When evaluating the quality of the photoelectric plethysmography (PPG) signal (52) measured from the patient monitor (for example, the finger sensor, etc.), multiple features of the PPG signal are extracted and analyzed to facilitate the distribution of the fraction to the PPG signal or its part (such as the heartbeat). The heart beat of the PPG signal is segmented using the simultaneously captured electrocardiogram (ECG) signal (50), and multiple extracted features are analyzed for each heartbeat. If all the extracted features meet one or more predetermined criteria for each feature, the heartbeat waveform is compared with the predefined heartbeat template. If the waveform is matched with the template (for example, in a predetermined matching percentage, etc.), the heartbeat is classified as \clean\. If the heartbeat does not match the described template, or if one or more extracted features cannot meet one or more predetermined criteria, the heartbeat is classified as \noisy\.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于量化光电体积描记(PPG)信号质量的方法
本专利技术适用于患者监测系统和方法中。然而,应当理解,所描述的技术也可以适用于生命体征分析系统、其他患者测量系统等。
技术介绍
光电体积描记术(PPG)是一种用于非侵入性地测量心动周期内血体积变化的方法。PPG使用由组织对光的吸收的变化来测量氧合水平的差异并推断血液体积的变化。PPG临床上用于测量血氧饱和度(SpO2)的百分比。PPG波形分析也被用于计算诸如脉搏到达时间的其他临床参数,估计血压等。PPG测量设备体积小,便携且易于使用;因此它们在医院和诊所中被广泛使用来监测患者。PPG信号测量和波形解释的主要挑战是信号中的固有噪声。PPG信号短暂地受运动伪迹影响;因此,将信号用作各种算法的输入可能会导致错误的结果。虽然已经开发了信号处理技术和补偿策略来克服PPG波形的噪声问题,但没有方法评价信号质量。评价PPG信号质量的另一个挑战是这样的事实:大多数PPG设备输出经滤波的信号,其中信号幅度已被修改(例如,为了可视化目的而缩放)。因此,PPG波形幅度难以解读,这限制了基于幅度阈值的波形评价。本申请提供了新的和改进的系统和方法,其便于在计算PPG导出的参数(例如,脉搏传播时间,心率)并在临床决策支持算法中使用之前自动识别和选择PPG信号的干净片段,从而克服上述问题和其他问题。
技术实现思路
根据一个方面,一种便于自动检测干净光电体积描记(PPG)信号的段并且拒绝有噪声的PPG信号段的系统包括:患者监测器,其同时记录患者的未滤波PPG信号和心电图信号(ECG);以及搏动识别模块,其被配置为接收来自患者监测器的未滤波的PPG ...
【技术保护点】
1.一种便于自动检测干净的光电体积描记(PPG)信号的节段并且拒绝有噪声的PPG信号节段的系统,包括:患者监测器(107),其同时记录患者的未滤波的PPG信号和心电图信号(ECG);搏动识别模块(104),其被配置为:接收来自所述患者监测器(107)的所述未滤波的PPG信号和同时的ECG信号作为输入;使用同时测量的所述ECG信号来对所述PPG信号中的多个心跳中的每个进行分割;PPG特征提取模块(108),其被配置为提取针对所述PPG信号中的每个心跳的一组特征,所述特征包括一个或多个波形幅度和一个或多个脉冲转变时间(PPT);信号质量评价模块(110),其被配置为评价所提取的特征并且将每个PPG心跳波形分类为干净的或有噪声的;以及处理器(100),其被配置为在显示器(116)上输出PPG信号统计结果,所述PPG信号统计结果包括用于呈现给用户的所识别的干净的PPG心跳波形。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.24 US 62/259,3081.一种便于自动检测干净的光电体积描记(PPG)信号的节段并且拒绝有噪声的PPG信号节段的系统,包括:患者监测器(107),其同时记录患者的未滤波的PPG信号和心电图信号(ECG);搏动识别模块(104),其被配置为:接收来自所述患者监测器(107)的所述未滤波的PPG信号和同时的ECG信号作为输入;使用同时测量的所述ECG信号来对所述PPG信号中的多个心跳中的每个进行分割;PPG特征提取模块(108),其被配置为提取针对所述PPG信号中的每个心跳的一组特征,所述特征包括一个或多个波形幅度和一个或多个脉冲转变时间(PPT);信号质量评价模块(110),其被配置为评价所提取的特征并且将每个PPG心跳波形分类为干净的或有噪声的;以及处理器(100),其被配置为在显示器(116)上输出PPG信号统计结果,所述PPG信号统计结果包括用于呈现给用户的所识别的干净的PPG心跳波形。2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述搏动识别模块还被配置为识别每个ECG心跳波形中的R峰,并且识别在同时捕获的所述PPG信号中的每对相邻R峰之间的对应的PPG心跳波形。3.根据权利要求1所述的系统,其中,所述PPG特征提取模块还被配置为提取针对每个PPG心跳波形的PPG信号特征,所述PPG信号特征包括:峰值幅度;峰值斜率幅度;峰值足部幅度;峰值脉冲传播时间(PTTp);足部脉冲传播时间(PTTf);以及斜率脉冲传播时间(PTT)。4.根据权利要求3所述的系统,其中,所述信号质量评价模块还被配置为,针对每个PPG心跳波形:如果所述PPG心跳波形的所述峰值幅度是非数字值,则将所述心跳波形分类为有噪声的。5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述信号质量评价模块还被配置为,针对每个PPG心跳波形:如果所述PPG心跳波形的所述峰值幅度不大于所述心跳波形的足部处的幅度,则将所述心跳波形分类为有噪声的。6.根据权利要求5所述的系统,其中,所述信号质量评价模块还被配置为,针对每个PPG心跳波形:如果PPG心跳波形的峰值幅度不大于所述心跳波形的所述峰值斜率处的幅度,或者如果所述心跳波形的足部处的幅度不小于所述心跳波形的峰值斜率处的幅度,则将所述心跳波形分类为有噪声的。7.根据权利要求6所述的系统,其中,所述信号质量评价模块还被配置为,针对每个PPG心跳波形:如果所述PPG心跳波形的足部出现在所述心跳波形的所述峰值斜率之前,或者如果所述心跳波形的所述峰值斜率出现在波形峰值出现之前,则将所述心跳波形分类为有噪声的。8.根据权利要求7所述的系统,其中,所述信号质量评价模块还被配置为,针对每个PPG心跳波形:如果在单个心跳波形中检测到多个峰值,则将PPG心跳波形分类为有噪声的。9.根据权利要求8所述的系统,其中,所述信号质量评价模块还被配置为,针对每个PPG心跳波形:计算针对所述PPG波形的每个提取的特征的概率分布;定义所述概率分布的上限阈值和下限阈值,并且如果所提取的特征中的一个或多个包括所述上限阈值或所述下限阈值之外的值,则将所述PPG心跳波形分类为有噪声的。10.根据权利要求9所述的系统,其中,所述下限阈值为5%,并且所述上限阈值为95%。11.根据权利要求9所述的系统,其中,所述信号质量评价模块还被配置为,针对每个PPG心跳波形:如果由所述ECG信号和所述PPG信号中的至少一个所指示的心率处于预定心率范围之外,则将所述PPG心跳波形分类为有噪声的。12.根据权利要求11所述的系统,其中,所述信号质量评价模块还被配置为,针对每个PPG心跳波形:执行心跳匹配协议,其中,将未被分类为有噪声的心跳波形与预定的心跳模板进行比较;并且如果PPG心跳波形与所述心跳模板匹配,则将所述PPG心跳波形分类为干净的。13.一种用于自动检测干净的光电体积描记(PPG)信号的节段并且拒绝有噪声的PPG信号节段的方法,包括:接收来自患者监测器(107)的未滤波的PPG信号和同时的ECG信号作为输入;使用同时测量的所述ECG信号来对所述PPG信号中的多个心跳中的每个进行分割;提取针对所述PPG信号中的每个心跳的一组特征,所述特征包括一个或多个波形幅度和一个或多个脉冲转变时间(PP...
【专利技术属性】
技术研发人员:E·高希,C·M·波特斯布兰东,
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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