[发明专利]用于确定生理信息的设备、系统和方法

说明书

本发明涉及用于确定指示对象的至少一个生命体征的生理信息的设备、系统和方法。所述设备包括脉冲信号计算单元(132)，所述脉冲信号计算单元(132)被配置为根据至少三个探测信号(210)计算脉冲信号(211)，其中所述探测信号中的至少一个包括在600nm之下的波长信道中的波长相关性反射或透射信息。处理单元(133)从由向量系数表示的所述特征向量的一部分导出指示至少一个生命体征的生理信息(212)，所述向量系数反映包括仅在600nm之上的波长信道中的波长相关性反射或透射信息的所述探测信号的脉动性。

技术领域

本发明涉及一种用于确定指示对象(诸如患者)的至少一个生命体征的生理信息的设备、系统和方法。

背景技术

人的生命体征，例如心率(HR)、呼吸速率(RR)或者动脉血氧饱和度(SpO2)，用作人的当前状态的指示符并且用作严重医学事件的有利预示。出于该原因，生命体征在住院患者和门诊患者护理设置中，在家或者在进一步在健康、休闲和健身设置中广泛地被监测。

测量生命体征的一种方式是体积描记术。体积描记术通常涉及对器官或身体部分的体积改变的测量，并且尤其涉及对由于随每个心跳而通过对象的身体的心血管脉搏波的体积改变的探测。

光电体积描记术(PPG)是评估感兴趣区或者感兴趣体积的光反射率或者透射的时变改变的光学测量技术。PPG基于这样的原理：血液与周围组织相比吸收更多光，因此血液体积随着每次心跳的变化对应地影响透射或者反射率。除了关于心率的信息之外，PPG波形(也称为PPG信号)能够包括可归因于诸如呼吸的另外的生理现象的信息。通过评估在不同波长(通常是红色或者红外的)处的透射率和/或反射率，能够确定血氧饱和度。

用于测量对象的心率和(动脉)血氧饱和度的常规脉搏血氧计(本文中也称为PPG设备)被附着到对象的皮肤，例如被附着到手指端部、耳垂或者额头。因此，它们被称为“接触式”PPG设备。尽管接触式PPG被视为基本上是非侵入技术，但是接触式PPG测量常常被体验为是不舒适和突兀的，这是由于脉搏血氧计被直接附着到对象并且任何线缆限制运动的自由并且可能妨碍工作流程。

在过去的十年中，已经提出了用于非突兀地测量的非接触式远程PPG(rPPG)设备(也称为基于相机的设备)。远程PPG利用被设置为远离感兴趣对象的光源，或者一般而言，辐射源。类似地，探测器，例如相机或者光子探测器，也能够被设置为远离感兴趣对象。因此，远程光电体积描记术系统和设备被视为非突兀的并且非常适于医学以及非医学日常应用。

使用PPG技术，生命体征可以被测量，这是由脉动的血液体积所引起的皮肤微小光吸收的变化而揭示，即通过由血液体积脉冲引起的人类皮肤的颜色周期性变化。因为该信号非常小并且隐藏在由于照明改变和运动的更加大得多的变化中，所以存在对改进从根本上低的信噪比(SNR)的一般兴趣。还有针对剧烈运动、挑战性环境照明状况或者高要求的应用准确性的需求情况，其中，需要远程生命体征测量设备及方法的改进的鲁棒性和准确度，特别是对于更加紧急的健康护理应用。

视频健康监测(心率、呼吸速率、SpO₂、体动记录、谵妄等)是有前景的新兴领域。其固有的非侵扰性具有针对具有脆弱皮肤的患者的不同的优点，或者实际上具有长期生命体征监测，诸如NICU患者、具有大面积烧伤的患者或必须在睡眠期间在家监测的COPD患者。在其他设置中，诸如在普通病房或急诊室中，无接触监测的舒适仍然是吸引人的特征。

尽管是有前景的新领域，但是必须克服许多挑战。将系统设计为对患者的移动鲁棒目前是主要挑战之一，特别是为了实现在急诊室中的应用。