FR3024943A1 - DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING A RESPIRATORY FREQUENCY OF AN INDIVIDUAL FROM ITS HEART RHYTHM - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un dispositif et un procédé de détermination de la fréquence respiratoire d'un individu à partir de son rythme cardiaque, le procédé comportant de manière caractéristique, selon l'invention: -une première étape de mesure par pléthysmographie du signal cardiaque permettant d'enregistrer un signal représentatif de l'onde de pulsation selon une fréquence d'échantillonnage, -une seconde étape de filtrage passe bas du signal mesuré pour limiter les bruits parasites, -une troisième étape de détermination du rythme cardiaque, -une quatrième étape de traitement dans laquelle le signal correspondant à l'évolution du rythme cardiaque est échantillonné à intervalles réguliers, - une cinquième étape de filtrage passe bande du signal ré-échantillonné pour isoler les variations dans la zone cible de fréquence respiratoire, - une sixième étape de détection la période du signal résultant, ladite période correspondant à la fréquence respiratoire instantanée.The present invention relates to a device and a method for determining the respiratory rate of an individual from his heart rate, the method typically comprising, according to the invention: a first step of measurement by plethysmography of the cardiac signal allowing recording a signal representative of the pulse wave at a sampling frequency, -a second low pass filter step of the measured signal to limit the noise, -a third step of determining the heart rate, -a fourth step in which the signal corresponding to the evolution of the cardiac rhythm is sampled at regular intervals, - a fifth step of band-pass filtering of the resampled signal to isolate the variations in the respiratory rate target zone, - a sixth step of detecting the period of the resulting signal, said period corresponding to the frequency Instant breathing.
Description
1 DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un dispositif ainsi qu'un procédé de détermination d'une fréquence respiratoire d'un individu à partir de son rythme cardiaque.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a device as well as a method for determining a respiratory rate of an individual from his heart rate.
L'invention trouvera principalement son application dans l'utilisation d'un équipement électronique, équipé d'un flash et d'une caméra, tel qu'un téléphone intelligent ou « smartphone » ou encore d'une tablette, pour mesurer la fréquence respiratoire d'un individu à partir d'un signal cardiaque échantillonné à une fréquence basse (de l'ordre de 30 Hz).The invention will mainly find application in the use of electronic equipment, equipped with a flash and a camera, such as a smartphone or "smartphone" or a tablet, for measuring the respiratory rate of an individual from a heart signal sampled at a low frequency (of the order of 30 Hz).
L'invention trouvera également son application dans la réalisation d'un dispositif de détermination de la fréquence respiratoire avec des moyens associés pour aider l'individu à détecter des anomalies ou encore à gérer son stress. ART ANTERIEUR La régulation du rythme cardiaque par le système nerveux autonome est influencée par la respiration. On sait que l'inspiration inhibe momentanément l'influence du système parasympathique et produit une accélération du rythme cardiaque tandis que l'expiration stimule le système nerveux parasympathique et induit un ralentissement des battements du coeur. Ces oscillations rythmiques produites par la respiration sont appelées arythmie sinusale respiratoire (ASR). L'arythmie sinusale respiratoire est principalement sous l'influence du système nerveux parasympathique et représente un bon reflet de l'activité parasympathique sur la variabilité de la fréquence cardiaque et principalement dans les hautes fréquences entre 0.15 et 0.4 Hz. Il est ainsi connu de faire le lien entre le rythme cardiaque et l'activité respiratoire d'un individu. On connaît par ailleurs différentes méthodes pour mesurer la variabilité de fréquence cardiaque (HRV), pour cela une méthode générale consiste à analyser des séries chronologiques d'intervalles entre les battements du coeur dans le domaine du temps ou de la fréquence ou encore de la phase. Sur la base de ces études, il a été proposé des dispositifs permettant de calculer la fréquence respiratoire à partir de la mesure du rythme cardiaque.The invention will also find application in the realization of a device for determining the respiratory rate with associated means to help the individual to detect abnormalities or to manage his stress. PRIOR ART Regulation of the heart rhythm by the autonomic nervous system is influenced by respiration. It is known that inspiration momentarily inhibits the influence of the parasympathetic system and produces an acceleration of the cardiac rhythm while the exhalation stimulates the parasympathetic nervous system and induces a slowing of the heartbeat. These rhythmic oscillations produced by breathing are called respiratory sinus arrhythmia (SRA). Sinus respiratory arrhythmia is mainly under the influence of the parasympathetic nervous system and represents a good reflection of the parasympathetic activity on the variability of the heart rate and mainly in the high frequencies between 0.15 and 0.4 Hz. It is thus known to make the link between the heart rate and the respiratory activity of an individual. Different methods are also known for measuring heart rate variability (HRV), for which a general method consists in analyzing time series of intervals between the beats of the heart in the time or frequency domain or the phase . On the basis of these studies, devices have been proposed for calculating the respiratory rate from the heart rate measurement.
3024943 2 Une méthode est décrite dans le document EP 1 507 474 pour dériver des informations sur l'activité respiratoire en fonction des changements de rythme cardiaque à partir de mesures réalisées par un ECG. Cette méthode qui combine plusieurs sous méthode dont une fondée sur la variabilité du rythme 5 cardiaque, est d'une part complexe et nécessite des capacités de traitement importantes et, d'autre part n'est pas adaptée à des moyens d'enregistrement de signal sur des fréquences relativement basses de l'ordre de 30Hz. Cette méthode ne convient par conséquent pas aux applications grand public utilisant une caméra pour la détection du signal cardiaque (smartphone, 10 tablette, webcam...). OBJET DE L'INVENTION Un premier but de la présente invention est de résoudre tout ou partie des problèmes techniques liés à l'art antérieur précité.A method is described in EP 1 507 474 to derive information on respiratory activity as a function of changes in cardiac rhythm from measurements made by an ECG. This method, which combines several sub-methods including one based on the variability of the cardiac rhythm, is on the one hand complex and requires significant processing capacities and, on the other hand, is not suitable for signal recording means. on relatively low frequencies of the order of 30Hz. This method is therefore not suitable for consumer applications using a camera for detecting the heart signal (smartphone, tablet, webcam ...). OBJECT OF THE INVENTION A first object of the present invention is to solve all or part of the technical problems related to the aforementioned prior art.
15 Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif pouvant être réalisé et mis en oeuvre à partir d'un équipement standard non professionnel, c'est-à-dire disponible aisément dans le commerce. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif 20 pouvant être réalisé à partir d'un téléphone intelligent combiné à une application intégrée ou téléchargeable en ligne. Un autre but de la présente invention est de proposer un procédé et un dispositif constituant un outil de gestion de stress et/ou de détection d'anomalies respiratoires pour son utilisateur 25 RESUME DE L'INVENTION A cet effet, la présente invention concerne un procédé de détermination de la fréquence respiratoire d'un individu à partir de son rythme cardiaque dans lequel on réalise : 30 -une première étape de mesure par pléthysmographie du signal cardiaque permettant d'enregistrer un signal représentatif de l'onde de pulsation selon une fréquence d'échantillonnage, 3024943 3 -une seconde étape de filtrage passe bas du signal mesuré pour limiter les bruits parasites, -une troisième étape de détermination du rythme cardiaque, -une quatrième étape de traitement dans laquelle le signal 5 correspondant à l'évolution du rythme cardiaque est échantillonné à intervalles réguliers, - une cinquième étape de filtrage passe bande du signal ré-échantillonné pour isoler les variations dans la zone cible de fréquence respiratoire, 10 - une sixième étape de détection de la période du signal résultant, ladite période correspondant à la fréquence respiratoire instantanée. L'invention vise également à protéger un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus, le dispositif comportant un capteur de mesure 15 par pléthysmographie, des moyens de traitement des données mesurées et des moyens d'affichage de la fréquence respiratoire et/ou de son évolution DEFINITIONS Le terme «effet Vaschillo » définit, au sens de la présente invention, un 20 effet produit par une respiration lente et régulière de l'ordre 6 cycles respiratoires par minutes chez l'adulte, il consiste à mettre en résonance les variations dues à la respiration (hautes fréquences) avec les variations dues à l'activité baroréflexe (basses fréquences). Le terme « cohérence cardiaque » définit, au sens de la présente 25 invention, une mesure de la régularité des variations entre les intervalles séparant deux battements du coeur. Le taux de cohérence cardiaque est maximum lorsque les variations augmentent et diminuent suivant un rythme régulier. La figure 2 représente une courbe d'évolution de la fréquence cardiaque avec un taux de cohérence faible en première partie et élevé en 30 seconde partie de graphe. Un rétrocontrôle de cohérence cardiaque est, au sens de la présente invention, un exercice de respiration dans lequel on cherche à reproduire l'effet Vaschillo.Another object of the present invention is to provide a method and a device that can be made and implemented from standard non-professional equipment, that is, readily available commercially. Another object of the present invention is to provide a device 20 that can be realized from a smartphone combined with an integrated application or downloadable online. Another object of the present invention is to provide a method and a device constituting a tool for stress management and / or detection of respiratory abnormalities for its user SUMMARY OF THE INVENTION For this purpose, the present invention relates to a method determining the respiratory rate of an individual from his heart rate in which is performed: a first step of plethysmography measurement of the cardiac signal for recording a signal representative of the pulse wave at a frequency of sampling, a second low-pass filtering step of the signal measured to limit the spurious noise, a third step of determining the cardiac rhythm, a fourth processing step in which the signal corresponding to the evolution of the rhythm. heart rate is sampled at regular intervals, - a fifth step of bandpass filtering of the resampled signal for isolating the variations in the respiratory rate target zone; - a sixth step of detecting the period of the resulting signal, said period corresponding to the instantaneous respiratory rate. The invention also aims to protect a device for carrying out the above method, the device comprising a measurement sensor 15 by plethysmography, means for processing the measured data and means for displaying the respiratory rate and / DEFINITIONS The term "Vaschillo effect" defines, within the meaning of the present invention, an effect produced by a slow and regular respiration of the order of 6 respiratory cycles per minute in the adult, it consists in putting into resonance variations due to breathing (high frequencies) with variations due to baroreflex activity (low frequencies). The term "cardiac coherence" defines, within the meaning of the present invention, a measure of the regularity of the variations between the intervals separating two beats of the heart. The cardiac coherence rate is maximum when the variations increase and decrease in a regular rhythm. FIG. 2 represents a curve of evolution of the heart rate with a low consistency ratio in the first part and high in the second part of the graph. For the purposes of the present invention, a feedback of cardiac coherence is a breathing exercise in which the aim is to reproduce the Vaschillo effect.
3024943 4 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La présente invention sera mieux comprise à la lecture d'un exemple détaillé de réalisation en référence aux figures 1 et 2 annexées, fournies à 5 titre d'exemple non limitatif, parmi lesquels : la figure 1 représente un diagramme représentant des étapes de réalisation du procédé conforme à l'invention, 10 la figure 2 représente un exemple de réalisation d'une courbe de fréquence cardiaque avec un taux de cohérence faible en première partie et élevé en seconde partie de graphe. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 15 En se reportant principalement à la figure 1 on voit représenté, sous forme schématique un diagramme représentant les étapes de réalisation du procédé. Le procédé de détermination de la fréquence respiratoire d'un individu à partir de son rythme cardiaque comprend ainsi une première étape de mesure par pléthysmographie du rythme cardiaque.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The present invention will be better understood on reading a detailed exemplary embodiment with reference to FIGS. 1 and 2 attached, provided by way of non-limiting example, among which: FIG. 1 represents a diagram Representing steps of carrying out the process according to the invention, Figure 2 shows an exemplary embodiment of a heart rate curve with a low coherence rate in the first part and raised in the second part of the graph. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Referring mainly to FIG. 1, there is shown diagrammatically a diagram showing the process steps. The method for determining the respiratory rate of an individual from his heart rate thus comprises a first measurement step by plethysmography of the heart rate.
20 De manière avantageuse le capteur pléthysmographique est réalisé par la combinaison du flash et de la caméra d'un téléphone intelligent ou d'une tablette. Pour débuter la mesure, l'utilisateur place avantageusement un doigt sur le flash et la caméra de sorte que la lumière émise par le flash vers le doigt est ensuite, en partie, transmise par réflexion du doigt vers la caméra. La 25 caméra enregistre ensuite le signal reçu, ce signal étant représentatif de l'onde de pulsation traversant le doigt. Classiquement les caméras équipant les téléphones permettent de filmer à la fréquence de 30Hz. Dans un autre mode de réalisation le capteur pourra être indépendant, cette variante étant particulièrement intéressante lorsque l'utilisateur souhaite 30 maintenir un contact long et confortable avec le capteur, par exemple durant le sommeil pour détecter d'éventuelles apnées du sommeil.Advantageously, the plethysmographic sensor is made by combining the flash and the camera of a smartphone or tablet. To start the measurement, the user advantageously places a finger on the flash and the camera so that the light emitted by the flash to the finger is then, in part, transmitted by reflection of the finger towards the camera. The camera then records the received signal, this signal being representative of the pulse wave passing through the finger. Conventionally the cameras equipping the phones allow to film at the frequency of 30Hz. In another embodiment the sensor may be independent, this variant being particularly interesting when the user wishes to maintain a long and comfortable contact with the sensor, for example during sleep to detect possible sleep apnea.
3024943 5 La première étape du procédé, permettant d'enregistrer un signal représentatif de l'onde de pulsation selon une fréquence d'échantillonnage, est suivie d'une seconde étape de filtrage passe bas du signal mesuré. Cette seconde étape a pour but de limiter les bruits parasites, 5 notamment induit par les mouvements de l'utilisateur lors de l'enregistrement, de manière avantageuse la fréquence de coupure du filtre est de 1Hz. Le procédé consiste ensuite à déterminer dans une troisième étape le rythme cardiaque de l'utilisateur. A cet effet, on réalise un calcul sur une fenêtre glissante de 30 valeurs Pvi du signal mesuré et donc sur une seconde 10 compte tenu de l'enregistrement à la fréquence de 30 Hz. Le calcul permet de déterminer une valeur M selon la formule suivante : M=1 15 M représente ainsi la valeur moyenne des valeurs Pvi de l'échantillon de valeurs sur une seconde d'intervalle. On calcule ensuite Pv2i en soustrayant la valeur M à celle du dernier échantillon de la fenêtre selon la formule suivante : 20 =Pvi-M Le calcul de l'intervalle entre deux passages successifs à zéro de Pv2i permet de déduire la période entre deux battements cardiaques. Le procédé comporte en outre une quatrième étape de traitement dans 25 laquelle le signal enregistré est échantillonné à intervalles réguliers avec une fréquence d'échantillonnage, de préférence, de 4 Hz. Dans une cinquième étape de calcul, le signal ré-échantillonné est ensuite filtré passe bande pour isoler les variations dans la zone cible de fréquence respiratoire. Les fréquences de coupures du filtre passe bande 30 dépendent donc de l'application visée. A titre d'exemple, on appliquera un filtre passe bande entre 0.15 et 0.4 Hz pour un adulte en respiration spontanée, entre 0.15 et 1 Hz pour un enfant de moins de deux ans en 3024943 6 respiration spontanée et entre 0.05 et 0.15 Hz pour un adulte en exercice de cohérence cardiaque. Dans un mode de réalisation avantageux, on prévoit une étape préalable de sélection de la zone cible entre les différents modes de 5 fonctionnement envisageable et notamment « adulte en respiration spontanée », « enfant en respiration spontanée » ou encore « adulte en exercice de cohérence cardiaque ». Le procédé comprend en outre une sixième étape permettant de détecter la période entre deux passages identiques de variation du signal filtré, 10 ladite période correspondant à la fréquence respiratoire instantanée. De manière avantageuse, les passages identiques sont des passages successifs à zéro de la variation de fréquence cardiaque, cela étant on pourra également utiliser comme passages identiques des passages successifs à un maximum ou un minimum local.The first step of the method, for recording a signal representative of the pulse wave at a sampling frequency, is followed by a second step of low pass filtering of the measured signal. This second step is intended to limit the unwanted noise, in particular induced by the movements of the user during the recording, advantageously the cutoff frequency of the filter is 1Hz. The method then comprises determining in a third step the heart rate of the user. For this purpose, a calculation is made on a sliding window of 30 values Pvi of the measured signal and therefore on a second 10 taking into account the recording at the frequency of 30 Hz. The calculation makes it possible to determine a value M according to the following formula M = 1 M thus represents the average value of the values Pvi of the sample of values over one second of interval. Pv2i is then calculated by subtracting the value M from that of the last sample of the window according to the following formula: 20 = Pvi-M Calculation of the interval between two successive zero crossings of Pv2i makes it possible to deduce the period between two heart beats . The method further comprises a fourth processing step in which the recorded signal is sampled at regular intervals with a sampling frequency, preferably 4 Hz. In a fifth calculation step, the resampled signal is then filtered. bandpass to isolate variations in the respiratory rate target area. The cutoff frequencies of the bandpass filter 30 therefore depend on the intended application. For example, a band pass filter between 0.15 and 0.4 Hz will be applied for an adult in spontaneous breathing, between 0.15 and 1 Hz for a child under two years of age in spontaneous breathing and between 0.05 and 0.15 Hz for a adult in cardiac coherence exercise. In an advantageous embodiment, provision is made for a preliminary step of selecting the target zone between the various possible modes of operation and in particular "adult in spontaneous breathing", "child in spontaneous breathing" or "adult in cardiac coherence exercise". ". The method further comprises a sixth step for detecting the period between two identical passages of variation of the filtered signal, said period corresponding to the instantaneous respiratory rate. Advantageously, the identical passages are successive passages at zero of the heart rate variation, it being possible also to use as successive passages successive passages at a maximum or a local minimum.
15 Le procédé permet par conséquent de calculer de manière fiable et sur une courte durée d'acquisition du signal cardiaque, la fréquence respiratoire d'un utilisateur à partir d'un simple téléphone intelligent. Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le procédé comporte en outre des étapes supplémentaires à savoir une étape de 20 comparaison de la fréquence respiratoire instantanée avec une valeur cible correspondant à un cycle respiratoire déterminé, ainsi qu'une étape d'affichage permettant d'informer l'individu du respect ou non de la valeur cible. Cette étape permet de faciliter l'entraînement de l'utilisateur à des exercices de rétrocontrôle respiratoire puisque le procédé calcule 25 automatiquement la durée de chaque cycle respiratoire et indique à l'utilisateur si ce dernier doit ralentir ou accélérer sa respiration pour atteindre la valeur cible. D'une manière avantageuse la valeur cible correspond sensiblement à un cycle respiratoire de 10 secondes de manière à produire un effet Vaschillo 30 sur l'individu. Toutefois, en fonction de critères tels que l'âge, le sexe ou le poids de l'utilisateur ou encore en fonction de son avancement dans l'exercice, cette valeur cible pourra être modifiée notamment manuellement par l'utilisateur.The method therefore makes it possible to reliably calculate, over a short acquisition time of the cardiac signal, a user's respiratory rate from a simple smart phone. According to an advantageous characteristic of the invention, the method further comprises additional steps, namely a step of comparing the instantaneous respiratory rate with a target value corresponding to a determined breathing cycle, as well as a display step allowing inform the individual of the respect or not of the target value. This step facilitates the user's training in respiratory feedback exercises since the method automatically calculates the duration of each breath cycle and indicates to the user whether the breathing cycle should be slowed or accelerated to reach the target value. . Advantageously, the target value corresponds substantially to a 10 second respiratory cycle so as to produce a Vaschillo effect on the individual. However, depending on criteria such as the age, sex or weight of the user or according to his progress in the exercise, this target value may be modified including manually by the user.
3024943 7 L'étape d'affichage peut consister à afficher des données brutes telles que notamment des indications chiffrées ou encore des consignes telles qu'une demande de ralentissement des respirations en inspiration ou en expiration. Toutefois de manière à rendre l'expérience plus ludique ou intuitive 5 pour l'utilisateur, on prévoit que l'étape d'affichage permette l'affichage de formes ou de scènes animées dont la vitesse permet de déduire le rapprochement ou l'écartement entre le cycle respiratoire de l'individu et le cycle déterminé. D'une manière avantageuse, le procédé comprend également une 10 étape de calcul d'une valeur dite de cohérence cardiaque CC selon la formule : CC = 100 -20 (CR - 10) 15 Avec, dans cette formule, CR équivalent à un cycle respiratoire mesuré et exprimé en secondes. Là encore cette mesure est intéressante pour informer l'utilisateur de la proximité de sa respiration avec la valeur cible et si il doit ralentir ou accélérer sa respiration pour atteindre la valeur cible.The display step may consist of displaying raw data such as, in particular, numerical indications or instructions such as a request for a slowing of breaths in inspiration or at expiration. However, in order to make the experience more playful or intuitive for the user, it is expected that the display step allows the display of animated shapes or scenes whose speed makes it possible to deduce the approximation or the spacing between the respiratory cycle of the individual and the determined cycle. Advantageously, the method also comprises a step of calculating a cardiac coherence value CC according to the formula: CC = 100 -20 (CR-10) With, in this formula, CR equivalent to one cycle Respiratory measured and expressed in seconds. Here again this measurement is interesting to inform the user of the proximity of his breathing with the target value and whether he must slow down or accelerate his breathing to reach the target value.
20 D'une manière avantageuse, le procédé pourra afficher un historique des valeurs de la cohérence cardiaque de sorte que l'utilisateur pourra aisément suivre son évolution dans le temps. Pour la mise oeuvre du procédé tel que précité, on prévoit un dispositif comportant un capteur de mesure par pléthysmographie, des moyens de 25 traitement des données mesurées et des moyens d'affichage de la fréquence respiratoire et/ou de son évolution. Selon un mode préféré de réalisation, le dispositif est réalisé à partir d'un téléphone intelligent équipé d'une caméra et d'un flash pour la mesure par pléthysmographie. Le téléphone est également équipé d'un programme 30 permettant la réalisation des étapes 1 à 6 du procédé ou de manière optionnelle est connecté à un serveur comportant les moyens de traitement pour la réalisation desdites étapes 1 à 6.Advantageously, the method will be able to display a history of values of cardiac coherence so that the user can easily follow its evolution over time. For the implementation of the method as mentioned above, there is provided a device comprising a plethysmography measuring sensor, means for processing the measured data and means for displaying the respiratory rate and / or its evolution. According to a preferred embodiment, the device is made from a smart phone equipped with a camera and a flash for measurement by plethysmography. The telephone is also equipped with a program 30 for carrying out steps 1 to 6 of the method or optionally is connected to a server comprising the processing means for carrying out said steps 1 to 6.
3024943 8 De manière avantageuse, on prévoit en outre au niveau du dispositif des moyens d'avertissement automatique, notamment sonores ou lumineux, permettant à l'utilisateur de suivre un programme d'exercice selon une fréquence particulière et par exemple de 3 à 5 fois par jour.Advantageously, it also provides at the device automatic warning means, including sound or light, allowing the user to follow an exercise program at a particular frequency and for example 3 to 5 times per day.
5 De manière avantageuse, on prévoit également des moyens de surveillance en continu de la fréquence respiratoire de l'utilisateur afin de détecter toute anomalie respiratoire et notamment en vue de mesurer d'éventuelles apnées du sommeil. Bien entendu, d'autres caractéristiques de l'invention auraient 10 également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci-après. 9Advantageously, provision is also made for means for continuously monitoring the user's respiratory rate in order to detect any respiratory abnormality and in particular for the purpose of measuring possible sleep apneas. Of course, other features of the invention could also have been envisaged without departing from the scope of the invention defined by the claims below. 9
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN117631553B (en) * | 2023-12-01 | 2024-05-14 | 江苏里高智能家居有限公司 | Intelligent bed control system based on Internet of things |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130079656A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | Nellcor Puritan Bennett Ireland | Systems and methods for determining respiration information from a photoplethysmograph |
| EP2687154A1 (en) * | 2012-07-20 | 2014-01-22 | CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA | Portable device and method for determining a sleep-related parameter of a user |
-
2014
- 2014-08-25 FR FR1457975A patent/FR3024943B1/en active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130079656A1 (en) * | 2011-09-23 | 2013-03-28 | Nellcor Puritan Bennett Ireland | Systems and methods for determining respiration information from a photoplethysmograph |
| EP2687154A1 (en) * | 2012-07-20 | 2014-01-22 | CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA | Portable device and method for determining a sleep-related parameter of a user |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| MARCO A. F. PIMENTEL ET AL: "Probabilistic estimation of respiratory rate using Gaussian processes", 2013 35TH ANNUAL INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE IEEE ENGINEERING IN MEDICINE AND BIOLOGY SOCIETY (EMBC), 1 July 2013 (2013-07-01), pages 2902 - 2905, XP055154626, ISBN: 978-1-45-770216-7, DOI: 10.1109/EMBC.2013.6610147 * |
| SCULLY C G ET AL: "Physiological Parameter Monitoring from Optical Recordings With a Mobile Phone", IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, USA, vol. 59, no. 2, 1 February 2012 (2012-02-01), pages 303 - 306, XP011408628, ISSN: 0018-9294, DOI: 10.1109/TBME.2011.2163157 * |
| ZHENGBO ZHANG ET AL: "A Prototype of Wearable Respiration Biofeedback Platform and Its Preliminary Evaluation on Cardiovascular Variability", BIOINFORMATICS AND BIOMEDICAL ENGINEERING , 2009. ICBBE 2009. 3RD INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 11 June 2009 (2009-06-11), pages 1 - 4, XP031488020, ISBN: 978-1-4244-2901-1 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019122406A1 (en) | 2017-12-22 | 2019-06-27 | Assistance Publique - Hopitaux De Paris | System for measuring the mean arterial pressure |
| US11638529B2 (en) | 2017-12-22 | 2023-05-02 | Assistance Publique—Hopitaux de Paris | System for measuring the mean arterial pressure |
| CN117631553A (en) * | 2023-12-01 | 2024-03-01 | 江苏里高智能家居有限公司 | Intelligent bed control system based on Internet of things |
| CN117631553B (en) * | 2023-12-01 | 2024-05-14 | 江苏里高智能家居有限公司 | Intelligent bed control system based on Internet of things |
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| Publication number | Publication date |
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