CN110383387A - 用于监测健康状态的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于监测个体的健康状态的系统(60)，该系统(60)包括：远程操作感测单元(30)，包括：被布置为远程监测用户的皮肤部分的至少一个图像传感器(32、34)；近距离感测单元(56)，被设置在手持式个人护理器具(40)处，该近距离感测单元(56)被布置为监测用户的生理信号，其中对生理信号的监测与对用户的皮肤部分的远程监测在时间上对齐；以及控制单元(70)，被布置用于处理由远程操作感测单元(30)提供的第一传感器数据和由近距离感测单元(56)提供的第二传感器数据，其中控制单元(70)被布置为：基于经过处理的第一传感器数据和第二传感器数据，处理至少一个健康参数，以及其中控制单元(70)被布置为基于经过处理的至少一个参数，提供健康信息，健康信息指示用户的当前压力水平。本公开还涉及一种监测个体的健康状态的对应方法。

Description

用于监测健康状态的系统和方法
技术领域
本公开涉及一种用于检测个人的健康状态的系统，该系统实现远程操作感测单元和近距离(close-up)感测单元。更具体地，但不应理解为有限制的意思，本公开涉及用于压力监测或压力检测的系统，该系统利用不突兀地获得的信息来评估被观察对象的健康状态。
更具体地，本公开涉及一种监测健康状态的系统，该系统在家庭用户环境中是可操作的并且特别容易使用，优选地以日为基础。
本公开还涉及监测个体的健康状态的对应方法、以及涉及有关的计算机程序。
背景技术
US 2017/0055853A1公开了一种用于从受试者获得信号的可穿戴设备，该可穿戴设备包括第一接触式PPG感测单元和第二远程PPG感测单元，其中，该第一和第二PPG感测单元都集成在可穿戴设备中并且从用户身体的不同位置获取PPG信号。
作者为Maurizio Pesce的互联网文章“Oral-B's App-Enabled ToothbrushExposes Your Poor Hygiene”(XP055370349，https://web-beta.archive.org/web/20160221224305id_/https://www.wire d.com/2016/02/oral-b-genius-toothbrush/)涉及一种牙刷，该牙刷可与智能手机结合以识别用户并引导用户完成刷牙过程。
US2013/0091642A1公开了一种口腔保健器具，包括具有远端、中间部分和近端的手柄；血氧测定传感器，具有至少一个发光器和至少一个光电检测器，并且被配置用于确定用户的状况，该状况选自血氧饱和度、心率及其任何组合组成的组；数据处理单元，具有收集器、存储介质和处理器；以及电源，其中，血氧测定传感器被配置用于将指示血氧测定的至少一个信号发送给数据处理单元。
WO 2005/006968A1公开了一种便携式电子设备，其被布置用于在被个体使用时与所述个体进行皮肤接触，所述设备包括第一接触表面和第二接触表面，其中，第一接触表面包括第一电极并且第二接触表面包括第二电极，所述第一电极与所述第二电极电隔离；该设备还包括用于在使用所述设备期间测量来自所述第一电极和所述第二电极的电信号的部件，所述电信号代表所述个体的生理状况。
压力通常可以被称为个体对应激事件的反应。换句话说，压力是人类面对挑战并应对挑战的方法。如本文使用的，压力应被视为个体的各种健康状态的示例性代表。因此，本文时常提及压力或应激事件这一事实不应被解释为有限制的意思。
在如今的生活中，慢性压力已成为许多人的严重问题。如今，人们会受到日常生活中存在的众多压力源。因此，许多人处于或多或少永久的压力状态。然而，慢性压力是有问题的，因为人类(以及动物)基本上未准备好遭受长期的压力。增加的压力水平可能会引起大范围的与健康有关的疾病，例如，诸如心血管疾病、脑血管疾病、糖尿病和免疫缺陷。
除了生理疾病，压力也可能会引起心理疾病。在最坏的情况下，慢性压力可能会导致或放大严重的心理疾病，诸如焦虑症、抑郁症等。
因此，通常希望监测和评估个体的当前压力水平，并随时间追踪和绘制压力水平。按照这种方式，可以检测到压力增加的周期，并且优选地，在实际压力水平变得太高之前进行预测。因此，如果个体意识到压力水平增加或已经增加，则可以采取适当的对策，包括一定的放松、睡个觉、进行一些积极的注意力分散、进行一些锻炼或其他休闲活动等。
此外，随着越来越多的人永久性地遭受压力水平的增加，人们意识到自己的当前压力水平变得越来越重要。测量慢性压力相当困难，因为个体对压力源的反应不同。此外，在放松状态和严重压力状态之间存在一定的灰色地带或过渡区。
进行压力测量有多种方法。举例来说，可以基于与医生或心理学家的谈话来进行压力检测。通常，可以使用问卷和/或询问技术来评估慢性压力状态的心理和生理症状。然而，这种方法是有限的，因为仅有实际状态才会为分析提供基础。因此，即使一个人可以向个体询问有关过去某段时间内压力水平的趋势或进程，但任何回答都有些偏见和扭曲。
因此，希望提出连续监测个体的压力症状的方法，例如，其可以涉及每天或每周的点测量。
许多生理标记(信号)已被确定为个体压力水平的潜在指标。这些标记包括但不限于皮电反应、血压、呼吸活动、心跳，包括检测心跳曲线中的典型特征等。
在这种情况下，已经提出了监测设备，这种监测设备被布置用于检测这些生理标记中的一种或多种。因此，基本上可以检测和追踪所涉及的生命体征的变化，以检测潜在的有问题的值和模式。然而，以这种方式测量和监测压力水平涉及使用复杂的独立设备进行的一些离散且耗时的测量。
因此，即使上述方法对于检测个体的有问题的健康状态是合理的且有用的，但这些技术的应用仍然有些受限。
此外，当个体已经经历压力水平增加时，即使通常可取的不同压力水平监测也可能被经历为甚至进一步的压力，因为通常需要一些时间和注意力来执行测量。
因此，压力监测和压力检测仍有改进的空间，特别是在家庭用户环境中。
发明内容
本公开的目的是提供压力监测和压力测量的替代和改进方法。优选地，可以在家庭用户环境中定期监测个体的压力水平和压力水平的变化。优选地，可以以基本舒适且非突兀(non-obtrusive)的方式执行压力监测。此外，希望提出一种压力监测方法，该方法不耗时并且可以作为个体的日常常规的一部分来应用。优选地，压力水平监测过程可以形成日常个人护理常规的一部分。
此外，希望提出一种压力监测方法，该方法是稳健的并且不易受到失真的影响。此外，希望提供一种即使对于没有经验的用户也能以相当高的准确度操作的相应系统。
还有益的是提供一种监测个体的健康状态的对应方法、以及一种对应的计算机程序。
在本公开的第一方面中，提供了一种用于监测个体的健康状态的系统，该系统包括：
两个不同的感测单元，包括：
远程操作感测单元，包括被布置为远程监测用户的头部区域的皮肤部分的至少一个图像传感器，以及
近距离感测单元，被设置在手持式个人护理器具处，该近距离感测单元被布置为通过与用户的手的接触来监测用户的生理信号，
其中，对生理信号的监测与对用户的皮肤部分的远程监测在时间上对准，以及
控制单元，被布置为处理由远程操作感测单元提供的第一传感器数据和由近距离感测单元提供的第二传感器数据，
其中，控制单元被布置为基于经过处理的第一传感器数据和第二传感器数据，处理至少一个健康参数，
其中，控制单元被布置为基于经过处理的至少一个参数，提供健康信息，健康信息指示用户的当前压力水平，以及
其中，系统在利用个人护理器具执行个人护理过程时是可操作的。
本方面基于如下理解：一方面，当使用设备时(无论是被个体抓住还是握住)，可以提供相当准确且稳健的测量环境。此外，为了增强该测量并且提供更广的信号基础，提出了使用另一个远程操作传感器单元。因此，极大地降低了所需的用户交互水平。确切地说，由于第一传感器单元和第二传感器单元，可以进行非常精确且准确的测量。
每个感测单元可以包括一个或多个传感器。通常，该一个或多个传感器可以根据适用于压力测量和压力管理背景下的传感器的现有原理来布置。如上所述，存在多种基本上指示压力水平的症状。例如，诸如血压、血体积脉冲(blood volume pulse)、皮电反应等信号可用于获得指示压力水平的至少一个参数。
在一些实施例中，控制单元被布置用于处理至少两个健康参数。至少一个参数主要基于由远程操作感测单元提供的信息。至少一个参数主要基于由近距离感测单元提供的信息。
已经进一步观察到，PPG(光电体积描记，photoplethysmography)测量也允许推导和计算潜在的压力水平指示信号。此外，已经提出了远程光电体积描记监测技术。用于此目的的设备通常是基于相机的，即利用多个感测元件，诸如CCD元件、CMOS元件等。与通常关注于受限局部区域的接触式光电体积描记测量相反，远程光电体积描记监测允许监测被观察个体的相当大的区域。作为副效应，其允许检测局部差异和特点。例如，检测到的信号的幅度和相位差的空间分布可以包含关于微灌注(micro-perfusion)或微循环的宝贵信息。
通常，使用两个完全不同的传感器单元，其中一个是远程操作感测单元，而另一个是近距离感测单元，能够获得表示多个心理/生理健康参数的一组信号。
当应用基于相机的PPG技术时，可以检测关于特定身体区域上的脉搏传导时间的视觉信息。此外，当使用两个传感器单元时，例如，其中一个传感器单元是手持的，而另一个传感器单元例如是用于观察用户的面部，则可以获得来自离得较远(remote)且不同的两个身体区域的信息。
上述布置的另一优点是可以使用一组传感器，而不会干扰或打扰用户。
假设可以每天重复对用户的压力水平的测量和检测，例如，作为每日个人护理常规的一部分，则可以获得中期或长期的压力水平记录。
如本文使用的，术语“在时间上对齐”包括，但不限于，同步的和/或同时的信号检测。优选地，在时间上对齐的信号足够准确，以能够实现增强型相移处理和相似的信号处理措施。按照这种方式，例如，可以处理精确对齐的所涉及信号之间的潜在相移，以检测PTT(脉搏传导时间)信号、PAT(脉搏到达时间)信号、和指示用户健康状况的其他心血管信息/信号中的至少一种。在一些实施例中，由远程操作感测单元提供的第一传感器数据可以是图像数据。通常，相机类的传感器单元可用于图像捕获。可以在电磁辐射的可见范围和/或不可见范围内获得图像数据。
在一些实施例中，由近距离感测单元提供的第二传感器数据可以被称为补充传感器数据。在一些实施例中，基于图像数据和补充传感器数据两者计算健康参数。补充传感器数据可包括通过不涉及图像检测的点测量所获取的数据。
在一些实施例中，远程操作感测单元和近距离感测单元被布置以分别监测用户的第一和第二皮肤部分，这些皮肤部分是不同的。举例来说，这在相移处理的情况下是有益的，因为可以检测从不同身体部分获得的心血管信号的相移。
该系统在利用个人护理器具执行个人护理过程时是可操作的。因此，可以在用户没有额外费力的情况下或在用户额外费力很少的情况下执行压力水平检测，或者更一般地，检测健康状态。具体地，个人护理过程所需的时间段可被用于检测健康状况。
在示例性实施例中，远程操作感测单元是基于相机的远程PPG感测单元，其被布置以获得信号，用户的脉搏率和呼吸率基于该信号而被检测，其中，近距离感测单元是接触式PPG感测单元，其中，远程操作感测单元和近距离感测单元被布置为监测用户的不同且离得较远的两个身体区域，其中，控制单元被布置以基于从两个身体区域获得的PPG信息来计算脉搏传导时间，并且被配置为基于脉搏传导时间计算血压。在该上下文中，参考US 2017/0055853A1，其描述了基于脉搏传导时间信息计算血压信息的一般方法。
在另一示例性实施例中，远程操作感测单元被布置为检测并且控制单元被布置为处理在可见范围和在不可见范围内的图像数据。如本文使用的，可见范围覆盖人眼通常可见的电磁光谱的一部分。
因此，可见范围可以例如涉及约390nm(纳米)至约700nm的范围。邻近可见光范围，提供红外范围和紫外范围。红外辐射覆盖具有波长比可见光波长更长的辐射。根据相应的定义，红外光可以覆盖在约700nm和约1,000μm(微米)之间的范围。在实践中，主要使用所谓的近红外辐射，根据定义，其可以覆盖约700nm和1,400nm之间的范围。
紫外线辐射是具有波长比可见光波长更短的电磁辐射，并且可以覆盖约10nm至约390nm的范围。不用说，在电磁辐射的各个区域之间没有清晰的边界。
为感测单元和控制单元提供处理不可见辐射的能力具有以下优点：可以检测到人眼不能清楚地看到的压力水平指示信息。因此，新出现的压力指标可能已经在人眼不可见的状态下已经被检测到。因此，不仅利用可见辐射部分而且利用不可见辐射部分可能是有益的，因为按照这种方式可以实现更大的(在皮肤中)穿透深度。
在另一示例性实施例中，远程操作感测单元被布置用于监测用户的头部部分，特别是面部部分。将突兀操作的传感器附接到头部经常被认为是令人不愉快的。因此，对于头部部分，不突兀的非接触式测量是受欢迎的。此外，由于远程操作感测单元优选地包括至少一个基于相机的传感器，因此不必在远程操作传感器单元前面保持稳定位置，这再次经常被认为是令人不愉快的。
在另一示例性实施例中，远程操作感测单元的至少一个图像传感器被布置在镜子处或在镜子附近。例如，远程操作感测单元可以集成在浴室镜子中或至少布置在浴室镜子附近。在一些实施例中，远程操作感测单元可以集成在镜子中。这具有以下优点：远程操作感测单元不可见或者仅从镜子的前部几乎看不到。
在另一示例性实施例中，远程操作感测单元被布置为远程光电体积描记感测单元，以及其中，近距离感测单元被布置为接触式光电体积描记感测单元。因此，可以从两个相当不同的身体区域获得与灌注有关的或更一般地，关于用户的循环系统的信息。基于此，可以检测空间差异。
在一个示例性设置中，远程操作感测单元包括至少一个远程光电体积描记传感器。此外，近距离感测单元包括至少一个接触式光电体积描记传感器。另外，近距离感测单元可包括皮电反应(galvanic skin response)传感器和温度传感器。可以想到其他类型的补充传感器。
不用说，远程操作感测单元可以能够进行热成像。按照这种方式，远程操作感测单元也可以能够进行温度感测。
基于接触式PPG传感器，可以获得脉搏信息。这可以称为基线脉搏信号。基于皮电反应传感器，可以检测用户手上皮肤处的当前汗液水平。基于温度传感器，可以检测用户的手的当前温度。近距离感测单元的上述传感器可被操作，而不会进一步干扰用户。
另外，还可以操作远程操作感测单元而无需请求用户附接传感器设备、保持稳定状态等。
在另一示例性实施例中，控制单元被布置为处理从用户的不同身体区域获得的光电体积描记信息。
在另一示例性实施例中，远程操作感测单元被布置为检测第一PPG信号，脉搏率和呼吸率基于该第一PPG信号而被检测，其中，近距离感测单元被布置为检测第二PPG信号，血压参数基于第二PPG信号而被获得。
在另一示例性实施例中，控制单元被布置用于检测并分析在第一PPG信号和第二PPG信号的特性之间的差别。
在另一示例性实施例中，第一PPG信号涉及2D PPG分布，以及其中，控制单元被布置用于检测第一PPG信号中的空间差异。
在另一示例性实施例中，控制单元被布置用于处理一组压力水平指示参数，以对该一组参数执行阈值分析并且基于该阈值分析确定用户的当前压力水平。
在另一示例性实施例中，远程操作感测单元和近距离感测单元中的至少一个被布置用于检测体温指示信息。此外，可以检测不同测量位置之间的温差。
在另一示例性实施例中，远程操作感测单元设置有至少一个照明源，或操作地耦合到至少一个照明源，该照明源可操作以照亮用户的被监测头部部分。
与远程操作感测单元一样，该至少一个照明源也可以集成在镜子中或与镜子相邻布置。在一些实施例中，使用环境照明。然而，在一些替代实施例中，使用适合于远程操作传感器单元的至少一个传感器的光谱响应度的特定照明源。
此外，与远程操作感测单元一样，在一些实施例中，至少一个照明源嵌入或集成在镜子中。因此，在断电状态下，照明源不一定从镜子的前面可见。
在另一示例性实施例中，手持式个人护理器具是美容器具、牙齿护理器具、按摩器具和皮肤护理器具中的一种。
举例来说，包括近距离感测单元的个人护理器具可以被布置为口腔护理器具、牙刷器具、美容器具、剃须器具、修剪器具、振动器具、按摩器具，等等。此外，可以想到个人护理器具被布置为脱毛器。
举例来说，使用马达驱动的牙刷形成日常常规的一部分，并且，通常在一天中使用两次，早晨和晚上使用。因此，将近距离感测单元结合在牙刷或类似的个人护理器具中是有益的。按照这种方式，当用户刷牙时，作为有益的副效应，一组潜在的指示信号被检测。这可能涉及与脉搏有关的信息、皮肤温度、汗水水平等。
另外，由于通常在镜子前面进行刷牙，所以远程操作感测单元可以在观察用户的头部部分时获得进一步的信息，特别是光电体积描记信息。
控制单元可以与远程操作传感器单元和近距离传感器单元可操作地耦合。举例来说，可以如下设置控制单元：将其集成在镜子中或附接到镜子，并且因此，硬连线到远程操作感测单元和照明单元(如果有的话)。然而，这不应被解释为具有限制的意思。
因此，可以设想替代实施例，其中，控制单元被布置为具有多个子实体的分布式控制单元，这些子实体布置在远程操作感测单元和近距离感测单元处或者耦合到远程操作感测单元和近距离感测单元。
此外，在至少一些实施例中，可以想到使用包括控制单元的单独的计算设备。为此，可以使用诸如移动电话、移动计算机、平板计算机等移动计算设备。在任一情况下，控制单元可操作地耦合到远程操作感测单元和近距离感测单元，例如通过无线通信。
在一些实施例中，控制单元被布置用于检测和计算血压值和有关的信号。此外，可以计算由远程操作感测单元观察的区域和由近距离感测单元观察的区域的光电体积描记(PPG)值之间的所谓脉博传导时间(PTT，pulse transit time)。
此外，控制单元可以被布置用于检测皮肤温度的差别和变化，再次观察两个单独的区域，例如用户的面部和手/手掌。
在一些实施例中，控制单元还被布置用于检测皮肤组织中或皮肤组织下的灌注(血液动力学)的特性变化。同样，可以检测所观察的区域之间的特性差别。此外，为了实现一组示例性参数，可以检测心率和呼吸率。
可以将按照这种方式获得的一组值和信息与早期的测量进行比较。
在本公开的另一方面中，提供了一种监测个体的健康状态的方法，该方法包括：
设置两个不同的感测单元(30、56)，包括：
设置远程操作感测单元，该远程操作感测单元包括被布置用于远程监测用户的头部区域的皮肤部分的至少一个图像传感器，
设置手持式个人护理器具，该手持式个人护理器具配备有近距离感测单元，该近距离感测单元被布置用于监测用户的生理信号，
其中，对生理信号的监测与通过与用户的手接触而对用户的皮肤部分的远程监测在时间上对齐，
设置控制单元，该控制单元被布置用于处理由远程操作感测单元提供的第一传感器数据和由近距离感测单元提供的第二传感器数据，
利用个人护理器具执行个人护理操作，
在利用个人护理器具执行个人护理过程的同时，基于经过处理的第一传感器数据和第二传感器数据处理至少一个健康参数，以及
基于经过处理的至少一个参数计算健康信息，该健康信息指示用户的当前压力水平。
在本公开的又一个方面中，提供了一种计算机程序，包括程序代码部件，该程序代码部件用于：当所述计算机程序在与监测系统可操作地耦合或形成监测系统的部分的计算设备上被执行时，使根据本公开的系统执行本文描述的操作方法的步骤。
在从属权利要求中限定了本公开的优选实施例。应当理解，所要求保护的方法具有与要求保护的系统类似和/或相同的优选实施例，并且如从属权利要求中所限定。
附图说明
本公开的这些和其它方面将从下文描述的实施例变得显而易见，并且将参照下文描述的实施例来阐述。在下图中：
图1示出了在浴室中实现的个人护理系统的示例性设置的简化示意性透视图；
图2是被布置为牙刷的个人护理器具的示例性实施例的透视图；
图3是用于监测健康状态的、在个人护理环境中实现的系统的示例性实施例的简化示意图；
图4是被布置为毛发切割器具的个人护理器具的示例性实施例的透视图；
图5是被布置为皮肤处理器具的个人护理器具的示例性实施例的透视图；
图6是被布置为毛发去除器具的个人护理器具的示例性实施例的透视图；
图7是用于监测健康状态的系统的另一示例性实施例的另一示意性简化视图；
图8是示出监测个体的健康状态特别是压力水平的方法的实施例的简化示意框图；以及
图9是示出用于监测健康状态的系统和方法的操作原理的简化示意框图，该系统和方法实现两个感测单元，其中一个是远程操作感测单元，另一个是近距离(接触式)感测单元。
具体实施方式
图1是设置在浴室12中的示例性个人护理设置10的示意性透视图。在浴室12中，有包括水槽16的洗脸盆14。在水槽上方有镜子18，其也可以被称为浴室镜。用户可以站在镜子18前面，然后进行个人护理处理，例如剃须操作。
个人护理过程通常包括处理可移动的手导式器具。这可包括接近和接触用户的处理区域，包括嘴部部分、面部区域、颈部区域、下巴区域、头发区域/头皮区域、其他身体部位等。因此，对处理区域的充分照明被理解为便于操作该器具。
在图1中用20指示出了照明单元。照明单元20包括顶部或天花板光源22，其布置在镜子18前面的天花板处。此外，设置有顶部光源24，其布置在墙上，与镜子18相邻。另外，设置有底部光源26，其布置在镜子18的底端处。另外，可以存在侧光源等。
个人护理设置10还包括感测单元30，该感测单元30包括第一传感器32和第二传感器34。通常，感测单元30包括至少一个图像传感器32、34。在图1的示例性布置中，传感器32、34彼此间隔开并且布置在镜子18的附近。在一些示例性实施例中，设置有所谓的智能镜子，其实现光源与图像传感器中的至少一种。在智能镜子中，光源和/或图像传感器不能从镜子前面看到或仅从镜子前面几乎看不到。
感测单元30的至少一个图像传感器32、34可以涉及相机，该相机包括CCD元件、CMOS元件等的图案(pattern)。优选地，至少一个传感器32、34能够检测可见范围和不可见范围内的电磁辐射。
在图2中，示出了个人护理器具40。在示例性实施例中，个人护理器具40被布置为马达驱动的牙刷42。个人护理器具40包括壳体44，例如，马达、传动系、电池、控制器等可以布置在壳体44中。此外，在壳体44的顶端处，设置有处理头48。在图2所示的个人护理器具40的示例性实施例中，处理头48被布置为刷头50。
此外，个人护理器具40包括控制其操作的操作控制单元52。另外，设置有控制器54，例如开/关按钮等。如上面已经进一步指出的，手持式个人护理器具40包括布置在壳体44的手柄46处的近距离(接触式)感测单元56。因此，当用户抓住器具40并执行个人护理过程时，用户的手，特别是手掌，接触感测单元56的感测元件。
图3是用于监测个体(以下称为用户)的健康状态的系统60的示意性简化侧视图。在图3中，用户62位于镜子18前面。在图3中示出了头部部分(由64表示)和手部部分(由66表示)。如上面讨论的，用户62用他的手66握住个人护理器具40。因此，手66的手掌和/或手指接触器具40的壳体。器具40包括用于进行个人护理处理的处理头48。
与图1所示的实施例一样，与镜子18相邻地设置有光源24和图像传感器32。优选地，光源24和图像传感器32能够进行PPG(光电体积描记，photoplethysmography)监测。因此，当观察用户62的皮肤部分(面部部分)64时，可以远程检测肤色、灌注(perfusion)和类似信息。
最近，已经引入了基于远程操作的光电体积描记(PPG)系统。通常，PPG系统用于生命体征检测领域。人的生命体征，例如心率(HR)、呼吸率(RR)或血氧饱和度，可作为人的当前状态的指标，并作为严重医疗事件的有力预测因子。出于这个原因，在家庭或进一步的健康、休闲和健身环境中，在住院和门诊护理设置中广泛监测生命体征。
测量生命体征的一种方法是体积描记法。体积描记法通常是指测量器官或身体部位的体积变化，尤其是检测由于每次心跳穿过受试者体内的心血管脉搏波引起的体积变化。
光电体积描记法(PPG)是一种光学测量技术，用于评估感兴趣区域或体积的光反射或透射的时变变化。PPG基于血液比周围组织更多地吸收光的原理，因此每次心跳的血体积变化相应地影响透射或反射。除了关于心率的信息之外，PPG波形还可以包括可归因于诸如呼吸等其他生理现象的信息。通过评估不同波长处(通常为红色和红外)的透射率和/或反射率，可以确定血氧饱和度。
用于测量受试者的心率和(动脉)血氧饱和度(也称为SpO2)的常规脉搏血氧计附着于受试者的皮肤，例如指尖、耳垂或前额。因此，它们被称为“接触式”PPG设备。典型的脉搏血氧计包括作为光源的红色LED和红外LED、以及用于检测已经透射患者组织的光的一个光电二极管。市场上可获得的脉搏血氧计在红色和红外波长的测量之间快速切换，从而测量在两个不同波长处的组织的相同的面积或体积的透射率。这被称为时分复用。每个波长随时间的透射率给出用于红色和红外波长的PPG波形。尽管接触式PPG被认为是基本上非侵入性的技术，但是接触式PPG测量通常被认为是令人不愉快的，因为脉搏血氧计直接附接到受试者并且任何电缆都会限制移动的自由度。
最近，还引入了非接触式远程PPG(R-PPG)设备，用于在家庭用户环境中可操作的不突兀的测量。远程PPG是一种非侵入性技术，其测量皮肤表皮下的颜色的微小变化，这种变化是由于心脏搏动引起的血管中血液的体积和氧饱和度的变化引起的。
远程PPG利用光源，或者更一般地说，利用远离感兴趣的受试者设置的辐射源。类似地，检测器(例如相机)或光电检测器也可以远离感兴趣的受试者设置。因此，远程光电体积描记系统和设备被认为是不突兀的，并且非常适合医疗以及非医疗日常应用。
使用远程PPG技术，可以从提供图像帧的时间序列的摄像机信号测量生命体征，因为由脉动血液体积引起的皮肤中的微小光吸收变化揭示了这一点。
Verkruysse等人于2008年12月22日发表在Optics Express 16(26)上第21434-21445页的“Remote plethysmographic imaging using ambient light”表明可以使用环境光和传统的消费级摄像机远程测量光电体积描记信号。
Wieringa等人发表在Ann.Biomed.Eng.33,1034-1041(2005)上的“ContactlessMultiple Wavelength Photoplethysmographic Imaging:A First Step Toward“SpO2Camera”Technology”公开了一种远程PPG系统，用于基于对不同波长的体积描记信号的测量对组织中的动脉氧饱和度进行非接触式成像。该系统包括单色CMOS相机和具有三种不同波长的LED的光源。相机依次在三种不同波长处获取受试者的三个影片。可以从单种波长处的影片确定脉搏率，但需要不同波长处的至少两个影片来确定氧饱和度。
WO 2016/096591A1中公开了PPG技术的扩展应用的示例，其涉及用于过敏测试的方法和对应的设备，该方法包括：
接收覆盖受试者的皮肤区域(包括已经施用了该物质的位置)的第一组空间分布式光强度值，其中，第一组中的光强度值是可见光的强度，
接收覆盖该皮肤区域的第二组空间分布式光强度值，其中，第二组中的光强度值是红外(IR)光的强度，
基于第一组光强度值生成PPG脉冲幅度的第一空间分布，
基于第二组光强度值生成PPG脉冲幅度的第二空间分布，
将第一空间分布与第二空间分布和已经施用了该物质的位置相比较，以及
基于该比较，输出受试者是否正在经历对该物质的过敏反应的指示。
可以想到其他应用领域。已经认识到，远程的、非突兀的PPG技术也适用于非医学领域，例如，个人护理领域。基于相机的远程PPG监测方法的主要优点是可以观察到相当大的区域。
再次参考图3。通过图像传感器32获得的信息可以被视为压力水平指示信息。该压力水平指示信息被传送到控制单元70。在图3所示的示例性实施例中，控制单元70集成在手持式计算设备72中。设备72可以被布置为，例如，移动电话、移动计算机、平板计算机等。不用说，在替代方案中，控制单元70也可以集成在个人护理器具40、照明单元20和/或感测单元30(参见图1)中的一个中或直接耦合到他们中的一个。
在控制单元70中，设置有处理器或处理单元74。此外，存在用户控制器76。另外，设置有显示器78，其可以被布置为触敏显示器。此外，可以设置扬声器80。
控制单元70提供足够的计算能力来处理由至少一个传感器32提供的数据。由传感器32提供的数据可以被称为第一传感器数据，或者在某些实施例中，被称为图像数据。按照这种方式，可以从皮肤部分64获得压力水平指示信息，优选地使用PPG技术。此外，由于图像传感器32被布置用于监测相当大的区域，因此也可以检测和追踪(相对于用户62的皮肤部分64)个人护理器具40的位置。按照这种方式，个人护理器具40的位置和用户62的皮肤部分64的“图(map)”可以是相关联的。换句话说，可以使用和处理同一个信息(图像的数据流)进行两种分析，即位置检测/追踪和压力检测。对于传统的接触式PPG设备，这是不可能的。
因此，每当检测到增加的压力水平的某种可能性时，可以应用适当的对策。为此，控制单元70可以被布置用于相应地通知个人护理器具的用户。
此外，通过布置在个人护理器具40处并因此与手66接触的任何传感器获得的信息也可以在手持式计算设备72处被传送到控制单元70。
参考图4、图5和图6，分别图示了本公开上下文中的个人护理器具的另一示例性实施例。
图4示出了被布置为毛发切割器具142的个人护理器具。毛发切割器具142包括壳体144，在壳体144的顶端处设置有处理头148，处理头148包括剃刮或修剪部分。图5示出了被布置为皮肤护理器具242的个人护理器具。器具242包括壳体244和处理头248，被布置用于对用户的皮肤部分进行皮肤处理。
图6示出了被布置为毛发去除器具342的个人护理器具的另一实施例。器具342也可称为脱毛器(epilator)。器具342包括壳体344，在壳体344的顶端处设置有处理头348，包括毛发去除部分。
在图4、图5和图6中所示的每个器具142、242、342中，设置有近距离或接触式感测单元56。如上面已经进一步指出的，感测单元56可以包括多个传感器，例如PPG传感器、温度传感器、皮电反应传感器等。当用户抓住器具142、242、342的相应壳体144、244、344的操作部分时，感测单元56接触用户的握持手的皮肤。
在图7中，示出了可操作以监测健康状态的监测系统60的另一示例性设置。与图3中所示的实施例一样，设置有控制单元70，其与感测单元30和照明单元20可操作地耦合。然而，控制单元70进一步操作地与手持式个人护理器具40处的感测单元56耦合。例如，照明单元20包括第一光源22和第二光源24。感测单元30设置有第一图像传感器32和第二图像传感器34。在一些实施例中，图像传感器32、34中的至少一个能够进行热成像。
附加于处理单元(例如，中央处理单元)74之外，控制单元70可以设置有照明控制器84和传感器控制器86。因此，控制单元70操作地与感测单元30、感测单元56耦合，并且至少在一些实施例中，与照明单元20耦合。
控制单元70还配备有通信接口90。类似地，也在图7中示出的个人护理器具40可以配备有通信接口92。在图7的示例性实施例中，通信接口90、92被布置用于无线通信。通过通信接口90、92，可以向控制器70提供由感测单元30、56获得的传感器数据。
图7中所示的个人护理器具40被示例为牙刷42。器具40包括壳体44，在壳体44的一端处设置有处理头48。此外，设置有用于控制器具40的(主要)个人护理处理功能的操作控制单元52。另外，在器具40被操作时，在用户的手所接触的壳体44的一部分处，存在近距离感测单元56。在图7所示的实施例中，感测单元56包括第一传感器96和第二传感器98，他们可以被称为近距离传感器。传感器96、98可以被布置用于提供第二传感器数据，或者更具体地，补充传感器数据。
传感器96、98中的一个可以被布置为接触式PPG传感器。传感器96、98中的一个可以被布置为温度传感器。例如，传感器96、98中的一个可以被布置为皮电反应传感器。因此，根据本实施例，传感器96、98不提供图像数据或基于图像的数据。
进一步参考图8，示出了示意性地示出监测个体健康状态的方法的示例性实施例的框图。
该方法涉及与设置个人护理器具有关的步骤S10，然而，该个人护理器具配备有所谓的近距离传感器设备。按照这种方式，除了由器具提供的主要个人护理特征之外，还能够进行生理信号的测量/检测。此外，提供了设置步骤S12，其涉及设置远程操作感测单元。远程操作感测单元可以被布置为实现至少一个基于相机的传感器的远程PPG感测单元。优选地，至少在一些实施例中，远程操作感测单元被布置在镜子处或镜子附近，因此被固定地附接并且不布置成由用户佩戴。另一设置步骤S14涉及控制单元的设置，该控制单元可操作以在远程操作感测单元处处理由近距离感测单元所提供的信号。
在另一步骤S16中，相应的设置被初始化。这可涉及信号的初始测量，该信号可能指示健康状态，特别是压力水平。步骤S16还可以涉及获得用户的压力水平和/或历史压力水平数据记录的参考数据。
在随后的另一步骤S18中，操作个人护理器具。这可涉及，例如，刷牙过程、剃须过程、皮肤处理过程、毛发去除过程等。通常，个人护理器具是手持式和手导式器具。
因此，用户通常抓住并将器具握在手中。因此，被设置在器具处的接触式传感器可以获得关于用户的压力水平的多个数据和信息。进行相应的测量，可以说，与主要个人护理过程一起进行，而不需要很多或任何额外的时间。此外，随着通常在镜子前执行个人护理过程，远程操作感测单元也可以收集相应的信息。同样在这个方面，不会引起额外的不便。此外，优选地，不需要额外的用户干预。
该方法还涉及数据处理步骤S20和S22。在步骤S20中，由接触式感测单元提供的数据被处理。在基本上并行的步骤S22中，由远程操作感测单元提供的数据被处理。
因此，在另一步骤S24中，将数据集合在一起，这使得能够进行分析，特别是涉及两个完全不同且离得较远的被观察区域中的特性差别。通常，可以处理一组压力水平指示参数。
最后，在步骤S26中，可以提供指示健康状态的信息，或者优选地，提供指示用户的当前压力水平的信息。此外，由于可以每天、每周或每月执行个人护理过程，因此按照这种方式可以创建时间记录。因此，可以在早期检测到典型的、潜在有问题的偏差。
另外参考图9，其示出了框图，该框图示意性地示出了可以在压力水平检测和监测的背景下使用的监测系统/方法的示例性详细设置和算法。
附图标记500指示实现PPG传感器和至少一个补充传感器(例如温度传感器)的接触式近距离感测单元。由附图标记502指示的另一个框涉及远程操作感测单元，其能够进行基于相机的PPG监测。此外，远程操作感测单元可以能够进行热成像，从而被配备用于温度测量。
可以在框504中处理由感测单元500提供的信号，涉及基于两个PPG信号计算脉搏传导时间(PTT)。按照这种方式，可以计算血压(BP)表示值。因此，基于框500提供的PPG信号，框504可以提供血压参数。
下游框506涉及由框500提供的PPG信号以及由框502提供的PPG信号的比较。因此，可以检测空间差异，因为可以将例如从面部获得的PPG信号与例如从手掌获得的PPG信号进行比较。
另一个框508涉及由框500、502中的每个框提供的温度信息的比较。再次，可以检测空间差异。
另一个框510涉及脉搏信息和呼吸信息的分析，例如检测到的脉搏率和呼吸率的分析。可以将相应的值与先前测量中获得的值进行比较。按照这种方式，可以获得时间记录，这能够进行长期监测。输入信号由远程感测框500提供。
另一个框512涉及二维PPG信号分析。输入信号由远程感测框500提供。基于相机的PPG测量设备可以提供覆盖特定区域的图像。因此，在该区域内，可能存在差异，该差异能够在框512中被检测到。此外，框512可以涉及历史分析。再次，可以将当前数据与先前获得的数据进行比较。
由框500和框502提供的、在框504、框506、框508、框510、框512中被处理、计算和分析的信息可以被发送到评估框514。框514也可以被称为压力水平评估框。一组参数被发送到框514。可以对所获得的参数应用标称-实际比较。此外，可以应用阈值。例如，当检测到一定数量的所获得的参数超出或低于所定义的阈值时，可以评估为存在潜在问题的压力水平。
虽然已经在附图和前面的描述中详细图示了并且描述了本发明，但是这种图示和描述被认为是说明性的和/或示例性的而不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。通过学习附图、公开内容、和所附权利要求书，本领域的技术人员在实践要求保护的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。
在权利要求书中，措辞“包括”不排除其他元件或者步骤，并且不定冠词“一”或者“一个”不排除多个。单个元件或者其他单元可以实现在权利要求书中叙述的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些测量这一事实并不表示不能有利地使用这些测量的组合。
计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，诸如与其它硬件一起提供的或者作为其他硬件的部分而提供的光学存储介质或者固态介质，但也可以其他方式分布，诸如经由互联网或者其他有线或者无线通信系统。
权利要求书中的任何附图标记都不应该被解释为是对范围的限制。

Claims (15)

1.一种用于监测个体的健康状态的系统(60)，所述系统(60)包括：
两个不同的感测单元(30、56)，包括：
远程操作感测单元(30)，包括被布置为远程监测用户的头部区域的皮肤部分的至少一个图像传感器(32、34)，以及
近距离感测单元(56)，被设置在手持式个人护理器具(40)处，所述近距离感测单元(56)被布置为通过与所述用户的手的接触，来监测所述用户的生理信号，
其中对所述生理信号的所述监测与对所述用户的所述皮肤部分的所述远程监测在时间上对齐，以及
控制单元(70)，被布置为处理由所述远程操作感测单元(30)提供的第一传感器数据、以及由所述近距离感测单元(56)提供的第二传感器数据，
其中所述控制单元(70)被布置为基于经过处理的所述第一传感器数据和第二传感器数据来处理至少一个健康参数，
其中所述控制单元(70)被布置为基于经过处理的至少一个所述参数来提供健康信息，所述健康信息指示所述用户的当前压力水平，以及
其中所述系统(60)在利用所述个人护理器具(40)执行个人护理过程时是可操作的。
2.根据权利要求1所述的系统(60)，其中所述远程操作感测单元(30)是基于相机的远程PPG感测单元，其被布置为获得信号，所述用户的脉搏率和呼吸率基于所述信号而被检测，其中所述近距离感测单元(56)是接触式PPG感测单元，其中所述远程操作感测单元(30)和所述近距离感测单元(56)被布置为监测所述用户的不同且离得较远的两个身体区域，其中所述控制单元(70)被布置为基于从所述两个身体区域获得的PPG信息来计算脉搏传导时间，并且被配置为基于脉搏传导时间来计算血压。
3.根据权利要求1或2所述的系统(60)，其中所述远程操作感测单元(30)被布置为检测，并且所述控制单元(70)被布置为处理在可见范围内和在不可见范围内的图像数据。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统(60)，其中所述远程操作感测单元(30)被布置为监测所述用户的面部部分。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统(60)，其中所述远程操作感测单元(30)被布置为远程光电体积描记感测单元，以及其中所述近距离感测单元(56)被布置为接触式光电体积描记感测单元。
6.根据权利要求5所述的系统(60)，其中所述控制单元(70)被布置为处理从所述用户的不同身体区域获得的光电体积描记信息。
7.根据权利要求5或6所述的系统(60)，其中所述远程操作感测单元(30)被布置为检测第一PPG信号，脉搏率和呼吸率基于所述第一PPG信号而被获得，以及其中所述近距离感测单元(56)被布置为检测第二PPG信号，血压参数基于所述第二PPG信号而被获得。
8.根据权利要求7所述的系统(60)，其中所述控制单元(70)被布置为检测并分析在所述第一PPG信号和所述第二PPG信号的特性之间的差别。
9.根据权利要求7或8所述的系统(60)，其中所述第一PPG信号涉及2D PPG分布，以及其中所述控制单元(70)被布置为检测所述第一PPG信号中的空间差异。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统(60)，其中所述控制单元(70)被布置为处理一组压力水平指示参数，以对所述一组参数执行阈值分析，并且基于所述阈值分析来确定所述用户的当前压力水平。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统(60)，其中所述远程操作感测单元(30)的所述至少一个图像传感器(32、34)被布置在镜子(18)处或在镜子(18)附近。
12.根据权利要求11所述的系统(60)，其中所述远程操作感测单元(30)设置有至少一个照明源，或可操作地耦合到至少一个照明源，所述至少一个照明源可操作以照亮所述用户的被监测的头部部分。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的系统(60)，其中所述手持式个人护理器具(40)是美容器具、牙齿护理器具、按摩器具和皮肤护理器具中的一种。
14.一种监测个体的健康状态的方法，所述方法包括：
设置两个不同的感测单元(30、56)，包括：
设置远程操作感测单元(30)，所述远程操作感测单元(30)包括被布置为远程监测用户的头部区域的皮肤部分的至少一个图像传感器(32、34)，
设置手持式个人护理器具(40)，所述手持式个人护理器具(40)配备有近距离感测单元(56)，所述近距离感测单元(56)被布置为通过与所述用户的手的接触来监测所述用户的生理信号，
其中对所述生理信号的所述监测与对所述用户的所述皮肤部分的所述远程监测在时间上对齐，
设置控制单元(70)，所述控制单元(70)被布置为处理由所述远程操作感测单元(30)提供的第一传感器数据、以及由所述近距离感测单元提供的第二传感器数据，
利用所述个人护理器具(40)执行个人护理操作，
在利用所述个人护理器具(40)执行个人护理过程的同时，基于所述经过处理的第一传感器数据和第二传感器数据来处理至少一个健康参数，以及
基于经过处理的至少一个所述参数来计算健康信息，所述健康信息指示所述用户的当前压力水平。
15.一种计算机程序，包括程序代码部件，所述程序代码部件用于：当所述计算机程序在计算设备上被执行时，使所述计算设备执行根据权利要求14所述的方法的步骤。
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