生命体征监测系统技术方案

一种生命体征监测系统，包括：处理单元(300)，其用于估计活动能量消耗(AEE)；第一活动能量消耗确定单元(320)，其用于基于心率数据(HR)来确定第一活动能量消耗(AEEHR)；第二活动能量消耗确定单元(330)，其用于基于运动数据(AC)来确定第二活动能量消耗(AEEAC)；以及加权单元(340)，其用于基于与高运动强度(hH)有关的第一概率和与低运动强度(hL)有关的第二概率来确定第一加权因子(wHR)和第二加权因子(wAC)；以及活动能量消耗计算单元(350)，其用于基于由第一加权因子(wHR)加权的第一活动能量消耗(AEEHR)和由第二加权因子(wAC)加权的第二活动能量消耗(AEEAC)来计算总体活动能量消耗(AEEO)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生命体征监测系统
本专利技术涉及一种生命体征监测系统以及一种监测用户的生命体征或生理参数的方法。
技术介绍
心率传感器对于监测或者检测如用户的心率的生命体征是公知的。这样的心率传感器可以是基于光体积描记(PPG)传感器的光学心率传感器并且可以被用于采集体积器官测量结果。借助于PPG传感器，来检测人类皮肤的光吸收的改变，并且可以基于这些测量结果来确定用户的心率或其他生命体征。PPG传感器包括如发光二极管(LED)的光源，所述光源将光发射到用户的皮肤中。发射光在皮肤中被散射并且至少部分由血液吸收。光的部分离开皮肤并且可以由光电二极管捕获。由光电二极管所捕获的光量可以是用户的皮肤内部的血液体积的指示。PPG传感器可以通过特定波长处的吸收测量结果来监测皮肤的真皮和皮下组织中的血液的灌注。如果血液体积由于搏动的心脏而改变，则从用户的皮肤回来的散射光也将改变。因此，通过借助于光电二极管监测所检测的光信号，可以确定用户在他的皮肤中的脉搏以及因此心率。此外，可以确定血液的化合物，如氧合或去氧血红蛋白以及氧饱和度。图1示出了心率传感器的操作原理的基本表示。在图1中，心率传感器100被布置在用户的手臂上。心率传感器100包括光源110和光检测器120。光源110将光发射到用户的皮肤1000上或中。光中的一些光被反射并且反射光可以由光检测器120检测。一些光可以透射通过用户的组织并且由光检测器120检测。基于反射光或透射光，可以确定用户的生命体征，如心率。心率传感器的结果可以被用于估计或测量热量活动能量消耗AEE。图2示出了人类的总能量消耗的表示。总能量消耗TEE包括基础能量消耗BEE、膳食生热作用DIT和活动能量消耗AEE。基础能量消耗BEE是睡眠新陈代谢率和来自觉醒的能量消耗的组合。如果用户想要例如减少他的体重，则他必须燃烧比他将吃或喝的更多的卡路里。活动能量消耗AEE是由人的活动影响的总能量消耗TEE的该部分。当用户尝试减少体重时，对于用户而言确定他贯穿活动或锻炼已经消耗多少卡路里常常是不容易的。因此，存在对于活动期间消耗的能量的准确的估计或测量的需要。热量活动能量消耗AEE的准确的估计或测量因此是例如用于实现身体和健康应用的智能手表的重要因子。因此，期望提供可以监测一天期间的用户的活动并且可以测量或估计活动能量消耗(即，一天期间的用户的能量消耗)的监测器。图3示出了指示作为所测量的活动能量消耗的函数的活动能量消耗AEE预测的图形。在图3中，在X轴处描绘所测量的活动能量消耗MAEE，并且在Y轴处描绘所预测的活动能量消耗PAEE。此外，在图3中，如跑步、骑自行车、划船、使用交叉训练器等的若干活动类型被描绘为数据点。针对如步行的一些活动，可以存在过高估计OE(所估计的活动能量消耗AEE太高)。针对如骑自行车、划船和使用交叉训练器的其他活动，可以存在过低估计(所估计的活动能量消耗AEE太低)。在图3中，此外，还描绘了最优估计OES，即，其中所测量的活动能量消耗MAEE对应于所预测的活动能量消耗的情况。为何所测量和所预测的活动能量消耗不对应于彼此的原因能够在于，基于其所预测的活动能量消耗AEE被确定的模型不是足够准确的，或者用户正执行的活动在模型中未足够好地反映。根据图3，可以误解译或过低估计需要高身体活动水平的一些活动，如骑自行车、划船和使用交叉训练器。对使用心率数据而言额外地或备选地，可以例如基于从加速度传感器所采集的用户的运动数据来确定或估计活动能量消耗AEE。如果用户的心率被用于估计活动能量消耗AEE，则应当注意，心率与能量消耗之间的已知线性关系仅对于具有中等或有力的运动强度(exertion)水平的有氧活动是有效的。此外，例如在精神压力和疲劳期间所测量的心率数据可以引起尤其是针对低强度活动的偏置预测输出。此外，运动伪影可以存在于心率数据中。这些运动伪影可以具体地在活动期间发生，其示出不可预测的因此非重复的移动模式。当全身运动未由手和手腕移动表示时，这样的移动的范例是若干正常的日常活动。此外，应当指出，可以基于有氧活动期间的心率数据相当准确地预测活动能量消耗AEE，同时加速度和移动信息最适于预测具有低运动强度水平的久坐的低强度活动或非结构化活动期间的活动能量消耗。WO2014/207294A1公开了用于基于监测用户的运动数据或备选地基于用户的心率活动来监测身体活动的系统。EP1424038A1公开了用于测量卡路里消耗的设备。US2008/0139952A1公开了可以显示卡路里消耗的生物测定信息处理设备。S.Brage.“Branchedequationmodelingofsimultaneousaccelerometryandheartratemonitoringimprovesestimateofdirectlymeasuredphysicalactivityenergyexpenditure”(JournalofAppliedPhysiology，第96卷、第1号、第343-351页(2003年8月29日))公开了计算用户的总体活动能量消耗的生命体征监测系统。在系统的训练阶段期间离线确定静态权重系数。这具体地通过最小化参考身体活动能量消耗与从具有权重系数的模式导出的所估计的能量消耗之间的均方根误差来执行。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生命体征监测系统，其能够准确地预测或测量用户的活动能量消耗。根据本专利技术的方面，提供了一种生命体征监测系统，其包括被配置为估计用户的活动能量消耗的处理单元。所述处理单元包括：第一输入部，其被配置为从至少一个心率传感器接收心率数据HR，所述至少一个心率传感器被配置为测量或确定用户的心率HR；以及第二输入部，其被配置为从至少一个运动传感器接收运动或加速度数据AC，所述至少一个运动传感器被配置为检测用户的运动或加速度数据AC。所述处理单元还包括第一活动能量消耗确定单元，所述第一活动能量消耗确定单元被配置为基于经由所述第一输入部接收的心率数据HR来确定第一活动能量消耗。所述处理单元还包括第二活动能量消耗确定单元，所述第二活动能量消耗确定单元被配置为基于经由所述第二输入部接收的运动或加速度数据来确定第二活动能量消耗。所述处理单元还包括估计单元，所述估计单元被配置为通过估计用户的高运动强度的第一概率和用户的低运动强度的第二概率，基于来自至少一个心率传感器的当前心率数据和/或来自至少一个运动传感器的当前运动或加速度数据来估计用户的运动强度水平。所述处理单元还包括加权单元，所述加权单元被配置为基于与所述用户的高运动强度水平有关的第一概率和与所述用户的低运动强度水平有关的第二概率来确定第一加权因子和第二加权因子。所述处理单元还包括活动能量消耗计算单元，所述活动能量消耗计算单元被配置为基于由第一加权因子加权的第一活动能量消耗和由第二加权因子加权的第二活动能量消耗来计算总体活动能量消耗。根据本专利技术的方面，所述处理单元还包括概率估计单元，所述概率估计单元被配置用于估计用户的高运动强度或低运动强度的概率。所述加权单元然后被配置为基于高运动强度水平或低运动强度水平的概率来确定第一加权因子和第二加权因子。根据本专利技术的另一方面，光体积描记传感器形式的光学心率传感器被配置为测量或确定用户的心率。此外，至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生命体征监测系统，包括处理单元(300)，所述处理单元被配置为估计用户的活动能量消耗(AEE)，所述处理单元(300)包括：第一输入部(301)，其被配置为接收来自至少一个心率传感器(100)的心率数据(HR)，所述至少一个心率传感器被配置为测量或确定用户的心率(HR)；以及第二输入部(301)，其被配置为接收来自至少一个运动传感器(200)的运动或加速度数据(AC)，所述至少一个运动传感器被配置为检测用户的运动或加速度数据(AC)，所述处理单元(300)被配置为基于经由所述第一输入部(301)接收的心率数据(HR)来确定第一活动能量消耗(AEEHR)，所述处理单元(300)被配置为基于经由所述第二输入部(302)接收的运动或加速度数据(AC)来确定第二活动能量消耗(AEEAC)，其中，所述处理单元(300)被配置为通过估计用户的高运动强度的第一概率和所述用户的低运动强度的第二概率，基于从所述至少一个心率传感器(100)接收的当前心率数据(HR)和/或从所述至少一个运动传感器(200)接收的当前运动或加速度数据(AC)来估计用户的运动强度水平，所述处理单元(300)被配置为基于与所述用户的高运动强度水平(hH)有关的所述第一概率和与所述用户的低运动强度水平(hL)有关的所述第二概率来确定第一加权因子(wHR)和第二加权因子(wAC)，并且所述处理单元(300)被配置为基于由所述第一加权因子(wHR)加权的至少一个第一活动能量消耗(AEEHR)和由所述第二加权因子(wAC)加权的至少一个第二活动能量消耗(AEEAC)来计算总体活动能量消耗(AEEO)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.09 EP 15162997.91.一种生命体征监测系统，包括处理单元(300)，所述处理单元被配置为估计用户的活动能量消耗(AEE)，所述处理单元(300)包括：第一输入部(301)，其被配置为接收来自至少一个心率传感器(100)的心率数据(HR)，所述至少一个心率传感器被配置为测量或确定用户的心率(HR)；以及第二输入部(301)，其被配置为接收来自至少一个运动传感器(200)的运动或加速度数据(AC)，所述至少一个运动传感器被配置为检测用户的运动或加速度数据(AC)，所述处理单元(300)被配置为基于经由所述第一输入部(301)接收的心率数据(HR)来确定第一活动能量消耗(AEEHR)，所述处理单元(300)被配置为基于经由所述第二输入部(302)接收的运动或加速度数据(AC)来确定第二活动能量消耗(AEEAC)，其中，所述处理单元(300)被配置为通过估计用户的高运动强度的第一概率和所述用户的低运动强度的第二概率，基于从所述至少一个心率传感器(100)接收的当前心率数据(HR)和/或从所述至少一个运动传感器(200)接收的当前运动或加速度数据(AC)来估计用户的运动强度水平，所述处理单元(300)被配置为基于与所述用户的高运动强度水平(hH)有关的所述第一概率和与所述用户的低运动强度水平(hL)有关的所述第二概率来确定第一加权因子(wHR)和第二加权因子(wAC)，并且所述处理单元(300)被配置为基于由所述第一加权因子(wHR)加权的至少一个第一活动能量消耗(AEEHR)和由所述第二加权因子(wAC)加权的至少一个第二活动能量消耗(AEEAC)来计算总体活动能量消耗(AEEO)。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·T·J·德格罗特，A·G·博诺米，
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