基于患者移动改变生理信号制造技术

本文描述了改变生理信号以解决损坏的、带噪声的或以其它方式错误的数据。通过这样做，感测和评估患者的心血管健康的准确性和鲁棒性能够有所改善。这些有所改善的评估允许更好的健康度量，诸如通过心率、心率变化、心率失常、血压、脉搏波速度、动脉僵硬度、心脏瓣膜时序、胸液、心冲击力、血管容积图、血氧和压力容积环所理解的相关血流动力学。

Change physiological signals based on patient movement

This article describes the changes in physiological signals to solve damaged, noisy, or otherwise wrong data. By doing this, the accuracy and robustness of the patient's cardiovascular health can be improved and measured. These improved assessments allow better health related hemodynamic measurement, such as by heart rate, heart rate changes, arrhythmia, blood pressure, pulse wave velocity, arterial stiffness, heart valve timing, pleural effusion, cardiac shock, vascular volume, blood oxygen and pressure volume loop understanding.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于患者移动改变生理信号
技术介绍
心血管疾病是全球发病率和死亡率的主要原因。与此同时，这种慢性疾病在很大程度上是能够预防的。医学科学知道如何通过移除吸烟、糖尿病和高血压的主要风险因素而挽救这些生命中的大多数。此外，许多人仅是被告知他们需要做什么来减少这些风险因素——戒烟、减少糖分摄入、饮食更加健康、减少酒精摄入、增加有氧移动、减分，以及在需要的情况下采取血压药物治疗。然而，许多人并未遵循这样的良好建议。正因为如此，数百人毫无必要地死于心血管疾病。人们并未遵循这样的良好医学建议是因为他们认为他们是不同的，他们并不想改变他们那些导致疾病的行为，或者他们并不知道如何在他们的特定情况下作出改变。例如，当医生向他们告知他们由于超重而存在心脏疾病的风险时，许多人知道这一判断并不一定是特定于他们——这是基于平均值以及人口统计资料。因此处于特定体重可能不会对特定患者的心脏造成负面影响。另外，缺少他们的行为正在损害他们的心脏的反馈导致他们缺少改变其行为的动机。这种遵循良好建议的动机的缺失能够通过偶尔或随时监视患者心血管系统的状态以给出心脏健康趋势而得以解决。强硬的生理学数据经常激励患者对他们的行为加以修正，诸如指示他们的心脏表现出可度量的心脏疾病迹象的数据。不幸的是，当前用于度量心脏健康的方法可能是不便利、不准确且昂贵的。现有用于度量心率和血压的简单的家庭监视器产品，但是长期的用户遵从性由于不便利而成为问题，并且对于除最简单的之外的几乎所有监视器而言，准确性会轻易地受到患者的不正确使用、信号噪声或信号损坏的影响。诸如心率变化、动脉僵硬度、心输出量和心房颤动之类的更为先进的心血管监视涉及到对医疗设施进行评估的昂贵且耗时的过程，并且即使在执行时也经常受到损坏的、带噪声的或以其它方式错误的生理信号的影响。
技术实现思路
本文描述了改变生理信号以解决损坏的、带噪声的或以其它方式错误的数据的方式。通过这样做，感测和评估患者的心血管健康的准确性和鲁棒性能够有所改善。这些有所改善的评估允许更好的健康度量，诸如通过心率、心率变化、心率失常、血压、脉搏波速度、动脉僵硬度、心脏瓣膜时序、胸液、心冲击力、血管容积图、血氧和压力容积环所理解的相关血流动力学。本文所公开的技术使用各种传感器来感测心血管血流动力学的影响。如所提到的，与使用生理传感器相关联的一项挑战是信号损坏。所述技术基于患者移动来确定生理信号是否损坏，所述移动诸如呼吸或主要身体移动。通过这样做，这些损坏的生理信号能够被改变、移除或者以其它方式被解决从而改善对患者心脏健康的评估。通过使用这些技术，无论是在一个特定时间还是随时间而使用生理信号进行的健康评估都能够有所改善从而提供健康趋势。趋势能够通过帮助患者了解他们为了改善他们的健康所付出的努力实际上是否产生了差别而对他们进行辅助。另外，能够发现诸如心脏不规律或一些不对称之类的负面趋势或状况，这能够敦促人们改善他们的健康或者予以医疗关注。通过这样做，这些技术可以挽救许多人免于由于心脏疾病而死亡。提供该
技术实现思路
以介绍有关在下文具体实施方式中进一步描述的所述技术的简化概念。该
技术实现思路
并非意在标示出所请求保护主题的必要特征，也并非意在用来确定所请求保护主题的范围。附图说明参考附图对用于感测心血管健康并且基于患者移动改变生理信号的技术和设备的实施例进行了描述。附图中始终使用相同的数字来指代同样的特征和组件。图1图示了能够在其中实施该技术的示例环境。图2图示了图1的示例计算设备。图3图示了图1的示例生理/运动传感器。图4图示了用于基于患者移动改变生理信号的方法，包括评估患者的血流动力学特征。图5图示了其中由生理传感器和运动传感器对女性患者进行度量的感测情境。图6图示了针对图5的患者所捕捉的各种生理信号和运动数据信号。图7图示了用于基于患者移动改变生理信号的方法，包括通过确定所述生理信号的分段有所损坏。图8连同生理信号的相对应分段一起图示了图5和6的手臂移动的时间窗口。图9图示了其中可以实施基于患者移动改变生理信号的技术的示例设备。具体实施方式概述本文描述了用于基于患者移动改变生理信号的技术和设备。这些经改变的信号允许对患者的健康进行更好的度量。考虑心血管健康的非入侵式的自动监视器。这些类型的监视器在患者家中使用时往往具有突出的用户遵从性。然而，这些类型的监视器往往具有信噪比不佳的信号，所述信号至少部分被损坏而且包括伪像。使得它们越不明显或越不具有入侵性，它们的信号质量就越发受到影响。作为结果，来自这些传感器的自动度量的诊断置信度有所下降，这减少了它们的效能和部署。作为示例，考虑能够感测数据以创建心电图(electrocardiograph)(ECG)和心冲击描记图(ballistocardiogram)(BCG)的整合地垫。所述地垫提供了与标准ECG电极或血压袖套相比对患者破坏性明显更小的不明显的度量设备的优势。在心率、心率变化和呼吸率的标准生命体征(vital)之外，ECG和BCG在正常情况下能够被结合以监视重要心脏事件的时序，诸如收缩和主动脉瓣打开。它们还能够与血管容积图(photo-plethysmogram)(PPG)相结合以度量脉冲传导时间，这允许对与动脉血压相关联的脉搏波速度进行估计。然而，这种类型的监视器经常具有低的信号质量以及对于伪像的敏感性，诸如肌肉的EMG有损于ECG或者物理身体运动有损于BCG。然而，所述技术能够确定患者在该监视期间的移动，由此使得这些生理信号能够有所改变。相机可以追踪足以计算潜在的肌肉EMG损害的患者的手臂移动，或者足以指示由于患者重量从一侧转移至另一侧所导致的可能BCG损害的站在地垫上的患者身体的位移。利用与来自地垫的生理信号相匹配的这种物理移动，所述技术能够改善生理信号的质量并且因此改善基于那些生理信号的健康评估的质量。这些仅是能够执行基于患者移动改变生理信号的几个示例，其它示例和细节在下文提供。本文现在转向示例环境，随后是示例生理传感器和方法，并且对示例计算系统进行了描述。示例环境图1是其中生理信号基于患者移动被改变的示例环境100的图示。环境100图示了患者102和医疗专业人员104、家庭成员，或者在一些情况下将会接收健康监视结果的其它看护人员。该示例采用了生理传感器106和运动传感器108，它们可选地与通信设备110、位于镜子112内的高光谱传感器106-1以及压力和电感测垫106-2进行通信。生理信号114由每个生理传感器106提供至一些计算设备。这些信号用来度量患者的血流动力学特性，诸如脉搏波速度或者表示穿过动脉或血管的血液流动的压力波。如所示出的，生理信号114从传感器106被送至计算设备110，但是它们也可以替代地与计算设备整合。计算设备110随后执行一些或全部的技术，或者将那些生理信号通过通信网络(未示出)送至一些其它计算设备，诸如远程服务器。如利用该示例环境100所示出的，能够使用患者生活于其中的能够确定人类心血管系统的血流动力学特性的感测情境(例如，患者102的浴室中的生理传感器106)。该感测情境能够非入侵式且远程地确定该血流动力学特性及其趋势。该感测情境感测患者的各个区域，所述区域随后能够进行比较、同步、汇总、平均等。这些血流动力学特性能够由心血管不对称(例如，由于中风)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：一个或多个计算机处理器；被配置为针对患者捕捉运动数据的运动传感器；一个或多个具有存储于其上的指令的计算机可读介质，所述指令响应于被所述一个或多个计算机处理器所执行而使能模块，所述模块包括：运动模块，所述运动模块被配置为：基于所捕捉的运动数据确定所述患者的物理移动，以及信号质量模块，所述信号质量模块被配置为：从面向所述患者定向的生理传感器接收生理信号；将所述患者的所述物理移动与所述生理信号进行时间同步；以及基于所述物理移动改变所述生理信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.27 US 14/809,9011.一种系统，包括：一个或多个计算机处理器；被配置为针对患者捕捉运动数据的运动传感器；一个或多个具有存储于其上的指令的计算机可读介质，所述指令响应于被所述一个或多个计算机处理器所执行而使能模块，所述模块包括：运动模块，所述运动模块被配置为：基于所捕捉的运动数据确定所述患者的物理移动，以及信号质量模块，所述信号质量模块被配置为：从面向所述患者定向的生理传感器接收生理信号；将所述患者的所述物理移动与所述生理信号进行时间同步；以及基于所述物理移动改变所述生理信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中基于所述物理移动被确定为是所述患者的大幅物理移动，针对所述生理信号的所述改变降低所述生理信号的权重。3.根据权利要求1所述的系统，其中基于所述物理移动被确定为是所述患者的破坏性物理移动，针对所述生理信号的所述改变移除所述生理信号或者其一部分。4.根据权利要求1所述的系统，其中基于所述物理移动被确定为是所述患者的呼吸作用，针对所述生理信号的所述改变针对特定心血管事件而改变所述生理信号，所述呼吸作用对于心血管事件具有已知影响。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述经改变的生理信号有效度量所述患者的血流动力学特性。6.根据权利要求5所述的系统，其中所述血流动力学特性包括脉搏波速度或者表示穿过所述患者的动脉或血管的血液流动的压力波。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述信号质量模块进一步被配置为在所述改变之前确定所述生理信号中可能包括噪声或信号误差的部分，以及其中所述生理信号的所述改变是基于将所述患者的所述物理移动中被确定为导致噪声或信号误差的部分与被确定为可能包括噪声或信号误差的部分进行匹配的时间同步。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述信号质量模块进一步被配置为：基于所述物理移动被确定为与在评估心血管健康时有用的先前所确定的物理移动集合中的一个物理移动相匹配，而对所述生理信号进行注释。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述运动传感器是电磁传感器，以及所捕捉的运动数据被捕捉为光学、射频或红外带宽中的信号。10.根据权利要求1所述的系统，其中所述运动传感器是相机，所述相机被配置为在小于心血管事件的最小时段的单个时段内捕捉多个图像。11.根据权利要求1所述的系统，其中所述生理信号包括心电图(ECG)、心冲击描...

【专利技术属性】
技术研发人员：布赖恩·德里克·德比谢尔，杰弗里·L·罗杰斯，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US