[发明专利]用于获得对象的呼吸信息的设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于获得对象的呼吸信息的设备、方法及系统。

背景技术

人的生命体征，例如心率(HR)或诸如呼吸率(RR)的呼吸信息，能够充当严重医学事件的强大的预测指标。出于该原因，在重症监护病房中或在医院的一般病房中的日常现场检查中，常常在线监测呼吸率。呼吸率是最重要的生命体征之一，但是其在没有身体接触的情况下仍然难以测量。在当前重症监护病房中，胸部阻抗体积描记术或呼吸感应体积描记术仍然是选择的方法，其中，通常两个呼吸带被使用，以便辨别人的胸部呼吸运动与腹部呼吸运动。然而，这些方法对于被观测的患者而言是不舒适并且不愉快的。

最近，已经开发了基于相机的呼吸信号监测。利用该技术，能够利用摄像机从一定距离处非侵扰地监测人类呼吸，这相比于基于传统在体传感器(例如，ECG或弹力带)的解决方案具有优点。通过分析对象的胸部(或者腹部)区的视频来实现非接触测量，以测量周期性呼吸运动。

WO2012/140531A1公开了一种用于检测人的呼吸运动的呼吸运动检测装置。该检测装置检测由人发出和/或反射的电磁辐射，其中，该电磁辐射包括与人的呼吸率有关的连续或离散特性运动信号以及与人的运动有关或与环境状况有关的其他运动伪迹。该装置通过考虑数据处理模块来增加呼吸率测量的可靠性，所述数据处理模块适于通过考虑预先定义的频带、公共预先定义的方向或希望的幅度带和/或幅度分布图来从整体扰动分离呼吸率信号，以辨别不同信号。

能够通过使用固定摄像机来视觉地完成这样的非侵入性呼吸率测量。摄像机以图像的流捕获患者的胸部的呼吸运动。呼吸运动实现特定图像特征的时间调制，其中，调制的频率对应于被监测的患者的呼吸率。这样的图像范特征的例是被定位于患者的胸部周围的空间感兴趣区域中的平均幅度，或者随后的图像中的感兴趣区域的空间互相关的最大值的位置。获得的生命体征信息的质量和可靠性极大地受输入图像数据的质量的影响，所述输入图像数据的质量受对图像对比度的合适的选择以及所选择的感兴趣区域的影响。

由于其基于检测胸部/腹部区中的细微呼吸运动，因而基于相机的呼吸监测对对象的非呼吸运动敏感；在胸部/腹部区中观测到的任何非呼吸运动都可能引入测量误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于以较高准确性及鲁棒性获得对象的呼吸信息(尤其是关于对象的非呼吸运动)的设备、方法及系统。

在本发明的第一方面中，提供了一种用于获得对象的呼吸信息的设备，其包括：

-运动信号计算单元，其用于针对对象的N个图像帧计算针对至少感兴趣区域的多个像素和/或多组像素的M个运动信号，

-变换单元，其用于，针对一些或全部运动信号，通过将变换应用于各自的运动信号来计算表示所述图像内的独立运动的多个源信号，以获得表示所述图像帧内的独立运动的源信号，以及

-选择单元，其用于通过检查针对所计算的所述源信号中的所述源信号中的一些或全部的一个或多个性质，来从表示所述对象的呼吸的所计算的所述源信号中选择源信号。

在本发明的又一方面中，提供了一种用于获得对象的呼吸信息的对应的方法以及系统，所述系统包括用于获得对象的N个图像帧的成像单元，以及用于通过使用对象的所述获得的N图像帧来获得对象的呼吸信息的如本文所公开的设备。

在本发明的又一方面中，提供了一种计算机程序以及一种非暂态计算机可读记录介质，所述计算机程序包括程序代码模块，所述程序代码模块用于，当所述计算机程序在计算机上执行时，令所述计算机执行处理方法的步骤，所述非暂态计算机可读记录介质在其中存储计算机程序产品，所述计算机程序产品在由处理器运行时，令本文所公开的方法被执行。

从属权利要求中定义了本发明的优选实施例。应当理解，所要求保护的方法、系统、计算机程序以及介质与所要求保护的并且如在从属权利要求中定义的设备具有相似和/或相同的优选实施例。