生理测量设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种包括多个输入信道(23)和信号组合器(31)的生理测量设备(11)，所述输入信道中的至少两个包括数字部分，所述数字部分被配置为对表示存在于分配给相应信道的电极(13)处的模拟信号(e1、e2)的数字信号(d1、d2)进行处理，所述信号组合器(31)被配置为根据至少两个经处理的数字信号(df1、df2)计算至少一个向量信号(x)。为了实现改进的共模干扰减轻，提出了至少一个输入信道(23)的所述数字部分包括数字滤波器(29)和处理器(33)，所述数字滤波器被配置为基于滤波器系数(G1、G2)的集合对所述数字信号(d1、d2)进行滤波，并且所述处理器(33)被配置为基于所述向量信号(x1)来计算所述滤波器系数的集合(G1、G2)。)。)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生理测量设备和方法


[0001]本专利技术涉及生理测量设备和相应的方法。这样的设备可以包括多个输入信道和信号组合器，所述输入信道中的至少一个包括数字部分，所述数字部分被配置为对表示存在于分配给相应信道的电极处的模拟信号的至少一个数字信号进行处理，所述信号组合器被配置为根据至少两个经处理的数字信号来计算至少一个向量信号。

技术介绍

[0002]上述设备的组合器将至少经处理的数字信号组合成向量信号，使得存在于经处理的数字信号中的共模干扰被减轻。
[0003]当执行诸如心电图(ECG)、脑电图(EEG)、肌电图(EMG)的电生理测量时的已知问题是，由于部件公差、不同的外部电缆和皮肤
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电极界面的电特性等，每个电极的信号路径具有略微不同的传递函数。因此，共模信号可以仅被部分地抵消。
[0004]公开的专利申请DE102014214994A1描述了一种包括模拟可变阻抗元件(诸如RC电路)的差分电压测量系统，可以出于测量系统的两个输入的阻抗匹配的目的而控制所述模拟可变阻抗元件。此外，提出了这种阻抗匹配方法与右腿驱动(RLD)技术的组合以进一步减少共模干扰。
[0005]EP3372148A1公开了用于减少由生理测量设备(诸如心电图设备)发送的信号的干扰的系统、方法和装置。生理测量设备可以采用使用系数来减小生理测量设备的响应信号之间的时域差异的滤波器。可以在校准过程期间导出系数，其中，向生理测量设备的每个信道提供用于识别具有最慢或最延迟响应的信道的测试信号。此后，当从使用系数滤波的响应信号编译监测信号时，响应信号之间的计时差异将不会导致监测信号的失真，从而致使监测信号对于测量目的更准确。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供允许改进的共模干扰减轻的生理测量设备、生理测量方法和相应的计算机程序产品。此外，在不损害共模干扰减轻的有效性的情况下，信号采集前端的成本有效的实施应当是可能的。
[0007]在本专利技术的第一方面中，提出了一种生理测量设备，所述生理测量设备包括多个输入信道和信号组合器，所述输入信道中的至少两个包括数字部分，所述数字部分被配置为对表示存在于分配给相应信道的电极处的模拟信号的数字信号进行处理，所述信号组合器被配置为根据至少两个经处理的数字信号来计算至少一个向量信号，其中，至少一个输入信道的所述数字部分(优选地多个输入信道中的每个输入信道)包括数字滤波器和处理器，所述数字滤波器被配置为基于滤波器系数的集合来对所述数字信号进行滤波，所述处理器被配置用于基于所述向量信号来计算所述滤波器系数的集合。
[0008]在本专利技术的其他方面中，提供了一种对应的方法、一种计算机程序以及一种非瞬态计算机可读记录介质，所述计算机程序包括程序代码单元，所述程序代码单元用于当所
述计算机程序在计算机上执行时使所述计算机执行本文公开的方法的步骤，所述非瞬态计算机可读记录介质在其中存储有计算机程序产品，所述计算机程序产品当由处理器执行时使得本文公开的方法被执行。
[0009]在从属权利要求中限定了本专利技术的优选实施例。应当理解，请求保护的设备、方法、计算机程序和介质与请求保护的并且如特别是在从属权利要求中定义并且在本文中公开的系统具有相似和/或相同的优选实施例。
[0010]本专利技术基于以下构思：向量信号的性质可以被考虑用于适配测量设备的信道的数字滤波器，而不是聚焦于信道特异性性质(如阻抗)。通过基于向量信号的性质来适配一个信道的至少一个数字滤波器的系数的集合，可以特别好地减轻共模干扰。因此，操作测量设备的医学人员将看到具有更少干扰噪声的更清晰的测量曲线(例如，EEG或ECG曲线)。
[0011]数字滤波的使用允许补偿不同信道的数字信号之间的时间偏差。这种时间偏差可能由成本有效的模数转换器(ADC)架构引入，该架构使用单个ADC来随后数字化与不同信道相关的多个模拟信号。换句话说，要求保护的本专利技术允许实施成本有效的信号采集前端，而不损害共模抑制有效性。要求保护的设备、方法和程序如此有效地操作，以至于不需要RLD技术或类似方法从而存档良好的测量结果。
[0012]在示例性实施方式中，计算滤波器系数的集合可以基于未滤波的数字信号或其样本。
[0013]此外，计算滤波器系数的集合可以基于滤波器系数的当前集合。当基于未滤波的数字信号和滤波器系数的当前集合计算用于一个或多个数字滤波器的滤波器系数的一个或多个新集合时。可以执行改进步骤以调整当前使用的滤波器系数。可以在测量设备的正常操作期间(例如，在采集患者的ECG、EEG或EMG曲线期间)执行该改进步骤。不需要单独校准或使用特殊测量信号。
[0014]优选地，对数字信号的每个新的可用样本或对数字信号的多个后续样本的块重复执行计算滤波器系数的集合。在测量设备的操作期间，当不断调整滤波器系数时，共模抑制行为将因此逐渐改善。
[0015]改善步骤可以例如包括优化运行。换句话说，计算滤波器系数的集合可以包括执行优化步骤，该度量构成目标函数，并且滤波器系数的集合构成目标函数的输入变量。尽管本文描述的示例主要使用要最小化的代价函数(目标函数因此可以是代价函数)，但是可以应用其他类型的目标函数，例如需要被最大化的效用函数。
[0016]专利技术人已经认识到，度量(特别是统计度量)可以描述允许在期望的生理测量信号与共模干扰之间进行区分的向量信号的特征。为了允许改进的将期望信号和共模干扰彼此区分，目标函数可以包括多个度量的加权和。
[0017]为了从优化解空间中排除不期望的数字滤波器配置，在特定实施方式中，执行优化步骤可以经受与滤波器系数的特定集合相关的至少一个约束。这种约束可以包括至少一个等式约束和/或至少一个不等式约束。
[0018]为了避免其中例如共模干扰由数字滤波器滤波而不是由信号组合器消除的解决方案，优化步骤可以经受与表征滤波器系数的两个不同集合的相似性的相似性度量有关的至少一个约束。
[0019]作为与相似性度量相关的约束的替代或补充，目标函数可以包括表征滤波器系数
的两个不同集合的相似性的相似性度量。
[0020]优选地，处理器可以被配置为根据经滤波的数字信号来计算多个向量信号，其中，一个信道的数字部分包括至多一个数字滤波器。因此，个体数字滤波器特定于一个信道，但不一定特定于某个向量信号。
[0021]在示例性实施方式中，处理器被配置为从后端接收指示，并且基于所接收的指示来确定至少一个度量和/或目标函数。后端可以是测量设备的一部分或包括在单独的设备中。该指示允许使测量设备适应于可以由后端自动检测和/或由后端基于人类用户输入确定的特殊测量情况。这种适应可以包括基于设置的多个度量来选择目标函数和/或构成目标函数。具体地，可以基于指示来确定多个度量的权重和的权重。
[0022]例如，信号组合器可以被配置为根据另一向量信号(x3)计算向量信号。在ECG应用中，另一向量信号可以对应于威尔逊中心终端(WCT)。根据另一向量信号计算的至少一个向量信号可以对应于与胸部电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种生理测量设备(11)，包括：多个输入信道(23)，所述输入信道中的至少两个输入信道包括数字部分，所述数字部分被配置为对表示存在于被分配给相应信道的电极(13)处的模拟信号(e1、e2)的数字信号(d1、d2)进行处理，以及信号组合器(31)，其被配置为根据至少两个经处理的数字信号(df1、df2)来计算至少一个向量信号(x)，其中，至少一个输入信道(23)的所述数字部分包括：数字滤波器(29)，其被配置为基于滤波器系数(G1、G2)的集合对所述数字信号(d1、d2)进行滤波，以及处理器(33)，其被配置为基于所述向量信号(x1)来计算滤波器系数(G1、G2)的所述集合。2.根据权利要求1所述的设备(11)，其中，计算滤波器系数的所述集合包括计算(49)所述向量信号(x)的后续时域样本的块的至少一个度量，优选地统计度量。3.根据权利要求1或2所述的设备(11)，其中，计算滤波器系数(G1、G2)的所述集合还基于未滤波的数字信号(d1、d2)。4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(11)，其中，计算滤波器系数的所述集合还基于滤波器系数(G1、G2)的当前集合，并且其中，计算滤波器系数(G1、G2)的所述集合是针对所述数字信号(d1、d2)的每个新可用样本或针对所述数字信号(d1、d2)的多个后续样本的块重复执行的。5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备(11)，其中，计算滤波器系数(G1、G2)的所述集合包括执行(53)优化步骤，所述度量构成目标函数(CF)，并且滤波器系数(G1、G2)的所述集合构成所述目标函数的输入变量。6.根据权利要求5所述的设备(11)，其中，所述目标函数(CF)包括多个度量(CF
K
)的加权和。7.根据权利要求5或6所述的设备(11)，其中，执行(53)所述优化步骤经受与滤波器系数(G1、G2)的特定集合有关的至少一个约束，特别是包括至少一个等式约束和/或至少一个不等式约束的约束。8.根据权利要求5至7中的任一项所述的设备(11)，其中，执行(53)所述优化步骤经受与相似性度量有关的至少一个约...

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