用于探测弱生理信号的方法和装置制造方法及图纸

一种用于探测所感兴趣的生理信号（６２）的方法，包括： 将两个或多个运动传感设备（３２）放置在病人（２２）身上或其附近； 校准所述两个或多个运动传感器（３２），以便于为每个运动传感器（３２）确定同步调节； 从每个运动传感器（３２）收集数据组； 通过使用同步调节将数据组同步；以及 使用被同步的数据组来求解其中一个变量表示所感兴趣的生理信号（６２）的联立方程组。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术总体上涉及生理监视的领域，特别地涉及对在较强生理或非生理起源信号存在下的弱生理信号的探测和监视。具体而言，本专利技术涉及通过将说明源自多个传感器的数据的多个方程进行求解而对信号的分离。在生理监视领域，经常所理想地是测量一个可能被附加的较强信号所遮掩或混淆的特定信号。所述较强信号，如当测量心脏运动时可归因于设备所感应的振动的信号，可不相似于所感兴趣的信号。虽然在一些情况下，此信号可相似于所感兴趣的信号，但是在相当大程度上是如与胎儿心脏运动相比的母亲心脏运动。在任一情况下，可理想地是探测且监视较弱的信号。例如，可理想地是确定与胎儿心跳相联系的胎儿心率或波形，以检查在发展中胎儿内的异常或缺陷的存在。然而，胎儿心脏运动典型地被母亲的呼吸及心脏活动所遮掩。附加的活动影响理想的胎儿心跳数据的采集和质量。虽然加速计和其它可以收集包含胎儿心脏运动的数据，但是在较强的母亲生理噪声存在下如果所述信息未全部丢失则也将被混淆。在这种情况下，增强或调节探测器的灵敏度不是一个可行的方案，因为信号的相对强度而不是探测器的灵敏度是问题的来源。在胎儿心脏监视实例中，母亲心脏运动和母亲的呼吸在量值上将总是超过胎儿的心脏运动。典型地，母亲的心脏活动将基本上大于胎儿的心脏活动。因此，用于监视胎儿心脏运动的系统必须能够将胎儿的心脏运动从所探测运动的较强分量如母亲的心脏运动、母亲的呼吸以及可归因于胎儿或母亲运动的非周期性运动分量中分开。由于其较低的频率成分，通过高通滤波可分开的母亲的呼吸可从其它响应中被分开。然而，由于它们的相似性，母亲和胎儿的心脏运动分量典型地不可能仅仅基于频率信息而被彼此分开。因此，来自单个传感器的点测量不适合于分开这些心脏运动的分量。存在其它这样的情形，即其中可理想地是在强得多的非生理信号存在下探测且监视弱的生理信号。例如，医疗设备或机械装置可产生可以遮掩较弱生理信号如心脏运动的显著振动。在这种情况下，心脏运动和非生理振动可以被混淆，从而使通过利用来自单个传感器的点测量而对生理信号的探测和监视不切实际。因此，存在对用于在较强生理及非生理信号存在下探测且监视弱的生理信号如胎儿心脏运动的改进技术的需求。为了提出在至今的公知系统中的缺陷，存在对这样的技术的特定需求，此技术可以以直接方式被应用，以允许相对弱的信号组从与其它生理信号或与非生理信号相联系的相对较强信号中被鉴别出来。通过多个传感器所获得的数据点首先典型地通过在数据收集之前所施加的校准例行程序被加以同步，以便由每个传感器所获得的相应数据点彼此在时间上相对应。一旦获取了同步，则对于每个时间点应该存在多个数据点。然后这些多个数据点可被用来求解说明所探测的运动分量的联立方程，从而允许对包括将典型地被遮掩的那些较弱信号在内的所有生理信号的鉴别。联立方程可由通过使用多个数据组(包括张量分析)而典型地被用来求解多个方程的任何装置来求解。由此本技术允许使用运动敏感探测器阵列或组并且允许在与强得多的运动相联系的运动分量存在下将与相对弱的运动相联系的运动分量加以鉴别。根据本技术的一个方面，提供一种用于监视胎儿心脏运动的方法。运动传感设备被放置在怀孕妇女的腹部上或附近，且然后将其校准以确定每个运动传感器的同步调节。然后每个运动传感器收集数据组，且通过使用从前所获得的每个运动传感器的同步调节，此数据组被同步。然后被同步的数据组被用来求解其中变量之一代表胎儿心脏运动的联立方程组。根据本技术的另一方面，提供一种用于监视胎儿心脏运动的方法。运动传感设备被放置在怀孕妇女的腹部上或附近。每个运动传感设备收集运动数据组并且然后所述组被同步。然后被同步的运动数据组被用来求解联立方程组，每个运动传感设备存在一个方程，由此确定了数据组的胎儿心脏运动分量。根据本技术的另一方面，提供一种用于监视胎儿心脏运动的方法。所述系统包括一个传感器阵列，所述传感器阵列拥有运动敏感设备以及接收来自每个运动敏感设备的信号的信号采集电路。每个信号描述由运动敏感设备所探测的组合运动。所述系统还包括从信号采集电路接收信号的信号分析电路。所述信号分析电路使信号同步，且随后使用被同步的信号来求解联立方程组，所述联立方程组中的一个变量是所探测组合运动的胎儿心脏分量。根据本专利技术的另一方面，提供一个用于监视胎儿心脏运动的电路。所述生理监视电路确定归因于胎儿心脏运动的组合运动数据的分量。通过利用多个被同步的运动数据组来求解一联立方程组，胎儿的心脏运动分量被加以确定，其中被同步的运动数据组数量等于联立方程的数量。根据本技术的另一方面，提供一种用于监视胎儿心脏运动的方法。所述系统包括一个传感器阵列，所述传感器阵列拥有运动敏感设备以及从每个运动敏感设备接收信号的信号采集电路。每个信号描述由运动敏感设备所探测的组合运动。所述系统还包括从信号采集电路接收信号的信号分析电路。所述信号分析电路还拥有用于使信号同步的装置，以及通过使用被同步的信号用于求解联立方程组的装置，联立方程组中的一个变量是所探测的组合运动的胎儿心脏分量。图4是由多个传感器所收集的生理运动数据点的同步读出图5是所探测的生理运动的合成读出；图6是图5中所显示合成的单独运动分量的读出；图7是实施本监视技术某一方面的运动探测系统的示意性表示；图8是所探测运动的合成读出；图9是图8中所显示合成的单独运动分量的读出。信号采集电路12借助于传感器阵列24从病人22获得数据点，所述传感器阵列包括至少一个以及典型地三个或四个运动传感器。所需要的传感器数量最终由待被识别的信号数量以及为标识所感兴趣的信号所需的信息的量和类型来确定。在多个传感器被采用的情况下，传感器阵列24的传感器被典型地隔开，且典型地为能够探测内部生理运动，如心跳的类型。典型地，在需要胎儿心脏运动测量的情况下，传感器阵列24被放置在母亲的腹部，在此她被描述成病人22。如果生理信号要被探测且被监视，则传感器阵列24可被配置成一个垫，在所述垫内传感器被嵌入或相反被预先安排，以使它们的相对位置被固定。然而，在需要的情况下，传感器阵列24还可包括在线导联(wire lead)上、可由操作者定位的未被固定传感器。不管传感器阵列24是否被配置有固定的或是未固定的传感器布置，传感器导联(lead)在接合处26被聚集且因此所收集的数据借助于连接线28被传递到信号采集电路12。然后由信号采集电路12所接收的数据被发送到其中将出现数据同步的信号分析电路14。同步步骤确定事件出现与由传感器对那个事件的识别之间的延迟。这个延迟可被用来比较传感器校准系数。传感器校准系数还可补偿信号强度，以便于各种信号以等强出现。然后来自每个传感器的输出通过相应传感器的校准系数来调节，以使各种输出信号的时序和强度同步。虽然传感器和事件之间的距离构成那个传感器校准系数的重要方面，但是干涉生理结构，即骨骼和器官还可对所述系数起作用。信号分析电路14还包括这样的电路或程序，其利用被同步的数据来求解联立方程系统，以便于所采集的数据组可被分解成其组成分量。特别地，在用于探测胎儿心搏的示范性实施中，对于每个传感器，在任何时间瞬间t，所探测的信号S由下述方程来定义(1)S(t)＝(a)(MR(t))+(b)(MH(t))+(c)(FH(t))+(d)(OT(t))其中a、b、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：G·B·阿维纳斯，C·布尔克斯，
申请(专利权)人：GE医疗系统信息技术公司，
类型：发明
国别省市：