健康监视系统及方法技术方案

用于降低健康监测中的噪声的监测健康系统、方法和设备，包括监测系统、监测方法和/或接收健康信号和/或具有用于健康检测的至少一个电极或传感器的监测设备。

Health Surveillance System and Method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】健康监视系统及方法
技术介绍
软件、电子、传感器技术以及材料科学的进步彻底改变了患者监测技术。特别地，许多设备和系统正变得可用于各种健康监视应用。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短期或长期数据和/或实时监视事件，并且在有些情况下可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一个或多个生理参数，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一个或多个光源和一个或多个光电探测器(在某些情况下包括LED光电二极管组)和/或一个或多个温度传感器和/或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，在某些情况下，可以根据对脉搏传导时间的确定来进行血压确定。脉搏传导时间是心脏压力波从心脏传播到身体其他部位的时间。随后，可以使用脉搏传播时间的测量结果来估算血压。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方法和/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，在某些情况下，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。在某些实施方式中，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可能的实施方式进行描述，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1R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非限定性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或图的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任意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，在一些实施方式中，电路可以包括(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，和/或(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，和/或(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，和/或(v)控制模块，用于对所述至少一个传感器、至少一个信号处理模块中的一个或多个、所述至少一个存储器模块、所述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/或控制模块能够接收命令以实现由至少一个数据通信模块传输患者数据并且擦除和/或擦除来自至少一个存储器模块的患者数据。在某些实施方式中，本专利技术的系统可以包括(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或其他用户的皮肤，并且在某些非限定性实例中本专利技术的系统能够传导电信号，和/或在某些实施方式中，导电粘合剂可以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，除其他之外，本专利技术的设备将尤其用于综合长期的心脏监视。这样的特征可以但不必须包括导联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任意一个或多个。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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法、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】2016.12.15 US 62/434,969;2017.02.23 US 62/462,7691.一种方法、设备和/或系统，如本文所描述的。2.一种使用光导管用于健康监视的系统或设备或方法，所述光导管中设置有一个或多个光源或LED以及屏障壁。3.一种使用光导管用于健康监视的系统或设备或方法，所述光导管中设置有一个或多个光源或LED以及屏障壁；所述系统或设备或方法包括在所述光源或LED附近设置所述屏障壁以便以期望的方式散射光以进行健康监视。4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于健康监视的光导管，所述光导管具有以下之一或两者：设置在所述光导管中的一个或多个光源或LED以及屏障壁；以及一个或多个用于健康监视的光传感器或光电二极管。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法、设备或系统，所述方法、设备或系统还包括以下之一或两者：光传输材料，所述光传输材料内设置有至少一个光源或LED以及屏障壁；以及设置在所述光传输材料内的一个或多个光传感器或光电二极管。6.根据权利要求1至5中任一项所述的用于健康监视的方法、设备或系统，所述方法、设备或系统还包括封装有以下之一或两者的光传输材料或光导管：一个或多个光源；和一个或多个传感器。7.根据权利要求6所述的方法、设备或系统，所述方法、设备或系统还包括封装有所述一个或多个光源或所述一个或多个传感器中之一或两者的光传输材料或光导管，通过在封装有所述一个或多个光源或所述一个或多个传感器中之一或两者的所述光传输材料或光导管之间基本上没有气隙来进行封装以实现以下之一或两者：提供增加的、到达皮肤的光发射效率；或捕获在其他情况下丢失的光子。8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法、设备或系统，所述方法、设备或系统还包括外部屏障壁。9.根据权利要求8所述的方法、设备或系统，其中，所述外部屏障壁用于收集光。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法、设备或系统，所述方法、设备或系统包括使用所述光导管用于确定氧合。11.根据权利要求11所述的方法、设备或系统，所述方法、设备或系统还包括：从一个或多个光源或LED发出光；阻挡光穿过屏障壁发出；接收来自所述光源或LED发出的光的反射光。12.根据权利要求11所述的方法、设备或系统，所述方法、设备或系统还包括下述的一项或多项：将从所述一个或多个光源发出的光传递到受试者的皮肤中；接收来自所述受试者的反射光；确定所述反射光的氧合。13.根据权利要求10至12中任一项所述的方法、设备或系统，所述方法、设备或系统还包括下述的一项或多项：通过直接发射或反射中的一者或两者将光发射到用户的皮肤；通过直接收集或反射中的一者或两者来收集光；反射离开所述屏障壁或所述外部屏障壁。14.一种确定氧合的方法，所述方法使用光导管，所述光导管中设置有一个或多个光源或LED以及屏障壁。15.根据权利要求1至14所述的方法、设备或系统，所述方法、设备或系统使用下述的一项或多项：红光、红外光(IR)、绿光或加权的波长组合。16.根据权利要求1至15所述的方法、设备或系统，还包括下述的一项或多项：传输材料是环氧树脂；屏障壁是金属或塑料中的一种或另一种；屏障壁中一者或两者对所使用的光的一种或多种波长是不透明或漫反射的；传输材料具有基本平坦的表面；薄的粘合剂粘附在传输材料的表面上以粘附到皮肤上；薄的粘合剂具有与传输材料相似的折射率；和/或在传输材料与皮肤、光源和传感器中的一个或多个之间存在很小的气隙或没有气隙。17.一种确定氧合的方法，所述方法使用光导管，所述光导管中设置有一个或多个居中布置的光源或LED以及屏障壁。18.根据权利要求1至17中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个光源或LED相对于一个或多个传感器或光电二极管居中地设置，以感测从所述光源发出的反射光。19.根据权利要求1至18中任一项所述的方法，其中，所述一个或多个传感器或光电二极管相对于所述光源或LED沿外围设置。20.根据权利要求1至19所述的方法、设备或系统，所述方法、设备或系统还包括下述的一项或多项：两个光源或LED相对于两个或更多个传感器居中地设置；四个光源或LED相对于两个或更多个传感器居中地设置；以及四个光源或LED相对于四个或更多个传感器居中地设置；其中，所述屏障壁设置在传感器和光源或LED之间。21.一种用于监测生理参数的设备，所述设备适于粘附到受试者的皮肤上以进行生理参数监测；所述设备包括：基板；以及下述的一者或两者：连接到所述基板的导电传感器，和连接到所述基板的一个或多个脉搏血氧测定传感器与用于一种或多种波长的一个或多个光源或LED的组合，以及设置在它们之间的屏障壁。22.根据权利要求21所述的设备，所述一个或多个光源或LED相对于所述传感器居中地设置。23.根据权利要求21或22所述的设备或包括根据权利要求1～20中任一项所述的方法、设备或系统的设备，其中，所述一个或多个脉搏血氧饱和度传感器和/或光源或LED提供对毛细血管床的聚焦或受控的讯问，以便减小局部运动伪影的影响。24.一种使用一个或多个居中设置的光源或LED进行氧合确定的方法。25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述一个或多个居中设置的光源或LED相对于一个或多个传感器或光电二极管居中地设置，以感测从所述光源发出的反射光。26.根据权利要求24或25所述的方法，其中，所述一个或多个传感器或光电二极管相对于所述光源或LED沿外围设置。27.根据权利要求24至26所述的方法，所述方法使用红光、红外光(IR)或绿光，或者使用加权的波长组合。28.根据权利要求24至27所述的方法，其中，包括下述的一项或多项：两个光源或LED相对于两个或多个传感器居中地设置；四个光源或LED相对于两个或多个传感器居中地设置；并且，四个光源或LED相对于四个或多个传感器居中地设置。29.一种用于监测生理参数的设备，所述设备适于粘附到受试者的皮肤上以进行生理参数监测；所述设备包括：基板；以及下述的一者或两者：连接到所述基板的导电传感器，和连接到所述基板的一个或多个脉搏血氧测定传感器与用于一种或多种波长的一个或多个光源或LED的组合，以及设置在它们之间的屏障壁。30.根据权利要求29所述的设备或包括权利要求24～28中任一项所述的方法的设备，其中，所述一个或多个脉搏血氧饱和度传感器和/或光源或LED提供对毛细血管床的聚焦或受控的讯问，以便减小局部运动伪影的影响。31.根据权利要求24至30中任一项所述的用于监测生理参数的设备，所述设备适于粘附到受试者的皮肤上以进行生理参数监测；所述设备包括：基板；以及下述的一者或两者：连接到所述基板的导电传感器，和用于使用相关双采样技术来减少由环境光引起的误差的电路；所述电路包括：一个或多个光传感器；用于一种或多种波长的一个或多个光源或LED，所述一个或多个光源相对于所述传感器居中地设置；第一开关和第二开关；第一电容器和第二电容器，其中，所述第一电容器与所述光传感器串联，所述第二电容器与输出端并联，所述第一开关和所述第二开关设置在所述输出端和接地点之间，以提供输出或分流到接地点。32.根据权利要求1至31中任一项所述的用于监测生理参数的方法、设备和方法，所述方法、设备和方法适于粘附到受试者的皮肤上以进行生理参数监测；所述设备包括：基板；以及下述的一者或两者：连接到所述基板的导电传感器，和用于使用相关双采样技术来减少由环境光引起的误差的电路；所述电路包括：一个或多个光传感器；用于一种或多种波长的一个或多个光源或LED；屏障壁，所述屏障壁设置在一个或多个光传感器与一个或多个光源或LED之间；第一开关和第二开关；第一电容器和第二电容器，其中，所述第一电容器与所述光传感器串联，所述第二电容器与输出端并联，所述第一开关和所述第二开关设置在所述输出端和接地点之间，以提供输出或分流到接地点。33.根据权利要求31或32所述的设备、系统或方法，其中，所述一个或多个光源相对于所述传感器居中地设置。34.根据权利要求31、32或33中任一项所述的设备、系统或方法，所述设备、系统或方法还包括与其他电路元件并联的电阻器。35.根据权利要求31、32、33或34的设备、系统或方法，其中，所述第一电容器是C1，所述第二电容器是C2，所述第一开关是S1，第二开关是S2，并且其中，当关闭所述光源，并且闭合开关S1，并且断开开关S2时；与噪声信号成比例的电荷在C1上累积，随后断开开关S1，此时C1上的电压等于噪声信号电压；并且其中，接下来，可以测量光信号；闭合开关S2，使得电荷能够流过串联的C1和C2；随后，断开S2，并且电压被维持在C2上直到下一个测量周期，在下一个测量周期，整个过程被重复；以及，如果Cl远大于C2，几乎所有的电压都会出现在C2上，并且C2上的电压将等于无噪声信号(s)；或者，否则，C2上的电压将是先前C2电压(p)和无噪声信号的线性组合：(C2*s+Cl*p)/(Cl+C2)。36.根据权利要求35所述的设备、系统或方法，其中，包括以下任一个：效果是对所述信号应用一阶低通IIR离散时间滤波器；或者如果不需要这种滤波效果，C2上的电压可以在每个周期对信号进行测量之前放电到零，保持在C2上的信号是：(C2*s)/(Cl+C2)。37.根据权利要求31至36所述的设备；其中，包括下述的一项或多项：使用跨阻放大器代替电阻器R，用光电晶体管代替所述光传感器，用FET代替所述第一开关和所述第二开关；或者输出端之后可以是一个或多个附加的缓冲级、放大级、滤波级和处理级。38.根据权利要求1至37中任一项所述的测量个体的氧饱和度的方法、设备或系统，所述方法包括以下步骤：测量多次心跳期间的心电图信号；测量多次心跳期间的一个或多个脉搏血氧测量信号，以使得在一个或多个心跳期间心电图信号和一个或多个脉搏血氧测量信号在时间上一致；将一个或多个心跳期间在时间上一致的心电图信号的一部分与一个或多个脉搏血氧测量信号进行比较，以确定一个或多个脉搏血氧测量信号中每一个的恒定分量以及主要周期分量；以及根据一个或多个脉搏血氧测量信号的恒定分量和主要周期分量确定氧饱和度。39.根据权利要求38所述的方法、设备或系统，其中，所述脉搏血氧测量信号包括反射红外信号和反射红光信号。40.根据权利要求38或39所述的方法，其中，所述比较步骤包括根据所述心电图信号的特征限定所述脉搏血氧测量信号的间隔，并在多个这样的间隔内对所述脉搏血氧测量信号的值求平均值。41.根据权利要求38至40所述的方法，其中，根据所述平均值来确定所述脉搏血氧测量信号的所述恒定分量和所述主要周期分量。42.根据权利要求38至41所述的方法，其中，所述心电图信号包括R波信号，每个R波信号在所述心跳中的一个中具有峰值，并且所述间隔是相对于R波信号的峰值确定的。43.根据权利要求38至42所述的方法，其中，所述心电图信号和所述脉搏血氧测量信号是从所述个体的胸部位置测量的。44.根据权利要求1至43中任一项所述的用于降低健康监视中的噪声的设备、系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨姆·以莱特，乔治·斯蒂芬·果尔达，马克·P·玛若特，乔治·E·史密斯，布鲁斯·奥尼尔，丹尼尔·范赞特·莫耶，
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