本发明专利技术涉及一种用于获得生物(2)的生命体征信息的装置(1)和方法。提出的装置(1)包括：探测单元(3)，其用于接收从生物(2)的至少感兴趣区域(20)反射的至少一个波长区间中的光(4)，并用于根据接收到的光(4)生成输入信号(5)；处理单元(6)，其用于处理所述输入信号(5)并使用远程光电体积描记术根据所述输入信号(5)导出所述生物的生命体征信息(7)；以及，照明单元(8)，用于在照明区间期间利用光照射至少所述感兴趣区域(20)，其中，优化所述照明区间期间的所述光，以从利用远程光电体积描记术从所述感兴趣区域反射的接收光而生成的输入信号导出生命体征信息。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于获得生物的生命体征信息的装置和对应方法。
技术介绍
使用相机或远程PPG(光电体积描记术)进行不引人注目的生命体征监测已经经过证明并被发现与患者监测相关。例如，在Wim Verkruysse，Lars 0.Svaasand和J.StuartNelson 的文章“Remote plethysmographic imaging using ambient light” (OpticsExpress，16卷，26期，2008年12月)中描述了远程光电体积描记成像。该技术基于这样的原理:皮肤中血液体积的时间变化导致皮肤对光吸收的变化。这样的变化能够由拍摄皮肤区域(例如面部)图像的摄像机记录，而通过处理计算手动选定区域(典型地，是本系统中面颊的一部分)上的像素平均值。通过查看该平均信号的周期性变化，能够提取出心搏率和呼吸率。同时，还有很多公开文本和专利申请描述了用于使用远程PPG来获得患者的生命体征的装置和方法的详情。因此，动脉血的脉博导致光吸收的变化。利用光电探测器(或光电探测器阵列)观测到的那些变化形成PPG(光电体积描记术)信号(也被称为pleth波)。血液的脉博是由跳动的心脏导致的，即，PPG信号中的峰对应于心脏的逐次跳动。因此，PPG信号本身是心搏信号。这种信号的归一化幅度对于不同波长而言是不同的，并且对于某些波长，还是血液氧合的函数。尽管定期的视频数据已经证明会在很多情况下产生足够的生命体征(有时也被称为生物统计信号，诸如心搏、呼吸率、Sp02率等)，但对复杂情况(例如强运动、低光度、非白光照明)的图像采集需要进一步的改善。只要存在一个支配性光源，已知的方法和装置通常对于运动和不同的光照环境是稳定的。在这样的条件下，已经证明PPG技术是准确且稳定的，以至于可以将其用于康复锻炼期间的踏车上。在环境中不存在支配性光时，在基于图像(即，基于摄像机)的生命体征中会遇到一个主要问题。实际上，对于室内应用而言，一般会在环境中定位几个光源，例如，用于营造气氛。这些光源呈现出相似的照明强度，不符合支配性光源的要求，而是具有不同的光谱，并且因此呈现不同的彩色特性。光源的设置可能随着时间变化，导致受检者(具体而言，生物面部)的测量区域(即，感兴趣区域)上发生剧烈色彩变化，并且使得生命体征的提取极其困难，在一些情况下甚至是不可能的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于获得生物的生命体征信息的装置和对应的方法，与已知装置和方法相比，其具有更高的准确度和可靠性，尤其是在具有光变化状况的情况下。在本专利技术的第一方面中，提出了一种用于获得生物的生命体征信息的装置，包括:-探测单元，其用于接收在从生物的至少感兴趣区域反射的至少一个波长区间内的光，并且用于根据接收到的光而生成输入信号，-处理单元，其用于处理所述输入信号并且使用远程光电体积描记术根据所述输入信号导出所述生物的生命体征信息，以及-照明单元，其用于在照明区间期间利用光照射至少所述感兴趣区域，其中，优化所述照明区间期间的所述光，以根据使用远程光电体积描记术根据从所述感兴趣区域反射的接收到的光而生成的输入信号导出生命体征信息。在本专利技术的另一方面中，提出了一种用于获得生物的生命体征信息的对应方法。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，所主张的方法与所主张并在从属权利要求中定义的装置具有相似和/或相同的优选实施例。解决上述问题的一种可能方式是针对被监测的受检者(即生物，诸如患者或人，但一般还是动物)使用恒定的光条件。然而，由于应用环境是未知的，因此一般不能判断光条件是否是静态的(例如，一些健身俱乐部或家庭的光照氛围变化很奇特)，并且一般也不可能“规定”这样的恒定光条件。因此，根据本专利技术，提供了一种使用探测单元(例如，包括摄像机)在色谱或一个或多个可控光源(一般称为照明单元)强度变化的条件下对生命体征进行不引人注目的监测(例如，心搏监测、Sp02监测等)的方法和装置。以这样的方式控制照明单元:对于短周期(照明周期)，光，尤其是光谱和/或强度，对于生命体征监测测量是最优的。因此，仅这个照明周期期间，测量和/或处理从感兴趣区域(ROI)反射的光以获得生命体征。因此，在连续测量从ROI反射的光的实施例中，但然后仅处理在照明周期期间测量的光。在另一实施例中，仅在照明周期期间测量从ROI反射的光。优选地，通过照明，使得照明周期期间的光对于人类观察者的人眼而言是不可见的。在剩余时间周期中，优选使用照明单元来实现营造氛围或其他目的。因此，本专利技术提供了一种在变化的光条件的环境中基于图像(基于相机)的生命体征提取的方案，其增强了用户体验、可靠性和准确度。在本专利技术的实施例中，提出的装置还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述探测单元仅在所述照明区间期间接收光和/或生成输入信号。在另一(额外或备选)实施例中，提出的装置还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述处理单元仅处理根据在所述照明区间期间接收到的光而生成的输入信号的部分。控制单元可以是单独的单元或组合单元。这些实施例需要更少的存储空间和/或处理时间和工作量。在本专利技术的另一优选实施例中，所提出的装置还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述照明单元仅在所述照明区间期间利用光照射至少所述感兴趣区域。因此，能够还根据作为照明单元提供的光源类型，通过例如控制照明的亮度、颜色、频率等来实现期望的照明。所述光源例如可以是LED、激光二极管、常规的灯泡、霓虹灯等，其可以是受控的。在最简单的实施例中，使用的光源发射进行最优生命体征测量的所需的光。在优选实施例中，所提出的装置还包括控制单元，所述控制单元用于将所述照明单元对所述至少一个感兴趣区域的照明与由所述探测单元接收光和/或生成输入信号和/或与由所述处理单元对输入信号进行所述处理进行同步。因此，即使不对ROI进行周期性的照明，也实现了优化的照明和输入信号生成和处理。优选地，所述照明单元被配置为在周期性照明区间期间利用光照射至少所述感兴趣区域，并且所述探测单元被配置为从接收到的光探测所述周期性照明区间，并后续地仅在所述周期性照明区间期间接收光和/或生成输入信号。因此，不需要单独的控制模块来控制探测单元，而探测单元能够识别何时照射ROI，然后控制(即同步)自身以进行周期性照明，从而节省功率和存储时间。 在有利的实施例中，所述照明单元被配置为控制在所述照明区间期间发射的光的波长和/或控制所述照明区间的持续时间，使得在所述照明区间期间发射的光对于人眼而言不可见或不引人注目。优选地，所述照明不应改变或干扰光照氛围，但对于照明处或周围存在的任何人应当是发现不了的。为此，所述照明单元优选地被配置为在所述照明区间期间发射红外光。在另一实施例中，为此，所述照明单元优选地被配置为在所述照明区间期间发射可见光谱范围中光的具有低占空比的高频光脉冲。在后一种实施例中，人类观察者将察觉到照明是强度低得多的恒定光源。在特定频率以上，(由光脉冲的频率引入的)闪烁将是不可见的。此外，在正常照明的强度远高于高频光脉冲的强度的条件下，对于人眼，信号变得觉察不到且观察不到。在光源的不同组合作为能够在强度和光谱上受控的照明单元的情况下，能够创建人类观察者将察觉为相同颜色的相似光条件。因此，在实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于获得生物(2)的生命体征信息的装置，包括：‑探测单元(3)，其用于接收在从生物(2)的至少感兴趣区域(20)反射的至少一个波长区间中的光(4)，并且用于根据接收到的光(4)生成输入信号(5)，‑处理单元(6)，其用于处理所述输入信号(5)并且使用远程光电体积描记术根据所述输入信号(5)导出所述生物的生命体征信息(8)，以及‑照明单元(8)，其用于在照明区间期间利用光照射至少所述感兴趣区域(20)，其中，优化所述照明区间期间的所述光，以根据使用远程光电体积描记术根据从所述感兴趣区域反射的接收到的光而生成的输入信号导出生命体征信息。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·布勒斯，J·A·曼斯，V·让娜，
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
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