用于评估对象的心率的变化的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及对心血管系统的生理信号的检测。具体地，本发明专利技术涉及一种用于更可靠地评估对象的心率的变化的系统和方法。所述系统包括光电体积描记(PPG)信号提供单元(10)；运动信号提供单元(20)；运动确定单元(40)，用于确定运动时段，在所述运动时段期间在运动信号中可识别的运动对应于多个预定义运动类别之一；信号可靠性确定单元(50)，用于根据运动影响时段来确定PPG信号的信号可靠性，其中，所述运动影响时段包括运动时段和跟随运动时段的过渡时段；以及心率变化确定单元(60)，用于基于信号可靠性和PPG信号来确定对象的心率的变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于评估对象的心率的变化的系统和方法
本专利技术涉及对心血管系统的生理信号的检测。具体地，本专利技术涉及一种用于评估对象的心率的变化的系统和方法。本专利技术可以应用于心律失常的诊断研究，具体地是在心房颤动的检测。但是，应当理解，本专利技术也可应用于在其他领域中，不必限于上述应用。
技术介绍
心血管疾病是一类涉及诸如心脏、血管(包括动脉、毛细血管和静脉)的循环系统的疾病。属于心血管疾病的最常见的病情组之一是心律失常，其特征在于异常的心率。患有心律失常的患者或对象可能具有太快或太慢的心搏，其中，心搏可以是规则的或不规则的。心律失常能够发生在心脏的上腔室(心房)或心脏的下腔室(心室)中，心律失常的一个广泛范例是心房颤动(AF)。然而，由于该病情的无症状和阵发性，特别是在发展的早期阶段，AF的筛查是有问题的。因此，偶然的心电图(ECG)测量在许多情况下具有有限的价值。像具有长期监控功能的能够以高诊断产量检测AF的智能手表设备这样的系统代表不显眼的、离散的且廉价的解决方案。可穿戴监测单元允许患者在整个白天和夜晚被长时间监测，以便连续跟踪节律紊乱的发作。例如，腕部可穿戴脉冲体积描记(PPG)传感器能够提供对基于心电图(ECG)的解决方案的替代方案，以通过处理心搏间期(IBI)的时间序列来跟踪心律并确定AF可能性。使用用于AF发作识别的PPG传感器，会和运动伪影影响记录信号并降低系统精度的问题一起出现。US8,974,396B1公开了一种用于根据对象的PPG信号来确定早搏心房收缩事件并且用于通过测量运动活动并且当由加速度计测量的运动保持小于预设阈值时验证早搏心房收缩事件的有效性来验证早搏心房收缩事件的方法。WO2015/189304A1公开了一种心率监测系统，包括：不活动确定单元，用于基于由被附接到用户的至少一个运动传感器检测到的运动数据来确定用户的不活动时段，以及静息心率计算单元，用于基于在如由不活动确定单元确定的不活动的时段期间由被附接到用户的至少一个心率传感器检测到的心率数据来计算用户的静息心率。US2012/0123226A1公开了一种用于操作监测系统以监测患者的生理数据的方法。为了节省功率，获得患者的运动活动数据，并且如果运动活动非零且低于选定阈值，则发起患者的生理数据的测量。然而，将运动与预设阈值进行比较并不能令人满意地考虑由于运动的影响引起的PPG信号的可靠性，并且可能潜在地导致作为AF事件的早搏心房收缩事件的假阳性识别。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种系统和方法，其允许对对象的心率的变化的更可靠的评估。在本专利技术的第一方面，提供一种用于评估对象的心率的变化的系统，包括：PPG信号提供单元，用于提供指示对象的心搏的PPG信号；运动信号提供单元，用于提供指示对象的运动的运动信号；信号特征确定单元，用于确定PPG信号的信号特征，其中，光学特征是PPG信号的心搏间期(IBI)或形态中的至少一个；运动确定单元，用于确定运动时段，在所述运动时段期间在运动信号中可识别的运动对应于多个预定义运动类别之一；信号可靠性确定单元，用于根据PPG信号的时段是在运动影响时段之内还是之外来确定PPG信号的信号可靠性，其中，运动影响时段包括运动时段和跟随运动时段的过渡时段；以及，心率变化确定单元，用于基于信号可靠性和PPG信号的信号特征来确定心率的变化。由于心率变化确定单元基于PPG信号的信号可靠性来确定心率的变化，不可靠或具有低可靠性的PPG信号的时段，例如在运动影响时段内的那些可能不予考虑。换言之，信号可靠性确定单元为其确定了低可靠性的PPG信号的时间段能够不予考虑或者对心率或其变化贡献较低的系数。因此，心率的变化基于更可靠的信号来评价，并因此最终更可靠地评估。在一个实施例中，心率变化确定单元能够适于基于PPG信号首先确定对象的心率的变化，然后基于信号可靠性来评估所确定的心率的变化。例如，在实施例中，信号可靠性确定单元还能够适于在心率变化确定单元已经确定了对象的心率的变化之后而确定PPG信号的信号可靠性。最终，在所有实施例中，心率变化确定单元将基于信号可靠性和PPG信号来确定对象的心率的变化。心搏间期通过检测指示PPG信号中的心搏的连续峰值来确定。IBI对应于两个这样的连续峰值之间的时间。心率直接对应于该IBI的倒数，其中，心率变化确定单元优选地被配置为基于IBI和用于评估连续IBI的时间序列的统计方法来确定心率。然而，PPG信号的其他特征(诸如信号的形态)也能够用于评估心率的变化。由于信号可靠性确定单元基于运动影响时段来确定可靠性，以及不经受运动的时段，即，在其中对应于预定义运动类别之一的运动不能检测到的时间段，但是其无论如何仍然处于运动影响下的时间段，将由信号可靠性确定单元进行考虑，以确定PPG信号的对应时段的可靠性。这种解决方案是基于发现即使在潜在运动结束之后，落入预定义运动类别之一内的对象的运动也将影响PPG信号的可靠性。通过确定可靠性，基于运动影响时段，跟随运动时段的过渡时段在确定PPG信号的可靠性时也予以考虑。有利地，当确定心率的变化时，当在潜在信号中不存在运动影响时，PPG信号的信号特征将因此仅被考虑用于评估。换言之，能够减少由于对象的运动引起的心率的非自然变化(例如心房颤动(AF))的假阳性检测风险。PPG信号提供单元能够是PPG信号已经存储在其中的存储单元，其中，PPG信号提供单元能够适于提供所存储的PPG信号。然而，PPG信号提供单元也能够是接收单元，用于从例如PPG传感器的PPG信号测量单元接收PPG信号并用于提供所接收的PPG信号。此外，PPG信号提供单元能够是PPG信号测量单元本身，其中，PPG信号提供单元提供所测量的PPG信号。PPG信号测量单元优选地包括用于照射对象身体部分的一个或多个光源以及用于检测来自对象身体的光线的一个或若干个检测器，其中，PPG信号测量单元优选地适于基于检测到的光线来确定PPG信号。在优选实施例中，PPG信号测量单元是脉冲血氧计或心搏检测器。同样，运动信号提供单元能够是运动信号已经存储在其中的存储单元，其中，运动信号提供单元能够适于提供所存储的运动信号。然而，运动信号提供单元也能够是接收单元，用于从运动信号测量单元接收运动信号并提供所接收的运动信号。此外，运动信号提供单元能够是运动信号测量单元本身，其中，运动信号提供单元提供所测量的运动信号。优选地，PPG信号提供单元和运动信号提供单元分别提供源自对象的相同身体部分(诸如手腕)的PPG信号和运动信号。优选地，PPG信号提供单元是PPG信号测量单元，运动信号提供单元是运动信号测量单元，PPG信号测量单元和运动信号测量单元分别测量在对象的相同身体部分(诸如手腕)处的PPG信号和运动信号。优选地，PPG信号和运动信号是同步信号，并且对应于相同的时间段。在系统的实施例中，运动确定单元适于基于运动信号来确定针对运动时段的多个预定义运动类别的运动类别，其中，过渡时段具有基于运动类别的长度。有利地，根据运动类别，过渡时段能够因此更短或更长。更进一步地，过渡时段的持续时间能够有利地尽可能地短，以尽可能地丢弃或降低尽可能少的PPG信号的可靠性，同时尽可能多地确保信号的有效性。优选地，运动确定单元适于确定运动信号的运动信号特性和运动信号特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于评估对象的心率的变化的系统，包括：‑光电体积描记信号提供单元(10)，用于提供指示所述对象的心搏的光电体积描记信号；‑运动信号提供单元(20)，用于提供指示所述对象的运动的运动信号；‑信号特征确定单元(30)，用于确定所述光电体积描记信号的信号特征，其中，所述信号特征包括所述光电体积描记信号的心搏间期和形态中的至少一个；‑运动确定单元(40)，用于确定运动时段，在所述运动时段期间在所述运动信号中可识别的运动对应于多个预定义运动类别之一；‑信号可靠性确定单元(50)，用于根据所述光电体积描记信号的时段是在运动影响时段之内还是之外来确定所述光电体积描记信号的信号可靠性，其中，所述运动影响时段包括所述运动时段和跟随所述运动时段的过渡时段；以及‑心率变化确定单元(60)，用于基于所述信号可靠性和所述光电体积描记信号的信号特征来确定所述对象的所述心率的所述变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.15 EP 16165576.61.一种用于评估对象的心率的变化的系统，包括：-光电体积描记信号提供单元(10)，用于提供指示所述对象的心搏的光电体积描记信号；-运动信号提供单元(20)，用于提供指示所述对象的运动的运动信号；-信号特征确定单元(30)，用于确定所述光电体积描记信号的信号特征，其中，所述信号特征包括所述光电体积描记信号的心搏间期和形态中的至少一个；-运动确定单元(40)，用于确定运动时段，在所述运动时段期间在所述运动信号中可识别的运动对应于多个预定义运动类别之一；-信号可靠性确定单元(50)，用于根据所述光电体积描记信号的时段是在运动影响时段之内还是之外来确定所述光电体积描记信号的信号可靠性，其中，所述运动影响时段包括所述运动时段和跟随所述运动时段的过渡时段；以及-心率变化确定单元(60)，用于基于所述信号可靠性和所述光电体积描记信号的信号特征来确定所述对象的所述心率的所述变化。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述运动确定单元适于基于所述运动信号来确定针对所述运动时段的所述多个预定义运动类别的运动类别，其中，所述过渡时段具有基于所述运动类别的长度。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述运动信号指示所述对象的身体部分的运动，并且其中，所述多个预定义运动类别包括：i)所述对象的活动，ii)所述对象的姿势变化，和iii)相邻身体部分的移动。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述运动信号提供单元(20)包括振动传感器、旋转传感器和加速度传感器中的至少一个，以感测所述对象的振动、旋转和/或加速度。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述运动信号提供单元(20)包括提供在所述对象的不同身体部分处的两个或多个传感器的网络。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述心率变化确定单元(60)适于基于所述信号可靠性和所述信号特征来确定所述对象的所述心率，并且适于基于所述对象的所述心率来确定所述对象的所述心率的所述变化。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信号可靠性确定单元(50)适于确定二元可靠性或具有中间值的可靠性。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述信号可靠性确定单元(50)适于确定在所述运动影响时段之外比在所述运动影响时段之内的所述光电体积描记信号的更高的可靠性。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统被实施为基于手腕的设备。10.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·G·博诺米，A·T·J·M·席佩尔，J·马尔加里托，H·M·德莫雷，
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