【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及健康监测领域。本专利技术具体地涉及一种用于确定受试者的心脏或呼吸活动的方法，并且涉及一种相关联的系统。
技术介绍
1、心脏和呼吸活动信息是健康和保健的重要指标。这种指标可以用于人们的疾病检测、自我健康监测、远程医疗、压力水平监测、驾驶注意力水平监测，或者用于其他应用，如运动指导、视频游戏。
2、心震描记法(scg)是一种测量由心脏跳动产生的胸部振动的技术，其使用加速度计来记录这些振动。与心电图相比，scg提供每次心跳中的心脏事件的详细信息。图1示出了scg测量与对应的心电图之间的比较。可以看出，scg测量提供了心脏活动的更准确的细节。
3、陀螺心动描记法(gcg)是一种用于采集和分析与心脏活动相关联的胸部角速度变化的较新的非侵入性技术。
4、scg技术和gcg技术两者的结合允许获得更高准确度的测量结果。
5、通常，scg/gcg测量传感器是由mems(微机电系统)加速度计和在胸骨上靠近心脏放置的陀螺仪构成的惯性测量单元。受试者处于仰卧位，或者测量传感器附接到皮肤。
6、所获得的测量结果也可以用于估计受试者的呼吸率、呼吸量和呼吸时相，如国际申请wo 2020/037391中所述。
7、智能手表中的光学心跳传感器使用称为光电容积描记法的技术。这项技术使用绿色led灯与光敏光电二极管来检测在任何给定时刻流经手腕的血液量。心跳对应于手腕中血液流动的较大绿光吸收。然而，这项技术很耗电，需要空间，并且难以机械集成。此外，用于光电容积描记法的传感器专门用于测
8、因此，目前不存在对受试者的心脏和呼吸活动进行低功率、更小空间的连续监测的解决方案。
技术实现思路
1、在该上下文中，本专利技术提出了一种用于确定受试者的心脏或呼吸活动的方法，所述方法包括：在至少一段时间内测量并记录至少与所述受试者的头部配戴的附件的运动学特性或位置相关的样本测量结果的步骤，以及处理这些样本测量结果以确定所述心脏或呼吸活动的步骤。
2、因此，根据本专利技术的方法旨在提供以非约束、永久或半永久的方式测量受试者的心脏和呼吸活动的解决方案。
3、另外，与经典的scg/gcg测量相比，本专利技术呈现了不明显的优点，即传感器不必放置成与受试者的身体直接接触并靠近心脏。在本专利技术中，受试者的身体与附件之间不需要紧密的机械接口。因此，本专利技术克服了现有技术的偏见，根据现有技术的偏见，scg/gcg测量必须通过传感器与受试者身体的接触来进行。
4、附件设置有至少一个运动位移传感器，如加速度计或陀螺仪，以用于测量所述受试者的头部的所述运动学特性或位置。
5、因此，根据本专利技术的方法使用更小空间的非侵入性硬件。
6、附件优选地选自以下各项：眼镜框、眼镜附加组件、眼镜夹、眼镜架带绳、头戴式耳机、耳机、珠宝。
7、处理有利地以嵌入式方式执行或在远程主机上执行。
8、本专利技术进一步提出了一种用于确定受试者的心脏或呼吸活动的系统，所述系统包括附件，所述附件被配置为由所述受试者的头部配戴，并且所述附件设置有：测量单元，所述测量单元包括至少一个运动位移传感器，如加速度计或陀螺仪，并且传递至少报告所述附件的位置或速度或转度或加速度的至少一个测量信号；以及处理单元，所述处理单元被编程为实施以下步骤：
9、-a)在至少一段时间内接收并记录来自测量单元的至少一个测量信号，以获得样本测量结果，
10、-b)处理形成至少一个所记录的信号的所述样本测量结果，以用于确定心脏或呼吸活动。
11、根据本专利技术的用于确定受试者的心脏或呼吸活动的系统的其他有利和非限制性特征是：
12、-附件选自以下各项：眼镜框、眼镜附加组件、眼镜夹、眼镜架带绳、头戴式耳机、耳机、珠宝；
13、-处理单元进一步被编程为在记录至少一个测量信号之前实施以下步骤：
14、-确定来自测量单元的样本测量结果是否满足触发条件，
15、-在满足触发条件的情况下，增加测量单元的采样率、采样持续时间和灵敏度，
16、-触发对至少一个测量信号的记录，
17、其中，记录至少一个测量信号是在用于获得形成至少一个所记录的信号的所述样本测量结果的所述至少一段时间内所包括的时隙上执行的；
18、-步骤b)包括具有以下步骤的预处理阶段：
19、-将样本测量结果的时间戳转换成选定的时间单位，
20、-对所述至少一个所记录的信号的采样频率进行下采样以获得至少一个经下采样的信号，
21、-对所述至少一个经下采样的信号应用至少一个窗口函数以获得至少一个窗口化信号，
22、-在所述至少一个窗口化信号中选择至少一个选定的窗口化信号，
23、-通过在所述至少一个选定的窗口化信号中搜索峰值来估计所述至少一个选定的窗口化信号的质量；
24、-当在质量评估步骤期间发现峰值时，所述预处理阶段进一步包括由降低所述至少一个选定的窗口化信号中的噪声以获得至少一个纯净信号构成的步骤；
25、-步骤b)包括在所述预处理阶段之后：
26、-对所述至少一个纯净信号应用第一带通滤波器、希尔伯特变换、包络分析以及线性调频z变换或数值傅里叶变换，以获得至少一个第一功率谱密度函数，
27、-识别所述至少一个第一功率谱密度函数中的第一谱峰，
28、-根据所述第一谱峰评估受试者的心率；
29、-步骤b)包括在所述预处理阶段之后：
30、-对所述至少一个纯净信号应用第二带通滤波器以及线性调频z变换或数字傅里叶变换，以获得至少一个第二功率谱密度函数，
31、-识别所述至少一个第二功率谱密度函数中的第二谱峰，
32、-根据所述第二谱峰评估受试者的呼吸率；
33、-当测量单元包括至少一个加速度计和至少一个陀螺仪时，所述至少一个第一谱密度函数包括源自由所述至少一个加速度计传递的测量信号的第一加速度计功率谱密度函数、以及源自由所述至少一个陀螺仪传递的测量信号的第一陀螺仪功率谱密度函数；
34、-识别第一谱峰包括识别所述第一加速度计功率谱密度函数中的加速度计谱峰和所述第一陀螺仪功率谱密度函数中的陀螺仪谱峰，并且评估受试者的心率包括将一个选定的加速度计谱峰的第一相对带功率与一个选定的陀螺仪峰值的第二相对带功率进行比较；
35、-当测量单元包括至少一个加速度计和至少一个陀螺仪时，所述至少一个加速度计被配置为测量沿三个正交轴线的时间加速度信号，并且所述至少一个陀螺仪被配置为测量沿三个正交轴线的时间角转速信号，步骤b)包括在预处理阶段之后对所述时间加速度信号和所述时间角转速信号实施主成分分析，以便评估所述受试者的心率和所述受试者的呼吸率；
36、-步骤b)进一步包括：
37、-处理所述至少一个第一功率谱密度信号以获得至少本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于确定受试者的心脏或呼吸活动的方法，所述方法包括：在至少一段时间内测量并记录至少与所述受试者的头部配戴的附件(2)的运动学特性或位置相关的样本测量结果的步骤，以及处理这些样本测量结果以确定所述心脏或呼吸活动的步骤，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述附件(2)设置有至少一个运动传感器，如加速度计(31)或陀螺仪(32)，以用于测量所述受试者的头部的所述运动学特性或位置。
3.根据权利要求1至2之一所述的方法，其中，所述处理以嵌入式方式执行或在远程主机上执行。
4.一种用于确定受试者的心脏或呼吸活动的系统(1)，所述系统(1)包括附件(2)，所述附件被配置为由所述受试者的头部配戴，并且所述附件设置有：测量单元(3)，所述测量单元包括至少一个运动传感器，如加速度计(31)或陀螺仪(32)，并且传递至少报告所述附件(2)的位置或速度或转速或加速度的至少一个测量信号；以及处理单元(4)，所述处理单元被编程为实施以下步骤：
5.根据权利要求4所述的系统(1)，其中，所述附件(2)选自以下各项：眼镜框、眼镜附加组件、眼镜夹、眼镜
6.根据权利要求4或权利要求5所述的系统(1)，其中，所述处理单元(4)进一步被编程为在记录所述至少一个测量信号之前实施以下步骤：
7.根据权利要求4至6中任一项所述的系统(1)，其中，当在所述质量评估步骤期间发现峰值时，所述预处理阶段进一步包括由降低所述至少一个选定的窗口化信号中的噪声以获得至少一个纯净信号构成的步骤。
8.根据权利要求7所述的系统(1)，其中，步骤b)包括在所述预处理阶段之后：
9.根据权利要求7所述的系统(1)，其中，步骤b)包括在所述预处理阶段之后：
10.根据权利要求8所述的系统(1)，其中，所述测量单元(3)包括至少一个加速度计(31)和至少一个陀螺仪(32)，并且其中，所述至少一个第一谱密度函数包括源自由所述至少一个加速度计(31)传递的测量信号的第一加速度计功率谱密度函数(DSPA1)、以及源自由所述至少一个陀螺仪(32)传递的测量信号的第一陀螺仪功率谱密度函数(DSPG1)。
11.根据权利要求10所述的系统(1)，其中：
12.根据权利要求7所述的系统(1)，其中，所述测量单元(3)包括至少一个加速度计(31)和至少一个陀螺仪(32)，所述至少一个加速度计(31)被配置为测量沿三个正交轴线的时间加速度信号ax(t)、ay(t)和az(t)，并且所述至少一个陀螺仪(32)被配置为测量沿三个正交轴线的时间角转速信号gx(t)、gy(t)和gz(t)，其中，步骤b)包括在所述预处理阶段之后对所述时间加速度信号ax(t)、ay(t)和az(t)以及所述时间角转速信号gx(t)、gy(t)和gz(t)实施主成分分析，以便评估所述受试者的心率(RH)和所述受试者的呼吸率(RR)。
13.根据权利要求8所述的系统(1)，其中，步骤b)进一步包括：
14.根据权利要求9所述的系统，其中，步骤b)进一步包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于确定受试者的心脏或呼吸活动的方法，所述方法包括：在至少一段时间内测量并记录至少与所述受试者的头部配戴的附件(2)的运动学特性或位置相关的样本测量结果的步骤，以及处理这些样本测量结果以确定所述心脏或呼吸活动的步骤，
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述附件(2)设置有至少一个运动传感器，如加速度计(31)或陀螺仪(32)，以用于测量所述受试者的头部的所述运动学特性或位置。
3.根据权利要求1至2之一所述的方法，其中，所述处理以嵌入式方式执行或在远程主机上执行。
4.一种用于确定受试者的心脏或呼吸活动的系统(1)，所述系统(1)包括附件(2)，所述附件被配置为由所述受试者的头部配戴，并且所述附件设置有：测量单元(3)，所述测量单元包括至少一个运动传感器，如加速度计(31)或陀螺仪(32)，并且传递至少报告所述附件(2)的位置或速度或转速或加速度的至少一个测量信号；以及处理单元(4)，所述处理单元被编程为实施以下步骤：
5.根据权利要求4所述的系统(1)，其中，所述附件(2)选自以下各项：眼镜框、眼镜附加组件、眼镜夹、眼镜架带绳、头戴式耳机、耳机、珠宝。
6.根据权利要求4或权利要求5所述的系统(1)，其中，所述处理单元(4)进一步被编程为在记录所述至少一个测量信号之前实施以下步骤：
7.根据权利要求4至6中任一项所述的系统(1)，其中，当在所述质量评估步骤期间发现峰值时，所述预处理阶段进一步包括由降低所述至少一个选定的窗口化信号中的噪声以获...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·吉尔，B·阿米尔，J·沙尔勒，
申请(专利权)人：依视路国际公司，
类型：发明
国别省市：
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