过滤来自医疗设备的压力信号制造技术

信号滤波装置实现了一种滤波方法，该滤波方法涉及对表示医疗设备中的流体压力的压力信号(p)运行数字滤波器(60)以产生滤波后的压力信号(y)。该方法还包括检测或预测压力信号(p)中扰动的存在，以及选择性地修改在压力信号(p)中的扰动之后的选定的时间点时的数字滤波器(60)的状态向量，以便抑制扰动对滤波后的压力信号(y)的影响。可以用专用的重新配置状态向量(Z′)替换在选定的时间点(t

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】过滤来自医疗设备的压力信号
本专利技术涉及压力信号的数字滤波，特别是表示医疗设备(例如，体外血液处理的设备)中流体压力的压力信号的数字滤波。
技术介绍
在用于体外血液处理的设备中，将血液从人类对象中取出，对其进行处理(例如，治疗)，然后借助于作为该设备的一部分的体外血液流动回路(“EC回路”)将血液再次引入对象中。通常，通过血液泵，血液经过EC回路而循环。EC回路可包括用于抽血的通路装置(accessdevice)(例如，动脉针或导管)和用于血液再引入的通路装置(例如，静脉针或导管)，它们被插入到对象上专用的血管通路(例如，瘘管或移植物)中。最小化这种设备发生故障的风险至关重要，因为故障可能导致对象潜在的危及生命的状况。例如，如果EC回路在血液泵的下游被例如静脉针移位(VND)事件中断，则严重的情况可能发生，在VND事件中，静脉针从血管通路松动。这样的中断可能导致对象在几分钟内被抽干血液。WO97/10013、US2005/0010118、WO2009/156174、WO2010/149726和US2010/0234786都提出了各种技术，用于通过识别来自EC回路中血液泵的下游侧的压力传感器(“静脉传感器”)的压力信号中心脏或呼吸脉冲的缺失来检测VND事件。近来，也已经表明能够基于EC回路中的压力记录监测和分析诸如心脏或呼吸系统等生理脉冲发生器的行为。在WO2010/149726、WO2011/080189、WO2011/080190、WO2011/080191、WO2011/080194和WO2014/147028中找到了各种应用。例如，这些应用包括监测对象的心搏率、血压、心律、心输出量、通过血管通路的血流速度(“通路流”)、动脉僵硬度，以及识别血管通路内狭窄形成的迹象，预测症状性血压快速下降，检测心脏骤停以及检测、跟踪和预测各种呼吸障碍。此外，WO2011/080188提出了一种技术，用于通过检测和分析在EC回路中记录的压力信号中的生理信号分量来识别和发信号通知血管通路中的通路装置的反向放置。所有这些监测技术都假定可以在压力信号中可靠地检测到生理信号分量。为了能够进行监控，可能有必要在压力信号上运行滤波器，以消除或抑制信号干扰，例如来自血液泵的压力脉冲(“泵脉冲”)。已经提出了许多用于抑制泵脉冲的滤波技术，例如WO97/10013、WO2009/156175、WO2013/000777、WO2016/206949、WO2014/009111和WO2015/032948中所述。尽管这些和其他滤波技术能够抑制泵脉冲，但它们通常对压力信号中的扰动敏感，因为这些扰动可能在滤波后的信号中引起明显的和延长的振铃效应(ringingartifacts)。振铃效应可能对监测性能产生负面影响，甚至可能导致长时间无法监测。应当注意，振铃效应的问题不仅限于设计用于抑制泵脉冲的滤波技术，还可以同样与设计用于抑制来自EC回路中压力传感器的压力信号中的其他信号干扰的滤波技术相关。此外，该问题不仅限于体外血液处理，还可能与其他类型的医疗设备有关地出现。因此，总体上需要一种具有对表示医疗设备中的流体压力的压力信号中的扰动的改进的鲁棒性的滤波技术。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是至少部分地克服现有技术的一个或多个限制。另一个目的是提供具有对要滤波的压力信号中的扰动的改进的鲁棒性的滤波技术。再一个目的是提供一种滤波技术，该滤波技术能够减少滤波后的信号中由此类扰动引起的振铃效应的持续时间和/或幅度。这些目的中的一个或多个，以及可能从以下描述中体现的其他目的，至少部分地通过根据独立权利要求的计算机实现的信号滤波方法、计算机可读介质、信号滤波装置和医疗系统来实现，其实施例由从属权利要求限定。本专利技术的第一方面是一种计算机实现的信号滤波方法。该方法包括：获得压力信号，该压力信号包括表示医疗设备中的流体压力的数据样本的时间序列；以及对压力信号运行数字滤波器以产生滤波后的压力信号，其中，数字滤波器被运行为在每个当前的时间点，将滤波后的压力信号的当前的滤波后的数据样本计算为数字滤波器的先前的状态向量和压力信号中的当前的数据样本的函数，以及将数字滤波器的当前的状态向量计算为先前的状态向量、当前的数据样本以及可选地当前的滤波后的数据样本的函数。该方法还包括：检测或预测压力信号中扰动的存在；以及选择性地修改在压力信号中的扰动之后的选定的时间点时的数字滤波器的先前的状态向量，以便抑制扰动对滤波后的压力信号的影响。在一些实施例中，选择性地修改先前的状态向量的步骤包括：用重新配置状态向量替换在选定的时间点时的数字滤波器的先前的状态向量。在一些实施例中，该方法还包括：获得重新配置状态向量以匹配在选定的时间点的医疗设备的工作点。在一些实施例中，该方法还包括：从数字储存存储器中获取在选定的时间点的医疗设备的工作点的至少一个状态向量，以及获得作为至少一个状态向量的函数的重新配置状态向量。在一些实施例中，数字储存存储器存储数据库，该数据库包括医疗设备的多个不同工作点的状态向量，并且所述至少一个状态向量是基于选定的时间点的医疗设备的工作点在数据库中存储的状态向量中选择的。在一些实施例中，该方法还包括：通过与医疗设备的相应的当前的工作点相关联地存储一个或多个先前的状态向量，在扰动之前的数字滤波器的运行期间填充数据库的至少一部分。在一些实施例中，该方法还包括：当检测或预测压力信号中存在扰动时，选择性地存储第一时间点处的先前的状态向量，其中，获取至少一个状态向量以包括第一时间点处的先前的状态向量。在一些实施例中，基于第一时间点来选择选定的时间点。在一些实施例中，选择选定的时间点，使得医疗设备在选定的时间点的工作点对应于医疗设备在第一时间点的工作点。在一些实施例中，压力信号包括源自医疗设备中的重复脉冲发生器的脉动，并且工作点至少部分地由重复脉冲发生器的相位给出。在一些实施例中，重复脉冲发生器以脉冲周期的序列运行，每个脉冲周期导致压力信号中的至少一个脉动，并且相位对应于脉冲周期内的位置。在一些实施例中，该方法还包括：获得与脉冲周期内的选定的位置相关联的重新配置状态向量；基于指示重复脉冲发生器的相位的相位信号，确定选定的时间点，以对应于选定的位置；以及将在选定的时间点的先前的状态向量设置为重新配置状态向量。在一些实施例中，工作点还由重复脉冲发生器的当前的运行频率、医疗设备中的平均流体压力以及压力信号中的压力变化幅度中的至少一个给出。在一些实施例中，该方法还包括：基于指示医疗设备中重复脉冲发生器的相位的相位信号，确定在扰动之前的第一时间点处的第一相位值；将在第一时间点处计算出的当前的状态向量存储在数字储存存储器中；获得作为第一相位值的函数的选定的相位值；基于相位信号，确定选定的时间点以对应于选定的相位值；从数字储存存储器获取作为在第一时间点处计算的当前的状态向量的函数的重新配置状态向量；以及将在选定的时间点处的先前的状态向量设置为重新配置状态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计算机实现的信号滤波方法，包括：/n获得压力信号(p)，所述压力信号包括表示医疗设备(1)中的流体压力的数据样本的时间序列，以及/n对压力信号(p)运行数字滤波器(60)以产生滤波后的压力信号(y)，其中，所述数字滤波器(60)运行为在每个当前的时间点，将滤波后的压力信号(y)的当前的滤波后的数据样本(y

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180216 SE 1850175-91.一种计算机实现的信号滤波方法，包括：
获得压力信号(p)，所述压力信号包括表示医疗设备(1)中的流体压力的数据样本的时间序列，以及
对压力信号(p)运行数字滤波器(60)以产生滤波后的压力信号(y)，其中，所述数字滤波器(60)运行为在每个当前的时间点，将滤波后的压力信号(y)的当前的滤波后的数据样本(ym)计算为数字滤波器(60)的先前的状态向量(Z*)和压力信号(p)中的当前的数据样本(pm)的函数，并将数字滤波器(60)的当前的状态向量(Zm)计算为先前的状态向量(Z*)、当前的数据样本(pm)的函数以及可选地计算为先前的状态向量(Z*)、当前的数据样本(pm)和当前的滤波后的数据样本(ym)的函数，
所述方法还包括：
检测或预测所述压力信号(p)中扰动的存在，以及
选择性地修改在所述压力信号(p)中的扰动之后的选定的时间点(t2)时的数字滤波器(60)的先前的状态向量(Z*)，以便抑制扰动对滤波后的压力信号(y)的影响。


2.根据权利要求1所述的信号滤波方法，其中，选择性地修改所述先前的状态向量(Z*)包括：用重新配置状态向量(Z′)替换在选定的时间点(t2)时的数字滤波器(60)的先前的状态向量(Z*)。


3.根据权利要求2所述的信号滤波方法，还包括：获得重新配置状态向量(Z′)以匹配在选定的时间点(t2)时的医疗设备(1)的工作点。


4.根据权利要求3所述的信号滤波方法，还包括：从数字储存存储器(12)中获取在选定的时间点(t2)时的医疗设备(1)的工作点的至少一个状态向量([Z])，并获得作为所述至少一个状态向量([Z])的函数的所述重新配置状态向量(Z′)。


5.根据权利要求4所述的信号滤波方法，其中，所述数字储存存储器(12)存储数据库(12A)，所述数据库包括医疗设备(1)的多个不同工作点的状态向量，并且其中所述至少一个状态向量([Z])是基于在选定的时间点(t2)时的医疗设备(1)的工作点从所述数据库(12A)中存储的状态向量中选择的。


6.根据权利要求5所述的信号滤波方法，还包括：通过与医疗设备(1)的相应的当前的工作点相关联地存储先前的状态向量(Z*)中的一个或多个，在扰动之前的数字滤波器(60)的运行期间填充所述数据库(12A)的至少一部分。


7.根据权利要求4所述的信号滤波方法，还包括：当检测或预测所述压力信号(p)中存在扰动时，选择性地存储在第一时间点(t1)时的先前的状态向量(Z*)，其中，获取所述至少一个状态向量([Z])以包括在第一时间点(t1)时的先前的状态向量(Z*)。


8.根据权利要求7所述的信号滤波方法，其中，基于所述第一时间点(t1)来选择所述选定的时间点(t2)。


9.根据权利要求7或8所述的信号滤波方法，其中，选择所述选定的时间点(t2)，使得在选定的时间点(t2)时的医疗设备(1)的工作点对应于在第一时间点(t1)时的医疗设备(1)的工作点。


10.根据权利要求3至9中任一项所述的信号滤波方法，其中，所述压力信号(p)包括源自医疗设备(1)中的重复脉冲发生器(4)的脉动，并且其中所述工作点至少部分地由重复脉冲发生器(4)的相位给出。


11.根据权利要求10所述的信号滤波方法，其中，所述重复脉冲发生器(4)以脉冲周期(R)的序列运行，每个脉冲周期(R)导致压力信号(p)中的至少一个脉动，并且其中，所述相位对应于脉冲周期(R)内的位置。


12.根据权利要求11所述的信号滤波方法，还包括：获得与所述脉冲周期(R)内的选定的位置相关联的重新配置状态向量(Z′)；基于指示重复脉冲发生器(4)的相位的相位信号(θ)，确定选定的时间点(t2)，以对应于所述选定的位置；以及将在选定的时间点(t2)时的先前的状态向量(Z*)设置为重新配置状态向量(Z′)。


13.根据权利要求10至12中任一项所述的信号滤波方法，其中，所述工作点还由以下中的至少一个给出：重复脉冲发生器(4)的当前的运行频率(ω)、医疗设备(1)中的平均流体压力以及压力信号(p)中压力变化的幅度。


14.根据权利要求1所述的信号滤波方法，还包括：基于指示医疗设备(1)中的重复脉冲发生器(4)的相位的相位信号(θ)，确定在扰动之前的第一时间点(t1)时的第一相位值；将在第一时间点(t1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：布·奥尔德，O·埃克达尔，克里斯蒂安·瓦尔蒂亚，
申请(专利权)人：甘布罗伦迪亚股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE