用于监测对象的生理状态的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于监测对象(32)的生理状态的设备(16)和方法。为了降低能量消耗，但仍提供高的准确度，所提出的设备包括：传感器接口(18)，其用于从传感器(20)获得指示对象的生命体征的传感器信号；电力存储设备接口(22)，其用于获得指示对所述传感器供电的电力存储设备(24)的电量状态的电量值；占空比模块(28)，其用于基于电量值来控制所述传感器的占空比；以及处理单元(26)，其用于从所述传感器信号提取指示所述对象的生理状态的至少一个特征。

Equipment and methods used to monitor the physiological state of the object

The present invention relates to a device (16) and a method for monitoring the physiological state of an object (32). In order to reduce the energy consumption, but still provide a high degree of accuracy, the proposed device includes: a sensor interface (18), for from the sensor (20) sensor signal obtained indicates the vital signs of the object; power storage device interface (22), which was used to get instructions on the power storage device (sensor supply 24) the state of charge of electricity; duty cycle module (28), which is used to control the sensor based on the quantity of the duty ratio; and a processing unit (26), for at least one feature extraction physiological state indicating that the object from the sensor signal.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监测对象的生理状态的设备和方法
本专利技术涉及用于监测对象的生理状态的设备和方法，以及涉及可穿戴监测装置。
技术介绍
睡眠分阶段是标注生物体的睡眠阶段的过程。通常，检查对象的睡眠的生理记录。睡眠分阶段的过程由美国睡眠医学学会(AASM)标准化并且在对应的手册中有所描述。AASM基于脑电图(EEG)、肌电图(EMG)和眼电图(EOG)测量来定义睡眠阶段，其一起被称为多导睡眠图(PSG)。睡眠分阶段得到睡眠图，睡眠图示出了对象在睡眠时段期间的睡眠阶段的发展。AASM按照睡眠的每30秒分段来定义睡眠阶段。睡眠图能够被用作检查睡眠的有效工具。睡眠图被用在临床设置(例如，用于睡眠障碍的诊断)、个人设置(例如，用于了解其睡眠模式)、研究设置(例如，用于理解睡眠模式与生物体的生命的其他方面之间的关系)以及其他设置中。最近，已经开发了大量算法，其能够使用根据PSG数据、更具体根据EEG、并且任选也根据EMG和EOG(Agarwal,R.&Gotman,J.Computer-assistedsleepstaging。BiomedicalEngineering，IEEETransactions，48(12)，1412-1423，2001))来推断睡眠阶段的计算模型来自动地进行睡眠分阶段。自动算法的使用显著减少了由训练有素的睡眠技术员进行的与睡眠评分相关的劳动量，使睡眠分阶段可用于更多的人群。由于由AASM描述的针对睡眠分阶段的正常流程要求在对象的面部和头部上放置一组突兀的PSG传感器，因而该技术不太适合(无监督的)家庭监测并且对个人使用的吸引力较小。这引起了来自临床以及个人电子领域两者的、对能够在实验室外部执行并且具有来自传感器的最小负担的睡眠分阶段的不突兀方法的兴趣。已经提出了针对常规基于EEG的睡眠分阶段的许多备选方案。特别适合于不突兀的睡眠分阶段的一种这样的方法是基于心率变异性(HRV)和身体移动。该方法需要记录移动的传感器(例如，加速度计)以及能够记录心脏搏动的次数的传感器(例如，可穿戴式心电图ECG或光电体积描记术PPG)。后者实现了对心搏间期(IBI)的提取，其然后能够被用于分析心率变异性(Redmond，SJ，deChazal，P.，O'Brien，C.，Ryan，S.，McNicholas，WT，&Heneghan，C.，“Sleepstagingusingcardiorespiratorysignals”，Somnologie-SchlafforschungundSchlafmedizin，11(4)，245-256，2007)。基于HRV的睡眠分阶段是可能的，这是因为在HRV中反映了在不同睡眠阶段期间自主神经系统的交感神经与副交感神经组成之间的动力学。睡眠分阶段然后通常按以下方式完成：根据心搏间期，提取与睡眠阶段相关的HRV特征(通常超过5分钟的窗口以考虑最慢IBI变化，并且这些特征被用于预测睡眠阶段(例如，通过训练预测模型以在睡眠阶段之间进行分离)。使用可穿戴传感器的一个一般问题、并且特别是关于缓慢改变的生理状态(例如，诸如睡眠分阶段的应用)的监测的问题在于：可穿戴传感器必须长时间开启(例如，至少一整夜)而不连接到电源。这对用于驱动传感器的电池、适配器或其他移动电源提出了很高的要求。放大移动电源常常不是有吸引力的选择，因为其使得该设备更加笨重并且对用户更加不舒适。因此，需要省电的方法。在US8945017B2中提出了一种可穿戴心率监测器。生物度量监测设备被用于通过使用心跳波形传感器和运动检测传感器来确定用户的心率。在一些实施例中，所述设备收集来自心跳波形传感器的并发输出数据以及来自运动检测传感器的输出数据，检测来自运动检测传感器的输出数据的周期性分量，并且使用来自运动检测传感器的输出数据的周期性分量来从心跳波形传感器的输出数据中去除对应的周期性分量。根据该结果，所述设备可以确定并呈现用户的心率。然而，在提供较长期的监测时，仍然需要节约能量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种监测设备和方法，其允许监测对象的生理状态，需要较少的能量，但是提供足够在医学设施中使用的准确度。在本专利技术的第一方面中，提出了一种用于监测对象的生理状态的设备，所述设备包括：传感器接口，其被配置为从传感器获得指示对象的生命体征的传感器信号；电力存储设备接口，其被配置为获得指示对所述传感器供电的电力存储设备的电量状态的电量值；占空比模块，其被配置为基于所述电量值来控制所述传感器的占空比；并且基于所述占空比来选择与所述传感器信号相关联的多个信号特征中的至少一个信号特征；并且控制处理单元以从所述传感器信号提取指示所述对象的生理状态的所述多个信号特征中的所选择的所述至少一个信号特征。在本专利技术的另一方面中，提出了一种用于监测对象的方法，所述方法包括以下步骤：从传感器获得指示对象的生命体征的传感器信号；获得指示对所述传感器供电的电力存储设备的电量状态的电量值；基于所述电量值来控制所述传感器的占空比；基于所述占空比来选择与所述传感器信号相关联的多个信号特征中的至少一个信号特征；控制(S18)处理单元以提取所述多个信号特征中的所述至少一个信号特征；并且从所述传感器信号提取指示所述对象的生理状态的所述多个信号特征中的所选择的所述至少一个信号特征。在本专利技术的第三方面中，提出了一种用于监测对象的生理状态的设备，所述设备包括：传感器接口，其用于从传感器获得指示对象的生命体征的传感器信号，所述传感器以预定义的占空比来操作；处理单元，其用于从所述传感器信号提取指示所述对象的生理状态的至少一个特征；以及占空比模块，其用于基于预定义的占空比来选择多个信号特征中的至少一个信号特征，并且控制处理单元以从所述传感器信号提取所选择的所述至少一个信号特征。在本专利技术的又一方面中，提出了一种可穿戴监测装置，所述装置包括：如在本文中所公开的设备；传感器，其用于提供传感器信号；以及电力存储设备，其用于对所述传感器供电并且提供指示当前电力状态的电力值。在本专利技术的又一方面中，提供了一种包括程序代码单元的计算机程序，当所述计算机程序在计算机上执行时，所述程序代码单元用于计算机执行如在本文中所描述的方法的步骤，并且提供了一种在其中存储计算机程序产品的非瞬态计算机可读记录介质，所述计算机程序产品当由处理器运行时令在本文中所公开的方法被执行。在从属权利要求中定义了本专利技术的优选实施例。应当理解，请求保护的方法、计算机程序和介质与请求保护的设备以及如在从属权利要求中所定义的具有相似和/或相同的优选实施例。特别要理解的是，如在从属权利要求中所定义的优选实施例同样能适用于根据本专利技术第三方面的设备并且能适用于监测装置。本专利技术基于使传感器的占空比取决于电力存储单元的当前电量状态的想法。具体地，生理状态可以指代睡眠阶段。本专利技术旨在为所有年龄的对象(特别是患者)提供有效的监测。本专利技术利用占空比来减小在记录时段期间传感器被开启的时间量，同时保持可靠的(和可预测的)性能并且实现电池容量约束的灵活性。本专利技术的占空比机制允许随着时间将电池的使用减少占空比的量，其能够根据特定的需求来缩放。本专利技术的设备可以以移动监测设备的形式被并入，例如，能够在睡眠期间佩戴的可穿戴设备。本专利技术的设备经由传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测对象(32)的生理状态的设备(16)，包括：传感器接口(18)，其被配置为从传感器(20)获得指示对象的生命体征的传感器信号；电力存储设备接口(22)，其被配置为获得指示对所述传感器供电的电力存储设备(24)的电量状态的电量值；占空比模块(28)，其被配置为：基于所述电量值来控制所述传感器的占空比；基于所述占空比来选择与所述传感器信号相关联的多个信号特征中的至少一个信号特征；并且控制处理单元(26)以从所述传感器信号提取指示所述对象的生理状态的所述多个信号特征中的所选择的所述至少一个信号特征。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.25 EP 15173834.11.一种用于监测对象(32)的生理状态的设备(16)，包括：传感器接口(18)，其被配置为从传感器(20)获得指示对象的生命体征的传感器信号；电力存储设备接口(22)，其被配置为获得指示对所述传感器供电的电力存储设备(24)的电量状态的电量值；占空比模块(28)，其被配置为：基于所述电量值来控制所述传感器的占空比；基于所述占空比来选择与所述传感器信号相关联的多个信号特征中的至少一个信号特征；并且控制处理单元(26)以从所述传感器信号提取指示所述对象的生理状态的所述多个信号特征中的所选择的所述至少一个信号特征。2.根据权利要求1所述的设备(16)，其中，所述处理单元(26)被配置为提取指示所述对象(32)的睡眠阶段的至少一个特征。3.根据权利要求2所述的设备(16)，其中，所述处理单元(26)被配置为基于所提取的所述至少一个特征来确定指示所述对象在预定义时间段期间的睡眠阶段的所述对象(32)的睡眠图(10)。4.根据权利要求3所述的设备(16)，其中，所述处理单元(26)被配置为基于具有预先训练的参数的分类器来确定所述睡眠图(10)，所述分类器特别是贝叶斯线性辨别器，所述分类器被训练为将预定义睡眠阶段的集合中的一个预定义睡眠阶段分配至所述预定义时间段的一部分。5.根据权利要求1所述的设备(16)，其中，所述占空比模块(28)被配置为在所述电量值指示电量状态低于预定义阈值的情况下降低所述占空比。6.根据权利要求1所述的设备(16)，其中，所述占空比模块(28)被配置为基于以下中的至少一项来调节所述占空比：所述传感器(20)的所需操作时间、所述传感器的预测操作时间以及生理状态监测的所需准确度水平。7.根据权利要求1所述的设备(16)，其中，所述传感器接口(18)被配置为获得以下中的至少一项：指示所述对象(32)的心率的传感器信号，特别是心电图信号和/或光电体积描记信号；以及指示所述对象的呼吸的传感器信号，特别是加速度信号和/或光电体积描记信号。8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·哈克玛，P·M·丰塞卡，M·G·拉达，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL