可穿戴脉搏感测设备信号质量估计制造技术

对包括第一数目个样本的脉搏波形信号的第一数据窗口进行分析，以确定脉搏感测设备被正确放置的置信水平。如果满足初始置信水平，则给予用户正反馈；以及对包括第二更大数目个样本的脉搏波形信号的第二数据窗口进行分析。如果满足增加的置信水平，则给予用户增加的正反馈。如果不满足置信水平，则给予用户负反馈。如果满足最终的置信水平，则给予用户脉搏感测设备被正确放置的反馈。

Signal quality estimation for wearable pulse sensing equipment

The first data window of the pulse waveform signal including the first number of samples is analyzed to determine the confidence level of the pulse sensing device to be properly placed. If the initial confidence level is satisfied, the user's positive feedback is given, and the second data window containing second larger samples of pulse waveform data is analyzed. If the increased confidence level is satisfied, the user is given an increase of positive feedback. If the confidence level is not satisfied, the user is given negative feedback. If the final confidence level is met, the feedback that the user's pulse sensing device is properly placed is given.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可穿戴脉搏感测设备信号质量估计
监测心率水平可提供有用的健康信息。脉搏压力波传感器提供了用于捕获脉搏压力波的形态的非侵入式机构，其可以用于测量心率、心率可变性、动脉压、脉搏波速度和增强指数。脉搏压力波传感器可以并入到可穿戴设备中。
技术实现思路
提供本
技术实现思路
以简化形式介绍下文在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任何部分中指出的任何或所有缺点的实现方式。对包括第一数目个样本的脉搏波形信号的第一数据窗口进行分析，以确定脉搏感测设备被正确放置的置信水平。如果满足初始置信水平，则给予用户正反馈；以及对包括第二更多数目个样本的脉搏波形信号的第二数据窗口进行分析。如果满足增加的置信水平，则给予用户增加的正反馈。如果不满足置信水平，则给予用户负反馈。如果满足最终的置信水平，则给予用户脉搏感测设备被正确放置的反馈。附图说明图1示出了示例可穿戴电子设备的分解图。图2示出了示例脉搏波形信号。图3示出了变化的信号质量的示例脉搏波形信号。图4示出了被划分为长度增加的窗口的示例脉搏波形信号。图5A示出了示例级联分类器的流程图。图5B和图5C示出了用于级联分类器的示例接收器操作特点曲线和阈值选择。图6示出了提供关于脉搏感测设备的放置的用户反馈的示例方法的流程图。图7示出了使用样本到样本转移矩阵来估计信号质量的示例方法的流程图。图8示出了用于变化质量的脉搏波形信号的示例的样本到样本转移矩阵。图9示意性地示出了可用于估计从非侵入式脉搏感测设备接收的转换的压力波的信号质量的传感器和逻辑系统。具体实施方式健康患者和不健康患者的持续心脏监测可以帮助了解心脏病的进展并且使得早期治疗成为可能。可穿戴心血管监护仪(诸如腕戴式心血管监护仪)可以在临床环境之外提供连续监测。脉搏压力波的基于光学的感测和基于压力的感测两者都提供非侵入式途径，来提取重要的心血管参数，该参数诸如心率、增强指数和脉搏波速度。可以提取的参数的精度和数量取决于脉搏波形信号的分辨率。然而，基于光学的感测设备和基于压力的感测设备两者都容易受到来自包括运动伪像在内的若干个噪声源的破坏，并且这两种设备都对传感器放置和接触质量敏感。光学传感器容易受到多个来源的污染。如果设备未被正确穿戴，或光传感器与穿戴者组织之间的物理接触不良，环境光将会污染或者可能使光传感器饱和。进一步地，即使光传感器和组织之间的接口良好，在所测量的脉搏波形信号中还会出现在与移动或压力改变相关联(即，与心脏的血液泵送无关)的组织中的流体流动。对于基于压力的传感器，运动和肌肉收缩也会影响在传感器处观察到的压力。已经开发出了若干种途径，来减轻或消除来自所测量的脉搏波的运动伪像。例如，可以使用一个或多个运动传感器与脉搏波形信号同时获取运动信号。然后，可以从脉搏波形信号滤波运动信号。然而，在伪像的存在下，这是特别困难的任务，该伪像是由与真实脉搏波形信号共享显著光谱能量的行走(例如，步行或慢跑)而导致的。因此，从脉搏波形信号中滤波运动信号可以导致实际脉搏波形信号被滤除，而仅留下伪像。因此，在应用这种传感器时，特别地，在应用可穿戴设备的非专家用户的上下文中，一定量的自动信号质量估计可以用于确认用户已经正确放置了传感器。此外，即使传感器正确放置，在对原始信号进行任何分析之前，自动信号质量估计也可以将有损数据从有效数据中分离。根据本公开，可穿戴心血管监测设备被配置成自动确定脉搏波形信号的信号质量。在一个示例中，分类器级联用于分析数据窗口，该数据窗口的尺寸随着检查(scrutiny)逐渐增加而逐渐增加。在每个阶段，提供用户反馈，以指示当前传感器放置是正确的传感器放置的置信水平。在第二示例中，针对数据窗口建立样本到样本转移矩阵，并且确定用于转移矩阵的信号质量指数。这样，可以确定信号质量指数，而不依赖于运动消除或将信号分割成各个脉搏波形信号。在两个示例中，在允许数据窗口以给定信号质量指示符阈值，对下游心血管参数计算做出贡献之前，可以确认信号质量。图1示出了可穿戴电子设备10形式的示例传感器和逻辑系统的方面。可穿戴电子设备10可以被配置成测量、分析和/或报告可穿戴电子设备10的穿戴者的一个或多个健康/健身参数。可穿戴电子设备10不限于此。可以在另一传感器和逻辑系统中，实现下文参考可穿戴电子设备10而描述的特征中的一个或多个特征，该另一传感器和逻辑系统可以可选地具有与可穿戴电子设备10不同的形状因子。可穿戴电子设备10被示出为拆卸的，以便描绘内部部件。所图示的设备是带状的，并且可以穿戴在手腕周围。可穿戴电子设备10包括主设备12和卫星设备14。主设备12和卫星设备14的部件由虚线指示。主设备12可以具有类似于手表的主体的形式功能，并且主设备12可以包括用于可穿戴电子设备10的主用户接口部件(例如，显示器、输入等)。卫星设备14可以包括脉搏压力波转换部件，其可以使得可穿戴电子设备10能够用作可穿戴心血管监测设备而起作用。脉搏压力波形转换的准确性可能取决于转换部件相对于穿戴者的皮肤及其下面组织和脉管系统的位置。例如，将脉搏压力波转换部件包括在卫星设备14中，可以使得能够在穿戴者手腕下侧进行脉搏压力波转换，而同时主设备12位于手表穿戴者所熟悉的位置中的穿戴者的手腕的背侧上。可穿戴电子设备10被示为具有第一带16和第二带17。然而，在一些示例中，可以包括单个带，并且在一些示例中可以包括多于两个带。可穿戴电子设备10的带可以在一些示例中是弹性的，并且这些带中的一个或多个带可选地可以由导电弹性体构成。第一带16可以在第一端18连接至主设备12，而第二端19位于第一带16的相对的末端。类似地，第二带17可以在第一端20连接至主设备12，而第二端21位于第二带17的相对的末端上。第一带16包括朝向第二端19定位的主紧固部件22，而第二带17包括朝向第二端21定位的次级紧固部件23。带和固定部件使得可穿戴电子设备10能够闭合成环并且被穿戴在穿戴者的手腕上。在该示例中，第一带16包括连接至主设备12的近端部分24以及包括主紧固部件22的末端部分25。近端部分24和末端部分25可以经由第三紧固部件26耦合在一起。以这种方式，可以调整主设备12和主紧固部件22之间的距离。然而，在其他示例中，第一带16可以是连接至主设备12并且包括主紧固部件22的单个连续带。卫星设备14可以在第一带16的附接区域27内的固定位置处附接至第一带16，从而在主设备12和卫星设备14之间建立固定距离。主紧固部件22和次级紧固部件23是互补的，并且因此可以可调整地接合以调整可穿戴电子设备10的圆周，而不会移动卫星设备14相对于主设备12的固定位置。在该示例中，主紧固部件22包括用于与次级紧固部件23接合的离散位置。然而，在其他示例中，主紧固部件22和次级紧固部件23可以沿着连续区域可调节地被接合。可穿戴电子设备10包括用户相邻的侧面28和面向外部的侧面29。如此，主设备12、卫星设备14、第一带16和第二带17可以每个都具有用户相邻的侧面和面向外部的侧面。在闭合构造中，可穿戴电子设备10因此包括内表面(与用户相邻的)和外表面(面向外部的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于可穿戴心血管监测设备的方法，包括：从脉搏感测设备接收脉搏波形信号；用计算机处理所述脉搏波形信号的窗口，所述窗口包括n个样本；将所述n个样本中的每个样本用计算机量化为范围从1至r的整数；建立用于所述窗口的转移矩阵，所述转移矩阵包括r行和r列，其中所述转移矩阵的每个单元指示在所述窗口内、具有经量化的行值r的样本m随后是具有经量化的列值r的样本m+1的频率；以及基于所述转移矩阵，用计算机确定所述窗口的信号质量指数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.02 US 62/142,463;2015.06.25 US 14/750,0371.一种用于可穿戴心血管监测设备的方法，包括：从脉搏感测设备接收脉搏波形信号；用计算机处理所述脉搏波形信号的窗口，所述窗口包括n个样本；将所述n个样本中的每个样本用计算机量化为范围从1至r的整数；建立用于所述窗口的转移矩阵，所述转移矩阵包括r行和r列，其中所述转移矩阵的每个单元指示在所述窗口内、具有经量化的行值r的样本m随后是具有经量化的列值r的样本m+1的频率；以及基于所述转移矩阵，用计算机确定所述窗口的信号质量指数。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述n个样本从原始脉搏波形信号而被下采样。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述原始脉搏波形信号被带通滤波，但是在下采样之前，所述原始脉搏波形信号未被运动滤波。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述原始脉搏波形信号被光学脉搏感测设备输出。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述原始脉搏波形信号被动脉血压计输出。6.根据权利要求1所述的方法，其中在被量化之前，所述n个样本被局部归一化。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述窗口从下游心血管参数计算中被排除，所述下游心血管参数计算要求信号质量指数大于针对所述窗口的用计算机确定的所述信号质量指数。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述窗口被包括在下游心血管参数计算中，所述下游心血管参数计算要求信号质量指数小于针对所述窗口的用计算机确定的所述信号质量指数。9.一种可穿戴心血管监测设备，包括：脉搏感测设备；反馈机；以及脉搏感测设备控制子系统，被配置成：从所述脉搏感测设备，接收脉搏波形信号；使用第一分类器，用计算机分析用于所述脉搏波形信号的第一数据窗口，所述第一数据窗口包括第一数目个样本；响应于所述第一数据窗口的计算机分析指示正确的脉搏感测设备放置，经由所述反馈机，提供指示所述脉搏感测设备被正确放置的初始置信水平的用户反馈；使用第二分类器，用计算机分析所述脉搏波形信号的第二数据窗口，所述第二数据窗口包括比所述第一数目个样本更多的第二数目个样本，所述第二分类器具有比所述第一分类器更低的假阳性率；以及响应于所述第二数据窗口的计算机...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·莫里斯，S·巴苏，J·万德，G·R·史密斯，T·S·萨波纳斯，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US