[发明专利]心脏监测系统和方法

说明书

一种心脏监测系统(100)，该心脏监测系统包括：力敏电阻器(10)的阵列，该力敏电阻器的阵列横跨传感器表面(50)。每个电阻器(10)被配置为根据对象(200)在力敏电阻器(10)的相应位置处施加在传感器表面(50)上的静态压力(P)的量来改变相应的电阻值(R)。压电换能器(20)的阵列散布在力敏电阻器(10)的阵列之中。每个换能器(20)被配置为根据对象(200)在换能器(20)的相应位置处施加在传感器表面(50)上的相应振动(F)来生成相应的时间相关的电信号(S)。控制器(30)被配置为根据力敏电阻器(10)的测量电阻值(R)与压电换能器(20)的时间相关的电信号(S)的组合来确定对象(200)的心率(H1)。

技术领域

本公开涉及用于测量心率的系统和方法。

背景技术

例如，压电传感器可以用于通过衣服或床上用品/垫子(如椅子/床)以半接触的方式进行心冲击描记术(ballistocardiography，BCG)以测量心率、呼吸速率甚至脉搏波速度。优选地，该传感器需要靠近身体的相关部位以传递振动。遗憾的是，很难从传感器信号中提取这种接触信息。因此，伪影(artefact)很常见，并且当对象的位置不确定时这种伪影更为严重。

US2018/0337325A1中描述了一种用于床上生理测量的多元压电传感器。监测系统可以对所有的压电传感器执行第一扫描。该第一次扫描可以是例如高级扫描，以大致确定使用者沿着垫子的位置。该监测系统可以对一个或多个压电传感器进行第二扫描，该压电传感器诸如为可能位于使用者身体的紧邻周边的压电传感器。可能位于使用者身体的紧邻周边的压电传感器可以是例如那些测量力同时还与没有测量力的压电传感器邻近的压电传感器。

然而，压电传感器通常生成与时间相关的信号，这可能需要进行单独并且连续的监测。可能也很难对不同的时间尺度和压力范围的准确性进行平衡。仍需进一步提高心率监测的准确性。

发明内容

本公开的方面涉及一种心脏监测系统和方法。如本公开中所述，该心脏监测系统优选地使用具有(基于膜的)力敏电阻器和压电换能器的组合的传感器表面。该力敏电阻器可以被配置为测量由对象施加在该传感器表面上的相应的压力的量。例如，力敏电阻器可以根据压力来改变相应的电阻值。压电换能器可以散布在力敏电阻器之中，例如之间，并且该压电换能器被配置为测量由对象在换能器的相应位置处施加在该传感器表面上的相应振动。例如，压电换能器可以根据振动生成时间相关的电信号。可以根据来自不同类型传感器的相应信号(例如，力敏电阻器的测量电阻值和压电换能器的时间相关的电信号)的组合来确定对象的心率。

与利用压电传感器相比，利用力敏电阻器能够更准确地确定对象的(静态)压力分布。例如，力敏电阻器可以布置在(相对)高密度的栅格中，例如在无源矩阵配置中具有共享扫描线路。如将理解的是，力敏电阻器可以更好地适合于测量不同压力信号的范围，并且在高密度栅格中可以用于准确地确定压力分布。利用力敏电阻器的准确的压力分布信息，可以对能够生成最佳信号的压电换能器进行选择。例如，压力分布可以用于确定身体上的心率振动最突出的区域。例如，压电换能器可以布置在(相对)低密度的栅格中，例如，使得能够在相对少的换能器以及控制器之间实现专用电路线路。以这种方式，可以明确并且准确地从特定位置测量快速变化的信号，诸如心跳。这可以提高可靠性和数据的完整性。来自压力传感器的数据还可以用于许多其他的应用，诸如呼吸、姿势检测等。这可以进一步增强传感器的应用。

附图说明

根据以下描述、所附权利要求和附图，将更好地理解本公开的装置、系统以及方法的上述和其他的特征、方面和优点，在附图中：

图1A示出了心脏监测系统的一个示例性实施例；

图1B示出了具有力敏电阻器和压电换能器的心脏监测系统的横截面图；

图2示出了心脏监测系统中的传感器表面上的传感器的示意性布局以及传感器与控制器的连接；