CN108778109A - 用于确定对象的生命体征的设备、系统和方法 - Google Patents

用于确定对象的生命体征的设备、系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108778109A
CN108778109A CN201780014577.XA CN201780014577A CN108778109A CN 108778109 A CN108778109 A CN 108778109A CN 201780014577 A CN201780014577 A CN 201780014577A CN 108778109 A CN108778109 A CN 108778109A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ppg signals
skin area
skin
ppg
vital sign
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780014577.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108778109B (zh
Inventor
G·德哈恩
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN108778109A publication Critical patent/CN108778109A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108778109B publication Critical patent/CN108778109B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A61B5/7207—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
    • A61B5/7214—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts using signal cancellation, e.g. based on input of two identical physiological sensors spaced apart, or based on two signals derived from the same sensor, for different optical wavelengths
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A61B5/7207—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02416—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1102—Ballistocardiography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A61B5/1126—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb using a particular sensing technique
    • A61B5/1128—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb using a particular sensing technique using image analysis
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
    • A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7271—Specific aspects of physiological measurement analysis
    • A61B5/7278—Artificial waveform generation or derivation, e.g. synthesising signals from measured signals

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于确定对象的生命体征的设备、系统和方法。为了减少对象运动，尤其是心冲击描记运动的效应，所述设备包括：输入接口(30)，其用于获得至少两个辐射信号，每个辐射信号是通过检测响应于辐照而从所述对象的不同的皮肤区域反射或者透射通过所述对象的不同的皮肤区域的辐射从相应的皮肤区域采集的；提取单元(31)，其用于从所获得的辐射信号提取光体积描记(PPG)信号以获得每个皮肤区域的至少一个PPG信号；评价单元(32)，其用于根据相应的皮肤区域的所述PPG信号的谱中的基频和/或一个或多个谐波的相对强度和/或绝对强度来确定针对所述皮肤区域的第一权重；组合单元(33)，其用于基于不同的皮肤区域的两个或更多个PPG信号的相应的第一权重对所述两个或更多个PPG信号进行组合以获得组合PPG信号；以及生命体征确定单元(34)，其用于根据组合PPG信号来导出生命体征。

Description

用于确定对象的生命体征的设备、系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定对象的生命体征的设备、系统和方法。
背景技术
人的生命体征，例如心率(HR)、呼吸率(RR)或者动脉血氧饱和度(SpO2)，用作人的当前状态的指示符和严重的医学事件的有力的预测器。出于该原因，生命体征在住院患者和门诊患者护理设置中、在家中或者在另一健康闲暇和健身设置中广泛地被监测。
测量生命体征的一个方式是体积描记。体积描记通常指的是器官和身体部分的体积改变的测量结果并且具体地指的是由于随着每次心跳行进通过对象的身体的心脏血管脉搏波的体积改变的检测。
光体积描记(PPG)是评价感兴趣的区或者体积的光反射或者透射的时间变化的改变的光学测量技术。PPG基于以下原理：血液比周围组织吸收更多光，因此血液体积中的随着每个心跳的改变对应地影响透射或者反射率。除关于心率的信息之外，PPG波形能够包括可归因于诸如呼吸的另外的生理现象的信息。通过评价在不同波长(通常是红色或者红外的)处的透射率和/或反射率，血氧饱和度(或其他血液气体/物质)能够被确定。
最近，已经引入用于非侵扰性测量的非接触式远程PPG(rPPG)设备(还被称为相机rPPG设备)。远程PPG利用被设置为远离感兴趣对象的光源，或者一般地，辐射源。类似地，检测器(例如，相机或者光检测器)也可以被设置为远离感兴趣对象。因此，远程光体积描记系统和设备被认为是非侵扰性的并且很适于医学以及非医学日常应用。该技术尤其具有针对具有需要生命体征监测的极端皮肤敏感度的患者(诸如具有极其脆弱的皮肤的新生儿重症监护室(NICU)患者、早产儿或具有大面积烧伤的患者)的不同的优点。
Verkruysse等人的"Remote plethysmographic imaging using ambient light"(Optics Express，16(26)，2008年12月22日，第21434-21445页)证明能够使用红色、绿色和蓝色颜色通道使用环境光和常规消费者水平相机来远程测量光体积描记信号。
关于已知设备和方法的主要问题是其对于对象运动的敏感度。远程PPG(例如，用于确定SpO2)旨在测量由于皮肤中的变化的血液体积从皮肤反射到相机中的光的调制幅度。然而，相对于光源的运动还调制反射光。因此，rPPG相机采集运动和血液体积(PPG)的改变的加和效应。带通滤波器和基于相关性的方法通常被用于减少rPPG信号中的运动分量，但是这在运动涉及心脏活动自身的情况下不是有效的。由于心脏活动的该对象运动通常被称为心冲击描记(BCG)(微)运动并且能够被测量为具有基本上每个皮肤区域处的不同的强度的反射光的变化。
WO 2014/140978 A1公开了一种用于获得对象的生命体征信息的设备，包括：第一检测单元，其用于采集第一检测数据集，以允许提取与对象的第一生命体征有关的第一生命体征信息信号；第二检测单元，其用于采集第二检测数据集，以允许提取与对象的第二生命体征有关的第二生命体征信息信号；分析单元，其用于从第一检测数据集提取第一生命体征信息信号并且用于从第二检测数据集提取第二生命体征信息；处理单元，其用于将第一生命体征信息信号和第二生命体征信息信号组合以获得组合生命体征信息信号；以及提取单元，其用于从组合生命体征信息信号提取对象的第一生命体征和第二生命体征中的至少一个。
A.V.S.Stuijk和G.de Haan的"Ballistocardiographic Artifacts inPPG Imaging"(IEEE Transactions on Biomedical Engineering，第63卷，第9号，第1804-1811页，2016年9月)公开了针对由光源照射的朗伯表面的BCG伪影的幅度的建模。为了导出用于模型的峰峰头部位移，在脉搏和颅顶处记录PPG和惯性传感器数据。模拟人面部的网格表示处的光源位置的效应。
发明内容
本发明的目的是提供用于在增加的准确度和可靠性的情况下(尤其是在通过对象运动(特别地BCG运动)的降低的干扰的情况下)确定对象的生命体征的设备、系统和方法。
在本发明的第一方面中，呈现了一种用于确定对象的与脉动和/或血液气体分量有关的生命体征的设备，所述设备包括：
-输入接口，其用于获得至少两个辐射信号，每个辐射信号是通过检测响应于辐照而从所述对象的不同的皮肤区域反射或者透射通过所述对象的不同的皮肤区域的辐射从相应的皮肤区域采集的，
-提取单元，其用于从所获得的辐射信号提取光体积描记PPG信号以获得每个皮肤区域的至少一个PPG信号，
-评价单元，其用于根据相应的皮肤区域的所述PPG信号的谱中的基频和/或一个或多个谐波的相对和/或绝对强度来确定针对所述皮肤区域的第一权重，
-组合单元，其用于基于不同的皮肤区域的两个或更多个PPG信号的相应的第一权重对所述两个或更多个PPG信号进行组合以获得组合PPG信号，以及
-生命体征确定单元，其用于根据所述组合PPG信号来导出生命体征。
在本发明的另一方面中，呈现了一种用于确定对象的生命体征的系统，包括：
-检测器，其用于采集至少两个辐射信号，每个辐射信号是通过检测响应于辐照而从所述对象的不同的皮肤区域反射或者透射通过所述对象的不同的皮肤区域的辐射从相应的皮肤区域采集的，以及
-如本文所公开的设备，其用于基于所述场景的所采集的辐射信号来确定对象的生命体征。
在本发明的又一方面中，提供了一种计算机程序，其包括程序代码模块，所述程序代码模块用于当所述计算机程序在计算机上被执行时使计算机执行本文所公开的方法的步骤；提供了一种在其中存储计算机程序产品的非暂态计算机可读记录介质，所述计算机程序产品当由处理器运行时，使本文所公开的方法被执行。
在从属权利要求中定义本发明的优选实施例。应当理解，请求保护的方法、处理器、计算机程序和介质具有与请求保护的系统相似和/或相同的优选实施例，尤其是如在所述从属权利要求中所定义的并且如本文所公开的。
本发明基于以下想法：识别显著地经受BCG运动的皮肤区域并且减少其对测量结果的贡献，增加来自呈现低BCG运动的皮肤区域的贡献。即使脉动和BCG运动具有相同的基频(脉搏率)，区别也是能够的，因为已经发现BCG运动的谱具有比实际的PPG信号的血液体积改变强得多的谐波。因此，根据本发明，基频和/或一个或多个谐波的(相对和/或绝对)强度被评价以找到比其他皮肤区域呈现(或者经受)更强的对象运动(尤其是BCG运动)的皮肤区域。与来自呈现更低的对象运动(尤其是BCG运动)的皮肤区域的贡献相比较，那些皮肤区域对于最后的测量结果的贡献减少。
尽管本发明主要地涉及减少BCG运动的效应，但是其在减少其他运动效应中也是有用的，其具体地具有与脉动相同或者相当类似的基频。这可以例如是对象的身体的身体运动或者光源的运动。
因此，所提出的设备、系统和方法具有对于对象的移动的增加的鲁棒性，其当前是主要挑战之一。因此，本发明实现运动鲁棒生命体征测量结果(例如，SpO2测量结果)，尤其是来自使用rPPG技术利用相机采集的图像，而且其他血液(气体)分量的测量结果可以利用相同技术来改进(诸如CO、CO2、胆红素、葡萄糖等)。此外，本发明通常能够应用于使用从相应的皮肤区域反射或者透射通过其的辐射(例如，IR光和红光)的光学接触式PPG传感器(例如，SpO2传感器)。例如，这样的传感器中的若干的测量结果可以基于关于基频和/或一个或多个谐波的强度的测量结果的评价来加权。
在实施例中，所述组合单元被配置为利用针对相应的皮肤区域所确定的第一权重对每个PPG信号加权并且对加权PPG信号进行求和。这提供了组合加权PPG信号的相当简单但是有效的方式。然而，其他组合是可能的，例如，加权平均、具有低于阈值的第一权重的PPG信号的抑制等。
在另一实施例中，所述评价单元被配置为根据相应的皮肤区域的所述PPG信号的谱中的基频和一次谐波和/或二次谐波的相对和/或绝对强度来确定针对所述皮肤区域的所述第一权重。具体地，脉动频率的基频和一次谐波的相对强度示出了对于确定权重有用的效应。如果获得针对超过一个波长(或者波长通道)的辐射信号，则给予每个子区域的权重可以对于所有波长(或者波长通道)相同。这种情况常常是优选的，例如，SpO2可以从两个波长通道中的类似组合区域获得。
所述评价单元还可以被配置为确定比针对第二皮肤区域的第一权重更低的针对第一皮肤区域的第一权重，所述第一皮肤区域具有所述第一皮肤区域的所述PPG信号的谱中的较强谐波(尤其是与基频相比较)，所述第二皮肤区域具有所述第二皮肤区域的所述PPG信号的谱中的较弱谐波。这还改进运动伪影的抑制。
在另一实施例中，所述输入接口被配置为针对每个皮肤区域获得不同的波长通道处的至少两个辐射信号，所述提取单元被配置为提取针对辐射信号的PPG信号并且针对每个皮肤区域组合不同的波长通道的所述PPG信号以获得每个皮肤区域的区域组合PPG信号，并且所述评价单元被配置为使用所述区域组合PPG信号根据相应的皮肤区域的所述区域组合PPG信号的谱中的基频和/或一个或多个谐波的相对和/或绝对强度来确定针对所述皮肤区域的权重。由此，区域组合PPG信号可以针对特定皮肤区域被获得作为从针对所述皮肤区域获得的所述辐射信号提取的不同的波长通道的PPG信号的加权平均。这还增加了所获得的生命体征的鲁棒性。
提取单元还可以被配置为使用以下方法来计算用于所述加权平均中的第二权重：基于规范化血液体积脉动向量标志的方法、基于色度的方法、盲源分离方法、主分量分析或者独立分量分析。可以通过使用适于要确定的生命体征的基于规范化血液体积脉动向量标志的方法实现另外的鲁棒性。
另外，在这种情况下，所述组合单元可以被配置为针对每个波长通道基于其相应的第一权重组合所述不同的皮肤区域的所述PPG信号以获得每个波长通道的波长组合PPG信号，其中，所述生命体征确定单元被配置为根据所述波长组合PPG信号导出生命体征。
因此，在该实施例中，所述PPG信号的谱针对每个子区域被分析，并且可以在向呈现脉动频率的强谐波的子区域给出平均过程中的较低权重的情况下计算每波长的所有区域上的加权平均PPG信号。子区域优选地得到针对两个波长的平均中的相同权重以确保这两个组合反映相同加权皮肤区域。
在另一实施例中，所述输入接口被配置为针对每个皮肤区域获得不同的波长通道处的至少两个辐射信号，所述提取单元被配置为提取每个辐射信号的PPG信号，其中，所述组合单元被配置为针对每个波长通道基于其相应的第一权重组合所述不同的皮肤区域的所述PPG信号以获得每个波长通道的波长组合PPG信号，并且所述生命体征确定单元被配置为根据波长组合PPG信号导出生命体征。这提供了增加所获得的生命体征的鲁棒性的另一选项。
如上文所提到的，本发明可以通常与接触式PPG传感器或者优选地远程PPG传感器(诸如用于采集图像数据的相机)一起使用。因此，在实施例中，所述输入接口被配置为获得包括图像帧的时间序列的图像数据，所述图像数据包括来自所述对象的不同的皮肤区域的至少两个图像数据部分，所述图像数据部分表示所述辐射信号。
附图说明
本发明的这些和其他方面将根据下文描述的(一个或多个)实施例变得显而易见，并且将参考下文描述的(一个或多个)实施例得到阐述。在以下附图中：
图1示出了根据本发明的系统的第一实施例的示意图；
图2示出了根据本发明的设备的第一实施例的示意图；
图3A和3B分别示出了从经受BCG运动的皮肤区域采集的PPG信号和其谱的示图；
图4A和4B分别示出了从未经受BCG运动的皮肤区域采集的PPG信号和其谱的示图；
图5示出了根据本发明的设备的第二实施.例的示意图；并且
图6示出了根据本发明的设备的第三实施例的示意图。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的系统10的示意图，所述系统包括设备12，所述设备用于从透射通过对象或从对象反射的检测到的电磁辐射提取指示对象14的至少一个生命体征的生理信息。对象14(在该范例中，患者)在于例如在医院或者其他医疗保健设施中的床16上，但是也可以是例如在于恒温箱中的新生儿或早产儿或在家或在不同的环境中的人。
存在用于检测透射通过对象或从对象反射的电磁辐射的检测器(还被称为信号采集单元)的不同的实施例，其可以备选地(其是优选的)或者一起被使用。在系统10的实施例中，检测器的两个不同的实施例被示出并且将在下面被解释。检测器的这两个实施例被配置用于根据检测到的电磁辐射导出至少两个检测信号(还被称为辐射信号)，其中，每个检测信号包括不同的波长通道中的波长相关性反射或者透射信息。由此，使用的光学滤波器优选地是不同的，但是可以是交叠的。如果其波长相关性透射是不同的，则其是足够的。
在一个实施例中，检测器包括相机18(也被称为成像单元，或为基于相机的或远程PPG传感器)，所述相机包括合适的光传感器，所述光传感器用于(远程地并且非侵扰地)捕获对象14的图像帧，尤其是用于采集随时间的对象14的图像帧的序列，能够从其导出光体积描记(PPG)信号。由相机18捕获的图像帧具体而言可以对应于借助于例如在(数字)相机中的模拟或数字光传感器捕获的视频序列。这种相机18通常包括光传感器，诸如CMOS或CCD传感器，其也可以操作在特定的光谱范围(可见，IR)中或者提供用于不同光谱范围的信息。相机18可以提供模拟或数字信号。图像帧包括具有相关联的像素值的多个图像像素。尤其是，图像帧包括表示利用光传感器的不同光敏感元件捕获的光强度值的像素。这些光敏感元件可以敏感于特定光谱范围(即，表示特定颜色)。图像帧包括一些图像像素的至少两个组，每个表示对象的不同皮肤区域，例如，前额、脸颊、咽喉、手等。因此，图像像素可以对应于光检测器的一个光敏感元件及其(模拟或数字)输出，或者可以基于多个光敏感元件的组合(例如，通过分箱)来确定。
在另一实施例中，检测器包括两个或更多个光学光体积描记器传感器19a、19b(还被称为(一个或多个)接触式PPG传感器)，其被配置用于被安装到对象14的不同的皮肤区域以从不同的皮肤区域(在图1中所示的实施例中，从前额和右手)采集光体积描记器信号。PPG传感器19a可以例如以手指夹的形式被设计(如常规地被用于测量血氧饱和度)，并且PPG传感器19b可以例如以张贴物的形式被设计(如例如被用于测量心率)，仅举全部可能的实施例中的几个。PPG传感器19a、19b还可以以其他形式被设计并且被布置在身体的其他皮肤区域处。
当使用相机18时，系统10还可以任选地包括光源22(还被称为照明源)(诸如灯)，其用于照射感兴趣区域24(诸如患者的面部(例如，脸颊或者前额的部分)的皮肤)，以及光，例如在预定(一个或多个)波长范围内(例如，在(一个或多个)红色、绿色和/或红外波长范围内)。响应于所述照明从所述感兴趣区域24反射的光由相机18检测。在另一实施例中，未提供专用光源，但是环境光被用于对象14的照明。根据反射光，可以检测和/或评价仅期望的波长范围内的光(例如，绿光和红光或红外光，或者覆盖至少两个波长通道的足够大的波长范围内的光)。
设备12还被连接到接口20，以显示所确定的信息和/或向医学人员提供改变以下各项的设置的接口：设备12、相机18、PPG传感器19a、19b、光源22和/或系统10的任何其他参数。这样的接口20可以包括不同的显示器、按钮、触摸屏、键盘或者其他人机接口模块。
如在图1中所图示的系统10可以例如被定位在医院、医疗保健设置、老年人护理设施等中。除对患者的监测之外，本发明还可以应用在其他领域中，诸如新生儿监测、一般监督应用、安全性监测或者所谓的生活环境，诸如健身装备、可穿戴物、如智能电话的手持式设备等。设备12、相机18、PPG传感器19a、19b与接口20之间的单向通信或双向通信可以经由无线或者有线通信接口工作。本发明的其他实施例可以包括设备12，其未独立提供，而是被集成到相机18或者接口20中。
图2示出了根据本发明的设备12a的第一实施例的示意图，其可以被用作图1中所示的系统10中的设备12。设备12a包括输入接口30，输入接口30用于获得至少两个辐射信号40、41，每个辐射信号是通过检测响应于辐照而从不同的皮肤区域反射或者透射通过不同的皮肤区域的辐射从相应的皮肤区域(例如，前额和手)采集的。提取单元31从所获得的辐射信号提取PPG信号42、43以获得每个皮肤区域的至少一个PPG信号。评价单元32根据相应皮肤区域的PPG信号的谱中的基频和/或一个或多个谐波的相对和/或绝对强度而确定针对所述皮肤区域的第一权重44、45。组合单元33基于其相应的第一权重44、45组合不同的皮肤区域的两个或更多个PPG信号42、43以获得组合PPG信号46。最后，生命体征确定单元34根据组合PPG信号46导出生命体征47，尤其是以使用公知的PPG技术的常规方式。
至少两个辐射信号40、41可以是由不同的接触式传感器(例如，图1中所示的接触式传感器19a、19b)所检测的信号，或者表示包括由相机18检测到的图像帧的时间序列的公共图像数据流的不同的图像区的图像信号，所述不同的图像区对应于对象14的不同的皮肤区域。由此，不同的皮肤区域可以是被定位在身体的不同的部分处的皮肤区域(例如，前额和手、脸颊和手等)或者可以是公共皮肤区域的子区域，诸如脸颊或者前额上的两个(或者更多个)斑点。
本发明使能识别显著地经受BCG运动的皮肤区域并且减少其对测量结果的贡献，增加来自呈现低BCG运动的皮肤区域的贡献。从而，利用BCG运动的谱具有比在PPG信号中反映的血液体积改变强得多的谐波。这可以从以下比较看到：图3A和3B，其示出在来自对象的面部的反射光中的BCG信号(图3A)以及谱(图3B)；以及图4A和4B，其示出从具有少BCG运动的对象的面部的区域所测量的rPPG信号(图4A)以及其谱(图4B)。如在图3B(示出以bpm为单位的频率上的信号幅度)中可以看到的，脉搏率的二次谐波(其在该范例中是60bpm)具有最高幅度，但是基频足够强以干扰rPPG信号。如在图4B中可以看到的，基频(即，脉搏率)是最强的并且谐波是显著地更弱的。
在图5中示出了设备12b的另一实施例，其可以被用于作为生命体征的SpO2值的计算的以下示范性处理。SpO2被计算为两个(或者更多个)波长间隔(例如，660nm和850nm)中的相对脉动的比率，即，来自在输入子接口30a(例如被耦合到相机的红外(IR)波长通道)和30b(例如被耦合到相机18的红色(R)(或者另一红外)波长通道)处接收到的不同的波长通道。因此，在该实施例中如果考虑两个不同的皮肤区域，则实际上四个辐射信号40a、40b、41a、41b被使用(针对两个皮肤区域的每个皮肤区域的两个波长通道)。对于SpO2的计算，应用所谓的比率比方法，如公知的和在手指血氧计中使用的。
由相机看到的皮肤区域(ROI)被划分为至少两个(优选地许多个)子区域，并且计算针对波长的每个子区域的PPG信号。因此，提取单元31(包括每个辐射信号的一个提取子单元31a-31d)被分配为提取每个辐射信号的PPG信号42a、42b、43a、43b。此外，组合子单元31e、31f被提供为每个皮肤区域组合不同的波长通道的所述PPG信号42a、42b、43a、43b以获得每个皮肤区域的区域组合PPG信号42c、43c。
评价单元32(其可以包括两个评价子单元32a、32b)被配置为使用所述区域组合PPG信号42c、42d来根据相应的皮肤区域的所述区域组合PPG信号42c、42d的谱中的基频和/或一个或多个谐波的相对和/或绝对强度确定针对所述皮肤区域的权重44、45。
基于所述权重44、45，PPG信号42a、42b、43a、43b在组合单元33的组合子单元33a、33b中被组合以获得每波通道长的波长组合PPG信号46a、46b，根据其例如最后导出作为生命体征47的SpO2。
在设备12b的特定实施方式中，针对特定皮肤区域的区域组合PPG信号(例如，区域组合PPG信号42c)通过相应的组合子单元31e、31f获得作为从针对所述皮肤区域所获得的辐射信号40a、40b提取的不同的波长通道的PPG信号42a、42b的加权平均。提取单元31(尤其是组合子单元31e、31f)还可以被配置为使用基于规范化血液体积脉动向量标志的方法、基于色度的方法、盲源分离方法、主分量分析或独立分量分析计算用在所述加权平均中的第二权重。提取单元31可以具体地被配置为使用适于要确定的生命体征的基于规范化血液体积脉动向量标志计算用在所述加权平均中的第二权重。应当在以下中给定关于基于规范化血液体积脉动向量标志的方法和可以被用于确定第二权重的这样的其他方法的一些解释。
存在从(规范化)检测信号Cn获得脉动信号S的若干已知方法，所述方法被称为ICA、PCA、PBV、CHROM和由PBV/CHROM引导的ICA/PCA，其还已经在de Haan和van Leest的上文记载的文章中被描述。这些方法可以被解释为提供脉动信号S作为不同的波长通道(例如，来自颜色视频相机的红色、绿色和蓝色信号)的混合，但是其在确定最佳加权方案的方式方面不同。在这些方法中，得到的权重指向在其中失真消失的混合，即“加权向量”基本上正交于通常由对象运动和/或照明变化引起的主要失真。
在以下中，应当简单地解释关于Pbv方法的一些基本考虑。
随着心脏抵抗血管床的阻力泵送血液，心脏的跳动引起动脉中的压力变化。由于动脉是弹性的，其直径与压力变化同步变化。这些直径变化甚至在皮肤的较小血管中发生，其中，血液体积变化引起光的变化的吸收。
单位长度规范化血液体积脉动向量(也被称为特征向量)被定义为Pbv，其提供红色、绿色、蓝色相机信号中的相对PPG强度。为了量化预期，红色、绿色和蓝色通道的响应H红(w)、H绿(w)和H蓝(w)分别地被测量为全局快门彩色CCD相机1的波长w、对象的皮肤反射率ρs(w)和使用的绝对PPG幅度曲线PPG(w)的函数。根据例如de Haan和van Leest的上文记载的文章的图2中所示的这些曲线，血液体积脉动向量Pbv被计算为：
其，使用白卤素照明谱I(W)，实现规范化Pbv＝[0.27，0.80，0.54]。当使用更嘈杂的曲线时，结果可以是Pbv＝[0.29，0.81，0.50]。
由使用的模型所预测的血液体积脉动合理良好地对应于在白光照明状况下将多个对象上的测量结果平均之后发现的实验上测量的规范化血液体积脉动向量Pbv＝[0.33，0.77，0.53]。给定该结果，结论是，观察到的PPG幅度(特别地在红光中)并且在蓝色相机通道的较小的程度上可以极大地由500nm与600nm之间的间隔内的波长的串扰来解释。精确的血液体积脉动向量取决于相机的颜色滤波器、光的谱和皮肤反射率，如模型所示。实际上，尽管给定一组波长通道(与基于RGB的向量相比较，向量在红外中将是不同的)，但是向量证明是非常稳定的。
还已经发现，在白光照明下皮肤在红色、绿色和蓝色通道内的的相对反射率并不非常取决于皮肤类型。这是可能的，因为无血液皮肤的吸收谱由黑色素吸收主导。尽管较高的黑色素浓度可以相当地增加绝对吸收，但是不同的波长中的相对吸收保持相同。这意味着黑色素的增加使皮肤变黑，但是几乎不改变皮肤的规范化颜色。因此，在白光照明下规范化血液体积脉动Pbv也是相当稳定的。在红外波长中，黑色素的影响随着其最大吸收针对短波长(UV光)发生并且针对较长的波长减小而进一步降低。
Pbv的稳定特性可以被用于将由血液体积改变引起的颜色变化与由于备选原因的变化进行区分。使用已知方法的得到的脉动信号S可以被用作个体无DC规范化颜色通道的线性组合(表示“混合”的若干可能方式中的一个)：
S＝W Cn
其中，WWT＝1，并且其中，3x N矩阵Cn的三行中的每个相应地包含无DC规范化红色、绿色和蓝色通道信号Rn、Gn和Bn的N个样本，即：
此处，运算符μ对应于均值。不同的方法之间的关键差异在加权向量W的计算中。在一个方法中，噪声和PPG信号可以被分离为被建立为两个颜色通道的线性组合的两个独立信号。一个组合接近清洁的PPG信号，另一个包含由于运动的噪声。作为最佳准则，可以使脉动信号中的能量最小化。在另一方法中，三个颜色通道的线性组合可以被用于获得脉动信号。在另外的方法中，ICA或PCA可以被用于找到该线性组合。由于先验未知哪个加权颜色信号是脉动信号，则其全部使用脉动信号的周期性性质作为选择准则。
Pbv方法通常使用如在US 2013/271591 A1和de Haan和van Leest的上文记载的文章中基本上所描述的血液体积脉动向量获得混合系数。如果Rn、Gn和Bn的带通滤波版本被使用，则获得最好的结果。根据该方法，Pbv的已知方向被用于在脉动信号与失真之间进行区别。这不仅移除脉动仅是视频中的周期性分量的假设(先前的方法)，而且消除关于失真信号的取向的假设。为此，如之前假设的，脉动信号被建立为规范化颜色信号的线性组合。由于已知红色、绿色和蓝色通道中的脉动信号的相对幅度由Pbv给定，因而搜索给出脉动信号S的权重WPBV，针对其与颜色通道Rn、Gn和Bn的相关性等于Pbv
并且因此，确定混合的权重通过以下来确定
其中，
并且标量k被确定，使得WPBV具有单位长度。结论是，如在规范化血液体积脉动Pbv中反映的PPG信号的特征波长相关性可以被用于根据在皮肤区域上平均的时间顺序RGB像素数据估计脉动信号。该算法被称为Pbv方法。
因此，如上文所解释的，脉动信号为至少两个检测信号Cn的加权和。由于所有检测信号Cn包含脉动和不同水平的(公共)噪声，因此加权(获得脉动信号的检测信号的)可以实现纯无噪声脉动。这是为何ICA和PCA可以被用于将噪声和脉冲分离。
因此，根据本发明的实施例，在首先将至少两个波长通道的PPG信号组合为多个运动鲁棒脉动信号之后，谱被计算并且被针对每个子区域(即，每个皮肤区域)被分析。该更鲁棒的脉动信号可以产生于使用多个波长(如例如PCA、ICA、双波长比、基于血液体积脉动标志、基于色度等)的任何鲁棒脉冲提取方法。根据来自每个子区域的鲁棒脉动信号的谱，该区域的权重类似地计算，如上文所解释的，即，具有高谐波内容的区域得到组合过程中的减小的权重。例如，通过向呈现脉动频率的强谐波的子区域给出平均过程中的较低权重，可以计算每波长的所有区域上的加权平均PPG信号。子区域优选地得到针对两个波长的平均中的相同权重以确保这两个组合反映相同加权皮肤区域。换言之，在这种情况下，使用作为来自不同的波长的信号的加权组合被获得的鲁棒PPG信号(例如，使用PCA、ICA、PBV方法或者CHROM，如上文所解释的)的谱来确定权重44、45。具有相对最低谐波脉动能量的子区域接收组合区域中的最高(第一)权重。
在另一实施例中，谱是根据从使用血液体积脉动标志方法组合来自波长通道的PPG信号产生的脉动信号计算的，其中，标志适于所测量的生命体征(例如，SpO2)。
图6示出了根据本发明的设备12c的第三实施例的示意图。在该实施例中，组合单元33再次被配置为每个波长通道基于其相应的第一权重44、45组合不同的皮肤区域的所述PPG信号以获得每个波长通道的波长组合PPG信号46a、46b。生命体征确定单元34然后根据波长组合PPG信号46a、46b导出生命体征47。此外，为了确定第一权重44、45，在该实施例中使用额外的信息48。所述额外的信息48可以是例如关于不同的皮肤区域中的PPG信号42a、42b、43a、43b的运动失真的信息(例如，运动失真的相对强度)，即，具有较少的运动失真的皮肤区域应当通常比具有较多的运动失真的皮肤区域得到更高的第一权重。这样的额外的信息48可以从外部源(例如，从运动检测器或者从原始辐射信号或者表示辐射信号或者根据其导出辐射信号的随时间采集的图像的运动分析)。
可以执行PPG信号42a、42b、43a、43b的处理和评价，如上文关于图5所解释的。然而，其他选项可以存在并且被使用。例如，初步第一权重可以针对PPG信号42a、42b、43a、43b中的每个被确定，并且针对来自相同ROI的PPG信号(例如，针对PPG信号42a、42b和针对PPG信号43a、43b)的初步第一权重可以被平均以获得针对相应ROI的第一权重44、45。
本发明的一个应用是用于患者监测的脉搏率、呼吸和SpO2的基于相机的测量。关于相机的非接触式监测被假设为对于NICU中的具有非常敏感皮肤的早产婴儿并且对于具有损伤(例如，烧伤)皮肤的患者是高度相关的，而且可以比如使用在普通病房中的接触式传感器更方便。然而，本发明还可以使用在其他情形下并且与接触式传感器一起使用(作为相机的备选或者除了相机之外)。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是说明性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求书，在实践请求保护的本发明时能够理解并且实现对所公开的实施例的其他变型。
在权利要求书中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以履行权利要求书中所记载的若干个项目的功能。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
计算机程序可以存储/分布在适合的介质上，例如与其他硬件一起被提供或作为其他硬件的部分被提供的光学存储介质或固态介质，但是计算机程序也可以以其他形式分布，例如经由因特网或其他的有线或无线的电信系统分布。
权利要求书中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于确定对象的与脉动和/或血液气体分量有关的生命体征的设备，所述设备包括：
-输入接口(30)，其用于获得至少两个辐射信号，每个辐射信号是通过检测响应于辐照而从所述对象的不同的皮肤区域反射或者透射通过所述对象的不同的皮肤区域的辐射从相应的皮肤区域采集的，
-提取单元(31)，其用于从所获得的辐射信号中提取光体积描记PPG信号以获得每个皮肤区域的至少一个PPG信号，
-评价单元(32)，其用于根据所述相应的皮肤区域的所述PPG信号的谱中的基频和/或一个或多个谐波的相对强度和/或绝对强度来确定针对所述皮肤区域的第一权重，
-组合单元(33)，其用于基于不同的皮肤区域的两个或更多个PPG信号的相应的第一权重对所述两个或更多个PPG信号进行组合以获得组合PPG信号，以及
-生命体征确定单元(34)，其用于根据所述组合PPG信号来导出生命体征。
2.根据权利要求1所述的设备，
其中，所述组合单元(33)被配置为利用针对所述相应的皮肤区域确定的所述第一权重对每个PPG信号进行加权并且对加权PPG信号进行求和。
3.根据权利要求1所述的设备，
其中，所述评价单元(32)被配置为根据所述相应的皮肤区域的所述PPG信号的所述谱中的所述基频和一次谐波和/或二次谐波的所述相对强度和/或所述绝对强度来确定针对所述皮肤区域的所述第一权重，具体地根据所述基频和所述一次谐波的所述相对强度来确定针对所述皮肤区域的所述第一权重。
4.根据权利要求1所述的设备，
其中，所述评价单元(32)被配置为确定与针对第二皮肤区域相比更低的针对第一皮肤区域的第一权重，所述第一皮肤区域具有所述第一皮肤区域的所述PPG信号的所述谱中的较强谐波，所述第二皮肤区域具有所述第二皮肤区域的所述PPG信号的所述谱中的较弱谐波。
5.根据权利要求1所述的设备，
其中，所述输入接口(30)被配置为针对每个皮肤区域获得不同的波长通道处的至少两个辐射信号(40a、40b、41a、41b)，
其中，所述提取单元(31)被配置为提取每个辐射信号的PPG信号(42a、42b、43a、43b)并且针对每个皮肤区域对所述不同的波长通道的所述PPG信号进行组合以获得每个皮肤区域的区域组合PPG信号(42c、43c)，并且
其中，所述评价单元(32)被配置为使用所述区域组合PPG信号(42c、43c)根据所述相应的皮肤区域的所述区域组合PPG信号的所述谱中的所述基频和/或所述一个或多个谐波的所述相对强度和/或所述绝对强度来确定针对所述皮肤区域的所述权重(44、45)。
6.根据权利要求5所述的设备，
其中，所述提取单元(31)被配置为获得针对特定皮肤区域的区域组合PPG信号(42c、43c)作为从针对所述皮肤区域获得的所述辐射信号提取的所述不同的波长通道的所述PPG信号(42a、42b、43a、43b)的加权平均。
7.根据权利要求6所述的设备，
其中，所述提取单元(31)被配置为使用以下方法来计算用于所述加权平均中的第二权重：基于规范化血液体积脉动向量标志的方法、基于色度的方法、盲源分离方法、主分量分析或者独立分量分析，具体地适于要确定的所述生命体征的基于规范化血液体积脉动向量标志的方法。
8.根据权利要求5所述的设备，
其中，所述组合单元(33)被配置为针对每个波长通道基于所述不同的皮肤区域的所述PPG信号(42a、42b、43a、43b)的相应的第一权重(44、45)对所述PPG信号进行组合以获得每个波长通道的波长组合PPG信号(46a、46b)，并且
其中，所述生命体征确定单元(34)被配置为根据所述波长组合PPG信号(46a、46b)来导出生命体征。
9.根据权利要求1所述的设备，
其中，所述输入接口(30)被配置为针对每个皮肤区域获得不同的波长通道处的至少两个辐射信号(40a、40b、41a、41b)，
其中，所述提取单元(31)被配置为提取每个辐射信号的PPG信号(42a、42b、43a、43b)，
其中，所述组合单元(33)被配置为针对每个波长通道基于所述不同的皮肤区域的所述PPG信号(42a、42b、43a、43b)的相应的第一权重(44、45)对所述PPG信号进行组合以获得每个波长通道的波长组合PPG信号(46a、46b)，并且
其中，所述生命体征确定单元(34)被配置为根据所述波长组合PPG信号(46a、46b)导出生命体征。
10.根据权利要求1所述的设备，
其中，所述输入接口(30)被配置为获得包括图像帧的时间序列的图像数据，所述图像数据包括来自所述对象的不同的皮肤区域的至少两个图像数据部分，所述图像数据部分表示所述辐射信号。
11.一种用于确定对象的生命体征的系统，所述系统包括：
-检测器(18、19a、19b)，其用于采集至少两个辐射信号，每个辐射信号是通过检测响应于辐照而从所述对象的不同的皮肤区域反射或者透射通过所述对象的不同的皮肤区域的辐射从相应的皮肤区域采集的，以及
-根据权利要求1所述的设备(12)，其用于基于场景的所采集的辐射信号来确定对象的生命体征。
12.根据权利要求11所述的系统，
其中，所述检测器包括成像单元(18)，所述成像单元用于采集包括图像帧的时间序列的图像数据，所述图像数据包括来自所述对象的不同的皮肤区域的至少两个图像数据部分，所述图像数据部分表示所述辐射信号。
13.根据权利要求11所述的系统，
其中，所述检测器包括至少两个接触式传感器(19、20)，所述至少两个接触式传感器用于辐照相应的皮肤区域，并且用于检测响应于所述辐射而从所述相应的皮肤区域反射或者透射通过所述相应的皮肤区域的辐射。
14.一种用于确定对象的与脉动和/或血液气体分量有关的生命体征的方法，所述方法由根据权利要求1所述的设备或者由计算机或者由处理器执行，并且包括：
-获得至少两个辐射信号，每个辐射信号是通过检测响应于辐照而从所述对象的不同的皮肤区域反射或者透射通过所述对象的不同的皮肤区域的辐射从相应的皮肤区域采集的，
-从所获得的辐射信号中提取光体积描记PPG信号以获得每个皮肤区域的至少一个PPG信号，
-根据所述相应的皮肤区域的所述PPG信号的谱中的基频和/或一个或多个谐波的相对强度和/或绝对强度来确定针对所述皮肤区域的第一权重，
-基于不同的皮肤区域的两个或更多个PPG信号的相应的第一权重来对所述两个或更多个PPG信号进行组合以获得组合PPG信号，并且
-根据所述组合PPG信号来导出生命体征。
15.一种包括程序代码模块的计算机程序，所述程序代码模块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根据权利要求14所述的方法的步骤。
CN201780014577.XA 2016-03-01 2017-02-24 用于确定对象的生命体征的设备、系统和方法 Active CN108778109B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16158005 2016-03-01
EP16158005.5 2016-03-01
PCT/EP2017/054276 WO2017148807A1 (en) 2016-03-01 2017-02-24 Device, system and method for determining a vital sign of a subject

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108778109A true CN108778109A (zh) 2018-11-09
CN108778109B CN108778109B (zh) 2022-02-11

Family

ID=55446719

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780014577.XA Active CN108778109B (zh) 2016-03-01 2017-02-24 用于确定对象的生命体征的设备、系统和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11045146B2 (zh)
EP (1) EP3422931B1 (zh)
JP (1) JP6899395B2 (zh)
CN (1) CN108778109B (zh)
WO (1) WO2017148807A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3449820B1 (en) * 2017-08-30 2023-05-24 Qompium Computer-implemented method and system for direct photoplethysmography (ppg)
EP3461404A1 (en) * 2017-09-27 2019-04-03 Koninklijke Philips N.V. A sensor system and sensing method for use in assessment of circulatory volume
EP4332986A1 (en) * 2022-08-29 2024-03-06 BIOTRONIK SE & Co. KG Method and system for assessing a patient's medical condition

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4458518A (en) * 1982-07-01 1984-07-10 Medasonics, Inc. Apparatus and method for calibrating a photoplethysmograph
US6083172A (en) * 1995-08-07 2000-07-04 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Method and apparatus for estimating physiological parameters using model-based adaptive filtering
US20060211930A1 (en) * 2002-01-31 2006-09-21 Scharf John E Separating motion from cardiac signals using second order derivative of the photo-plethysmogram and fast fourier transforms
US20090105556A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Tiax Llc Measurement of physiological signals
US20100016690A1 (en) * 2008-07-15 2010-01-21 Nellcor Puritan Bennett Ireland Systems And Methods For Determining Oxygen Saturation
CN102525454A (zh) * 2010-12-20 2012-07-04 通用电气公司 基于电阻抗测量来确定生理参数的系统和方法
WO2013038326A1 (en) * 2011-09-13 2013-03-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Distortion reduced signal detection
CN103648381A (zh) * 2011-05-17 2014-03-19 莱昂斯加特科技公司 使用脉搏血氧测定法确定患者的生理特征的系统和方法
CN103932693A (zh) * 2014-03-27 2014-07-23 西安电子科技大学 一种基于手机图像的人体心率的测量方法
US20140276099A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Koninklijke Philips N.V. Device and method for determining vital signs of a subject
US20140276089A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Koninklijke Philips N.V. Device and method for determining vital signs of a subject
US20150196257A1 (en) * 2014-01-13 2015-07-16 The Board Of Regents, The University Of Texas System Systems and methods for physiological signal enhancement and biometric extraction using non-invasive optical sensors
CN105007806A (zh) * 2013-03-13 2015-10-28 皇家飞利浦有限公司 用于确定来自对象的生命体征的装置和方法
US20150313484A1 (en) * 2014-01-06 2015-11-05 Scanadu Incorporated Portable device with multiple integrated sensors for vital signs scanning
US20150379370A1 (en) * 2013-02-12 2015-12-31 Isis Innovation Limited Method and system for signal analysis
CN105433931A (zh) * 2014-09-18 2016-03-30 义明科技股份有限公司 光体积变化描述波形的处理装置及其方法
CN105813564A (zh) * 2013-12-12 2016-07-27 皇家飞利浦有限公司 用于确定对象的生命体征的设备和方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8298154B2 (en) * 2007-01-10 2012-10-30 Starr Life Sciences Corporation Techniques for accurately deriving physiologic parameters of a subject from photoplethysmographic measurements
EP2661219B1 (en) 2011-01-05 2019-05-15 Koninklijke Philips N.V. Device and method for extracting information from characteristic signals
CN105188521A (zh) 2013-03-14 2015-12-23 皇家飞利浦有限公司 用于获得对象的生命体征信息的设备和方法
JP6052005B2 (ja) * 2013-03-27 2016-12-27 富士通株式会社 脈波検出装置、脈波検出方法及び脈波検出プログラム
JP6135255B2 (ja) * 2013-04-02 2017-05-31 富士通株式会社 心拍測定プログラム、心拍測定方法及び心拍測定装置
CN108366759B (zh) 2015-09-29 2022-04-19 皇家飞利浦有限公司 用于提取生理信息的设备、系统和方法

Patent Citations (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4458518A (en) * 1982-07-01 1984-07-10 Medasonics, Inc. Apparatus and method for calibrating a photoplethysmograph
US6083172A (en) * 1995-08-07 2000-07-04 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Method and apparatus for estimating physiological parameters using model-based adaptive filtering
US20020045806A1 (en) * 1995-08-07 2002-04-18 Baker Clark R. Method and apparatus for estimating physiological parameters using model-based adaptive filtering
US6411833B1 (en) * 1995-08-07 2002-06-25 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Method and apparatus for estimating physiological parameters using model-based adaptive filtering
US20050143634A1 (en) * 1995-08-07 2005-06-30 Nellcor Incorporated, A Delaware Corporation Method and apparatus for estimating a physiological parameter
US20060211930A1 (en) * 2002-01-31 2006-09-21 Scharf John E Separating motion from cardiac signals using second order derivative of the photo-plethysmogram and fast fourier transforms
US20090105556A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-23 Tiax Llc Measurement of physiological signals
US20100016690A1 (en) * 2008-07-15 2010-01-21 Nellcor Puritan Bennett Ireland Systems And Methods For Determining Oxygen Saturation
CN102525454A (zh) * 2010-12-20 2012-07-04 通用电气公司 基于电阻抗测量来确定生理参数的系统和方法
CN103648381A (zh) * 2011-05-17 2014-03-19 莱昂斯加特科技公司 使用脉搏血氧测定法确定患者的生理特征的系统和方法
WO2013038326A1 (en) * 2011-09-13 2013-03-21 Koninklijke Philips Electronics N.V. Distortion reduced signal detection
US20150379370A1 (en) * 2013-02-12 2015-12-31 Isis Innovation Limited Method and system for signal analysis
CN105007806A (zh) * 2013-03-13 2015-10-28 皇家飞利浦有限公司 用于确定来自对象的生命体征的装置和方法
US20140276099A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Koninklijke Philips N.V. Device and method for determining vital signs of a subject
US20140276089A1 (en) * 2013-03-14 2014-09-18 Koninklijke Philips N.V. Device and method for determining vital signs of a subject
CN105050492A (zh) * 2013-03-14 2015-11-11 皇家飞利浦有限公司 用于确定对象的生命体征的设备和方法
CN105813564A (zh) * 2013-12-12 2016-07-27 皇家飞利浦有限公司 用于确定对象的生命体征的设备和方法
US20150313484A1 (en) * 2014-01-06 2015-11-05 Scanadu Incorporated Portable device with multiple integrated sensors for vital signs scanning
US20150196257A1 (en) * 2014-01-13 2015-07-16 The Board Of Regents, The University Of Texas System Systems and methods for physiological signal enhancement and biometric extraction using non-invasive optical sensors
CN103932693A (zh) * 2014-03-27 2014-07-23 西安电子科技大学 一种基于手机图像的人体心率的测量方法
CN105433931A (zh) * 2014-09-18 2016-03-30 义明科技股份有限公司 光体积变化描述波形的处理装置及其方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KUMAR,M: "DistancePGG：Robust non-contact vital signs monitoring using a camera", <BIOMEDICAL OPRICALS EXPRESS> *

Also Published As

Publication number Publication date
US11045146B2 (en) 2021-06-29
US20190038234A1 (en) 2019-02-07
JP2019511941A (ja) 2019-05-09
EP3422931B1 (en) 2021-12-29
CN108778109B (zh) 2022-02-11
WO2017148807A1 (en) 2017-09-08
EP3422931A1 (en) 2019-01-09
JP6899395B2 (ja) 2021-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220054089A1 (en) Device, system and method for generating a photoplethysmographic image carrying vital sign information of a subject
EP3355787B1 (en) Device, system and method for extracting physiological information
CN104968259B (zh) 用于确定对象的生命体征信息的系统和方法
EP2988662B1 (en) System and method for extracting physiological information
CN105050492B (zh) 用于确定对象的生命体征的设备和方法
CN108471962A (zh) 用于确定对象的生命体征信息的设备、系统和方法
EP3479754A1 (en) Device, system and method for determining at least one vital sign of a subject
US20220039678A1 (en) Device, system and method for obtaining a vital signal of a subject
EP3809950B1 (en) Device, system and method for image segmentation of an image of a scene including a subject
CN108778109A (zh) 用于确定对象的生命体征的设备、系统和方法
WO2019145142A1 (en) Device, system and method for determining at least one vital sign of a subject
US20220265150A1 (en) Device, system and method for determining physiological information
EP3773154B1 (en) Device, system and method for extracting physiological information indicative of at least one vital sign of a subject

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant