CN110582228A - 用于确定婴儿的健康状态的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种包括控制单元的装置以及操作所述装置以确定婴儿的健康状态的方法。所述方法包括采集与婴儿相关联的背景信息(302)并且从婴儿采集至少一个心率变异性信号(304)。处理从婴儿采集的至少一个心率变异性信号以确定心率变异性特征(306)，并且根据所采集的背景信息将所确定的心率变异性特征分配到类(308)。将所确定的心率变异性特征与存储在存储器中的与所确定的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征进行比较(310)，并且基于比较确定婴儿的健康状态(312)。

Description

用于确定婴儿的健康状态的方法和装置
技术领域
本发明涉及婴儿护理领域，并且尤其涉及一种用于确定婴儿的健康状态的方法和装置。
背景技术
在过去，心率变异性(HRV)特征已用于评估婴儿的舒适度或紧张水平。然而，心率变异性特征受许多外部因素影响，例如定位、睡眠状态和干预。能够影响心率变异性特征的各种因素使得特征难以可靠地用于婴儿的紧张评估，并且能够导致不可靠的紧张水平确定。由于外部因素能够对心率变异性特征具有的潜在严重影响，心率变异性特征仍未广泛应用于新生儿重症监护病房(NICU)。
已经开发了其他系统以基于除心率变异性之外的特征来确定婴儿的紧张水平。例如，US2012/0157757A1公开了一种系统，其在评价婴儿的紧张水平时分析婴儿运动强度以及婴儿的生理参数的变化两者。确定婴儿正经历增加的紧张水平，其中，例如心率图和SpO2图在跟随临床干预的恢复阶段期间未能返回到它们各自的水平。
然而，尽管存在用于紧张水平确定的备选方法，但是心率变异性特征可以提供关于婴儿的健康状态的特别有价值的信息。例如，心率变异性特征能够用于非侵入性地评估婴儿的自主神经功能(例如婴儿的交感神经系统和副交感神经系统之间的平衡)。因此，使用心率变异性特征提供对婴儿健康的更可靠的评估将是有用的。
因此需要一种用于确定婴儿的健康状态的改进的方法和装置。
发明内容
如上所述，现有方法的限制是心率变异性特征受到外部因素的严重影响，并且因此在婴儿的健康状态确定中是不可靠的。因此，具有克服了这些现有问题的用于确定婴儿的健康状态的改进的方法和装置将是有益的。
因此，根据本发明的第一方面，提供了一种操作包括控制单元的装置以确定婴儿的健康状态的方法。所述方法包括；采集与婴儿相关联的背景信息，从婴儿采集至少一个心率变异性信号，处理从婴儿采集的至少一个心率变异性信号以确定心率变异性特征，根据所采集的背景信息将所确定的心率变异性特征分配到类，将所确定的心率变异性特征与存储在存储器中的与所确定的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征进行比较，并基于比较确定婴儿的健康状态。
在一些实施例中，比较可以包括确定所确定的心率变异性特征与存储在存储器中的与所确定的心率变异性相同的类中的一个对应的心率变异性特征的比率。
在一些实施例中，确定婴儿的健康状态可以包括：当所确定的心率变异性特征与存储在存储器中的与所确定的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征相差超过预定义阈值时，确定婴儿的异常健康状态。
在一些实施例中，所述方法还可以包括随时间将所确定的心率变异性特征针对所采集的背景信息进行绘图，并且比较可以包括将随时间的所确定的心率变异性特征针对所采集的背景信息的图与随时间的一个或多个对应的心率变异性特征针对对应的背景信息的图进行比较。
在一些实施例中，所述方法还可以包括基于所采集的背景信息为所确定的心率变异性特征选择基线，并利用基线归一化所确定的心率变异性特征。
在一些实施例中，选择基线可以包括随时间将从婴儿采集的至少一个心率变异性信号针对所采集的背景信息进行绘图，检测所采集的背景信息低于预定义阈值的时间段，以及从检测到的时间段中的对应的心率变异性特征选择所确定的心率变异性特征的基线。在一些实施例中，比较可以包括将归一化的心率变异性特征与存储在存储器中的与归一化的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征进行比较。
在一些实施例中，所确定的心率变异性特征可包括以下中的任何一项或多项：心率变异性信号的增加；心率变异性信号的减小；心率变异性信号中心跳之间的时间间隔的标准偏差；心率变异性信号中相邻心跳之间连续差异的均方的平方根；心率变异性信号中大于阈值间隔的连续心跳间隔的间隔差异的数量；心率变异性信号的频域中的功率；心率变异性信号的心脏自主神经平衡；垂直于心率变异性信号的庞加莱图中的标识线的标准偏差；以及沿着在心率变异性信号的庞加莱图中的标识线的标准偏差。
在一些实施例中，背景信息可包括对婴儿的心率变异性具有影响的信息。在一些实施例中，背景信息可包括关于以下中的任何一项或多项的信息：婴儿的年龄；婴儿的大小；婴儿的发育阶段；婴儿的喂养状态；婴儿的睡眠状态；婴儿的睡眠或觉醒水平；婴儿的卧位；婴儿的移动；婴儿的活动水平；婴儿的心率；婴儿的呼吸率；婴儿的体温；婴儿的肤色；婴儿的面部表情；对婴儿的干预；婴儿的环境中的环境温度；以及与婴儿相关联的装备的不规则性。
根据本发明的第二方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有实现在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器运行时，使计算机或处理器执行上述一种或多种方法。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于确定婴儿的健康状态的装置。所述装置包括控制单元，所述控制单元被配置为采集与婴儿相关联的背景信息，从婴儿采集至少一个心率变异性信号，处理从婴儿采集的至少一个心率变异性信号以确定心率变异性特征，根据采集的背景信息将所确定的心率变异性特征分配到类，将所确定的心率变异性特征与存储在存储器中的与所确定的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征进行比较，并基于比较来确定婴儿的健康状态。
在一些实施例中，控制单元可以被配置为通过控制至少一个心率变异性传感器从婴儿采集至少一个心率变异性信号，来从婴儿采集至少一个心率变异性信号。在一些实施例中，控制单元可以被配置为从存储器采集与婴儿相关联的背景信息，或者通过控制婴儿的环境中的至少一个背景信息传感器采集背景信息来采集与婴儿相关联的背景信息。
在一些实施例中，至少一个心率变异性传感器可以包括以下中的任何一项或多项：相机、运动传感器、激光多普勒传感器、多普勒雷达传感器、针贴片传感器、心电图(ECG)传感器、光体积描记(PPG)传感器、心冲击描记器(BCG)传感器、仪器化导管传感器和仪器化饲管传感器。在一些实施例中，背景信息传感器可以包括以下中的任何一项或多项：指向婴儿的相机、婴儿的环境中的音频传感器、婴儿的环境中的运动传感器、婴儿所躺在的表面中的压力传感器、婴儿的环境中的温度传感器和生理特性传感器。
在一些实施例中，控制单元还可以被配置为控制用户接口以输出所确定的心率变异性特征和所确定的婴儿的健康状态中的任何一项或多项。
根据上述方面和实施例，解决了现有技术的限制。特别地，根据上述方面和实施例，能够检测背景并基于该检测到的背景实质上校准心率变异性特征。以这种方式，可以实现对心率变异性特征的更准确的解释，从而实现婴儿的健康状态的更可靠确定。此外，提供对心率变异性特征作为健康状态的指示器的更标准化的解释。因此，提供了一种克服了现有问题的用于确定婴儿的健康状态的方法和装置。
附图说明
为了更好地理解本发明，并且为了更清楚地示出可以如何实现本发明，现在将仅通过范例参考附图，其中：
图1是根据实施例的装置的框图；
图2是根据实施例的使用中的装置的图示；
图3是图示根据实施例的方法的流程图；
图4是根据实施例的从婴儿采集的心电图(ECG)信号的图形说明；并且
图5是根据实施例的婴儿的心率变异性特征的图形说明。
具体实施方式
如上所述，本发明提供了一种用于确定婴儿的健康状态的方法和装置，其克服了现有问题。
图1示出了根据实施例的装置100的框图，所述装置可以用于确定婴儿的健康状态。例如，婴儿可以是新生儿(例如早产婴儿、足月婴儿或晚产婴儿)或儿童。
参考图1，装置100包括控制单元102，控制单元102控制装置100的操作并且可以实现本文所描述的方法。控制单元102可以包括一个或多个处理器、处理单元、多核处理器或模块，其被配置或编程为以本文所描述的方式控制装置100。在特定实现方式中，控制单元102可以包括多个软件和/或硬件模块，每个被配置为执行或者用于执行根据本发明的实施例的方法的个体或多个步骤。
简而言之，控制单元102被配置为采集与婴儿相关联的背景信息，从婴儿采集至少一个心率变异性信号，处理从婴儿采集的至少一个心率变异性信号以确定心率变异性特征，根据采集的背景信息将所确定的心率变异性特征分配到类，将所确定的心率变异性特征与存储在存储器中的与所确定的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征进行比较，并基于比较来确定婴儿的健康状态。
如上所述，控制单元102被配置为从婴儿采集至少一个心率变异性信号。心率变异性信号传达(或表示)婴儿的心率随时间的变化。在一些实施例中，控制单元102可以被配置为通过控制至少一个心率变异性传感器104从婴儿采集至少一个心率变异性信号来从婴儿采集至少一个心率变异性信号。至少一个心率变异性传感器104的范例包括但不限于以下中的任何一项或多项：相机、运动传感器(诸如加速度计)、激光多普勒传感器、多普勒雷达传感器、针贴片传感器、心电图(ECG)传感器、光体积描记(PPG)传感器、心冲击描记(BCG)传感器、仪器化导管传感器、仪器化饲管传感器或任何其他心率变异性传感器中、或心率变异性传感器的任意组合。
如上所述，控制单元102还被配置为采集与婴儿相关联的背景信息。在一些实施例中，控制单元102可以被配置为从存储器106采集与婴儿相关联的背景信息。如图1图示的，根据一些实施例，装置100可以包括存储器106。装置100的存储器106可以被配置为存储程序代码，所述程序代码可以由控制单元102运行以执行本文描述的方法。作为包括存储器106的装置100的备选或补充，一个或多个存储器106可以在装置100的外部(即，分开或远离)。例如，一个或多个存储器106可以是另一设备或者云的部分。
存储器106可以用于存储由装置100的控制单元102或从装置100外部的任何部件、单元、接口、传感器、存储器或设备采集或实现的信息、数据、信号和测量结果。控制单元102可以被配置为控制存储器106以存储由本文公开的方法产生的信息、数据、信号和测量结果。例如，在一些实施例中，与婴儿相关联的背景信息可以存储在存储器106中。在这些实施例中，控制单元102可以被配置为从存储器106采集与婴儿相关联的背景信息。存储器106可以例如存储由本文公开的方法产生的一个或多个对应的心率变异性特征、所确定的婴儿健康状态或任何其他信息、或任何信息组合。例如，一个或多个对应的心率变异性特征可以以婴儿的直方图、婴儿的类分布和/或婴儿的查找表的形式存储。
作为从存储器106采集背景信息的备选或补充，控制单元102可以被配置为通过控制婴儿的环境中的至少一个背景信息传感器108采集与婴儿相关联的背景信息来采集所述背景信息。在婴儿的环境中的至少一个背景信息传感器108的位置可以是至少一个背景信息传感器108可以采集与婴儿相关联的背景信息的任何位置。背景信息传感器108的范例包括但不限于以下中的任何一项或多项：指向婴儿的相机、婴儿的环境中的音频传感器、婴儿的环境中的运动传感器，婴儿所躺在的表面中的压力传感器、婴儿的环境中的温度传感器、生理特性传感器或任何其他背景信息传感器、或背景信息传感器的任何组合。
例如，指向婴儿的相机可以是附接到包围婴儿的新生儿恒温箱的相机、指向婴儿床的相机、放置在婴儿附近的位置的相机、或者在其中相机指向婴儿的任何其他位置处的任何相机。在一些实施例中，可以从一个或多个相机采集背景信息。在多于一个相机的情况下，可以从婴儿的环境中的不同位置处的相机、婴儿的环境中相同位置处的相机或两者的组合采集背景信息。相机可以包括适合于采集与婴儿相关联的背景信息，或者更具体地与婴儿相关联的一幅或多幅图像(其可以包括与婴儿自身相关联的图像和/或与婴儿的环境相关联的图像)的任何相机。相机的范例包括但不限于热相机、红外(IR)相机或任何其他相机、或适合于采集与婴儿相关联的背景信息的相机的任何组合。
婴儿的环境中的音频传感器可以是例如附接到包围婴儿的新生儿恒温箱内部的音频传感器、放置在婴儿附近(在新生儿的情况下，其可以是包围新生儿的新生儿恒温箱的内部或外部)的音频传感器、或在婴儿的环境中任何其他位置的音频传感器。在一些实施例中，可以从一个或多个音频传感器采集背景信息。在多于一个音频传感器的情况下，可以从婴儿的环境中的不同位置处的音频传感器、婴儿的环境中的相同位置处的音频传感器或两者的组合采集背景信息。音频传感器可以包括适合于采集与婴儿相关联的背景信息的任何音频传感器，或者更具体地，适合于采集与婴儿相关联的音频(其可以是与婴儿自身相关联的音频和/或与婴儿的环境相关联的音频)的任何音频传感器。音频传感器的范例包括但不限于麦克风、或任何其他音频传感器、或适合于采集与婴儿相关联的背景信息的音频传感器的任何组合。
婴儿的环境中的运动传感器可以是例如附接到婴儿的运动传感器、被定位于婴儿所躺在的表面上或表面(例如新生儿恒温箱的支撑结构的表面、婴儿床上的床垫的表面、或婴儿所躺在的任何其他表面)中的运动传感器、指向婴儿的运动传感器、或婴儿的环境中任何其他位置处的运动传感器。在一些实施例中，可以从一个或多个运动传感器采集背景信息。在多于一个运动传感器的情况下，可以从婴儿的环境中的不同位置处的运动传感器、婴儿的环境中相同位置处的运动传感器或两者的组合采集背景信息。运动传感器可以包括适合于采集与婴儿相关联的背景信息，或者更具体地与婴儿相关联的运动信息(其可以是与婴儿自身相关联的运动信息和/或与婴儿的环境相关联的运动信息)的任何运动传感器。运动传感器的范例包括但不限于加速度计、陀螺仪、磁力计、相机(诸如前面提到的那些中的任何一个)、或任何其他运动传感器、或适合于采集与婴儿相关的背景信息的运动传感器的任何组合。
婴儿所躺在的表面中的压力传感器可以是例如新生儿恒温箱的支撑结构的表面、婴儿床上的床垫的表面或婴儿所躺在的任何其他表面中的压力传感器。在一些实施例中，可以从一个或多个压力传感器采集背景信息。在多于一个压力传感器的情况下，可以从婴儿所躺在的表面中的不同位置处的压力传感器、婴儿所躺在的表面中的相同位置处的压力传感器或两者的组合来采集背景信息。压力传感器可以包括适合于采集与婴儿相关联的背景信息，或者更具体地与婴儿相关联的压力或位置信息(其可以是与婴儿自身相关联的压力或位置信息)的任何压力传感器。压力传感器的范例包括但不限于压敏元件(诸如压敏非接触电极)、电容触觉传感器或任何其他压力传感器、或适合于采集与婴儿相关联的背景信息的压力传感器的任何组合。
婴儿的环境中的温度传感器可以是例如附接到婴儿的温度传感器、附接到包围婴儿的新生儿恒温箱内部的温度传感器、放置在婴儿附近的温度传感器(在新生儿的情况下，其可以在包围新生儿的新生儿恒温箱的内部或外部)，或者在婴儿的环境中的任何其他位置处的温度传感器。在一些实施例中，可以从一个或多个温度传感器采集背景信息。在多于一个温度传感器的情况下，可以从婴儿的环境中的不同位置处的温度传感器、婴儿的环境中相同位置处的温度传感器或两者的组合采集背景信息。温度传感器可以包括适合于采集与婴儿相关联的背景信息，或者更具体地与婴儿相关联的温度信息(其可以是与婴儿自身相关联的温度信息和/或与婴儿的环境相关联的温度信息)的任何温度传感器。温度传感器的范例包括但不限于温度计、温度探针(诸如要放置在婴儿尿布中的温度探针)或任何其他温度传感器、或适用于采集与婴儿相关联的背景信息的温度传感器的任何组合。
婴儿的环境中的生理特性传感器可以是例如附接于婴儿的生理特性传感器、附接于包围婴儿的新生儿恒温箱内部的生理特性传感器、放置在婴儿附近的生理特性传感器(在新生儿的情况下，其可以在包围新生儿的新生儿恒温箱的内部或外部)，婴儿所躺在的表面中的生理特性传感器(例如，新生儿恒温箱的支撑结构的表面、婴儿床上的床垫的表面、或婴儿所躺在的任何其他表面)，或婴儿的环境中任何其他位置处的生理特性传感器。在一些实施例中，可以从一个或多个生理特性传感器采集背景信息。在多于一个生理特性传感器的情况下，可以从婴儿的环境中的不同位置处的生理特性传感器、婴儿的环境中相同位置处的生理特性传感器或两者的组合采集背景信息。
生理特性传感器可以包括适合于采集与婴儿相关联的背景信息，或者更具体地婴儿的生理特性信息的任何生理特性传感器。生理特性传感器的范例包括但不限于心率传感器(诸如心电图ECG传感器、光体积描记描记PPG传感器或任何其他心率传感器、或心率传感器的任何组合)、呼吸传感器(例如气流传感器、或任何其他呼吸传感器、或呼吸传感器的任何组合)、皮肤电导率传感器(例如皮肤电反应GSR传感器或任何其他皮肤电导率传感器、或皮肤电导率传感器的任何组合)、大脑活动传感器(例如脑电图EEG传感器或任何其他大脑活动传感器、或大脑活动传感器的任何组合)、血氧饱和度(SpO2)传感器(例如脉搏血氧仪、或任何其他血氧饱和度传感器、或血氧饱和度传感器的任意组合)、肌肉活动传感器(例如肌电图EMG传感器或任何其他肌肉活动传感器、或肌肉活动传感器的任何组合)、或任何其他生理特性传感器、或适用于采集与婴儿相相关联的背景信息的生理特性传感器的任何组合。
与婴儿相关联的背景信息可以包括对婴儿的心率变异性具有影响(或影响婴儿的心率变异性)的任何信息。背景信息的范例包括但不限于以下中的任何一项或多项：婴儿的年龄、婴儿的大小、婴儿发育阶段或成熟过程(例如，对于新生儿，这可以是诸如小于或等于36周胎龄(wGA)的早产、诸如超过36wGA且小于40wGA的中间、以及诸如大于或等于40wGA)的足月、婴儿的喂养状态、婴儿的睡眠状态(例如活动睡眠AS状态和安静睡眠QS状态)、婴儿的睡眠或唤醒水平、婴儿的卧位(例如指示婴儿仰卧、俯卧或者侧卧的信息)、婴儿的移动，婴儿的活动水平(例如低、中或高活动水平)、婴儿的心率、婴儿的呼吸率(或婴儿的呼吸节奏)、婴儿的体温(或体温的变化)、婴儿的肤色、婴儿的面部表情(例如异常面部表情)、对婴儿的干预(例如医学专业人员、看护人员、家庭成员或任何其他人的干预)、婴儿的环境中的环境温度(或环境温度的变化)、与婴儿相关联的装备的不规则性(例如牵引线缆或任何其他不规则性)、或任何其他背景信息、或与婴儿相关联的背景信息的任何组合。
婴儿的年龄、婴儿的大小和婴儿的发育阶段是可以从存储器106(其可以包括装置100的一个或多个存储器106、在装置100外部的一个或多个存储器106、或其组合)采集的与婴儿相关联的背景信息的范例。婴儿的喂养状态、婴儿的睡眠状态、婴儿的睡眠或唤醒水平、婴儿的卧位、婴儿的移动、婴儿的活动水平、婴儿的心率、婴儿的呼吸率、婴儿的体温、婴儿的肤色、婴儿的面部表情、对婴儿的干预、婴儿的环境中的环境温度以及与婴儿相关联的设备的不规则性是与婴儿相关联的背景信息的范例，其可以从婴儿的环境中的背景信息传感器108采集。
例如，婴儿的喂养状态、婴儿的睡眠状态、婴儿的睡眠或觉醒水平、婴儿的肤色、婴儿的面部表情以及对婴儿的干预中的任何一项或多项可以从指向婴儿的相机采集婴儿。可以从婴儿所躺在的表面中的压力传感器采集婴儿的卧位。可以从来自婴儿的环境中的运动传感器和婴儿的环境中的音频传感器中的任何一项或多项采集婴儿的移动和婴儿的活动水平中的任何一项或多项。可以从婴儿的环境中的适当的生理特性传感器采集婴儿的心率、婴儿的呼吸率和婴儿的体温中的任何一项或多项。可以从婴儿的环境中的温度传感器(例如温度计)采集婴儿的环境中的环境温度。可以从装备本身采集与婴儿相关联的装备的不规则性。
如图1所图示的，在一些实施例中，装置100还可以包括通信接口(或电路)110，以用于使装置100能够与任何部件、接口、单元、存储器、传感器和装置100内部或外部的设备进行通信(或连接)。通信接口110可以无线地或经由有线连接与任何部件、接口、单元、传感器和设备进行通信。例如，在控制单元102控制至少一个心率变异性传感器104以从婴儿采集至少一个心率变异性信号的实施例中，通信接口110可以无线地或经由有线连接与心率变异性传感器通信。类似地，在控制单元102控制婴儿的环境中的至少一个背景信息传感器108以采集背景信息的实施例中，通信接口110可以无线地或经由有线连接与至少一个背景信息传感器108通信。
根据一些实施例，装置100还可以包括至少一个用户接口112。备选地或额外地，用户接口112可以在装置100的外部(即，与其分开或远离)。例如，用户接口112可以是另一个设备的部分，例如移动设备或中心站，其可以被设置为远程监测多个婴儿的健康状态。用户接口112可以用来向用户(其可以是医学专业人员、看护人员、家庭成员或任何其他用户)提供由根据本发明的方法产生的信息。控制单元102可以被配置为控制一个或多个用户接口112以提供由根据本发明的方法产生的信息。例如，在一些实施例中，控制单元102可以被配置为控制用户接口112以绘制(或输出或提供)由本文公开的方法产生的所确定的心率变异性特征、所确定的婴儿的健康状态、所确定的心率变异性特征以及所确定的婴儿的健康状态两者、或任何其他信息、或信息的任何组合。备选地或额外地，用户接口112可以被配置为接收用户输入。换句话说，用户接口112可以允许装置100的用户手动输入数据、指令或信息。控制单元102可以被配置为从一个或多个用户接口112采集用户输入。
用户接口112可以是使能向装置100的用户绘制(或输出或提供)信息、数据或信号的任何用户接口。备选地或额外地，用户接口112可以是使装置100的用户能够提供用户输入、与装置100交互和/或控制装置100的任何用户接口。例如，用户接口112可包括一个或多个开关、一个或多个按钮、小键盘、键盘、鼠标、触摸屏或应用(例如，在智能设备上，诸如平板电脑、智能手机或任何其他智能设备)、显示器或显示屏、图形用户接口(GUI)或任何其他视觉部件、一个或多个扬声器、一个或多个麦克风或任何其他音频部件、一个或多个灯(诸如发光二极管LED灯)、用于提供触觉反馈的部件(诸如振动功能或任何其他触觉反馈部件)、增强现实设备(例如增强现实眼镜或任何其他增强现实设备)、智能设备(例如智能镜、平板电脑、智能手机、智能手表或任何其他智能设备)、或任何其他用户接口、或用户接口的组合。在一些实施例中，被控制为绘制(或输出或提供)装置100的信息、数据或信号的用户接口可以是与使用户能够提供用户输入、与装置100交互和/或控制装置100的用户接口相同的用户接口。
将意识到，图1仅示出了说明本发明的该方面所需的部件，并且在实际实现方式中，装置100可以包括除所示出的那些部件的额外的部件。例如，装置100可以包括用于为装置100供电的电池或其他电源或用于将装置100连接到市电电源的模块。
图2是根据实施例的范例系统200中使用的装置100的框图。在图示的范例实施例中，系统200包括装置100(如前所述)和新生儿恒温箱202。新生儿恒温箱202包括被配置成支撑婴儿(具体地，在该图示的范例实施例中为新生儿)206的支撑结构204和被配置为包围(或包含)新生儿206的外壳208。
在图2的图示的范例实施例中，系统200包括第一背景信息传感器108a和第二背景信息传感器108b。第一背景信息传感器108a被定位在新生儿恒温箱202的外壳208的顶部上方。第一背景信息传感器108a可以包括例如指向新生儿206的一个或多个相机。第二背景信息传感器108b被定位在支撑结构204上(或表面内部)的新生儿恒温箱202的外壳208内部。第二背景信息传感器108b可以包括例如被配置为感测新生儿206的环境中的温度的温度传感器。
在图2的图示的范例实施例中，装置100的控制单元102被配置为通过控制至少一个心率变异性传感器(图2中未示出)采集至少一个心率变异性信号来从新生儿206采集至少一个心率变异性信号并且通过控制第一背景信息传感器108a和第二背景信息传感器108b中的一个或多个采集与新生儿206相关联的背景信息来采集与新生儿206相关联的背景信息。
尽管上面已经针对心率变异性传感器的类型、背景信息传感器的类型以及这些传感器的布置提供了范例，但是将理解，其他类型的传感器或传感器组合以及其他传感器装置也是可能的。
图3图示了根据实施例的操作装置100的方法300，装置100包括控制单元102以确定婴儿的健康状态。如前所述，婴儿可以是例如新生儿(例如早产婴儿、足月婴儿或晚产婴儿)或儿童。所图示方法300通常可以由控制单元102执行或在控制单元102的控制下执行。
参考图3，在框302处，采集与婴儿相关联的背景信息。如前所述，装置100的控制单元102可以从存储器106(其可以是装置100的存储器106，外部存储器106或两者)采集与婴儿相关联的背景信息。备选地或额外地，装置100的控制单元102可以通过控制婴儿的环境中的至少一个背景信息传感器108采集背景信息来采集与婴儿相关联的背景信息。
在框304处，从婴儿采集至少一个心率变异性信号。如前所述，心率变异性信号传达(或表示)婴儿的心率随时间的变化。在一些实施例中，可以与采集与婴儿相关联的背景信息同时(或在同一时间)从婴儿采集至少一个心率变异性信号。如前所述，装置100的控制单元102可以通过控制至少一个心率变异性传感器104从婴儿采集至少一个心率变异性信号来从婴儿采集至少一个心率变异性信号。
在框306处，处理从婴儿采集的至少一个心率变异性信号以确定心率变异性特征。在其中至少一个心率变异性信号是心电图(ECG)信号的范例实施例中，可以处理ECG信号以检测QRS复合波，以确定相邻QRS序列之间的间隔并基于所确定的间隔来确定心率变异性特征。在其中至少一个心率变异性信号是光体积描记描记(PPG)信号或心冲击描记器(BCG)信号的另一范例实施例中，可以处理PPG或BCG信号以确定连续脉冲信号之间的间隔并基于所确定的间隔来确定心率变异性特征。根据本文描述的实施例中的任何的确定的心率变异性特征可以包括可以根据至少一个心率变异性信号确定的心率变异性的任何特征(或特性)。例如，所确定的心率变异性特征可包括时域特征、频域特征、非线性特征，或任何其他心率变异性特征、或心率变异性特征的任何组合。
心率变异性特征的范例包括但不限于心率变异性信号的增加、心率变异性信号的减小、心率变异性信号中的心跳之间的时间间隔的标准偏差(或者NN间隔的标准偏差，SDNN)、心率变异性信号中相邻心跳之间连续差异的均方的平方根(或相邻NN间隔之间连续差异的均方的平方根，RMSSD)、心率变异性信号中大于阈值间隔的连续心跳间隔的间隔差异的数量(或者相差超过阈值间隔的NN间隔对的数量，例如超过50毫秒，NN50)、心率变异性信号中大于阈值间隔的连续心跳间隔的间隔差异除以心跳间隔总数的比例(例如NN50除以NN的总数的比例，pNN50)、心率变异性信号的频域中的功率(例如在高频域HF、低频域LF或两者中)、心率变异性信号的频域中的归一化功率(例如高频域HF、低频域LF或两者中的归一化功率)、心率变异性信号的心脏自主神经平衡(例如低频域LF中的功率与高频域HF中的功率之比，即LF/HF)、垂直于心率变异性信号的庞加莱图中的标识线的标准偏差SD1、归一化SD1、沿心率变异性信号的庞加莱图中的标识线的标准偏差SD2、归一化SD2或任何其他心率变异性特征、或心率变异性特征的任何组合。
尽管已经为确定的心率变异性特征提供了范例，但是将理解，可以以本文描述的方式确定和处理任何其他心率变异性特征或心率变异性特征的任何组合。
在框308处，根据所采集的背景信息将所确定的心率变异性特征分配给类。可以通过一个或多个背景信息参数来定义类。例如，一个类可以用于其小于36周胎龄(wGA)并且处于活动睡眠(AS)状态的仰卧的婴儿、而另一个类可以用于喂养或要换尿布的婴儿。尽管已经提供了类的一些范例，但是将理解，可以通过背景信息参数的任何数量和任何组合来定义类。可以使用任何已知的分类技术将类分配给所确定的心率变异性特征。例如，所确定的心率变异性特征的分类可以涉及逻辑回归、支持向量机、卷积神经网络或任何其他分类技术。
在框310处，将所确定的心率变异性特征与存储在存储器106中的与所确定的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征进行比较。对应的心率变异性特征是与确定的心率变异性特征相同的类型的心率变异性特征。因此，例如，将所确定的NN间隔的标准偏差与存储的NN间隔的标准偏差进行比较，等等。如前所述，一个或多个对应的心率变异性特征可以例如以婴儿的直方图、婴儿的类分布和/或婴儿的查找表的形式存储在存储器106中。婴儿的直方图、类分布或查找表可以由婴儿人口数据形成。存储的心率变异性特征与确定的心率变异性在相同类中，其中，心率变异性特征被存储的婴儿与心率变异性被确定的婴儿共有至少一些背景信息。例如，与心率变异性被确定的婴儿相比，心率变异性特征被存储的婴儿可以处于相同的年龄组(例如，早产婴儿、足月婴儿、晚产婴儿、儿童等)中并且在相同的影响(例如相同的温度变化、相同的干预、相同的喂养状态或类似影响)中的一个或多个之下。
在一些实施例中，所确定的心率变异性特征与一个或多个对应的心率变异性特征的比较可以包括确定所确定的心率变异性特征与存储在存储器106中的与所确定的心率变异性相同的类中的对应的心率变异性特征之一的比率。例如，对于在环境温度T下的婴儿，可以确定在温度T处针对婴儿确定的心率变异性特征与针对温度T存储的对应婴儿人口特征的比率。
在本文描述的任何实施例中，该方法还可以包括随时间将所确定的心率变异性特征针对所采集的背景信息进行绘图。在这些实施例中，所确定的心率变异性特征与一个或多个对应的心率变异性特征的比较可以包括将随时间的所确定的心率变异性特征针对所采集的背景信息的图与随时间的一个或多个对应的心率变异性特征针对对应的背景信息的图进行比较。例如，在确定的心率变异性特征是NN间隔的标准偏差(SDNN)的情况下，可以针对婴儿的环境中的环境温度绘制所确定的SDNN。在该范例中，可以将所确定的SDNN对环境温度的图与存储在存储器106中的与所确定的SDNN相同的类中的一个或多个对应SDNN对环境温度的图进行比较。在另一个范例中，可以将心率变异性特征针对婴儿的采集的呼吸率和采集的总体心率进行绘图，并与存储在存储器106中的与所确定的心率变异性特征相同的类中的一个或多个对应图进行比较。在一些实施例中，当前值可以除以存储在存储器106中的对应的总体值。
在框312处，基于比较来确定婴儿的健康状态。例如，基于比较，婴儿的健康状态可以被确定为正常(或规律)健康状态或异常(或不规律)健康状态。
在一些实施例中，当所确定的心率变异性特征与存储在存储器106中的与所确定的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征相差超过预定义阈值时，可以确定婴儿的异常(或不规律)健康状态。预定义阈值可以是值，例如绝对值或百分比值。异常(或不规律)健康状态可以指示婴儿处于疼痛、经历紧张、经历不适、呈现疾病迹象(例如败血症)或其他不利因素。另一方面，当所确定的心率变异性特征与存储在存储器106中的与所确定的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征相差小于预定义阈值时，可以确定婴儿的正常健康状态。
在一些实施例中，还可以确定婴儿的健康状态的更具体细节。例如，在可以确定婴儿的异常(或不规律)健康状态的情况下，所确定的心率变异性特征可以用于评估相关的婴儿的功能。例如，婴儿的LF/HF比率的心率变异性特征可以用于评估婴儿的交感神经/副交感神经功能。
在本文公开的实施例中的任何中，该方法还可以包括控制用户接口112以呈现(或输出或提供)由本文公开的方法产生的所确定的心率变异性特征、所确定的婴儿的健康状态、所确定的心率变异性特征和所确定的婴儿的健康状态两者、或任何其他信息或任何信息组合。在一些实施例中，可以随时间总结或绘制由本文公开的方法产生的所确定的心率变异性特征、所确定的婴儿的健康状态或任何其他信息或任何信息组合，以显示婴儿的进展或恶化。如前所述，控制单元102可以被配置为控制用户接口112以呈现(或输出或提供)这样的信息。在针对婴儿确定异常(或不规律)健康状态的实施例中，该方法还可以包括控制用户接口112以生成通知(诸如警报)。控制单元102可以被配置为控制用户接口112以生成通知。可以将通知提供给装置100的用户，例如医疗专业人员、看护人员、家庭成员或装置100的任何其他用户。
在本文描述的任何实施例中，该方法还可以包括基于所采集的背景信息为所确定的心率变异性特征选择基线。例如，可以针对所采集的背景信息随时间绘制从婴儿采集的至少一个心率变异性信号，并且可以检测到所采集的背景信息低于预定义阈值的时间段。这可以表示安静的时间间隔。在一个范例中，可以针对所采集的运动信息随时间绘制从婴儿采集的至少一个心率变异性信号，并且可以检测所采集的运动信息低于预定义阈值的时间段。这可以表示安静的时间间隔，例如移动源于呼吸或心跳而不是来自肢体移动的情况下。可以从检测到的时间段中的对应的心率变异性特征中选择所确定的心率变异性特征的基线。在一些实施例中，可以将基线选择为检测到的时间段中的心率变异性特征的平均差异。
然后可以利用选定的基线对确定的心率变异性特征进行归一化。例如，可以通过将确定的心率变异性特征除以基线来对其进行归一化。这可以在嘈杂时间段期间稳定心率变异性信号。可以在采集来自婴儿的心率变异性信号时自动执行归一化。在利用基线对所确定的心率变异性特征进行归一化的实施例中，所确定的心率变异性特征与一个或多个对应的心率变异性特征的比较(在图3的框310处)可以包括将归一化的心率变异性特征与存储在存储器中的与归一化的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征进行比较。
用于以上述方式来归一化心率变异性的背景信息也可以用于提供关于婴儿的健康状态的额外的信息。因此，在提供的其中运动信息用于归一化的基线的选择的先前范例中，运动信息还可用于提供关于婴儿的健康状态的额外的信息。例如，早产婴儿通常睡眠24小时的70％。早产婴儿也会在睡眠期间移动，但不会大范围移动。这样一来，如果从运动信息中发现早产婴儿在剧烈移动(例如在24小时内超过10％)，则这可以是婴儿的异常(或不规律)健康状态的另外的指示。
图4是根据范例实施例的婴儿(具体地，早产婴儿)的采集的心电图(ECG)信号的图示。ECG信号表示婴儿的心率变异性并且示出婴儿的看护时刻(例如喂食)。
在与采集ECG信号相同的时间段中(在图3的框302处)，还采集与婴儿相关联的背景信息(在图3的框304处)。例如，可以控制指向婴儿的相机以采集指示婴儿的看护状态的背景信息(即，看护或无看护，其可以包括喂食或不喂食)。处理ECG信号以确定心率变异性特征(在图3的框306处)。在图4的范例实施例中，心率变异性特征是R峰值之间的持续时间(RR间隔)。根据采集的与婴儿相关联的背景信息将RR间隔分配给类(例如，“看护”400或“无看护”402)(在图3的框308处)。从采集的背景信息识别“看护”400的两个实例，其可以在图4中看到。
图5是根据图4的范例实施例的针对婴儿确定的心率变异性特征(RR间隔)的图示。具体地，图5示出了在y轴上绘制的确定的RR间隔与在x轴上的持续时间的关系。
图5可以用于将所识别的“看护”实例500期间确定的RR间隔与所识别的“无看护”实例502期间确定的RR间隔进行比较。此处，所识别的“看护”实例500表示已知事件(例如喂食)，所识别的“无看护”实例502表示婴儿的检测到的稳定(或安静)时间段(例如当没有喂食时)。在图5中，可以看出RR间隔的标准偏差在“看护”实例500期间比在“无看护”实例502期间更大。
通过将在所识别的“无看护”实例502(即，稳定时间段)期间确定的RR间隔与在所识别的“看护”实例500期间确定的RR间隔进行比较来选择RR间隔的基线。例如，通过将所识别的“无看护”实例502(即稳定时间段)期间确定的RR间隔的标准偏差与所识别的“看护”实例500期间确定的RR间隔的标准偏差进行比较来选择RR间隔的基线。
然后利用选定的基线对RR间隔进行归一化。将归一化的RR间隔与存储在存储器中的与归一化的RR间隔相同的类中的一个或多个对应的RR间隔进行比较(在图3的框310处)。然后基于比较确定婴儿的健康状态(在图3的框312处)。在一些实施例中，选定的基线可以用于训练机器学习算法以自动确定婴儿的健康状态。
因此，提供了一种用于确定婴儿的健康状态的改进的方法和装置。根据本文描述的方法和装置，能够从心率变异性特征可靠地确定婴儿的健康状态。该方法和装置可以特别用于新生儿领域，例如新生儿重症监护病房(NICI)或新生儿中期看护病房，或儿科领域。该装置可以与现有的患者(或婴儿)监测器结合使用。
还提供了一种计算机程序产品，包括计算机可读介质，所述计算机可读介质具有实现在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器运行时，使所述计算机或处理器执行本文描述的一种或多种方法。
通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现对所公开实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词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实现权利要求中记载的若干项的功能。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益地使用这些措施的组合。计算机程序可以存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质上，但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有线或无线电信系统分布。权利要求中的任何附图标记不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种操作装置的方法(300)，所述装置包括用于确定婴儿的健康状态的控制单元，所述方法包括：
采集(302)与所述婴儿相关联的背景信息；
从所述婴儿采集(304)至少一个心率变异性信号；
处理(306)从所述婴儿采集的所述至少一个心率变异性信号，以确定心率变异性特征；
根据所采集的背景信息将所确定的心率变异性特征分配(308)到类；
将所确定的心率变异性特征与存储在存储器中的与所确定的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征进行比较(310)；以及
基于所述比较来确定(312)所述婴儿的健康状态。
2.如权利要求1所述的方法，其中，比较包括：
确定所确定的心率变异性特征与存储在所述存储器中的与所确定的心率变异性相同的类中的所述对应的心率变异性特征中的一个的比率。
3.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，确定所述婴儿的健康状态包括：
当所确定的心率变异性特征与存储在所述存储器中的与所确定的心率变异性相同的类中的所述一个或多个对应的心率变异性特征相差超过预定义阈值时确定所述婴儿的异常健康状态。
4.如前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括：
随时间将所确定的心率变异性特征针对所获得的背景信息进行绘图；并且
其中，比较包括：
将随时间的所确定的心率变异性特征针对所采集的背景信息的图与随时间的所述一个或多个对应的心率变异性特征针对对应的背景信息的图进行比较。
5.如前述权利要求中的任一项所述的方法，所述方法还包括：
基于所采集的背景信息来选择针对所确定的心率变异性特征的基线；以及
利用所述基线来将所确定的心率变异性特征归一化。
6.如权利要求5所述的方法，其中，选择基线包括：
随时间将从所述婴儿采集的所述至少一个心率变异性信号针对所采集的背景信息进行绘图；
检测所采集的背景信息低于预定义阈值的时间段；以及
根据检测到的时间段中的对应的心率变异性特征来选择针对所确定的心率变异性特征的基线。
7.如权利要求5或6所述的方法，其中，比较包括：
将归一化的心率变异性特征与存储在存储器中的与所述归一化的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征进行比较。
8.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所确定的心率变异性特征包括以下中的任何一项或多项：
心率变异性信号的增加；
心率变异性信号的减小；
所述心率变异性信号中的心跳之间的时间间隔的标准偏差；
所述心率变异性信号中的相邻心跳之间的连续差异的均方的平方根；
所述心率变异性信号中大于阈值间隔的连续心跳间隔的间隔差异的数量；
所述心率变异性信号的频域中的功率；
所述心率变异性信号的心脏自主神经平衡；
垂直于所述心率变异性信号的庞加莱图中的标识线的标准偏差；以及
沿着所述心率变异性信号的庞加莱图中的标识线的标准偏差。
9.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述背景信息包括对所述婴儿的所述心率变异性具有影响的信息。
10.如前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述背景信息包括关于以下中的任何一项或多项的信息：
所述婴儿的年龄；
所述婴儿的大小；
所述婴儿的发育阶段；
所述婴儿的喂养状态；
所述婴儿的睡眠状态；
所述婴儿的睡眠或觉醒水平；
所述婴儿的卧位；
所述婴儿的移动；
所述婴儿的活动水平；
所述婴儿的心率；
所述婴儿的呼吸率；
所述婴儿的体温；
所述婴儿的肤色；
所述婴儿的面部表情；
对所述婴儿的干预；
所述婴儿的环境中的环境温度；以及
与所述婴儿相关联的装备的不规则性。
11.一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有实现在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为使得在由合适的计算机或处理器运行时，使所述计算机或处理器执行如权利要求1-10中的任一项所述的方法。
12.一种用于确定婴儿的健康状态的装置(100)，所述装置(100)包括：
控制单元(102)，其被配置为：
采集与所述婴儿相关联的背景信息；
从所述婴儿采集至少一个心率变异性信号；
处理从所述婴儿采集的所述至少一个心率变异性信号，以确定心率变异性特征；
根据所采集的背景信息将所确定的心率变异性特征分配到类；
将所确定的心率变异性特征与存储在存储器中的与所确定的心率变异性相同的类中的一个或多个对应的心率变异性特征进行比较；以及
基于所述比较来确定所述婴儿的健康状态。
13.如权利要求12所述的(100)装置，其中，所述控制单元(102)被配置为：
通过以下操作来从所述婴儿采集所述至少一个心率变异性信号：控制至少一个心率变异性传感器(104)从所述婴儿采集所述至少一个心率变异性信号；以及
从存储器(106)采集与所述婴儿相关联的所述背景信息，或者通过以下操作来采集与所述婴儿相关联的所述背景信息：控制所述婴儿的环境中的至少一个背景信息传感器(108)采集所述背景信息。
14.如权利要求13所述的装置(100)，其中：
所述至少一个心率变异性传感器(104)包括以下中的任何一项或多项：
相机；
运动传感器；
激光多普勒传感器；
多普勒雷达传感器；
针贴片传感器；
心电图(ECG)传感器；
光体积描记(PPG)传感器；
心冲击描记(BCG)传感器；
仪器化导管传感器；以及
仪器化饲管传感器，所述背景信息传感器(108)包括以下中的任何一项或多项：
指向所述婴儿的相机；
所述婴儿的环境中的音频传感器；
所述婴儿的环境中的运动传感器；
所述婴儿所处在的表面中的压力传感器；
所述婴儿的环境中的温度传感器；以及
生理特性传感器。
15.如权利要求12至14中的任一项所述的装置(100)，其中，所述控制单元(102)还被配置为：
控制用户接口(112)输出以下中的任何一项或多项：所确定的心率变异性特征和所确定的所述婴儿的健康状态。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022012653A1 (zh) * 2020-07-17 2022-01-20 香港中文大学 预测婴幼儿的语言发展和交流能力的方法和工具
WO2023173386A1 (zh) * 2022-03-17 2023-09-21 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 一种新生儿/非接触式生理体征监护方法和系统

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210007368A (ko) 2019-07-11 2021-01-20 삼성전자주식회사 생체정보 추정 장치 및 방법
WO2021054186A1 (ja) * 2019-09-17 2021-03-25 Cyberdyne株式会社 行動タスク評価システムおよび行動タスク評価方法
US20210106843A1 (en) * 2019-10-10 2021-04-15 GE Precision Healthcare LLC Infant care device including light shielding enclosure
US11497418B2 (en) 2020-02-05 2022-11-15 General Electric Company System and method for neuroactivity detection in infants
US11742086B2 (en) * 2020-05-28 2023-08-29 Aetna Inc. Systems and methods for determining and using health conditions based on machine learning algorithms and a smart vital device
US20220061685A1 (en) * 2020-08-26 2022-03-03 Covidien Lp Method and system for displaying heart rate variability
US20230061572A1 (en) * 2021-08-28 2023-03-02 Mirza Faizan Automatic system to monitor health condition of an infant
CN116269291B (zh) * 2023-05-26 2023-07-25 深圳市魔样科技有限公司 基于人工智能的智能手表监测系统及方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998043536A1 (en) * 1997-03-31 1998-10-08 President And Fellows Of Harvard College Home-based system and method for monitoring sleep state and assessing cardiorespiratory risk
WO2004075750A1 (en) * 2003-02-27 2004-09-10 Colin Reed Infant monitoring system
CN102793538A (zh) * 2011-05-25 2012-11-28 旺三丰兴业股份有限公司 心率变异性装置及云端健康管理系统
US20130345568A1 (en) * 2012-06-25 2013-12-26 Xerox Corporation Video-based estimation of heart rate variability
US20150223748A1 (en) * 2012-08-27 2015-08-13 Philip WARRICK Method and apparatus for monitoring a fetus during labor
US20160015277A1 (en) * 2014-07-21 2016-01-21 Withings Method and Device for Monitoring a Baby and for Interaction
WO2016096518A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-23 Koninklijke Philips N.V. Baby sleep monitor
US9420956B2 (en) * 2013-12-12 2016-08-23 Alivecor, Inc. Methods and systems for arrhythmia tracking and scoring

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005237719A (ja) * 2004-02-27 2005-09-08 Daikin Ind Ltd 監視ユニットおよび監視システム
EP2007277A4 (en) * 2006-04-18 2010-06-02 Susan Mirow METHOD AND APPARATUS FOR ANALYZING PSYCHIATRIC AND PHYSICAL CONDITIONS
JP4885659B2 (ja) * 2006-09-13 2012-02-29 テルモ株式会社 心拍ゆらぎ検出装置およびその情報処理方法
JP4943809B2 (ja) * 2006-10-24 2012-05-30 テルモ株式会社 心拍ゆらぎ検出装置および情報処理方法
JP2008167934A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Terumo Corp ベビーカー
EP2429391A2 (en) * 2009-04-22 2012-03-21 Cardiac Pacemakers, Inc. Measures of cardiac conractility variability during ischemia
US8617043B2 (en) 2010-12-16 2013-12-31 General Electric Company System and method of monitoring the physiological condition of an infant
CN113545754A (zh) * 2013-06-11 2021-10-26 皇家飞利浦有限公司 用于监测光和声音对人的影响的系统、方法和设备

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998043536A1 (en) * 1997-03-31 1998-10-08 President And Fellows Of Harvard College Home-based system and method for monitoring sleep state and assessing cardiorespiratory risk
WO2004075750A1 (en) * 2003-02-27 2004-09-10 Colin Reed Infant monitoring system
CN102793538A (zh) * 2011-05-25 2012-11-28 旺三丰兴业股份有限公司 心率变异性装置及云端健康管理系统
US20130345568A1 (en) * 2012-06-25 2013-12-26 Xerox Corporation Video-based estimation of heart rate variability
US20150223748A1 (en) * 2012-08-27 2015-08-13 Philip WARRICK Method and apparatus for monitoring a fetus during labor
US9420956B2 (en) * 2013-12-12 2016-08-23 Alivecor, Inc. Methods and systems for arrhythmia tracking and scoring
US20160015277A1 (en) * 2014-07-21 2016-01-21 Withings Method and Device for Monitoring a Baby and for Interaction
WO2016096518A1 (en) * 2014-12-16 2016-06-23 Koninklijke Philips N.V. Baby sleep monitor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LUCCHINI M等: "Novel heart rate parameters for the assessment of autonomic nervous system function in premature infants", 《PHYSIOLOGICAL MEASUREMENT》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022012653A1 (zh) * 2020-07-17 2022-01-20 香港中文大学 预测婴幼儿的语言发展和交流能力的方法和工具
GB2612256A (en) * 2020-07-17 2023-04-26 Univ Hong Kong Chinese Method and tool for predicting language development and communication capabilities of infant and toddler
GB2612256B (en) * 2020-07-17 2023-12-20 Univ Hong Kong Chinese Method and tool for forecasting language development and communication capabilities of infant and toddler
WO2023173386A1 (zh) * 2022-03-17 2023-09-21 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 一种新生儿/非接触式生理体征监护方法和系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20210186347A1 (en) 2021-06-24
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WO2018172352A1 (en) 2018-09-27

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