用于确定对象的呼吸速率的方法和装置制造方法及图纸

根据一方面，提供了一种确定对象的呼吸速率的方法，所述方法包括：从所述对象佩戴或携带的传感器获得信号；分析所述信号以确定呼吸相关的特征的多个值；根据所述呼吸相关的特征的所述多个值来形成直方图，所述直方图包括多个组，其中，每个组具有相关联的计数，所述相关联的计数是对应于所述组的所述呼吸相关的特征的一个或多个值的出现的次数；将加权应用于与每个组相关联的所述计数以形成加权的计数；并且根据具有所述加权的计数的所述直方图的平均值来确定所述呼吸速率。

Method and device for determining respiratory rate of an object

On the one hand, a method for determining the respiratory rate of an object is provided. The method includes: obtaining a signal from the sensor worn or carried by the object; analyzing the signal to determine a plurality of values of the characteristics of the respiration; a histogram is formed according to the plurality of values related to the respiratory related features described, and the direct square is described. The diagram includes a plurality of groups, in which each group has a count associated with the number of occurrence of one or more values corresponding to the described respiratory related features of the set; the weighting is applied to the enumeration associated with each group to form a weighted count; and according to the weighted value. The average value of the histogram is counted to determine the respiratory rate.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于确定对象的呼吸速率的方法和装置
本专利技术涉及用于确定对象的呼吸速率的方法和装置。
技术介绍
在各种情况下，知晓对象的呼吸速率是有用的。用于呼吸测量的所谓的‘黄金参考’是由经训练的临床医师的手动计数。临床医师视觉地检查对象的(例如，儿童的)胸部和腹部的呼吸运动。理想地，所述计数应当持续整整一分钟。吸气和呼吸组成一次呼吸。在一分钟期间计数的呼吸的次数给出以每分钟呼吸次数(RPM)为单位的呼吸速率。可获得使得能够确定对象的呼吸速率(呼吸速率)的各种设备。一些设备使用加速度计(也被称为3D加速度计)，所述加速度计被佩戴在对象的胸部或腹部上，并且所述加速度计关于三个维度上的加速度来测量胸部或腹部的运动。能够处理3D加速度计信号，例如，使得通过分析信号的(在空间中的2D平面上表示的)角度变化来推测所述呼吸速率。这样的设备是微创的，消耗极少的能量，并且易于应用或者由对象佩戴。其他设备根据对象的其他生命体征或对象的运动的其他特性来测量呼吸速率。例如，一些设备能够根据血氧水平(SpO2)的变化、心率的变化、来自视频信号的呼吸运动、来自麦克风的呼吸声音、通过鼻子的空气流量、围绕胸部的测量肺部的体积变化的束带等来测量呼吸速率。现有的设备趋向于提供对成人的呼吸速率的满意检测，但是不提供对儿童的呼吸速率的可靠检测。这会是由于儿童比成人更频繁地并且更快地呼吸、比成人更不规律、儿童具有相似的吸气/呼吸持续时间段、并且儿童在测量期间移动太多。因此，存在对于用于确定对象(特别是儿童)的呼吸速率的经改进的方法和装置的需要。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种确定对象的呼吸速率的方法，所述方法包括：从所述对象佩戴或携带的传感器获得信号；分析所述信号以确定呼吸相关的特征的多个值；根据所述呼吸相关的特征的所述多个值来形成直方图；并且根据所述直方图的加权平均中心来确定所述呼吸速率。在一些实施例中，所述呼吸相关的特征的每个值是候选呼吸速率，并且其中，分析的步骤包括分析所述信号以确定多个候选呼吸时段(period)，其中，每个候选呼吸时段对应于所述对象的每个候选呼吸之间的时间；并且根据多个候选呼吸时段来确定多个候选呼吸速率。在备选实施例中，所述呼吸相关的特征的每个值是候选呼吸时段，其中，每个候选呼吸时段对应于所述对象的每个候选呼吸之间的时间，并且其中，确定所述呼吸速率的步骤包括根据直方图的加权平均中心来确定估计的呼吸时段；并且根据估计的呼吸时段来确定呼吸速率。在一些实施例中，形成直方图的步骤包括基于所述呼吸相关的特征的值将所述呼吸相关的特征的值分成多个组。在一些实施例中，形成直方图的步骤还包括从所述直方图中舍弃所述组中的具有少于阈值数量的值的任何组。在一些实施例中，确定所述呼吸速率的步骤包括：对所述组的每个组中的值的数量使用非线性压缩以给出所述组的每个组中的值的增强数量；并且根据使用所述组的每个组中的值的增强数量而形成的直方图的加权平均中心来确定呼吸速率。在一些实施例中，所述方法还包括舍弃呼吸相关的特征的不满足质量标准的任何值的步骤。在一些实施例中，分析所述信号以确定呼吸相关的特征的多个值的步骤包括：识别信号中的零交叉；并且根据相继的零交叉之间的时间来确定呼吸相关的特征的值。在一些实施例中，分析所述信号以确定呼吸相关的特征的多个值的步骤包括：识别信号中的波峰和/或波谷；并且根据相继的波峰和/或波谷之间的距离来确定呼吸相关的特征的值。在一些实施例中，分析所述信号以确定呼吸相关的特征的多个值的步骤包括执行对信号的谱分析。在备选实施例中，分析所述信号以确定呼吸相关的特征的多个值的步骤包括分析信号的相位。在一些实施例中，所述传感器是加速度计，并且所述信号是加速度信号。在备选实施例中，所述传感器是测量对象的心率的传感器。在其他备选实施例中，所述传感器是测量对象呼吸的声音的传感器。在其他备选实施例中，所述传感器是测量流入和/或流出对象的身体的空气的传感器。根据第二方面，提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括在其中嵌入有计算机可读代码的计算机可读介质，所述计算机可读代码被配置为使得，在由合适的计算机或处理器运行时，使所述计算机或处理器执行上文所描述的方法中的任意方法。根据第三方面，提供了一种用于确定对象的呼吸速率的装置，所述装置包括处理单元，所述处理单元被配置为：从传感器接收信号；分析所述信号以确定呼吸相关的特征的多个值；根据所述呼吸相关的特征的所述多个值来形成直方图；并且根据所述直方图的加权平均中心来确定所述呼吸速率。在一些实施例中，所述呼吸相关的特征的每个值是候选呼吸速率，并且其中，所述处理单元被配置为分析所述信号以确定多个候选呼吸时段，其中，每个候选呼吸时段对应于所述对象的每个候选呼吸之间的时间；并且根据多个候选呼吸时段来确定多个候选呼吸速率。在备选实施例中，所述呼吸相关的特征的每个值是候选呼吸时段，其中，每个候选呼吸时段对应于所述对象的每个候选呼吸之间的时间，并且其中，所述处理单元被配置为通过根据直方图的加权平均中心确定估计的呼吸时段来确定呼吸速率；并且根据估计的呼吸时段来确定呼吸速率。在一些实施例中，所述处理单元被配置为通过基于所述呼吸相关的特征的值将呼吸相关的特征的值分成多个组来形成直方图。在一些实施例中，所述处理单元还被配置为通过从所述直方图中舍弃所述组中具有少于阈值数量的值的任何组来形成直方图。在一些实施例中，所述处理单元被配置为通过对所述组的每个组中的值的数量使用非线性压缩以给出所述组的每个组中的所述值的增强数量来确定所述呼吸速率；并且根据使用所述组的每个组中的所述值的增强数量而形成的直方图的加权平均中心来确定所述呼吸速率。在一些实施例中，所述处理单元还被配置为舍弃不满足质量标准的呼吸相关的特征的任何值。在一些实施例中，所述处理单元被配置为分析所述信号以通过识别信号中的零交叉来确定所述呼吸相关的特征的多个值；并且根据相继零交叉之间的时间来确定所述呼吸相关的特征的值。在一些实施例中，所述处理单元被配置为分析所述信号以通过识别信号中的波峰和/或波谷来确定呼吸相关的特征的多个值；并且根据相继波峰和/或波谷之间的距离来确定所述呼吸相关的特征的值。在一些实施例中，所述处理单元被配置为分析所述信号以通过执行对所述信号的谱分析来确定呼吸相关的特征的多个值。在备选实施例中，所述处理单元被配置为分析所述信号以通过分析所述信号的相位来确定呼吸相关的特征的多个值。在一些实施例中，所述装置还包括传感器。在一些实施例中，所述传感器是加速度计，并且所述信号是加速度信号。在备选实施例中，所述传感器是测量对象的心率的传感器。在其他备选实施例中，所述传感器是测量对象呼吸的声音的传感器。在其他备选实施例中，所述传感器是测量流入和/或流出所述对象的身体的空气的传感器。根据第四方面，提供了一种确定对象的呼吸速率的方法，所述方法包括：从所述对象佩戴或携带的传感器获得信号；分析所述信号以确定呼吸相关的特征的多个值；根据所述呼吸相关的特征的所述多个值来形成直方图，所述直方图包括多个组，每个组对应于所述呼吸相关的特征的一个或多个可能值，其中，每个组具有相关联的计数，所述相关联的计数是对应于所述组的所述呼吸相关的特征的一个或多个值的出现的次数；将加权应用于与一个或多个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种确定对象的呼吸速率的方法，所述方法包括：从所述对象佩戴或携带的传感器获得信号；分析所述信号以确定呼吸相关的特征的多个值；根据所述呼吸相关的特征的所述多个值来形成直方图，所述直方图包括多个组，每个组对应于所述呼吸相关的特征的一个或多个可能值，其中，每个组具有相关联的计数，所述相关联的计数对应于与所述组相对应的所述呼吸相关的特征的一个或多个值的出现的次数；将加权应用于与所述组中的一个或多个组相关联的所述计数以形成加权的计数；并且根据具有所述加权的计数的所述直方图的平均值来确定所述呼吸速率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.20 EP 15195548.11.一种确定对象的呼吸速率的方法，所述方法包括：从所述对象佩戴或携带的传感器获得信号；分析所述信号以确定呼吸相关的特征的多个值；根据所述呼吸相关的特征的所述多个值来形成直方图，所述直方图包括多个组，每个组对应于所述呼吸相关的特征的一个或多个可能值，其中，每个组具有相关联的计数，所述相关联的计数对应于与所述组相对应的所述呼吸相关的特征的一个或多个值的出现的次数；将加权应用于与所述组中的一个或多个组相关联的所述计数以形成加权的计数；并且根据具有所述加权的计数的所述直方图的平均值来确定所述呼吸速率。2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据所述直方图的所述平均值来确定所述呼吸速率的步骤包括通过以下操作来确定所述直方图的所述平均值：(i)针对每个组，将与所述组相对应的所述呼吸相关的特征的值乘以针对所述组的所述加权的计数；(ii)对针对每个组的(i)的结果进行加和；(iii)将(ii)的结果除以所述加权的计数的加和。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将加权应用于与一个或多个组相关联的所述计数的步骤包括：应用加权以使得所述直方图的所述平均值偏向针对具有最高计数的组的所述呼吸相关的特征的所述一个或多个值被加权。4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将加权应用于与一个或多个组相关联的所述计数的步骤包括：应用加权以使得针对具有最高计数的一个或多个组的所述呼吸相关的特征的所述一个或多个值在所述直方图的所述平均值中被加强。5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，将加权应用于与一个或多个组相关联的所述计数的步骤包括：从所述直方图中舍弃具有小于阈值数量的计数的任何组。6.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，将加权应用于与一个或多个组相关联的所述计数的步骤包括：将针对每个组的所述加权的计数确定为各自计数的n次幂，其中，n是大于1的任何数值。7.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，将加权应用于与一个或多个组相关联的所述计数的步骤包括：通过从各自计数中减去阈值来确定针对每个组的所述加权的计数；其中，在所述阈值等于或大于所述各自计数的情况下，加权的计数被设定为零。8.一种计算机程序产品，其包括在其中嵌入有计算机可读代码的计算机可读介质，所述计算机可读代码被配置为使得在由合...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·F·吉吉，
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