal flash storage；UFS）、固態磁碟機（solid state drive ；SSD）或嵌入式SSD（embedded SSD；eSSD）。記憶體160亦可經實施為固定記憶體或可移除式記憶體。
儘管單一記憶體控制器150及記憶體160出於描述明晰目的而在圖4中展示，但記憶體160可包含藉由一或多個記憶體控制器150控制的若干分開地或共同地實施的記憶體器件，其中此等記憶體器件可在其操作性質及/或組態方面類似或不同。
如上文所提，顯示控制器170自CPU 140接收某一控制信號/資料且根據一或多個習知理解介面控制顯示器180的操作。因此，顯示控制器170可用於在由CPU 140執行的（例如）韌體的控制下控制與由CPU 140提供的控制信號及/或資料相關的視覺影像的產生及顯示。
輸入介面172可用於傳達經由使用者輸入器件185及/或顯示器180輸入的資料至CPU 140。使用者輸入器件185可為器件，諸如觸控螢幕控制器、觸控感測器或能夠產生控制可穿戴器具100的操作的各種輸入信號（或資料）的觸控板。在本發明概念的某些實施例中，使用者輸入器件185將為顯示於顯示器180上的圖形使用者介面（GUI）。圖8展示可顯示於顯示器180上的使用者交互GUI的一個實例。CPU 140可用於接收由使用者輸入器件185經由輸入介面172提供的使用者輸入信號及/或資料。一或多個應用程式（APP）可經程式化或控制以回應於此等使用者輸入信號及/或資料。
在本發明概念的某些實施例中，可證實將圖4的處理單元110或處理單元110組件的某一子集實施為通常被稱作系統晶片（SoC）的形式的單一積體電路（integrated circuit；IC）晶片的優點。在一個實例中，ECG感測器晶片120、PMIC 114、ADC130以及CPU 140可實施為SoC。替代地，記憶體控制器150及記憶體160可在實施為SoC時添加至ECG感測器晶片120、PMIC 114、ADC130以及CPU 140。就此而言，記憶體160可在SoC中實施為SRAM、DRAM、小容量快閃記憶體或大容量快閃記憶體。
當記憶體控制器150及記憶體160整合至單一半導體封裝中時，SoC無需包含此等通常提供的組件。確切而言，包含SoC的第一半導體封裝以及包含記憶體控制器150及記憶體160的第二半導體封裝可以各種各樣方式使用（例如）附著或結合至印刷電路板（printed circuit board；PCB）的堆疊球在另一者上堆疊一者。就此而言，第一封裝及第二封裝可使用疊層封裝（package on package；PoP）技術而組態。
圖5為進一步說明在一個實例（120A）中圖4的ECG感測器晶片120的方塊圖。共同地參看圖1、圖2、圖3、圖4以及圖5，ECG感測器晶片120A包含開關電路121、開關信號產生器123A以及差動放大器124。
圖5的位置輸入元件107根據本發明概念的某些實施例經假定為機械按鈕。當藉由使用者適當啟動時，按鈕107提供「位置指示信號」（location indication signal；IDS）至開關信號產生器123A。舉例而言，再次假定圖2的手錶型可穿戴器具100，當手錶100穿戴於相對右腕部或左腕部上時，按鈕107可以允許使用者的左手或右手操作其的方式提供於手錶主體99上。另外，在此假定情況下，開關電路121將經由第一信號線102接收來自第一ECG電極101的第一ECG信號（ECG1），且亦將經由第二信號線104接收來自第二電極103的第二ECG信號（ECG2）。
在圖5的ECG感測器晶片120A中，開關信號產生器123A經假定以回應於正指示信號而產生具有在第一（例如，邏輯「低」）位準（或「第一狀態」）處的開關信號（switch signal；SS）。回應於具有第一位準的開關信號，開關電路121操作以將在第一開關輸入端A處接收的第一ECG信號施加至第一開關輸出端C，且將在第二開關輸入端B處接收的第二ECG信號施加至第二開關輸出端D。開關信號產生器123A經進一步假定以回應於負指示信號而產生具有在第二（例如，邏輯「高」）位準（或「第二狀態」）處的開關信號。回應於具有第二位準的開關信號，開關電路121操作以將在第一開關輸入端A處接收的第一ECG信號施加至第二開關輸出端D，且將在第二開關輸入端B處接收的第二ECG信號施加至第一開關輸出端C。
關於位置輸入元件（例如，按鈕）107的使用者操作的正/負指示信號的定義為設計選擇事項。各種類型及形式的按鈕可被使用，且可由使用者以各種各樣方式啟動/撤銷啟動（例如，向下按壓、向上拉動、雙態觸發、轉動或觸碰）。
舉例而言，假定使用關於圖2描述的手錶型可穿戴器具100，當使用者選擇將手錶100穿戴於他/她的左腕部上且因此使按鈕107根據提供至手錶100的指令撤銷啟動時，按鈕107的撤銷啟動狀態產生經由信號線108施加至開關信號產生器123A的正指示信號。對比而言，當使用者選擇將手錶100穿戴於他/她的右腕部上且因此啟動按鈕107時，按鈕107的啟動狀態產生經由信號線108施加至開關信號產生器123A的負指示信號。接著，開關信號產生器123A可如上文所描述對切換或不切換第一ECG信號及第二ECG信號作出回應。
差動放大器124接收且放大分別在開關電路121的第一開關輸出端C及第二開關輸出端D處提供的第一ECG信號及第二ECG信號（SA及SA'），且傳達經放大差動信號SB至ADC 130。差動放大器124較佳地將具有低雜訊特性及高放大因子。因此，在圖5的實例中，差動放大器124經假定包含（前端）低雜訊放大器（low noise amplifier；LNA）125及（後端）可程式化增益放大器（programmable gain amplifier；PGA）127。就此而言，操作電壓Vdd及接地電壓VSS作為操作電壓施加至LNA 125及PGA 127。
LNA 125可用於初始地（或中間）放大經由各別LNA輸入端IL1及IL2接收的第一ECG信號與第二ECG信號之間的差且分別在LNA輸出端OL1及OL2處提供經放大第一ECG信號及第二ECG信號（例如，第一差動信號及第二差動信號）。PGA 127可接著用以進一步回應於輸入增益控制信號（gain control signal；GCS）而放大經由各別PGA輸入端IP1及IP2接收的第一ECG信號與第二ECG信號之間的差，且分別在PGA輸出端OP1及OP2處提供經進一步放大的第一ECG信號及第二ECG信號。
以此方式，不管藉由可穿戴器具100獲取ECG信號所來自的位置（例如，使用者的左腕部/右腕部），圖5的ECG感測器晶片120A能夠回應於位置輸入元件的使用者操作而處理ECG信號。當然，關於使用者的左/右腕部繪製的手錶型可穿戴器具100實例僅為一個實例。根據本發明概念的實施例的以不同方式組態的可穿戴器具可以不同方式定位且將併入適當位置輸入元件。
圖6（包含圖6A、圖6B以及圖6C）為進一步說明在另一實例（120B）中圖4的ECG感測器晶片120的方塊圖。參看圖1、圖2、圖3、圖4、圖5以及圖6，ECG感測器晶片120B（包含120B-1、120B-2以及120B-3）再次包含先前關於圖5中所說明的實施例描述的開關電路121及差動放大器124。因此，此等元件及其相關信號將不關於圖6而描述。
然而，與關於圖5所描述的ECG感測器晶片120A相比較，圖6的ECG感測器晶片120B包含不同類型「位置指示器」。亦即，在圖6的ECG感測器晶片102B中施加的開關信號（SS）藉由峰值偵測器123B（包含123B-1、123B-2以及123B-3）產生，而非回應於由藉由使用者啟動/撤銷啟動的位置輸入元件（例如，按鈕107）產生的指示信號（IDS）而使用開關信號產生器123A。
值得注意的是，用於圖6的ECG感測器晶片120B的峰值偵測器123B為基於所接收ECG信號的性質「自動地」提供開關信號的開關信號產生單元的實例。藉助於比較，用於圖5的ECG感測器晶片120A的開關信號產生器123A與按鈕107的組合為「人工地」提供開關信號的開關信號產生單元的實例。
為了此描述，假定峰值偵測器123B藉由操作預設產生具有第一位準的開關信號。因此，再次假定圖2的手錶型可穿戴器具100實例，當使用者將手錶100穿戴於他/她的左腕部上且以他/她的右手觸碰第二電極103時，所得第一ECG信號及第二ECG信號（參見圖3）將在LNA輸出端OL1及OL2處或者在PGA輸出端OP1及OP2處被自動地偵測。在藉由峰值偵測器123B偵測到第一ECG信號及第二ECG信號後，各別波形（或波形的態樣，類似ECG峰值）將被中斷以間接地判定如由使用者穿戴的手錶型可穿戴器具的位置。
因此，當相對於在第二LNA輸出端OL2處顯而易見的相對較弱第二ECG信號而偵測到在第一LNA輸出端OL1處顯而易見的相對較強第一ECG信號時，峰值偵測器在手錶100穿戴於左腕部上時中斷此結果且產生具有第一位準（即，預設選項）的開關信號。對比而言，當相對於在第二LNA輸出端OL2處顯而易見的相對較強第二ECG信號偵測到在第一LNA輸出端OL1處顯而易見的相對較弱第一ECG信號時，峰值偵測器在手錶100穿戴在右腕部上時中斷此結果且產生具有第二位準的開關信號。
此處，開關電路121如先前關於開關信號（SS）所描述而操作。
因此，在本發明概念的某些實施例中，峰值偵測器123B可用於判定在分別在LNA 125或PGA 127的輸出端處顯而易見的經放大第一ECG信號及第二ECG信號中的至少一個ECG峰值是在ECG信號基線上方還是在ECG信號基線下方。回應於此判定，峰值偵測器123B可用於產生具有適當位準的開關信號。亦即，當經放大第一ECG信號及第二ECG信號的ECG峰值中的至少一者經偵測如圖3A中所示在基線上方時，峰值偵測器123B將產生具有第一位準的開關信號。然而，當經放大第一ECG信號及第二ECG信號的ECG峰值中的至少一者經偵測如圖3B中所示在基線下方時，峰值偵測器123B將產生具有第二位準的開關信號。
此處再次，不管使用者決定穿戴獲取ECG信號的可穿戴器具的位置（例如，左/右腕部），根據本發明概念的某些實施例的ECG感測器晶片120B恰當地處理所接收ECG信號。
儘管圖6的峰值偵測器123B經說明為偵測在LNA 125（或PGA 127）的各別輸出端處顯而易見的經放大第一ECG信號及第二ECG信號，但可在本發明概念的其他實施例中偵測在開關電路121處顯而易見的第一ECG信號及第二ECG信號。
圖7為進一步說明在再一實例（120C）中圖4的ECG感測器晶片120的方塊圖。參看圖1、圖2、圖3、圖4以及圖7，與先前兩個例示性實施例相比較，ECG感測器晶片120C實質上僅包含差動放大器124。
在沒有開關電路121的情況下，圖7的LNA 125可經由第一信號線102直接接收第一ECG信號且經由第二信號線104接收第二ECG信號。在如先前所描述的此等兩個ECG信號之間的電壓差放大後，分別在第一PGA輸出端OP1及第二PGA輸出端OP2處顯而易見的第一ECG輸出信號及第二ECG輸出信號經傳達至ADC 130，且此等ECG輸出信號的處理及中斷是基於識別使用者穿戴可穿戴器具所在的位置的位置資訊留給CPU 140。舉例而言，自第一ECG信號及第二ECG信號導出的ECG數位信號的CPU處理及解釋可在沒有使用者提供的輸入的情況下（自動地）或在有使用者提供的輸入（諸如經由使用者輸入器件185輸入的位置資訊或顯示於顯示器180上的GUI）的情況下執行。
再次參看圖4、圖7以及圖8，顯示於顯示器180上的圖形使用者介面（GUI）181可藉由執行於CPU 140上的應用程式（APP）產生。再次假定圖2的手錶型可穿戴器具100，依應用程式執行的一部分可經由GUI 181要求使用者指示如由使用者穿戴的手錶100（例如，在左或右腕部上）的位置。
此指示可容易地藉由選擇且觸碰顯示於顯示器180上的GUI圖示182或184中的一者而進行。此後，使用者輸入器件185可用於經由輸入介面172傳達位置指示資料（例如，感測觸控信號）至CPU 140。CPU 140可接著用以適當處理（例如）由ADC 130提供至CPU 140且與第一ECG信號及第二ECG信號相關聯的ECG輸出信號，不論第一ECG信號及第二ECG信號是呈現給如圖3B中所示或是如圖3A中所示的放大器124。
進一步注意，藉由使用者在GUI圖示182與184之間進行的前述選擇可在第一ECG信號及第二ECG信號藉由放大器124接收之前或之後出現。
因此，已關於分別在圖5、圖6以及圖7中所說明的實施例展示各種設計的ECG感測器晶片可用於判定（或對）可穿戴器具的位置（作出回應），且不管位置而處理藉由可穿戴器具擷取的ECG信號。此可穿戴器具位置判定及隨後ECG信號處理能力可使用手動或自動偵測方法而實施，且可使用基於硬體及/或基於軟體的解決方案而實施。
圖9、圖10（包含圖10A、圖10B以及圖10C）以及圖11（120D、120E以及120F）中所說明的本發明概念的實施例分別類似於先前關於圖5、圖6以及圖7（120A、120B以及120C）所描述的實施例。然而，在圖9、圖10以及圖11（120D、120E以及120F）中所說明的實施例中的每一者中，差動放大器124已經修改成包含提供電壓控制偏移至LNA 125及PGA 127中的一或兩者的偏移控制器129。因此，包含於此等額外實施例中的每一者中的差動放大器124充當具有偏移特性的差動放大器。
圖12（包含圖12A及圖12B）為說明藉此偏移電壓與差動放大器124結合使用以產生更容易辨別的經放大差動ECG信號（SC）的通常方法的概念圖。參看圖12及將圖4、圖5、圖6以及圖7中所說明的實施例的先前描述保持在頭腦中，數位轉類比轉換器（digital-to-analog converter；DAC）175是在ADC 130之後添加。此處，DAC 175可作為顯示控制器170或顯示器180的一部分而提供。亦即，顯示器180可包含具有DAC 175的顯示驅動器IC。
電壓差「dV」等於第一ECG信號（SA）與第二ECG信號（SA'）之間的差的絕對值，其中Vdd及0V的操作電壓經假定用於LNA 125及PGA 127。在利用第一ECG信號及第二ECG信號的電壓偏移差動放大期間，如圖12中所示，施加至LNA 125的第一輸入端的第一ECG信號SA及施加至LNA 125的第二輸入端的第二ECG信號SA'具有在圖12的（a）處展示的關係。
在偏移電壓（Vos）施加至差動放大器124，且特定言之施加至LNA 125之前，由差動放大器124提供的（經放大）ECG輸出信號SB及SB'將環繞如圖12的（b）中所示的Vdd/2而對稱。因此，當偏移電壓未施加至差動放大器124時，提供至DAC 175的經放大差動輸出信號SC'將如圖12的（d）中所示。經放大差動ECG信號（經放大差動輸出信號）SC'的此產生的版本延伸在Vdd與0V之間的電壓範圍的僅約一半內延伸。
然而，當偏移電壓施加至差動放大器124，且特定言之施加至LNA 125時，差動放大器124的（經放大）ECG輸出信號SB及SB'將再次環繞Vdd/2而對稱，但將藉由如圖12的（c）中所示的偏移電壓值Vos修改。作為此偏移電壓修改的結果，圖12的（e）中所說明的經放大差動ECG信號SC佔據全部操作電壓範圍。
值得注意的，當施加偏移電壓時，經放大差動ECG信號的信號雜訊比得以大大改善。亦即，當偏移電壓施加至差動放大器124，且特定言之施加至LNA 125時，第一ECG信號與第二ECG信號之間的差更顯著地放大。
如圖9、圖10以及圖11中所示，由偏移控制器129提供的一或多個偏移電壓（單一地或共同地，Vos）可施加至LNA 125及PGA 127中的一或兩者。施加至LNA 125的第一偏移電壓可與施加至PGA 127的第二偏移電壓相同或不同。
圖13為說明根據本發明概念的某些實施例的能夠擷取且處理一或多個ECG信號的可穿戴器具100-1的透視圖。參看圖13，可穿戴器具100-1再次採用腕錶的形式，但現在包含通常彼此接近配置於手錶100-1的底表面上的第一電極101、第二電極103以及接地電極105。類似於先前所描述的彼等處理單元及顯示器的處理單元110及顯示器180可包含於可穿戴器具100-1中。視情況，可穿戴器具100-1亦可包含先前所描述的使用者輸入器件185及/或使用者啟動位置輸入器件（例如，按鈕）107。
圖14為說明根據本發明概念的某些實施例的能夠擷取且處理一或多個ECG信號的可穿戴器具100-2的透視圖。參看圖14，可穿戴器具100-2再次採用腕錶的形式且包含自由手錶綁帶95在使用者腕部上支撐的手錶主體99的底表面突出的第一電極101及接地電極105。第二電極103配置於手錶綁帶95的直接與手錶主體99對置的部分上。此處再次，先前所描述的處理單元110、顯示器180、使用者輸入器件185及/或使用者啟動位置輸入器件107可包含於可穿戴器具100-2中。
圖15為說明根據本發明概念的某些實施例的能夠擷取且處理一或多個ECG信號的可穿戴器具100-3的透視圖。眼鏡可穿戴器具100-3包含如先前所描述的第一電極101、第二電極103以及接地電極105中的一或多者、處理單元110以及視情況一或多個顯示器180，其中眼鏡100-3包含由橋接部件85連接的左及右透鏡部件88、在使用者頭部的左側支撐眼鏡的左臂構件87，以及在使用者頭部的右側支撐眼鏡的右臂構件86。
儘管圖15的眼鏡經說明為具有彼此緊密接近安置於單一臂構件上的第一電極101、第二電極130以及接地電極105，但此無需始終為所述狀況。舉例而言，第二電極103可安置於相對左臂構件87而非具有第一電極101及接地電極105的右臂構件86上。另外，一或多個顯示器180可併入左及右透鏡部件88中的一或兩者內。
在本發明概念的某些實施例中，處理單元110及電源連同一或多個ECG感測器101、103以及105一起可提供於安置於眼鏡100-3的一或兩個臂構件87/86上的SoC上。然而，ECG感測器101、103以及105中的一或多者可在SoC外部分開地安置於眼鏡100-3上。
圖16（包含圖16A及圖16B）為說明根據本發明概念的某些實施例的能夠擷取且處理一或多個ECG信號的可穿戴器具100-4的透視圖。此處，可穿戴器具100-4採用可由使用者直接施加至所要位置的皮膚黏著貼片190的形式。一或多個ECG感測電極（例如，第一ECG電極101及第二ECG電極1030）可連同與先前所描述實施例一致的處理單元110一起併入貼片190內。
特別注意的是，在圖16B的貼片190中感測器「沿」經由使用者手臂191延伸的主靜脈方向（即，方向「a」）的配置已被發現與在圖16A的貼片190中感測器「跨越」經由使用者手臂191延伸的主靜脈方向（即，方向「b」）的配置相比在促進ECG信號的擷取方面更有效。
圖16的實施例經繪製至使用者的小臂，但熟習此項技術者將自前述描述理解與本發明概念一致的其他貼片實施例可相對於其他使用者位置（諸如上臂、大腿或小腿、頸部等）而組態以供使用。
圖17為包含根據本發明概念的實施例的包含圖4的ECG感測器晶片120的可穿戴器具100-5的資料處理系統200的方塊圖。參看圖17，資料處理系統200包含可穿戴器具100-5及經組態以經由無線及/或固線式連接199與可穿戴器具通信的計算器件210。
除無線介面190的額外供應以外，可穿戴器具100-5可類似先前關於圖4所描述的可穿戴器具而組態。無線介面190可用於使用無線連接199傳達由CPU 140處理的資料至計算器件210。資料可包含與ECG信號（或ECG波形）相關的資料、與心率相關的資料及/或與心律不齊相關的資料。無線介面190可支援藍牙、藍牙低能量（Bluetooth low energy；BLE）、近場通信（near field communication；NFC）、射頻識別（radio-frequency identification；RFID）或WiFi。
圖17中所說明的計算器件210包括：無線介面215、CPU 220、記憶體控制器225、記憶體230、顯示控制器235以及顯示器240。計算器件210可實施為行動計算器件或伺服器。舉例而言，伺服器可用於提供遠程醫療服務。
無線介面215、CPU 220、記憶體控制器225、記憶體230、顯示控制器235以及顯示器240可經由匯流排結構211彼此通信。無線介面215可與無線介面190通信。無線介面215可支援藍牙、BLE、NFC、RFID或WiFi。
CPU 220可經由匯流排結構211控制記憶體控制器225及顯示控制器235。
記憶體控制器225可寫入資料（例如，關於ECG的資料）至記憶體230或可根據CPU 220的控制自記憶體230讀取資料（例如，關於ECG的資料）。記憶體230可使用揮發性及/或非揮發性記憶體來實施。
顯示控制器235可根據CPU 220的控制經由介面將資料自CPU 220或記憶體控制器225傳輸至顯示器240。資料可包含與ECG信號（或ECG波形）相關的資料、與心率相關的資料及/或與心律不齊相關的資料。
圖18為概述使用根據本發明概念的某些實施例的可穿戴器具中的ECG感測器晶片的方法的流程圖。參看圖4、圖5以及圖6，以及圖13、圖14、圖15、圖16以及圖17，開關信號產生器123A或峰值偵測器123B可用於產生開關信號（SS）且接著傳達開關信號至開關電路121（S110）。如上文所描述，回應於具有第一位準的開關信號，開關電路121將傳遞經由第一輸入端子A接收的第一ECG信號ECG1至第一輸出端子C且傳遞經由第二輸入端子B接收的第二ECG信號ECG2至第二輸出端子D。替代地，回應於具有第二位準的開關信號，開關電路121將傳遞經由第一輸入端子A接收的第一ECG信號ECG1至第二輸出端子D且傳遞經由第二輸入端子B接收的第二ECG信號ECG2至第一輸出端子C（S120）。
差動放大器124接著放大在第一輸入端子IL1處顯而易見的第一ECG信號（SA）與在第二輸入端子IL2處顯而易見的第二ECG信號（SA'）之間的差，且輸出經放大ECG輸出信號（SB及SB'）至ADC 130（S130）。
如上文參看圖9及圖10所描述，當偏移控制器129施加偏移電壓Vos至差動放大器124時，差動放大器124可輸出反映偏移電壓Vos的經放大ECG輸出信號SB及SB'至ADC 130，如參看圖12及關於操作S130所描述。
圖19為概述使用根據本發明概念的某些實施例的可穿戴器具的方法的流程圖。參看圖4、圖7、圖11、圖13、圖14、圖15、圖16以及圖18，可穿戴器具（例如，100、100-1、100-2、100-3、100-4或100-5）的使用者可在開始ECG信號擷取的程序之前使用輸入器件185自顯示於顯示器180上的GUI 181選擇圖示（182或184）（S210）。
此處，假定第一電極101及接地電極105與左手或右手中的一者接觸置放，而第二電極103藉由左手或右手中的另一者接觸。結果，第一電極101產生第一ECG信號且第二電極103產生第二ECG信號ECG2（S220）。
差動放大器124接著用以放大第一ECG信號與第二ECG信號之間的差，產生經放大ECG輸出信號（SB及SB'），且傳達經放大ECG輸出信號至ADC 130（S230）。ADC 130接著將經放大ECG輸出信號SB及SB'轉換成對應數位ECG信號（S240）。
當使用者在操作S210期間選擇圖示（例如，182）時，對應位置資訊經由使用者輸入器件185及輸入介面172傳達至CPU 140。因此，根據前述假定，當可穿戴器具穿戴於左腕部上且右手的手指接觸第二電極103時，產生具有圖3A的波形的ECG信號。因此，CPU 140基於位置資訊藉由將數位ECG信號處理為正常（或非0反相（non0inverted））ECG信號（S260）而處理由ADC 130提供的所得數位ECG信號。
然而，假定使用者在操作S210期間選擇GUI圖示184時，不同位置資訊經由使用者輸入器件185及輸入介面172傳達至CPU 140。因此，當可穿戴器具穿戴在右腕部上且左手的手指接觸第二電極103時，所得ECG信號將具有圖3B的波形。因此，CPU 140將基於位置資訊處理由ADC 130提供的對應數位ECG信號且將數位ECG信號處理為反相ECG信號（S270）。
此後，顯示器180的顯示控制器170或DAC 175可用於將由CPU 140提供的某一數位控制信號/資料轉換成一或多個類比信號（S280）。
圖20為根據本發明概念的某些實施例的包含包含類似關於圖4描述的ECG感測器晶片的ECG感測器晶片的可穿戴器具100-5的資料處理系統300的方塊圖。資料處理系統300可用於提供適合於監視、記錄、表徵及/或保護穿戴可穿戴器具100-5的使用者的健康的一或多個遠程醫療服務。
因此，參看圖20，資料處理系統300包含可穿戴器具100-5及經組態以經由無線網路（例如，網際網路310，或類似分佈式無線通信系統）傳達藉由可穿戴器具導出或監視的資料的第一保健伺服器320。在本發明概念的某些實施例中，資料處理系統300可進一步包含類似地經組態以與可穿戴器具100-5及/或第一保健伺服器320通信的第二保健伺服器350。此處，例如，假定保險實體管理第二保健伺服器350及其構成資料庫355。
當可穿戴器具100-5的使用者引起安裝在可穿戴器具100-5中的應用程式執行時，可穿戴器具100-5的無線介面將經由網際網路310傳達健康相關資料（HDATA）至保健伺服器320（S301）。假定應用程式能夠儲存與第一保健伺服器320及/或第二保健伺服器350相關聯的統一資源定位符（uniform resource locator；URL）。因此，應用程式可用於使用URL傳達健康資料（HDATA）至第一保健伺服器320及/或第二保健伺服器350。
無線網路310可用於傳達健康資料（HDATA）至第一保健伺服器320（S303）及/或第二保健伺服器320（S321）。就此而言，健康資料可包含與一或多個ECG信號相關聯或自一或多個ECG信號導出的資料，包含指示使用者心率的相關資料。
第一保健伺服器320接收健康資料（S303），視需要可將其儲存在構成資料庫321中（S304），且經由網路330將健康資料或自健康資料導出的資料傳達至醫生的計算器件345（S305）。在此上下文中，醫生的計算器件345可為個人電腦（personal computer；PC）或平板PC。假定醫生在醫療機構（例如，私人醫務所、公共保健中心、診所、醫院或救援中心340）處工作，他/她的計算器件可經給予或與較大病患資料系統整合以便監視所接收健康資料，且診斷使用者的醫療狀態。回應於健康資料，醫生及/或他/她的代表可接著輸入診斷資料（DDATA）（例如，與醫生的忠告或診斷相關的資訊）至醫生的計算器件345（S307）。醫生的計算器件345可接著經由網路330傳達診斷資料至第一保健伺服器320（S309）。第一保健伺服器320接收診斷資料，將其儲存於資料庫321中（S304），且經由無線網路310將其傳達至可穿戴器具100-5及/或第二保健伺服器350（S311、S313及/或S321）。回應於診斷資料，可穿戴器具100-5可在由CPU 140執行的應用程式的控制下經由其顯示器185顯示某一資料，且在本發明概念的某些實施例中，第二保健伺服器350可將診斷資料儲存於資料庫355中（S323）。
以此方式，可穿戴器具100-5的使用者可取決於醫療專業機構的接收由可穿戴器具100-5傳達的健康資料且對所述健康資料作出回應的能力而接收來自保健專業機構的診斷資料，其為接近即時通信的某物。
圖21為根據本發明概念的某些實施例的包含包含類似關於圖4描述的ECG感測器晶片的ECG感測器晶片的可穿戴器具100-5的資料處理系統400的方塊圖。類似圖20的資料處理系統300，圖21的資料處理系統400可用於提供一或多個遠程醫療服務。
參看圖21，資料處理系統400包含可穿戴器具100-5及經組態以經由無線網路（例如，網際網路405）與可穿戴器具100-5通信的計算器件210。根據一些實施例，資料處理系統400可進一步包含經組態以經由無線網路（例如，網際網路410）與計算器件210通信的保健伺服器415。
當可穿戴器具100-5的使用者引起安裝在可穿戴器具100-5中的應用程式執行時，可穿戴器具100-5的無線介面將經由無線網路405傳達健康資料（HDATA）至計算器件210（S401）。健康資料可包含指示使用者心率的一或多個ECG信號。
在本發明概念的某些實施例中，計算器件210可經由近場通信（NFC）掃描方法或標記方法接收來自可穿戴器具100-5的健康資料。此處，假定能夠接收來自可穿戴器具100-5的健康資料的應用程式安裝於計算器件210上。舉例而言，可穿戴器具100-5可操作為NFC標籤且計算器件210可操作為NFC讀取器。如上文所描述，安裝於計算器件210中的應用程式可儲存與經組態以與計算器件210及醫生的計算器件425通信的保健伺服器415相關聯的URL。
當醫生的計算器件210接收來自可穿戴器具100-5的健康資料時，計算器件210可產生指示及/或顯示健康資料或自其導出的資料。若保證醫生的干預，則計算器件210可用於在藉由醫生或他/她的醫療組控制的應用程式的控制下經由網際網路410傳達診斷資料（DDATA）及健康資料至保健伺服器415。因此，應用程式可使用保健伺服器415的URL傳達健康資料至保健伺服器415。
以此方式，保健伺服器415可接收健康資料（S405），將其儲存於構成資料庫417中（S406），且經由網路傳達健康資料至醫生的計算器件425。此處再次，網路可為有線通信網路及/或無線通信網路，且醫生的計算器件425可為個人電腦（PC）或平板PC。
在醫生在醫療機構、公共保健中心、診所、醫院或救援中心420中工作情況下，計算器件425可與用以監視健康資料且診斷使用者的醫療狀態的專利服務系統功能性地整合。醫生可回應於健康資料而輸入診斷資料至醫生的計算器件425（S407）。醫生的計算器件425可接著經由網路傳達診斷資料至保健伺服器415。
保健伺服器415接著接收診斷資料，將其儲存於資料庫417中，且經由無線網際網路410將其傳達至計算器件210（S409及S411）。計算器件210可在藉由CPU 140執行的應用程式的控制下經由顯示器185顯示資料DDATA。
在某些實施例中，若使用者有緊急情況，則醫療組、家庭保護者或路人可回應於由計算器件210顯示的診斷資料而對使用者執行緊急處理。舉例而言，必要時，醫療組、家庭保護者或路人可使用計算器件210與醫生進行視訊通話。因此，醫療組、家庭保護者或路人可在醫生引導下向使用者施以適當緊急處理。另外，醫療組、家庭保護者或路人可回應於醫生的監視及/或診斷而提供即時反饋。
根據本發明概念的前述實施例，ECG感測器晶片根據開關信號可或可不反相所擷取ECG信號。另外，使用經組態具有偏移控制器的放大器的ECG感測器晶片可用於減少雜訊且改良信號區分。根據本發明概念的實施例，可穿戴器具將回應於藉由使用者穿戴可穿戴器具所處的位置而適當處理一或多個ECG信號。
前述實施例實際上為說明性的。藉由以下申請專利範圍及其等效物界定本發明概念的範疇。
10‧‧‧第一位置
20‧‧‧第二位置
30‧‧‧第三位置
85‧‧‧橋接部件
86‧‧‧右臂構件
87‧‧‧左臂構件
88‧‧‧左及右透鏡部件
95‧‧‧手錶綁帶
96‧‧‧側表面
97‧‧‧頂表面
98‧‧‧底表面
99‧‧‧手錶主體
100、100-1‧‧‧可穿戴器具/手錶
100-2、100-4、100-5‧‧‧可穿戴器具
100-3‧‧‧可穿戴器具/眼鏡
101‧‧‧第一ECG電極/第一電極/ECG感測器
102‧‧‧第一信號線
103‧‧‧第二ECG電極/第二電極/ECG感測器
104‧‧‧第二信號線
105‧‧‧接地電極/ECG感測器
106‧‧‧第三信號線
107‧‧‧使用者啟動位置輸入元件/按鈕
108‧‧‧信號線
110‧‧‧處理單元
112‧‧‧電池
114‧‧‧電力管理積體電路（PMIC）
120、120A、120B-1、120B-2、120B-3、120C、120D、120E、120E-1、120E-2、120E-3、120F‧‧‧ECG感測器晶片
121‧‧‧開關電路
123A‧‧‧開關信號產生器
123B-1、123B-2、123B-3‧‧‧峰值偵測器
124‧‧‧差動放大器
125‧‧‧低雜訊放大器（LNA）
127‧‧‧可程式化增益放大器（PGA）
129‧‧‧偏移控制器
130‧‧‧類比轉數位轉換器（ADC）
140、220‧‧‧中央處理單元（CPU）
150、225‧‧‧記憶體控制器
160、230‧‧‧記憶體
170、235‧‧‧顯示控制器
172‧‧‧輸入介面
175‧‧‧數位轉類比轉換器（DAC）
180、240‧‧‧顯示器
181‧‧‧圖形使用者介面（GUI）
182、184‧‧‧GUI圖示
185‧‧‧使用者輸入器件
190‧‧‧貼片
190、215‧‧‧無線介面
191‧‧‧使用者手臂
199‧‧‧無線連接/固線式連接
200、300、400‧‧‧資料處理系統
210‧‧‧計算器件
211‧‧‧匯流排結構
310、405‧‧‧網際網路/無線網路
320‧‧‧第一保健伺服器
321、355、417‧‧‧資料庫
330‧‧‧網路
340‧‧‧私人醫務所、公共保健中心、診所、醫院或救援中心
345、425‧‧‧醫生的計算器件
350‧‧‧第二保健伺服器
410‧‧‧網際網路/無線網際網路
415‧‧‧保健伺服器
420‧‧‧醫療機構、公共保健中心、診所、醫院或救援中心
A‧‧‧第一開關輸入端
B‧‧‧第二開關輸入端
C‧‧‧第一開關輸出端
D‧‧‧第二開關輸出端
DDATA‧‧‧診斷資料
dV‧‧‧電壓差
ECG0、ECG1、ECG2‧‧‧ECG信號
GCS‧‧‧輸入增益控制信號
HDATA‧‧‧健康相關資料
IDS‧‧‧位置指示信號
IL1‧‧‧第一輸入端子/LNA輸入端
IL2‧‧‧第二輸入端子/LNA輸入端
IP1、IP2‧‧‧PGA輸入端
OL1‧‧‧第一LNA輸出端
OL2‧‧‧第二LNA輸出端
OP1‧‧‧第一PGA輸出端
OP2‧‧‧第二PGA輸出端
SA‧‧‧第一ECG信號
SA'‧‧‧第二ECG信號
SB、SB'‧‧‧經放大差動信號/經放大ECG輸出信號
SC‧‧‧經放大差動ECG信號
SC'‧‧‧經放大差動輸出信號/經放大差動ECG信號
SS‧‧‧開關信號
S110、S120、S130、S210、S220、S230、S240、S250、S260、S270、S280、S301、S303、S304、S305、S307、S309、S311、S313、S321、S323、S401、S403、S405、S406、S407、S409、S411‧‧‧操作
Vdd‧‧‧操作電壓
Vos‧‧‧偏移電壓
VSS‧‧‧接地電壓
在考慮隨附圖式中所說明的某些例示性實施例後，熟習此項技術者將變得更顯而易見本發明概念的上述及其他特徵與優勢，在圖式中： 圖1為說明根據本發明概念的實施例的心電圖（ECG）信號的擷取的概念圖。 圖2（包含圖2A、圖2B以及圖2C）為說明在一個實例中根據本發明概念的實施例的能夠擷取ECG信號的可穿戴器具的透視圖。 圖3（包含圖3A以及圖3B）為進一步說明使用可穿戴器具，類似圖2中所展示的可穿戴器具擷取ECG信號的一組比較波形圖。 圖4為說明根據發明性概念的某些實施例的可穿戴器具的方塊圖。 圖5、圖6（包含圖6A、圖6B以及圖6C）以及圖7為進一步說明在不同實例中圖4的ECG感測器晶片120的各別電路圖。 圖8為說明可藉由併入於根據本發明概念的某些實施例的可穿戴器具中的顯示器顯示的圖形使用者介面（graphical user interface；GUI）的圖。 圖9、圖10（包含圖10A、圖10B以及圖10C）以及圖11為進一步說明在不同實例中圖4的ECG感測器晶片120的各別電路圖。 圖12（包含圖12A及圖12B）為說明根據本發明概念的某些實施例的在ECG信號的擷取及放大中的電壓偏移的使用的概念圖。 圖13、圖14、圖15以及圖16（包含圖16A及圖16B）為以不同方式說明在不同實例中根據本發明概念的實施例的能夠擷取ECG信號的某些可穿戴器具的各別透視圖。 圖17為根據本發明概念的實施例的包含穿戴器具的資料處理系統的方塊圖，穿戴器具包含ECG感測器晶片。 圖18為根據本發明概念的實施例的大體上概述操作ECG感測器晶片的方法的流程圖。 圖19為根據本發明概念的實施例的概述選擇性地操作可穿戴器具的方法的流程圖。 圖20以及圖21為根據本發明概念的某些實施例的包含可穿戴器具的資料處理系統的各別方塊圖，可穿戴器具包含ECG感測器晶片。
100‧‧‧可穿戴器具
101‧‧‧第一ECG電極
102‧‧‧第一信號線
103‧‧‧第二ECG電極
104‧‧‧第二信號線
105‧‧‧接地電極
106‧‧‧第三信號線
107‧‧‧使用者啟動位置輸入元件
108‧‧‧信號線
110‧‧‧處理單元
112‧‧‧電池
114‧‧‧電力管理積體電路(PMIC)
120‧‧‧ECG感測器晶片
130‧‧‧類比轉數位轉換器(ADC)
140‧‧‧中央處理單元(CPU)
150‧‧‧記憶體控制器
160‧‧‧記憶體
170‧‧‧顯示控制器
172‧‧‧輸入介面
180‧‧‧顯示器
185‧‧‧使用者輸入器件
VSS‧‧‧接地電壓

Claims (25)

  1. 一種心電圖感測器晶片，其經組態以用於可穿戴器具中且包括： 開關，其藉由開關信號控制且包含接收第一心電圖信號的第一開關輸入端、接收第二心電圖信號的第二開關輸入端、第一開關輸出端以及第二開關輸出端； 放大器，其包含接收來自所述第一開關輸出端的所述第一心電圖信號及所述第二心電圖信號中的一者的第一放大器輸入端及接收來自所述第二開關輸出端的所述第一心電圖信號及所述第二心電圖信號中的另一者的第二放大器輸入端，且放大所述第一心電圖信號與第二心電圖信號之間的差；以及 位置指示器，其產生在第一狀態及第二狀態中的一者中的所述開關信號， 其中回應於所述開關信號的所述第一狀態，所述開關傳遞來自所述第一開關輸入端的所述第一心電圖信號至所述第一開關輸出端並傳遞來自所述第二開關輸入端的所述第二心電圖信號至所述第二開關輸出端，且回應於所述開關信號的所述第二狀態，所述開關傳遞來自所述第一開關輸入端的所述第一心電圖信號至所述第二開關輸出端並傳遞來自所述第二開關輸入端的所述第二心電圖信號至所述第一開關輸出端。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的心電圖感測器晶片，其中所述位置指示器包括：開關信號產生器，回應於指示信號而產生在所述第一狀態及所述第二狀態中的一者中的所述開關信號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的心電圖感測器晶片，其中所述指示信號是回應於使用者啟動位置輸入元件的使用者啟動/撤銷啟動而產生。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的心電圖感測器晶片，其中所述使用者啟動位置輸入元件為以下各者中的一者：安置於所述可穿戴器具上的機械按鈕， 呈現於安置於所述可穿戴器具上的顯示器上的圖形使用者介面的圖示，以及 安置於無線連接至所述可穿戴器具的計算器件上的使用者輸入器件。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的心電圖感測器晶片，其中所述放大器包括： 前端低雜訊放大器，其接收來自所述開關的所述第一心電圖信號及所述第二心電圖信號，且產生中間經放大第一心電圖信號及中間經放大第二心電圖信號；以及 後端可程式化增益放大器，其接收來自所述前端低雜訊放大器的所述中間經放大第一心電圖信號及所述中間經放大第二心電圖信號，且產生經放大第一心電圖信號及經放大第二心電圖信號。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的心電圖感測器晶片，更包括： 偏移控制器，其至少提供電壓控制偏移至所述前端低雜訊放大器及所述後端可程式化增益放大器中的至少一者。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的心電圖感測器晶片，其中所述位置指示器包括接收自所述第一心電圖信號導出的第一峰值偵測信號及自所述第二心電圖信號導出的第二峰值偵測信號且基於所述第一峰值偵測信號與所述第二峰值偵測信號之間的差而產生所述開關信號的峰值偵測器。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的心電圖感測器晶片，其中所述放大器包括： 前端低雜訊放大器，其接收來自所述開關的所述第一心電圖信號及所述第二心電圖信號，且產生中間經放大第一心電圖信號及中間經放大第二心電圖信號；以及 後端可程式化增益放大器，其接收來自所述前端低雜訊放大器的所述中間經放大第一心電圖信號及所述中間經放大第二心電圖信號，且產生經放大第一心電圖信號及經放大第二心電圖信號。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的心電圖感測器晶片，其進一步包括： 偏移控制器，其至少提供電壓控制偏移至所述前端低雜訊放大器及所述後端可程式化增益放大器中的至少一者。
  10. 一種系統，其經組態以用於可穿戴器具中，所述系統包括： 心電圖感測器晶片，其接收來自第一心電圖感測器的第一心電圖信號及來自第二心電圖感測器的第二心電圖信號，且包含放大所述第一心電圖信號與所述第二心電圖信號之間的差以產生第一心電圖輸出信號及第二心電圖輸出信號的放大器； 類比轉數位轉換器，其接收所述第一心電圖輸出信號及所述第二心電圖輸出信號且產生對應心電圖數位信號；以及 處理器，其接收所述心電圖數位信號且回應於指示如由使用者穿戴的所述可穿戴器具的位置的所接收位置資訊而處理所述心電圖數位信號。
  11. 如申請專利範圍第10項所述的系統，其中所述指示資訊是回應於使用者啟動位置輸入元件的使用者啟動/撤銷啟動而產生。
  12. 如申請專利範圍第11項所述的系統，其中所述使用者啟動位置輸入元件為以下各者中的一者：安置於所述可穿戴器具上的機械按鈕、呈現於由安置於所述可穿戴器具上的顯示器提供的圖形使用者介面上的圖示，以及安置於無線連接至所述可穿戴器具的計算器件上的使用者輸入器件。
  13. 如申請專利範圍第10項所述的系統，其中所述放大器包括： 　　前端低雜訊放大器，接收來自所述開關的所述第一心電圖信號及所述第二心電圖信號且產生中間經放大第一心電圖信號及中間經放大第二心電圖信號；以及 　　後端可程式化增益放大器，接收來自所述前端低雜訊放大器的所述中間經放大第一心電圖信號及所述中間經放大第二心電圖信號且產生經放大第一心電圖信號及經放大第二心電圖信號。
  14. 一種可穿戴器具，其穿戴於使用者上的位置處且包括： 第一心電圖電極； 第二心電圖電極； 心電圖感測器晶片，其接收來自所述第一心電圖電極的第一心電圖信號及來自所述第二心電圖電極的第二心電圖信號，所述心電圖感測器晶片包括： 開關，其藉由開關信號控制且包含接收所述第一心電圖信號的第一開關輸入端、接收所述第二心電圖信號的第二開關輸入端、第一開關輸出端以及第二開關輸出端； 放大器，其包含接收來自所述第一開關輸出端的所述第一心電圖信號及所述第二心電圖信號中的一者的第一放大器輸入端及接收來自所述第二開關輸出端的所述第一心電圖信號及所述第二心電圖信號中的另一者的第二放大器輸入端，且產生所述第一心電圖信號與所述第二心電圖信號之間的經放大差信號；以及 位置指示器，其產生在第一狀態及第二狀態中的一者中的所述開關信號，其中回應於所述開關信號的所述第一狀態，所述開關傳遞來自所述第一開關輸入端的所述第一心電圖信號至所述第一開關輸出端並傳遞來自所述第二開關輸入端的所述第二心電圖信號至所述第二開關輸出端，且回應於所述開關信號的所述第二狀態，所述開關傳遞來自所述第一開關輸入端的所述第一心電圖信號至所述第二開關輸出端並傳遞來自所述第二開關輸入端的所述第二心電圖信號至所述第一開關輸出端。
  15. 如申請專利範圍第14項所述的可穿戴器具，其中所述第一心電圖電極安置於所述可穿戴器具的第一表面上，且所述第二心電圖電極安置於所述可穿戴器具的不同於所述第一表面的第二表面上。
  16. 如申請專利範圍第14項所述的可穿戴器具，更包括： 接地電極，其安置於所述可穿戴器具的第三表面上，所述接地電極在所述可穿戴器具由所述使用者穿戴時在所述位置處與所述使用者接觸。
  17. 如申請專利範圍第16項所述的可穿戴器具，其中所述第一表面及所述第三表面為所述可穿戴器具的同一表面，以使得所述接地電極及所述第一心電圖電極接近地安置於所述可穿戴器具的該同一表面上，其在所述可穿戴器具由所述使用者穿戴時在所述位置處與所述使用者接觸。
  18. 如申請專利範圍第14項所述的可穿戴器具，其中所述第一心電圖電極、所述第二心電圖電極以及所述接地電極通常安置於所述可穿戴器具的表面上，其在所述可穿戴器具由所述使用者穿戴時在所述位置處與所述使用者接觸。
  19. 如申請專利範圍第14項所述的可穿戴器具，其中所述可穿戴器具為眼鏡，其包括： 左及右透鏡部件，其藉由橋接部件連接； 左臂構件，其在使用者頭部的左側支撐所述眼鏡；以及 右臂構件，其在使用者頭部的右側支撐所述眼鏡， 其中所述第一心電圖電極及所述第二心電圖電極中的至少一者安置於所述左臂構件及所述右臂構件中的一者上，其在所述眼鏡由所述使用者穿戴時與所述使用者頭部接觸。
  20. 如申請專利範圍第14項所述的可穿戴器具，更包括： 類比轉數位轉換器，其接收來自所述放大器的所述經放大差信號且產生對應心電圖數位信號； 中央處理單元，其接收來自所述類比轉數位轉換器的所述心電圖數位信號且產生對應顯示資料；以及 顯示器，其經組態以回應於自所述中央處理單元接收的顯示資料而產生視覺影像。
  21. 一種系統晶片，包括： 心電圖感測器晶片，其包含： 開關，其藉由開關信號控制且包含接收來自第一心電圖感測器的第一心電圖信號的第一開關輸入端、接收來自第二心電圖感測器的第二心電圖信號的第二開關輸入端、第一開關輸出端以及第二開關輸出端； 放大器，其包含接收來自所述第一開關輸出端的所述第一心電圖信號及所述第二心電圖信號中的一者的第一放大器輸入端及接收來自所述第二開關輸出端的所述第一心電圖信號及所述第二心電圖信號中的另一者的第二放大器輸入端，且產生所述第一心電圖信號與所述第二心電圖信號之間的經放大差信號；以及 位置指示器，其產生具有第一狀態及第二狀態中的一者的所述開關信號，其中回應於具有所述第一狀態的所述開關信號，所述開關傳遞來自所述第一開關輸入端的所述第一心電圖信號至所述第一開關輸出端並傳遞來自所述第二開關輸入端的所述第二心電圖信號至所述第二開關輸出端，且回應於具有所述第二狀態的所述開關信號，所述開關傳遞來自所述第一開關輸入端的所述第一心電圖信號至所述第二開關輸出端並傳遞來自所述第二開關輸入端的所述第二心電圖信號至所述第一開關輸出端；以及 類比轉數位轉換器，其接收所述經放大差信號且產生對應心電圖數位信號；以及 中央處理單元，其接收所述心電圖數位信號且產生控制視覺影像在顯示器上產生的顯示資訊。
  22. 如申請專利範圍第21項所述的系統晶片，其中所述位置指示器在所述第一心電圖感測器與使用者的左腕部接觸且所述第二心電圖感測器與所述使用者的右手接觸時產生在所述第一狀態中的所述開關信號，且在所述第一心電圖感測器與所述使用者的右腕部接觸且所述第二心電圖感測器與所述使用者的左手接觸時產生在所述第二狀態中的所述開關信號。
  23. 如申請專利範圍第21項所述的系統晶片，更包括： 電力管理電路，其自電池電力導出至少一個電力信號且提供所述至少一個電力信號至所述心電圖感測器晶片、所述類比轉數位轉換器以及所述中央處理單元；以及 顯示控制器，其接收所述顯示資訊且驅動所述顯示器產生所述視覺影像。
  24. 一種資料處理系統，其包括： 可穿戴器具，其包含心電圖感測器晶片；以及 計算器件，其經組態以經由無線連接及固線式連接中的至少一者與所述可穿戴器具通信資訊， 其中所述可穿戴器具包含： 第一心電圖電極； 第二心電圖電極；以及 心電圖感測器晶片，其接收來自所述第一心電圖電極的第一心電圖信號及來自所述第二心電圖電極的第二心電圖信號，其中所述心電圖感測器晶片包含：開關，其藉由開關信號控制且包含接收所述第一心電圖信號的第一開關輸入端、接收所述第二心電圖信號的第二開關輸入端、第一開關輸出端以及第二開關輸出端；放大器，其包含接收來自所述第一開關輸出端的所述第一心電圖信號及所述第二心電圖信號中的一者的第一放大器輸入端及接收來自所述第二開關輸出端的所述第一心電圖信號及所述第二心電圖信號中的另一者的第二放大器輸入端，且產生所述第一心電圖信號與所述第二心電圖信號之間的經放大差信號；以及位置指示器，其產生在第一狀態及第二狀態中的一者中的所述開關信號，其中回應於所述開關信號的所述第一狀態，所述開關傳遞來自所述第一開關輸入端的所述第一心電圖信號至所述第一開關輸出端並傳遞來自所述第二開關輸入端的所述第二心電圖信號至所述第二開關輸出端，且回應於所述開關信號的所述第二狀態，所述開關傳遞來自所述第一開關輸入端的所述第一心電圖信號至所述第二開關輸出端並傳遞來自所述第二開關輸入端的所述第二心電圖信號至所述第一開關輸出端。
  25. 如申請專利範圍第24項所述的資料處理系統，其中所述無線連接使用藍牙、藍牙低能量、近場通信、射頻識別以及WiFi中的至少一者支援所述資訊的通信。
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