健康监视系统和方法技术方案

用于在健康监视中减小噪声的系统、方法和设备，包括用于接收健康信号的监视系统、方法和/或设备，和/或具有至少一个用于健康监视的电极或传感器。

Health monitoring systems and methods

A system, method and device for reducing noise in health monitoring, including monitoring systems, methods and / or devices for receiving health signals, and / or at least one electrode or sensor for health monitoring.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】健康监视系统和方法
技术介绍
软件技术、电子技术、传感器技术以及材料科学的发展已经使得患者监视技术发生了翻天覆地的变化。尤其是，许多设备和系统已可用于各种健康监视应用中。然而，仍需要对健康监视设备和系统进行改进，以提供高效的数据收集和/或用于参数确定的操作中的一种或多种。然后可开发用于患者和其医师的其他替代方式以包括鲁棒且便利的监视器，该监视器在某些情况下可以收集并传递长期数据，以及可以实时监视事件，其包括多变量参数确定。
技术实现思路
本文所描述的是用于参数确定的若干种替代性的医疗监视设备、系统和/或方法，在某些情况中用于长期感测和/或记录一个或多个个体(诸如婴儿、幼儿、母亲/父母、运动员或患者)的心脏数据和/或呼吸数据和/或温度数据。多种替代性的实施方式和应用在下文以及整个说明书中被总结和/或示例性说明。在一个替代性的方面，本专利技术可以包括以下实施方式，其中健康设备被配置成根据由一个或多个传感器所收集的时间一致测量值来监视一个或多个个体的多个生理参数，所述一个或多个传感器包括但不限于下述内容中的一项或多项：用于测量心电图(ECG)的离子电位变化的电极、用于基于光学的氧饱和度测量的光源和一个或多个光电探测器(诸如LED光电二极管组)、一个或多个温度传感器、一个或多个用于运动和体力活动测量的xyz加速计等。在某些实施方式中，本专利技术的方法和设备可以被用于生成呼吸波形。其他实施方式可以包括模拟右腿驱动电路(在本文中有时被称为“代理右腿驱动电路”)的电路，该电路能够减小被便捷地粘附至个体或具有粘附至个体能力的占地面积较小的设备中的共模噪声。在本专利技术的另一个替代性的方面，可以根据对脉搏传导时间的确定来进行血压确定。该脉搏传导时间是心脏压力波从心脏传播至身体中的其他位置的时间。脉搏传导时间的测量值之后可以被用于估算血压。来自ECG或其他以及光电血管容积图(亦称为PPG)信号的心跳计时可以被用于生成脉搏传导时间。应当注意，可以根据传统的或其他将来开发的过程和/或设备或系统来生成这种信号；或者，可以从诸如也将在下文中描述的一个或多个穿戴式健康监视设备取得这种信号。在另一个替代性的方面，本专利技术可以包括用于根据时间一致的脉搏血氧测量信号和ECG信号来测量和/或确定氧饱和度参数的一个或多个方法和/或设备。在一个实施方式中，ECG信号可以被用于定义脉搏血氧测量数据的间隔或“帧”，收集这些间隔或“帧”并对其求平均值，以用于确定脉搏血氧测量信号的恒定分量和主要周期分量(例如，直流(DC)分量和交流(AC)分量)，由此继而可确定氧饱和度的值。具有脉搏血氧测量传感器和ECG传感器的这些实施方式中的患者穿戴式设备当被放置在患者胸部时，特别地可用于这种信号采集。这些以及其他替代性和/或附加的方面在多个说明的替代性和/或附加的实施方式和应用中被示例性示出，其中的某些在附图中示出并且由之后的权利要求部分来表征。然而，如本领域普通技术人员将要理解的，上述总结和下文的详细描述并没有描述本专利技术的全部范围，并且实际上并非旨在对本专利技术的每一个示出的实施例或每种实施方式进行描述，也并非旨在限制下文所提出的权利要求或保护范围。附图说明附图包括：包括子图1A至图1L并且由这些子图所限定的图1，示出了本专利技术的数个替代方式，包括设备和替代性导电粘附结构的各种等比例俯视图、仰视图和立面图。包括子图2A至图2D并且由这些子图所限定的图2，在图2A至图2C中提供了右腿驱动电路的替代方式的电路图，以及在图2D中提供了脉搏血氧测量法的替代方式的电路图。图3是包括所使用的替代方法的流程图。图4示出了本专利技术的实施方式中可以使用的示例性计算机系统或计算资源。包括子图5A至图5D并且由这些子图所限定的图5，提供了根据本专利技术的替代性软件实施方式的替代性屏幕截图。图6A和图6B示出了用于使用脉搏血氧测量信号和心电图信号来测量氧饱和度的一个实施例的特征。图6C是示出了用于确定氧饱和度值的一个实施例的步骤的流程图。图6D和图6E示出了用于确定呼吸深度值的实施例。图7A、图7B和图7C提出了本专利技术的替代性方法的流程图。具体实施方式虽然本专利技术适于多种修改和替代形式，但是其中的细节已经通过附图中的示例和下文描述被示出。然而，应当理解的是，其意图并非旨在将本专利技术限制为所描述的特定实施例。该意图在于涵盖落入本专利技术的精神和范围之内的所有修改、等效和替代，这些修改、等效和替代在本申请中进行描述，或者即便并未以文字方式给出也足以被理解为包括在本申请中。在一个方面，本申请中的系统可以包括用于监视生理参数的设备，生理参数诸如为以下各项中的一个或多个或全部：心电图(亦称ECG或EKG)、光电血管容积图(亦称PPG)、脉搏血氧测量、温度和/或患者加速度或移动信号。此外，本申请的系统可以被建立用于使用或包括下述元件中的一个或多个来测量和/或处理患者的此类信号：(a)电路，该电路在弹性或柔性电路板之中或之上或者形成该弹性或柔性电路板，该电路被嵌入在具有上表面和下表面的平整弹性基板或板中，该电路具有下述内容中的一项或多项：(ⅰ)至少一个传感器，该传感器被安装在平整弹性基板的下表面之中或之上或附近，该至少一个传感器能够与患者电连通或光连通，(ⅱ)至少一个信号处理模块，用于接收和/或接受来自该至少一个传感器的信号，在某些实施方式中，还对该信号进行转换以将其储存为患者数据，(ⅲ)至少一个存储器模块，用于接收和/或接受并储存患者数据，(ⅳ)至少一个数据通信模块，用于将所储存的患者数据或其他传递至外部设备，以及(ⅴ)控制模块，用于对至少一个传感器、以及上述至少一个信号处理模块、至少一个存储器模块、至少一个数据通信模块中的一个或多个的定时和操作进行控制，和/或该控制模块能够接收命令以通过至少一个数据通信模块来实现患者数据的传递并从至少一个存储器模块中擦除和/或清除患者数据；以及(b)导电粘合剂，该导电粘合剂可移除地粘附至平整弹性基板的下表面，该导电粘合剂仅能沿着与平整弹性基板的下表面基本垂直的方向粘附于患者的皮肤并传导电信号，和/或在某些实施方式中，导电粘合剂包括与一个或多个传感器邻近的导电部分以及非导电部分。在某些实施方式中，导电粘合剂是各向异性导电粘合剂，其中包括仅沿着与皮肤基本垂直的方向(即“z轴”导电)来传导电流的材料区域。在某些实施方式中，本专利技术的设备将尤其用于综合长期的心脏监视。其特征可以包括导联1ECG、PPG、脉搏血氧测量仪、加速计、温度传感器和/或进行手动患者事件标记的按钮或其他指示器中的一个或多个。这种设备可以适于储存例如多达两周的连续数据(尽管在替代性实施方式中还可能储存更长或更短时间的连续数据)，该连续数据在某些实施方式中可以经由有线或无线的计算机连接(如在一个示例中通过USB进行连接)或其他可接受的数据连接仅在约为90秒(尽管在替代性实施方式中可以更长或更短)的短时间内被下载至门诊计算机或其他计算机上。配套的软件数据分析包可以适于提供自动事件捕获和/或允许即时或延迟的本地数据解析。医师通常难以对间歇性心脏异常进行检测和/或诊断，这是因为通常只有在对患者进行体检期间出现异常才能进行对其检测和/或诊断。本专利技术的设备可以解决这个问题，该设备在某些实施方式中可以对一个或多个生命体征进行连续或者基本连续的监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种方法、设备和/或系统，如本文所描述的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.26 US 62/185,321;2015.11.17 US 62/256,6061.一种方法、设备和/或系统，如本文所描述的。2.一种检测心跳的方法，所述方法使用ECG、使用绿光或者使用加权的波长结合来检测心跳。3.一种生成表示脉搏形状的一个或多个脉搏形状模板或数据集的方法，所述方法包括：使用绿光波长、在关于红光或红外的大约相同时间量上的绿光总体均值、在关于红光或红外的大约相同时间量上的多个波长总体均值；或者在明显大于关于红光或红外的时间量的跨度上的多个波长总体均值。4.一种用于确定脉搏氧合的方法，所述方法包括：生成表示第一脉搏形状的一个或多个第一脉搏形状模板或数据集，包括使用绿光波长、在关于红光或红外的大约相同时间量上的绿光总体均值、在关于红光或红外的大约相同时间量上的多个波长总体均值；或者在明显大于关于红光或红外的时间量的跨度上的多个波长总体均值；或者任何颜色的单个波长的长期平均值。5.一种用于确定脉搏氧合的方法，所述方法包括：a)通过使用ECG、使用绿光或另一波长或者使用加权的波长结合来检测心跳；b)生成表示第一脉搏形状的一个或多个第一脉搏形状模板或数据集，包括使用绿光波长、在关于红光或红外的大约相同时间量上的绿光总体均值、在关于红光或红外的大约相同时间量上的多个波长总体均值；或者在明显大于关于红光或红外的时间量的跨度上的多个波长总体均值；或者任何颜色的单个波长的长期平均值；c)获得表示与以上各项相同的红光脉搏形状模板或数据集以及表示与以上各项相同的红外脉搏形状模板或数据集，并且将这些中的每个与以上的第一脉搏形状进行比较；以及d)经由线性回归在具有第一脉搏形状模板或数据集的红光总体均值与具有第一脉搏形状或数据集的红外总体均值之间进行关联，这些关联的比率之后被用作用于氧饱和度的交流(AC)比率。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，除了绿色或红色或红外之外的颜色被使用。7.根据权利要求6所述的方法，其中，颜色选择仅受限于信噪比和/或与氧合有关的反射性中的最小有效性。8.一种用于健康监视的方法，所述方法包括：从下述的一项或全部项来确定何时出现心跳：用户的ECG和/或第一光电血管容积图PPG信号和/或加权的波长结合；对所述第一光电血管容积图PPG信号求时间平均值以生成第一脉搏形状模板或数据集；对与心跳位置相关联的两个附加的光电血管容积图信号中的每个求时间平均值；附加信号中的一个为红光，另一附加信号为红外；为红光信号和红外信号中的每个生成总体均值；将红光总体均值和红外总体均值中的每个与所述第一脉搏形状模板或数据集进行比较；将红光总体均值和红外总体均值中的每个的线性回归用于与所述第一脉搏模板或数据集进行比较以确定这两个信号之间的线性增益因数；从所述增益因数确定出患者氧饱和度。9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述第一PPG信号为下述的一项或多项：绿光、非红光；非红外和/或加权的波长结合。10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述两个光电血管容积图信号包括绿光、红光和红外信号中的一个或多个或全部。11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，所述方法进一步包括：对第一PPG或ECG数据与不同光波长的一个或两个或更多个附加的光电容积描记图进行时间一致性地记录；在第一PPG或ECG信号中检测心跳，这些心跳允许对两个相邻的心跳之间的时间内的光电容积描记图数据的帧进行定义；在每个时间点处对这些帧中的两个或更多个共同求平均值以生成用于时间间隔的平均帧；其中，光电容积描记图信号通过该平均被增强，因为光电容积描记图与心跳相关联，并且在时间上与心跳无关的任何运动伪影或其他噪声源被削弱；将所述平均帧的信噪比解析为典型地高于单个帧的信噪比；使用线性回归来估算所述两个平均帧信号之间的增益；从该增益值估算出血氧饱和度或在血液中出现的其他成分中的一个或多个，在血液中出现的其他成分诸如为血红蛋白、二氧化碳或其他。12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，对附加的光波长重复地进行所述操作，以便从所述增益值估算出血氧饱和度或在血液中出现的其他成分中的一个或多个，在血液中出现的其他成分诸如为血红蛋白、二氧化碳或其他。13.一种方法，所述方法包括：选择可能的增益值，将所述平均帧信号乘以所述可能的增益值，以及确定关于不同波长的平均帧的残余误差；由此通过下述过程来求取红光和红外(IR)帧信号之间的增益：生成绿色或其他颜色PPG信号或红光/红外的长期平均值中的一个或多个；将红光和红外帧信号包含到绿光或其他颜色PPG信号或红光/红外的长期平均值中的一个或多个中，以创建两个帧；首先对所述两个帧共同求平均值，以提供噪声被减小的信号；执行与绿光或红光/红外的长期平均值相对结合的红光的线性回归以及与绿光或红光/红外的长期平均值相对结合的红外的线性回归；或者执行与绿光或红光/红外的长期平均值相对的红光的线性回归以及与绿光或红光/红外的长期平均值相对的红外的线性回归；或者通过将红光和红外中的每个与绿光或红光/红外的长期平均值结合来执行线性回归并且使用这些结果的比率；以及之后求取两个相应的结果的比率。14.根据权利要求13所述的方法，所述方法用于确定呼吸深度和/或呼吸速率。15.根据权利要求14所述的方法，其中，ECG数据、PPG数据、脉搏血氧测量数据和/或加速计数据中的一个或多个被用于确定呼吸速率和/或呼吸深度。16.根据权利要求15所述的方法，所述方法包括：使用所述ECG数据、PPG数据、脉搏血氧测量数据和/或加速计数据中的一个或多个来生成呼吸波形。17.根据权利要求14所述的方法，所述方法使用随着时间变化的红光或红外或绿光值。18.根据权利要求14所述的方法，所述方法包括：通过光电二极管来测量红外或红光或绿光反射，以估算呼吸深度和/或呼吸速率。19.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·范赞特·莫耶，乔治·斯蒂芬·果尔达，马克·P·玛若特，萨姆·以莱特，布鲁斯·奥尼尔，
申请(专利权)人：节奏诊断系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US