光体积描记术测量中识别运动伪影并且改善测量结果和警报的可靠性的方法和系统技术方案

一种识别运动伪影的系统(10)和方法。从探头(12)接收相关联的患者的生理参数的测量结果，所述探头被安置在所述相关联的患者上或被邻近于所述相关联的患者安置。而且，从加速度计(26)接收加速度的测量结果，所述加速度计被安置在所述探头(12)上、被邻近于所述探头(12)安置或被与所述探头(12)集成在一起。基于所测量的加速度来标记所述生理参数的测量结果，例如，存在运动或不存在运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光体积描记术测量中识别运动伪影并且改善测量结果和警报的可靠性的方法和系统
本申请总体上涉及生理监测。本申请具体应用在与脉搏血氧测定法的结合中，并且将具体参考其进行描述。然而，应当理解，本申请也可应用在其他光体积描记术测量场景中，而不必限于前述应用。
技术介绍
脉搏血氧测定法是允许监测患者的血红蛋白的氧化的无创方法。将传感器放置在患者的身体的细薄部分上。在婴儿的情况下，通常将传感器跨越足部放置。否则，通常将该传感器跨越指尖或耳垂放置，或者备选地放置在前额上。然后，将在红(例如，大约660nm)和红外(例如，大约940nm)波长处的光按次序地穿过患者至光检测器。测量两个波长中的每个的变化的吸光率，以创建针对红光和红外光中的每个的光体积描记图(PPG)。基于该PPG，能够确定归因于单独搏动动脉血而排除静脉血、皮肤、骨骼、肌肉、脂肪、指甲油(在大部分情况下)等的吸光率。使用由结合了氧的(亮红色)与未结合氧的(暗红色或在严重情况下为蓝色)血液血红蛋白之间的色差引起的红光与红外光的变化的吸光率的比率，可以确定氧饱和度(SpO2)。氧饱和度是结合了氧分子的血红蛋白分子与总的血红蛋白(氧化的和未氧化的)的百分比。由于脉搏血氧测定法是无创的并且便于使用，因此其已经在用于患者监测的医院环境之内以及在家庭医疗保健环境中变得平常。然而，归因于光体积描记术测量的本性，有很多情形会降低SpO2计算的准确度。这对于通过使用光体积描记术测量从PPG导出的百分比饱和碳氧血红蛋白(SpCO)、脉搏率(PR)、脉压变化(PPV)、脉搏瞬变时间(PPT)、血红蛋白(HB)、血细胞比容(HCT)、葡萄糖(GLU)、胆固醇(CHOL)以及任何其他生理参数而言也是如此。该降低的准确度继而增大了假警报的数目。降低准确度的一种情形是低灌注(即，灌注不足)。低灌注能够例如引起假的低SpO2读数。然而，该情形能够通过分析PPG信号本身而被识别出，只要该PPG信号是纯净的(即，无噪声和/或伪影)。然后能够向用户通知该情形，因此用户知道当前的测量结果是不准确的。降低准确度的另一情形是传感器的移动。当传感器移动时，测量条件受到干扰(即，来自红光传感器和红外光传感器的吸光率之间的关系不再处于理论上的逻辑状况)，使得从该移动期间的测量结果不再可靠，并且因此不应当用于例如显示和/或报警目的以指示患者的SpO2、SpCO、PR、PPV、PPT、HB、HCT、GLU以及CHOL中的一个或多个。为了补偿伪影，要求识别传感器的移动并且识别PPG信号的与运动伪影相关联的那些部分。识别运动伪影的一种方法是分析PPG信号并且找出非典型的样式。然而，这是挑战性的任务，这是因为与疾病生理状况相关联的PPG样式和与运动伪影相关联的PPG样式两者都能够在大的范围上变化并且相互交叠。即，PPG信号中的与传感器移动相关联的噪声和/或伪影的时域和/或频域特征看起来能够与PPG自身的那些是类似的。而且，用于识别PPG信号中的运动伪影的PPG信号处理技术常常是复杂的，并且要求特定的操作控制，例如“学习期”和“再学习”动作。本申请提供了一种克服以上提及的问题和其他问题的新的且改进的系统和方法。
技术实现思路
根据一个方面，提供了一种用于识别运动伪影的系统。所述系统包括测量相关联的患者的生理参数的探头。所述探头被安置在所述相关联的患者上或者被邻近于所述相关联的患者安置。被安置在所述探头上、邻近于所述探头被安置或被与所述探头集成在一起的加速度计测量加速度。标记单元基于所测量的加速度来标记所述生理参数的测量结果和在时间上对应的运动特性。根据另一方面，提供了一种用于识别运动伪影的方法。所述方法通过至少一个处理器来执行。从被安置在相关联的患者上或被邻近于所述相关联的患者安置的探头接收所述相关联的患者的生理参数的测量结果。而且，从被安置在所述探头上、被邻近于所述探头安置或被与所述探头集成在一起的加速度计接收加速度的测量结果。基于所测量的加速度来标记所述生理参数的测量结果和在时间上对应的运动特性。根据另一方面，提供了一种用于识别运动伪影的系统。所述系统包括至少一个处理器，所述处理器被编程为从被安置在相关联的患者上或被邻近于所述相关联的患者安置的探头接收所述相关联的患者的生理参数的测量结果。而且，从被安置在所述探头上、被邻近于所述探头安置或被与所述探头集成在一起的加速度计接收加速度的测量结果，并且基于所测量的加速度来将所述生理参数的测量结果标记为存在或不存在运动。一个优点在于降低了假警报的数目。另一优点在于通过使用光体积描记术测量而导出了更加准确测量的氧饱和度和脉搏率或任何其他的生理计算结果。另一优点在于直接检测运动伪影的方法。本领域普通技术人员在阅读和理解了以下的详细描述的基础上将理解本专利技术的其他优点。附图说明本专利技术可以采取各种部件和部件布置，以及各种步骤和步骤的安排的形式。附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不得被解释为对本专利技术的限制。图1图示了脉搏血氧测定系统的实施例。图2图示了脉搏血氧测定系统的另一实施例。图3图示了用于对信号质量指数(SQI)进行取阈的流程图。图4图示了不相关的运动SQI查找函数。图5图示了相关的运动SQI查找函数。具体实施方式提供了一种用于识别运动伪影的脉搏血氧测定系统。所述系统包括被与光体积描记图(PPG)传感器集成在一起的、被安置在PPG传感器上或被邻近于PPG传感器安置的加速度计，使得直接检测PPG传感器的移动。能够通过处理来自加速度计的一个或多个加速度计信号来可靠地识别移动强度和持续时间。基于识别出的移动，能够将从PPG传感器产生的生理测量结果(例如，氧饱和度(SpO2)和脉搏率(PR)测量结果)分类为可靠的(即，无运动伪影)或不可靠的(即，遭受运动伪影)。有利地，只有可靠的测量结果能够被呈现给临床医生和/或用于报警。所识别的移动也能够用于指示应当给所测量的数据多少权重。参考图1和图2，脉搏血氧测定系统10包括被放置在相关联的患者的身体的细薄部分上或其周围的PPG探头12。在婴儿的情况下，通常将PPG探头12跨越足部放置。否则，通常将PPG探头12跨越指尖、耳垂放置，或者放置在前额上。PPG探头12包括具有一个或多个光源的传感器14，所述光源将在红(例如，大约660nm)和红外(例如，大约940nm)波长处的光按次序地穿过相关联的患者至光检测器。测量两个波长中的每个的变化的吸光率，以创建针对红光和红外光中的每个的PPG信号。PPG信号处理单元(PSPU)16处理PPG信号以确定SpO2、PR、信号质量指数(SQI)以及PPG中的至少一个。PSPU16根据公知的脉搏血氧测定技术来处理PPG信号。例如，能够基于由结合了氧的(亮红色)血液血红蛋白与未结合氧的(暗红色或在严重情况下为蓝色)血液血红蛋白之间的色差引起的红光和红外光的变化的吸光率的比率来确定SpO2。PSPU16能够是软件(即，处理器可运行指令)、硬件或两者的组合。如所图示的，当PSPU16是或包括软件时，软件被存储在一个或多个的程序存储器18上并且由一个或多个的处理器20运行。脉搏血氧测定计设备(POD)22被邻近于相关联的患者，典型地为相关联的患者的床来安置，接收来自PPG探头12的PPG信号。如所图示的，PO本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于识别运动伪影的系统(10)，所述系统(10)包括：探头(12)，其测量相关联的患者的生理参数，所述探头(12)被安置在所述相关联的患者上或被邻近于所述相关联的患者安置；加速度计(26)，其被安置在所述探头(12)上、被邻近于所述探头(12)安置或被与所述探头(12)集成在一起，所述加速度计(26)测量加速度；以及，标记单元(36)，其基于所测量的加速度来标记所述生理参数的测量结果和在时间上对应的运动特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.01 US 61/678,1321.一种用于识别运动伪影的系统(10)，所述系统(10)包括：探头(12)，其被配置为感测相关联的患者的生理参数并且生成指示所感测的生理参数的一个或多个生理信号，所述探头(12)被安置在所述相关联的患者上或被邻近于所述相关联的患者安置；加速度计(26)，其被配置为被安置在所述探头(12)上、被邻近于所述探头(12)安置或被与所述探头(12)集成在一起，所述加速度计(26)被配置为生成测量加速度的一个或多个加速度信号；第一信号处理单元，其被配置为处理来自所述探头(12)的所述一个或多个生理信号以确定所述生理参数的测量结果；第二信号处理单元，其被配置为处理来自所述加速度计(26)的所述一个或多个加速度信号以确定运动特性并且被配置为根据所确定的运动特性生成运动指示信号(MIS)，所述第二信号处理单元的处理与所述第一信号处理单元的处理并行地执行并且独立于所述第一信号处理单元的处理而执行；以及标记单元(36)，其被配置为基于所生成的运动指示信号将所述生理参数的测量结果标记有在时间上对应的运动特性。2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述运动指示信号的幅度对应于所测量的加速度。3.根据权利要求1或2所述的系统(10)，还包括：警报单元，其被配置为基于所述生理参数的被标记有所述在时间上对应的运动特性并且指示可接受的运动特性的测量结果来生成警报；并且其中，所述警报单元被配置为响应于指示所述运动指示信号超出预定阈值的所述运动特性在预定时间段内来使得警报的生成失效。4.根据权利要求1或2所述的系统(10)，还包括：显示设备(46)，其被配置为显示所述生理参数的测量结果和所述运动指示信号的视觉表示。5.根据权利要求1或2所述的系统(10)，其中，所述加速度计(26)被配置为测量三维的加速度，并且所述运动指示信号包括指示沿着每个轴的平移和围绕每个轴的旋转的合成信号。6.根据权利要求1或2所述的系统(10)，其中，所述生理参数是以下中的一种：氧饱和度(SpO2)、脉搏率(PR)、百分比饱和碳氧血红蛋白(SpCO)、脉压变化(PPV)、脉搏瞬变时间(PPT)、血红蛋白(HB)、血细胞比容(HCT)、葡萄糖(GLU)以及胆固醇(CHOL)。7.根据权利要求1或2所述的系统(10)，还包括：选择单元(42)，其被配置为丢弃所述生理参数的被标记有不可接受的运动特性的测量结果。8.根据权利要求1或2所述的系统(10)，其中，所述第一信号处理单元还被配置为生成指示所测量的生理参数的信噪比的信号质量指数；并且所述系统还包括：信号质量指数(SQI)阈值单元，其被配置为丢弃所述生理参数的具有低于信号质量指数(SQI)阈值的信号质量指数的测量结果或降低所述生理参数的具有低于信号质量指数阈值的信号质量指数的测量结果的权重，并且将所述生理参数的剩余的或被降低权重的测量结果传送至所述标记单元(36)；并且其中，所述信号质量指数阈值单元被配置为通过以下...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·宗，D·威金斯，B·D·格罗斯，L·尼尔森，
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