语音控制的健康监测系统和方法技术方案

描述了用于对受试者进行语音控制的或能够使用语音的健康监测的系统和方法。一种设备包括：被配置成支撑受试者的基板；被配置成捕获关于受试者的声学信号和力信号的多个非接触传感器；被配置成与受试者通信的音频接口；以及与多个传感器和音频接口连接的处理器。该处理器被配置成从声学信号和力信号中的一个或更多个确定生物信号，以监测受试者的健康状态，并检测声学信号中语音的存在。该音频接口被配置成基于由于受试者的健康状态而需要的动作和检测到的语音中的口头命令中的至少一个，与受试者或关联于受试者的实体中的至少一个交互地通信。个交互地通信。个交互地通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】语音控制的健康监测系统和方法


[0001]本公开涉及用于对受试者进行健康监测的系统和方法。
[0002]背景
[0003]能够使用语音的技术以其方便和简单的可访问性成为与消费者电子设备交互的标准方法，实现更高效和更快速的操作。语音技术在医学上的应用主要局限于护理清单、恐慌呼叫和再配药(prescription refills)。这主要是由于这些能够使用语音的设备不具备直接测量和监测受试者生理参数的能力。与持续性状况不同，突然或间歇发作的阵发性状况需要一种可以立即持续使用的家庭筛查解决方案，并需要一种简单的方式，诸如语音来启动健康检查。此外，许多人处于卧床不起或生活在健康状况不佳的情况下。这些人有跌倒或经历突发健康事件的风险，诸如呼吸暂停、压力、溃疡、心房颤动或心脏病发作。如果该人独自居住，则没有人注意到早期警报、观察情况或呼救。
[0004]概述
[0005]本文公开了用于受试者的语音控制的或能够使用语音的健康监测的系统和方法的实现。
[0006]在实现中，一种设备包括：被配置成支撑受试者的基板；被配置成捕获关于受试者的声学信号和力信号的多个非接触传感器；被配置成与受试者通信的音频接口；以及与多个传感器和音频接口连接的处理器。该处理器被配置成从声学信号和力信号中的一个或更多个确定生物信号，以监测受试者的健康状态，并检测声学信号中语音的存在。该音频接口被配置成基于由于受试者的健康状态而需要的动作和检测到的语音中的口头命令中的至少一个，与受试者或关联于受试者的实体中的至少一个交互地通信。
[0007]附图简述
[0008]当结合附图阅读时，从下面的详细描述可以最好地理解本公开。强调的是，根据通常的做法，附图的各种特征不是按比例绘制的。相反，为了清楚起见，各种特征的尺寸被任意扩展或减小。
[0009]图1是一种用于语音控制的健康监测系统的系统架构。
[0010]图2A
‑
图2J是传感器放置和配置的图示。
[0011]图3是用于获取传感器数据的处理流水线。
[0012]图4是用于分析力传感器数据的处理流水线。
[0013]图5是用于分析来自音频传感器的音频传感器数据的处理流水线。
[0014]图6是用于使用具有语音能力的设备来分析音频传感器数据的处理流水线。
[0015]图7是用于识别语音的处理流水线。
[0016]图8是用于睡眠呼吸障碍(SDB)检测和响应的处理流水线。
[0017]详细描述
[0018]本文公开了用于受试者的语音控制的或能够使用语音的健康监测的系统和方法的实现。该系统和方法可以用于被动地和连续地监测受试者的健康并与受试者进行口头交互以启动健康检查、提供关于受试者健康状态的信息或执行诸如记录与健康相关的事件或
呼叫紧急服务的动作。受试者的健康和安乐可以使用与受试者口头交互的系统来监测。示例是睡眠监测、心脏监测、呼吸监测、运动监测和睡眠呼吸障碍监测。受试者可以使用他/她的语音与系统交互，以请求由系统执行动作或者获得关于受试者健康状态的信息。该系统可以被用于在受试者无法胜任或丧失能力的情况下响应受试者伙伴的命令。
[0019]该系统和方法使用一个或更多个非接触传感器，诸如音频或声学传感器、加速度计、压力传感器、负载传感器、重量传感器、力传感器、运动传感器或振动传感器来捕获声音(语音和呼吸障碍)以及身体的机械振动(心脏和肺的运动和生理移动)，并将其转换为用于筛查和识别健康状态和疾病状况的生物信号信息。
[0020]在实现中，系统包括放置在受试者附近以记录声学信号的一个或更多个麦克风或音频传感器、放置在受试者附近以回放音频的一个或更多个扬声器、使用一个或更多个非接触传感器(诸如加速度计、压力传感器、负载传感器、重量传感器、力传感器、运动传感器或振动传感器)以记录身体的机械振动的生理测量系统、语音识别系统、语音合成器以及处理器，该处理器被配置成记录受试者的音频和生物信号，处理它们，检测受试者的语音，处理受试者的语音，并启动对受试者的语音的响应。在实现中，一个或更多个麦克风或音频传感器和一个或更多个非接触传感器可以放置在基板(诸如床、沙发、椅子、检查台(exam table)、地板等)下方，或者被内置到基板中。例如，一个或更多个麦克风或音频传感器和一个或更多个非接触传感器可以被放置或定位在控制箱、腿、床架、床头板或墙壁的内部、下方，或者附接到控制箱、腿、床架、床头板或墙壁。在实现中，处理器可以在设备(控制箱)中或在计算平台(云)中。
[0021]在实现中，处理器被配置成使用一个或更多个非接触传感器，诸如加速度计、压力传感器、负载传感器、重量传感器、力传感器、运动传感器或振动传感器来记录身体的机械力和振动，包括心脏和肺的运动和生理移动。处理器进一步增强这些数据以执行心脏分析(包括确定心率、心跳计时、变异性和心跳形态以及它们从基线或范围的对应变化)、呼吸分析(包括确定呼吸频率、呼吸阶段、深度、计时和变异性、以及呼吸形态以及它们从基线或范围的对应变化)以及运动分析(包括确定移动幅度、时间、周期性和模式以及它们从基线或范围的对应变化)。处理器被配置成记录声学信息，过滤掉不想要的干扰，并增强声学信息以用于分析确定。
[0022]例如，处理器可以使用增强的声学信息来识别睡眠呼吸障碍。然后，处理器可以确定对检测到的睡眠呼吸障碍的适当响应，诸如通过改变床(例如，坚固性)或卧室(例如，照明)的可调节特征，或者播放声音以使睡眠者改变位置或转换到较轻的睡眠状态，并因此帮助停止、减少或改变呼吸障碍。例如，处理器可以使用增强的声学信息将不规则的肺或身体移动与肺或身体声音相关联。喘息或其他不正常的声音就是一个例子。例如，处理器可以使用增强的声学信息来检测语音是否已经被启动。处理器将音频流与电子命令的字典进行比较，以丢弃不相关的对话，并确定与系统交互的口头命令是否已经启动。
[0023]在实现中，处理器被配置成处理语音识别。例如，处理器可以执行语音识别。这可以包括检测触发(例如，预置的关键词或短语)和确定上下文。例如，关键词可以是“Afib”，用于触发注释(标记)心脏记录或生成警报。例如，处理器可以通过API与其他负责识别和合成语音的具有语音能力的设备(诸如和)进行通信。
[0024]在实现中，处理器被配置成对所识别的语音进行分类并启动响应。响应可以是开
始与受试者的交互式会话(例如，回放音调或播放合成语音)或执行响应动作(例如，打开/关闭家庭自动化功能，用健康状态标记对数据进行标记以用于受试者或受试者的医生的未来访问，或者呼叫紧急服务)。该响应还可以包括与连接到家庭自动化系统或通知系统的其他具有语音能力的设备通信。该系统还可以被用于基于分析创建事件，该事件可以是被发送到云中用于危急状况的可听音调或消息。
[0025]传感器通过有线、无线地或光学地连接到处理器，处理器可能在互联网上并运行人工智能软件。可以用本地存在的处理器来本地分析来自传感器的信号，或者可以通过有线或其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：基板，其被配置成支撑受试者；多个非接触传感器，其被配置成捕获关于所述受试者的声学信号和力信号；音频接口，其被配置成与所述受试者通信；处理器，其与所述多个传感器和所述音频接口连接，所述处理器被配置成：从所述声学信号和所述力信号中的一个或更多个确定生物信号以监测所述受试者的健康状态；以及检测所述声学信号中语音的存在；并且所述音频接口被配置成基于由于所述受试者的健康状态而需要的动作和检测到的语音中的口头命令中的至少一个，与所述受试者或关联于所述受试者的实体中的至少一个交互地通信。2.根据权利要求1所述的设备，所述处理器还被配置成通过以下至少一项来加密数字化声学信号：将所述数字化声学信号滤波到较低和较窄的频率，使用掩模模板或加密密钥掩蔽所述数字化声学信号，以及使用数学公式变换所述数字化声学信号。3.根据权利要求1所述的设备，所述处理器还被配置成：将所述声学信号与电子命令的字典进行比较，以丢弃不相关的对话；确定所述口头命令的存在；在确定了所述口头命令时识别语音的上下文；以及执行以下中的至少一项：基于所述口头命令和所述语音的上下文，经由所述音频接口发起与所述受试者或另一实体中的至少一个的交互式会话；以及基于所述口头命令和所述语音的上下文确定响应动作。4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述音频接口还被配置成识别并响应来自所指定的个人的声音命令。5.根据权利要求1所述的设备，所述处理器还被配置成：将所述声学信号与电子命令的字典进行比较，以丢弃不相关的对话；确定所述口头命令的存在；分析所述声学信号，以在未能检测到所述口头命令时检测呼吸失调；以及确定对于检测到睡眠呼吸障碍(SDB)的响应动作。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述多个非接触传感器被配置成从受试者相对于所述基板的动作中捕获力信号，所述处理器还被配置成基于所述力信号执行心脏分析、呼吸分析和运动分析中的至少一个以确定所述受试者的健康状态。7.根据权利要求6所述的设备，在执行呼吸失调分析以确定受试者的健康状态时，所述处理器还被配置成：基于一个或更多个相似性度量融合所述力信号和所述声学信号以生成融合信号；使用所述融合信号、所述力信号和所述声学信号检测睡眠呼吸障碍(SDB)；以及确定对于检测到所述SDB的响应动作。8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述响应动作是以下中的一个或更多个：可听音调；
可听消息；用于家庭自动化设备的触发；用于语音助理设备的触发；对实体或紧急服务的呼叫；标记数据以用于未来访问；数据库条目；以及健康检查。9.根据权利要求7所述的设备，所述处理器还被配置成确定所述SDB的强度、幅度、持续时间和类型。10.一种系统，包括：具有语音能力的设备，其被配置成与受试者或关联于所述受试者的实体中的至少一个通信；设备，其与所述具有语音能力的设备通信，所述设备包括：基板，其被配置成支撑受试者；多个非接触传感器，其被配置成捕获关于所述受试者的声学信号和来自受试者相对于所述基板的动作的力信号；处理器，其与所述多个传感器和所述音频接口连接，所述处理器被配置成：基于所述力信号和所述声学信号监测受试者的健康状态；以及检测所述声学信号中的口头命令；并且所述具有语音能力的设备被配置成基于由于所述受试者的健康状态而需要的响应动作和所述口头命令的检测中的至少一个与至少所述受试者或所述实体交互地通信。11.根据权利要求10所述的系统，所述处理器还被配置成通过以下至少一项来加密数字化声学信号：将所述数字化声学信号滤波到较低和较窄的频率，使用掩模模板或加密密钥掩蔽所述数字化声学信号，以及使用数学公式变换所述数字化声学信号。12.根据权利要求10所述的系统，所述处理器还被配置成：将所述声学信号与电子命令的字典进行比较，以丢弃不相关的对话；确定所述口头命令的存在；在确定了所述口头命令时识别语音的上下文；以及执行以下中的至少一项：基于所述口头命令和所述语音的上下文，经由所述具有语音能力的设备发起与所述受试者或所述实体中的至少一个的交互式会话；以及基于所述口头命令和所述语音的上下文来确定所述响应动作。13.根据权利要求10所述的系统，其中，所述具有语音能力的设备还被配置成识别和响应来自所指定的个人的声音命令。14.根据权利要求10所述的系统，所述处理器还被配置成：基于所述力信号执行至少呼吸分析；将所述声学信号与电子命令的字典进行比较，以丢弃不相关的对话；确定所述口头命令的存在；在未能检测到所述口头命令时，基于一个或更多个相似性度量将所述力信号和所述声

【专利技术属性】
技术研发人员：奥米德，
申请(专利权)人：UDP实验公司，
类型：发明
国别省市：