【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种生命体征检测系统，其包括被配置为从检查区采集图像帧的相机和用于从所采集的图像导出生命体征信息的信号处理器。
技术介绍
1、对于基于相机的脉搏测量，期望远程ppg的多波长变形(mv-rppg)，因为它提高了鲁棒性并且实现了spo2测量。时间复用对于在不需要相机硬件的任何改变的情况下将如飞利浦mr vitaleye中的单色相机-rppg解决方案转变为mv是有吸引力的。然而，时间复用需要光切换与相机帧采集之间的准确同步。这通常通过触发电缆来实现，但是可能在如mrvitaleye的现有设置中不可用，或不容易安装在如mr vitaleye的现有设置中。
2、远程光电体积描记术(rppg)能够用于基于人类对象的面部的视频流来实时地测量心脏脉搏率甚至当前心脏相位。已经提出了同时使用若干不同波长以生成rppg信号的多波长rppg以改善rppg信号的snr、自动皮肤选择以及该信号相对于环境光和对象运动的变化的鲁棒性。实现多波长rppg的直接方式是使用彩色相机。然而，彩色相机具有固定的rgb颜色。如果使用除了这些rgb颜色之外的波长带的其他组合(例如包括红外(ir)光)，如果设置已经仅由单色相机组成，或如果使用单色相机来节省成本或减小形状因子(紧凑设计)，则可以通过使用单个单色相机和若干光源(每个波长带一个光源)来实现多波长特征。这种方法需要相机的帧采集和光源的切换的准确同步。通常，这通过利用相同的触发信号来触发相机和光源的控制器来实现。然而，这需要到光控制器和相机的快速信号链路。
3、从美国专利申请us2
4、已知的生命体征检测系统利用对象的生命体征的基于相机的测量。值得注意的是，采集并处理视频图像以获得针对感兴趣区域的远程反射光电体积描记图(rppg)。采用信号平均来改善rppg信号的信噪比。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种在生成生命体征信号时更鲁棒的生命体征检测系统。该目的通过根据权利要求1所述的生命体征检测系统来实现。一个技术优点(非限制性示例)是使相机和光源具有快速同步以实现更有效的生命体征检测系统。
2、生命体征检测系统的相机采集来自检查区(特别是被放置在检查区中的要被监测的对象)的图像帧。具有对象的检查区由照明装置照明，所述照明装置被配置为主要照明对象的感兴趣区域，特别是对象的裸露皮肤的区域，使得相机可以以(非镜面)反射从被照明的对象采集图像帧。照明装置可以被配置为膛内照明系统。根据所采集的图像帧，信号处理器导出一个或多个生命体征信号。特别地，对象组织中的血容量的时间变化导致照明光的吸收和反射的变化。因此，可以从图像帧导出时间rppg信号。照明包含时间调制，并且相机帧速率与时间调制同步。这使得信号处理器能够从图像帧中消除基线照明，并且将生命体征(例如，血流)的贡献与图像帧隔离。因此，生命体征信号的动态范围以及因此还有信噪比增加。此外，可以由照明生命体征检测系统所位于的检查室的照明装置生成照明。
3、将参考从属权利要求中限定的实施例进一步阐述本专利技术的这些和其他方面。
4、在生命体征检测系统的优选实施例中，信号处理器可以计算连续图像帧之间的差异。相对于照明的时间调制来选择这些连续的图像帧，使得照明的调制相位在相应的图像帧中是不同的。这允许消除来自图像帧的照明的基线贡献，并且以更高的信噪比保留生命体征信号。
5、在生命体征检测系统的另一优选实施例中，照明系统被认为是生命体征检测系统的部分，并且被配置为发射具有血红蛋白光谱吸收带中的光谱分量的照明。这使得图像帧对由对象组织中的血液在特别是550-600nm的波长范围内的吸收特别敏感。因此，rppg信号大大增强，这是因为照明在血红蛋白的吸收最大值周围包含非常强的光谱分量。该实施例可以结合在磁共振检查系统中，磁共振检查系统的检查区由包括在血红蛋白的最大吸收周围的这种非常强的光谱分量的白光照明。
6、在实际示例中，时间调制频率在20-60hz的范围内。在该范围内，调制频率足够高以覆盖生命体征信号中的时间变化，而由宏观外部原因引起的照明的变化通常处于比数十毫秒慢得多的时间量级。
7、在另一实际示例中，相机的图像帧速率是照明的时间调制的两倍。优选地，相机操作与经调制的照明锁相。在该示例中，在经调制的照明的相反调制相位处采集在时间上相邻的任何一对图像帧；例如，在照明开启时采集一个图像帧，并且在照明关闭时采集一个图像帧。因此，在具有和不具有照明贡献的情况下，由相机采集连续图像。当环境背景被抵消时，连续一对图像之间的差异图像主要包含生命体征贡献。这允许通过每对的图像帧相减来消除基线照明并保留生命体征信息。
8、在另一示例中，生命体征检测系统可以被布置在具有外部环境光的房间中。外部环境光可以具有与环境光被供电的市电频率相关联的固有时间调制频率。选择检查区的照明的时间调制频率等于固有时间调制频率避免了外部环境光与检查区的(附加)照明之间的差拍。例如，生命体征检测系统可以与磁共振检查系统组合或结合，所述磁共振检查系统的磁体膛内的检查区由结合在磁共振检查系统中的膛光照明，并且还由从磁共振检查系统被放置在其中的房间到达检查区的环境光照明。本专利技术的该示例避免了生命体征信号中膛光与来自房间的环境光之间的干扰差拍。
9、在实际实施中，相机帧速率和照明调制的同步被调整为使得图像亮度的调制深度(接近)最大。然后，相机帧速率和照明调制是同相的。
10、相机可以是单色相机，因为仅需要由于照明的不同波长带导致的亮度差异。值得注意的是，同步不需要形成彩色图像。
11、在另一实施例中，生命体征检测系统包括信号分析器，所述信号分析器用于检测连续图像帧之间的图像帧的检测到的亮度的调制深度。照明控制器被配置为生成检查区的照明的波长带调制，并且根据调制深度来同步相机帧速率。图像亮度对于各个波长带是不同的。这是例如由于来自检查区中的对象(例如，要被检查的患者)的吸收和反射的波长依赖性。此外，针对相应波长带的相机的检测灵敏度的波长依赖性可以添加到所采集的图像帧的不同图像亮度。该实施例基于以下见解：调制深度取决于波长调制和相机帧速率的同步。当波长调制和相机帧速率同相时，连续图像帧的图像亮度之间的差异最大。然后，每个个体图像帧与来自一个波长带的照明的图像相关联。当波长调制和相机帧速率异相(或反相)时，则每个个体图像帧的图像亮度实际上是不同波长带上的平均值，并且连续图像帧的图像亮度之间的差异是最小的，或甚至是零。因此，基于波长调制的该实施例基于所采集的图像帧的所采集的流来实现相机帧速率与照明调制的同步。以这种方式，同步是准确的并且以简单的方式实施。特别地，由于到相机和照明控制器的信号引线的不同长度，不需要准确地调整信号传输时间。在简单的实施方式中，照明控制器被配置为计算图像帧的平均亮度值(在每个图像帧的像素上)。例如通过预定数量的图像帧的滑动窗口来计算平均亮度的该时间序列的傅里叶变换。平均亮度值可以从图像帧中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种生命体征检测系统，包括：
2.根据权利要求1所述的生命体征检测系统，其中
3.根据权利要求1所述的生命体征检测系统，包括照明装置，所述照明装置用于对所述检查区进行照明，并且被配置为发射包括血红蛋白的光谱吸收带内的光谱分量的照明。
4.根据权利要求1所述的生命体征检测系统，其中，所述时间调制是具有在20-60Hz的范围内的调制频率的幅度调制。
5.根据权利要求2所述的生命体征检测系统，其中，所述帧速率是所述照明的时间调制频率的两倍。
6.根据权利要求2所述的生命体征检测系统，其中，所述相机被配置为以锁相模式操作。
7.根据权利要求5或6所述的生命体征检测系统，其中，所述照明的时间调制频率等于环境光的调制频率。
8.根据权利要求1所述的生命体征检测系统，其中，所述照明控制器被配置为通过将所述相机帧速率调整到连续图像帧之间的所述调制深度的最大值来同步所述相机帧速率。
9.根据权利要求1或8中的任一项所述的生命体征检测，其中，所述照明控制器被配置为执行交错的重新同步测量，其中，在所述波
10.根据权利要求1和8-9中的任一项所述的生命体征检测系统，其中，所述相机是单色相机。
11.一种生命体征检测的方法，其通过以下方式进行：
12.根据权利要求11所述的生命体征检测的方法，其中
13.一种包括指令的计算机程序，所述指令用于
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种生命体征检测系统，包括：
2.根据权利要求1所述的生命体征检测系统，其中
3.根据权利要求1所述的生命体征检测系统，包括照明装置，所述照明装置用于对所述检查区进行照明，并且被配置为发射包括血红蛋白的光谱吸收带内的光谱分量的照明。
4.根据权利要求1所述的生命体征检测系统，其中，所述时间调制是具有在20-60hz的范围内的调制频率的幅度调制。
5.根据权利要求2所述的生命体征检测系统，其中，所述帧速率是所述照明的时间调制频率的两倍。
6.根据权利要求2所述的生命体征检测系统，其中，所述相机被配置为以锁相模式操作。
7.根据权利要求5或6所述的生命体征检测系统，其中，所述照明的时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·魏斯，王文锦，A·G·托尔莫，J·H·维尔贝恩，A·C·登布林克尔，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：
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