识别受试者的运动的系统和方法技术方案

本申请公开了识别一个或多个受试者医学病症的系统和方法。在一个实施例中，向受试者发送声音，并且将受试者反射的声音的至少一部分作为回波数据获取。所获取的回波数据用于产生其中检测到多个峰值的运动波形。多个峰值中的至少一部分可以指示受试者的活动。基于例如在运动波形中检测到的峰值之间的持续时间和/或幅度变化，可以识别受试者的一种或多种医学病症。病症。病症。

【技术实现步骤摘要】
识别受试者的运动的系统和方法
[0001]本申请是2015年9月30日提交的申请号为201580075628.0、名称为“识别受试者的运动的系统和方法”的中国国家阶段专利技术专利申请的分案申请。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求于2014年12月8日提交的未决美国临时申请第62/089,130号以及于2015年4月24日提交的美国临时申请第62/152,519号的权益。前述申请均通过整体引用并入本文。


[0004]本申请主要涉及识别受试者身体的一部分运动以及相关联的方法和系统。特别地，若干个实施例涉及跟踪受试者身体的运动以用于识别睡眠呼吸暂停的方法，尽管这些实施例或者类似的实施例也可以在识别慢性阻塞性肺病(COPD)、监测婴儿呼吸和/或检测受试者的其它活动中使用。

技术介绍

[0005]睡眠呼吸暂停是在睡眠期间呼吸中断时发生的常见医学病症。据估计，每20名美国成年人就有近1名受到睡眠呼吸暂停的影响，睡眠呼吸暂停与注意力缺陷/多动症、高血压、糖尿病、心脏病发作、中风和机动车辆事故增加有关。睡眠呼吸暂停通常在开展多导睡眠描记法测试的专门睡眠诊所进行诊断。在多导睡眠描记法测试中，经过培训的技术人员在受试者一整晚的睡眠期间在受试者身上附接并监测传感器。然而，多导睡眠描记法测试可能非常昂贵、耗时且耗费人力，而且由于等待名单太长，受试者可能不得不等待数周来接受多导睡眠描记法测试。另选地，使用便携式记录系统可以在受试者的家中进行家庭睡眠呼吸暂停测试(HSAT)，这通常在一整晚的睡眠期间进行。在HSAT期间，受试者通常仍需佩戴多个连接到便携式记录系统的测量仪器。这种家庭测试也可能存在问题。例如，一个或多个测量仪器附接不当就可能会影响家庭睡眠测试的准确性。
附图说明
[0006]图1是根据本技术的实施例配置的位于人类受试者旁边的设备的示意图。
[0007]图2是根据本技术的实施例配置的系统的框图。
[0008]图3是根据本技术的实施例配置的过程的流程图。
[0009]图4A是描绘了根据本技术的实施例获取的运动波形的曲线图。
[0010]图4B是描绘了根据本技术的实施例的在运动波形中检测到的峰值的曲线图。
[0011]图5A是描绘了现有技术中获取数据的方法的曲线图。
[0012]图5B是描绘了根据本技术的实施例的获取数据的方法的曲线图。
[0013]图6是根据本技术的实施例配置的过程的流程图。
[0014]图7是根据本技术的实施例配置的过程的流程图。
[0015]图8A至图8C是示出了根据本技术的实施例的呼吸暂停和呼吸不足事件的示例的
曲线图。
具体实施方式
[0016]本申请主要涉及识别受试者身体的一部分的运动以及相关联的方法和系统。在本技术的一个实施例中，例如，一种识别受试者中睡眠呼吸暂停事件的方法包括使用第一换能器(例如，扬声器)向受试者发送声能，并且使用第二换能器(例如，麦克风)从受试者接收对应于所发送的声能的回波。使用与回波相对应的电信号产生波形，并且可以在该波形中检测到多个峰值。波形中的单个峰值可以具有指示受试者的呼吸运动的对应幅度。可以针对波形中的连续单个峰值之间的一段时间超出预定阈值时间的每次出现，输出睡眠呼吸暂停事件的指示。在一些方面，发送声能包括从第一换能器发射多个音频啁啾，其在预定持续时间(例如，大约5ms和大约15ms之间，大约10.75ms)内从第一频率(例如，大约18kHz)线性扫频到更高的第二频率(例如，大约20kHz或更高)。
[0017]在本技术的另一个实施例中，一种操作电子设备以监测接近该电子设备的受试者的活动的方法包括从可操作地耦合到电子设备的扬声器向受试者发射多个音频扫频信号。单个音频扫频信号在预定持续时间(例如，大约5ms和大约15ms之间，大约10.75ms)内从小于20kHz(例如，大约18kHz)的第一频率线性扫频到更高的第二频率(例如，大约20kHz或更高)。该方法进一步包括在可操作地耦合到电子设备的麦克风处获取音频数据。音频数据可以包括对应于由受试者向麦克风反向散射的单个音频扫频信号的回波信号。处理所获取的音频数据以生成运动波形。在运动波形中检测到的一个或多个峰值指示受试者的活动。该方法还包括基于所检测到的峰值中的一个或多个，输出对受试者的活动(例如，受试者胸部或腹部运动)的指示。在一些方面，例如，多个音频扫频信号的至少一部分包括调频连续波声音信号。在一些方面，该方法还包括计算在持续了单个音频扫频信号的预定持续时间(例如，10.75ms)的预定倍数(例如，10倍)的时间段内计算回波信号的多个频域表示。在一些方面，该方法可以包括确定在单个频域表示中相对于第一频率的频移。
[0018]在本技术的又一个实施例中，一种包括计算机可用程序代码的计算机程序产品可执行地进行用于输出受试者的睡眠呼吸暂停事件的指示的操作。该操作包括将多个啁啾信号发送到可操作地耦合到移动设备的第一换能器(例如，扬声器)。单个啁啾信号在预定持续时间(例如，5ms、10ms、20ms、30ms)内从小于20kHz(例如，10kHz、16kHz、18kHz)的第一频率线性扫频到更高的第二频率(例如，19kHz、20kHz、22kHz、30kHz)。该操作进一步包括从可操作地耦合到移动设备的第二换能器(例如，麦克风)获取回波数据。回波数据包括对应于由受试者朝向第二换能器反射的单个啁啾信号的数据。该操作还包括解调所获取的回波数据以获得指示受试者的呼吸运动的运动信号，以及检测运动信号中的一个或多个幅度峰值。该操作进一步包括如果运动信号中的连续单个幅度峰值之间的一段时间超出预定阈值时间，输出睡眠呼吸暂停事件指示。在一些方面，该操作可以进一步包括针对预定次数的发送/获取周期重复进行发送和获取。在一些方面，解调所获取的回波数据可以包括在预定次数的发送/获取周期内进行单一傅里叶变换。
[0019]以下更详细地描述了本申请的这些和其它方面。在下面的描述中以及在图1
‑
8C中阐述了某些细节，以提供对本申请的各个实施例的透彻理解。为避免不必要地模糊对各个实施例描述，在下面的公开内容中并未阐述描述了通常与运动跟踪和/或识别有关的公知
系统和方法的其它细节。
[0020]在附图中，相同的附图标记表示相同或者至少大体相似的元件。为了便于讨论任何特定的元件，任何附图标记的一个或多个最高位是指首先引入该元件的附图。例如，首先参照图1引入元件110并对其进行讨论。附图中所示的许多细节、尺寸、角度和其它特征仅仅是对所公开技术的特定实施例进行说明。因此，在不脱离本申请的精神或范围的情况下，其它实施例可以具有其它细节、尺寸、角度和特征。另外，本领域普通技术人员将理解，可以在没有下文描述的数个细节的情况下实践本专利技术的进一步的实施例。
[0021]用于检测受试者运动的设备和方法
[0022]图1是根据本申请的实施例配置的设备110的示意图。设备110定位于躺在床104上的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种操作电子设备以识别受试者的睡眠呼吸暂停事件或监测与电子设备间隔开且不接触所述电子设备的受试者的活动的方法，所述方法包括：使用所述电子设备上的第一换能器向所述受试者发送声能，其中，所述换能器被配置成在包括小于20kHz的频率的频率范围内产生声能；使用所述电子设备上的第二换能器从所述受试者接收对应于所发送的声能的回波，其中，所述第二换能器被配置成产生对应于所接收的回波的电信号；使用所述电信号产生波形；检测所述波形中的多个峰值，其中，单个峰值具有对应的幅度，并且进一步地，其中，单个峰值指示所述受试者的呼吸运动；以及针对所述波形中的连续单个峰值之间的一段时间超出预定阈值时间的每次出现，输出睡眠呼吸暂停事件或活动的指示。2.一种操作电子设备以监测接近所述电子设备的受试者的腹部或胸部的活动的方法，所述方法包括：从可操作地耦合到所述电子设备的扬声器向所述受试者的腹部或胸部发射多个音频扫频信号，其中，单个音频扫频信号在预定持续时间内从小于20kHz的第一频率线性扫频到更高的第二频率；在可操作地耦合到所述电子设备的麦克风处获取音频数据，其中，所述音频数据包括对应于由所述受试者的腹部或胸部向所述麦克风反向散射的单个音频扫频信号的回波信号；处理所获取的音频数据以产生运动波形；检测所述运动波形中的一个或多个峰值，其中，单个峰值指示所述受试者的腹部或胸部的活动；以及基于一个或多个所检测到的峰值输出所述受试者的腹部或胸部的活动的指示。3.一种计算机程序产品，包括非临时性计算机可读存储介质，其存储了用于执行操作以输出与电子设备间隔开且不接触电子设备的受试者睡眠呼吸暂停事件指示的可执行的计算机可用程序代码，所述操作包括：将多个啁啾信号发送至可操作地耦合到移动设备的第一换能器，其中，单个啁啾信号在预定持续时间内从小于20kHz的第一频率线性扫频到更高的第二频率；从可操作地耦合到所述移动设备的第二换能器获取回波数据，其中，所述回波数据包括对应于由所述受试者朝向所述第二换能器反射的单个啁啾信号的数据；解调所获取的回波数据以获得指示所述受试者的呼吸运动的运动信号；检测所述运动信号中的一个或多个幅度峰值；以及如果所述运动信号中的连续单个幅度峰值之间的一段时间超出预定阈值时间，输出睡眠呼吸暂停事件的指示。4.一种计算机可读存储介质，其存储了指令，当被计算机系统运行时，使得所述计算机系统执行操作，包括：从电子设备向与电子设备间隔开且不接触所述电子设备的受试者的腹部或胸部发射音频扫频信号，其中单个音频扫描信号在预定持续时间内从小于20kHz的第一频率线性扫频到更高的第二频率；
从可操作地耦合到所述移动设备的麦克风获取回波数据，其中，所述回波数据包括对应于由所述受试者朝向所述麦克风反射的单个音频扫描信号的数据；解调所获取的回波数据以获得指示所述受试者的呼吸运动的运动信号；检测所述运动信号中的一个或多个幅度峰值；以及基于一个或多个所检测到的峰值输出所述受试者的腹部或胸部的活动的指示，其中所述活动的指示与受试者的一种或多种医学状况有关。5.一种操作电子设备以监测与电子设备间隔开且不接触所述电子设备的受试者的活动的方法，所述方法包括：从可操作地耦合到所述电子设备的第一换能器向所述受试者发送声能，其中，所述第一换能器被配置成产生在包括小于20kHz的频率的频率范围内产生声能；使用可操作地耦合至所述电子设备的第二换能器从所述受试者接收对应于所发送的声能的回波，其中，所述第二换能器被配置成产生对应于所接收的回波的电信号；使用所述电信号产生波形；检测所述波形中的多个峰值，其中，单个峰值具有对应的幅度，并且进一步地，其中，单个峰值指示所述受试者的呼吸运动。6.一种操作电子设备以识别受试者的睡眠呼吸暂...

【专利技术属性】
技术研发人员：什亚纳斯，
申请(专利权)人：华盛顿大学，
类型：发明
国别省市：