用于检测用户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一种用于检测用户(14)的心率HR的变化的系统(34)，所述系统包括：光学感测单元(12)，其用于随时间测量所述用户(14)的心跳相关的光学信号；处理单元(20)，其用于从所述心跳相关的光学信号导出HR变化信号；分析单元(22)，其用于将所导出的HR变化信号与参考HR范围进行比较；以及发起单元(26)，其用于取决于所述分析单元(22)的所述比较而发起用于测量所述用户(14)的信息性心跳相关的信号的过程。程。程。

【技术实现步骤摘要】
用于检测用户的心率的变化的系统和方法
[0001]本申请为申请号201580017555.X、专利技术名称“用于检测用户的心率的变化的系统和方法”的分案申请。


[0002]本专利技术涉及对心血管系统的生理信号的检测。具体地，本专利技术涉及用于检测用户的心率的变化的系统和方法。本专利技术应用于对心律失常的诊断调查，具体应用于对心房颤动的检测。然而，应当理解，本专利技术还应用于其他领域，并不一定限于前面提到的应用。

技术介绍

[0003]心血管疾病是涉及循环系统(诸如心脏、包括动脉、毛细血管和静脉的血管)的一类疾病。心血管疾病包括心脏疾病、脑和肾的血管疾病以及外周动脉疾病。现今，心血管疾病已经成为全世界人类死亡的主要原因之一。因此，至关紧要的是发展使得能够有效并且准确检测表征心血管疾病的症状的技术。
[0004]属于心血管疾病的最普遍的几组情况中的一种是心律失常，心律失常由不正常心率来表征。具有心律失常的患者可能具有过快或过慢的心跳，其中，心跳可以是规律的或不规律的。心律失常能够在心脏的上腔室(心房)中或在心脏的下腔室(心室)中发生。
[0005]到目前为止，存在用于心房颤动(AF)的若干种检测技术。例如，动态心电图监测器能够被患者佩戴特定时间段，一般在一天与两周之间，以便连续地监测患者的心脏活动。心脏活动一般通过心电图(ECG)来表征，心电图能够提供关于心律失常的原因的信息。例如，在健康人的两次相继心跳之间测量的ECG信号强烈地不同于经历AF发作的人的ECG信号。也可以监测诸如脑活动，脑电图(EEG)或动脉压力的其他情况。备选技术也基于对ECG的测量，其中，应用以双手握持的棒状物代替动态心电图监测器。
[0006]前面提到的技术遭受许多缺点。例如，第一技术的动态心电图监测器通常包括需要与患者的若干身体部分接触的若干电极，致使该技术相当受阻碍。尽管相比于第一技术更不受阻碍，但是第二技术不提供连续检测，而是仅当患者正在以双手握持棒状物时测量ECG。被迫的连续测量可能引起对患者的日常生活活动的显著不便。由于ECG需要利用被布置在心脏两侧的至少两个电极的测量，因此还不存在实际上不受阻碍的ECG测量的解决方案。
[0007]除了测量患者的ECG之外，光学传感器也能够被应用于检测允许推断患者是否表现出AF发作的光学信号。具体地，这样的光学传感器可以被配置为检测光电容积描记(PPG)信号，由此提供检测心律失常的不受阻碍的方法。这样的光学传感器可以被集成到设备中，具体地，被集成到能够被佩戴在患者的一个或多个身体部分上的可佩戴设备中，由此将不受阻碍的与连续的检测进行组合。这种技术被配置为测量脉搏而非心脏的电信号，由此提供关于可能的心律失常的精确来源的相当有限的信息，尤其相比于ECG测量。接下来，患者的移动可能导致PPG信号中的运动伪影，通常引起比对应的ECG测量的更低的信噪比。这可能导致根据PPG信号对心率的不正确的推导。
[0008]测量心率的另一种光学方法是通过激光散斑。这种技术遭受与之前段落中针对PPG提到的相同缺点。
[0009]US 2012/0310100 A1公开了一种用于检测并根据信号监测心律失常的系统和方法，包括信号处理系统，其被配置为使用小波变换来变换信号并分析经变换的信号的特征中的改变以检测脉搏节律异常性。在实施例中，本文中所公开的系统可以通过分析能量参数、形态学改变和光电容积描记信号的量图的图案改变来检测脉搏节律异常性。
[0010]WO 2012/140559公开了一种用于触发对用户的心电图(ECG)信号的测量的方法和系统。所述系统包括被嵌入在由用户佩戴的腕装式设备中的S
p
O2测量单元和ECG测量单元。所述方法包括如下步骤：连续地测量用户的腕部处的S
p
O2，根据S
p
O2测量结果检测不规律的心脏情况，告知用户执行ECG测量，并且发起至少部分在腕部处的ECG测量。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供实现对用户的心率的变化的检测的系统和方法，尤其当怀疑心率的正常时，所述系统和方法是更准确的，同时是用户友好的。
[0012]在本专利技术的第一方面中，提出了一种用于检测用户的心率的变化的系统，包括：光学感测单元，其用于随时间测量所述生物的心跳相关的光学信号；处理单元，其用于从所述心跳相关的光学信号导出HR变化信号；分析单元，其用于将所导出的HR变化信号与参考HR范围进行比较；以及发起单元，其用于取决于所述分析单元的所述比较而发起用于测量所述用户的信息性心跳相关的信号的过程。所述发起单元还被配置为控制所述光学感测单元从第一感测模式切换到第二感测模式，在所述第一感测模式中，所述光学感测单元已经执行对所述用户的光学测量，所述第二感测模式对应于比所述第一感测模式更高的采样率。
[0013]因此，所述系统适于在两个阶段中检测HR变化：在第一阶段中，检测基于光学测量，而在第二阶段中，检测基于电测量。光学测量与电测量的这样的组合为用户提供了光学测量的不受阻碍性以及能够为用户提供出现在第一阶段的检测中的不正常行为的实际原因的信息的电测量的高准确性。一旦在第一阶段中检测到的HR变化信号指示可能的AF片段，第二阶段就可以被发起。通过这种方式，受阻碍的电测量的持续时间可以被降至心率的正常受到怀疑的片段。此外，在第一阶段期间，光学测量可以导致可疑心律失常数据，所述可疑心律失常数据实际上是由不足的测量准确性引起的。在这种情况下，光学感测单元的灵敏度通过增加采样率来改善。
[0014]本专利技术因此优于仅基于光学或电测量的检测技术。具体地，本专利技术优于由前面提到的现有技术公开的光学技术。
[0015]在本专利技术的实施例中，所述发起单元被配置为当所导出的HR变化信号偏离所述参考HR范围预定量时发起测量信息性心跳相关的信号的过程。所述预定量可以取决于如下中的至少一项：用户的人口统计学信息、用户的医学历史、用户的生理信号中的一个或多个以及用户正在进行的活动。
[0016]在另一实施例中，所述信息性心跳相关的信号是心电图ECG信号。所述电感测单元有利地是ECG单元。当预定的准则被满足时，该实施例以自动方式发起和/或改变对检测的第二阶段的设定。由于每个用户可以具有他的/她的个体情况，因此为了检测准确性，可以使用个体不同的准则。因此，该实施例有利地允许对设备的操作适于用户的个体情况。有利
地，所述发起单元被配置为基于光学测量来激活对电感测单元的设定，特别是用户特异性设定。通过这种方式，所述设备能够引起准确的电测量。
[0017]在另一实施例中，所述光学感测单元包括一个或多个光电容积描记感测单元。这样的PPG感测单元能够被优化以测量心率，在此情况下，其有利地使用绿光，或者其能够被优化以测量S
p
O2(脉搏血氧饱和度)，在此情况下，其有利地使用红光和红外光。一个或多个光检测器捕捉已经从一个或多个光源(有利地，LED)朝向(一个或多个)光检测器行进通过皮肤的光，并且通过这种方式产生与心率有关的信号。为了校正运本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于检测用户(14)的心率HR的变化的系统(34)，包括：
‑
光学感测单元(12)，其用于以第一采样率在第一感测模式中随时间测量所述用户(14)的心跳相关的光学信号；
‑
处理单元(20)，其用于从所述心跳相关的光学信号导出HR变化信号；
‑
分析单元(22)，其用于将所导出的HR变化信号与参考HR范围进行比较；以及
‑
发起单元(26)，其被配置为，如果所述分析单元(22)已经检测到所述第一感测模式中的所述HR变化信号不在所述参考HR范围之内，则控制所述光学感测单元(12)从所述第一感测模式切换到具有第二采样率的第二感测模式中，在所述第一感测模式中，所述光学感测单元(12)已经执行对所述用户(14)的光学测量，所述第二采样率对应于比所述第一采样率更高的采样率，其中，所述发起单元(26)被配置为，如果所述分析单元(22)已经检测到所述第二感测模式中的所述HR变化信号不在所述参考HR范围之内，则发起用于测量所述用户(14)的ECG信号的过程。2.根据权利要求1所述的系统(34)，其中，所述发起单元(26)被配置为，当所述导出的HR变化信号偏离所述参考HR范围多于预定量时，发起测量所述ECG信号的过程。3.根据权利要求2所述的系统(34)，其中，所述预定量取决于如下中的至少一项：所述用户的人口统计学信息、所述用户的医学历史、所述用户的生理信号中的一个或多个以及所述用户正在执行的活动。4.根据权利要求1所述的系统(34)，其中，所述光学感测单元(12)包括一个或多个光电容积描记PPG传感器，所述心跳相关的光学信号包括PPG信号。5.根据权利要求1所述的系统(34)，其中，所述发起单元(26)发起如下中的一项或多项：
‑
自动开始ECG测量，
‑
自动开始对所述ECG测量的记录，
‑
标记正在被记录的ECG测量数据，
‑
告知所述用户他/她应当连接到ECG单元的电极，
‑
在图形用户...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：