RU2550427C2 - Способ и система для выполнения фотоплетизмографии - Google Patents

Способ и система для выполнения фотоплетизмографии Download PDF

Info

Publication number
RU2550427C2
RU2550427C2 RU2012118645/14A RU2012118645A RU2550427C2 RU 2550427 C2 RU2550427 C2 RU 2550427C2 RU 2012118645/14 A RU2012118645/14 A RU 2012118645/14A RU 2012118645 A RU2012118645 A RU 2012118645A RU 2550427 C2 RU2550427 C2 RU 2550427C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
signal
sensor
light
signals
maximum
Prior art date
Application number
RU2012118645/14A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012118645A (ru
Inventor
Винсент ЖАНН
Джованни ЧЕННИНИ
Игорь Олегович КИРЕНКО
Original Assignee
Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
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 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. filed Critical Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Publication of RU2012118645A publication Critical patent/RU2012118645A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2550427C2 publication Critical patent/RU2550427C2/ru

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, 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
    • A61B5/026Measuring blood flow
    • A61B5/0261Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, 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
    • A61B5/02028Determining haemodynamic parameters not otherwise provided for, e.g. cardiac contractility or left ventricular ejection fraction
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, 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
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/02416Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/1455Measuring 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
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A61B5/7207Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
    • A61B5/7214Signal 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

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к медицине. Способ фотоплетизмографии содержит этап, на котором обрабатывают сигнал, основанный на по меньшей мере одном сигнале из по меньшей мере одного датчика, выполненного с возможностью захвата света от живого объекта, чтобы выделять информацию о характеристике периодического биологического явления. По меньшей мере, один из сигналов из по меньшей мере одного датчика получают с использованием по меньшей мере одного из источника света и фильтра, установленного перед по меньшей мере одним датчиком, настроенным на максимум в спектре поглощения воды. Группа изобретений позволяет повысить вероятность выделения относительно четкого биометрического сигнала. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Изобретение относится к способу дистанционной фотоплетизмографии, системе для выполнения дистанционной фотоплетизмографии и компьютерной программе.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В работе Verkruysse, W. et al., «Remote plethysmographic imaging using ambient light», Optics Express 16 (26), 22 December 2008, pp. 21434-21445, описан способ, по которому фотоплетизмографические сигналы измеряли дистанционно, используя окружающий свет и простую цифровую камеру широкого потребления в кинорежиме. Частоты сердечных сокращений и дыхания можно количественно определять до нескольких гармоник. Хотя для наиболее мощного фотоплетизмографического сигнала, соответствующего максимуму поглощения (окси)гемоглобина, был характерен зеленый канал, красный и синий каналы также содержали фотоплетизмографическую информацию.
Недостаток известного способа состоит в том, что зеленый канал может быть подвержен влиянию шумов, которые осложняют выделение представляющего интерес фотоплетизмографического сигнала. Вышеупомянутое еще более справедливо для других каналов, которые лишь очень слабо коррелируются с биометрическим сигналом.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Существует потребность в создании способа и системы вышеупомянутых типов, которые повышают вероятность выделения относительно четкого биометрического сигнала, даже когда в зеленом канале присутствует шум.
Упомянутая цель достигается с помощью способа в соответствии с изобретением, который содержит следующие этапы, на которых:
обрабатывают сигнал, основанный на, по меньшей мере, одном сигнале из, по меньшей мере, одного датчика, выполненного с возможностью захвата света от живого объекта, чтобы выделять информацию о характеристике периодического биологического явления,
при этом, по меньшей мере, один из сигналов из, по меньшей мере, одного датчика получают с использованием, по меньшей мере, источника света или фильтра, установленного перед, по меньшей мере, одним датчиком, настроенным на максимум в спектре поглощения воды.
Таким образом, способ использует канал, чувствительный к изменениям отраженного и/или проходящего света, обусловленным пульсацией потока плазмы крови. Сигнал в данном канале можно использовать в дополнение или вместо канала, чувствительного к изменениям количества оксигемоглобина в освещаемой зоне. Так как применяют другую частоту света, то вероятность, что в условиях, в которых присутствует шум в зеленом канале, будет получен более мощный сигнал, оказывается выше.
В одном варианте осуществления максимум присутствует в диапазоне, соответствующем диапазону длин волн электромагнитного излучения в воздухе более 750 нм.
Данный вариант осуществления пригоден для применения в условиях, в которых нежелательно использование видимого света. Примеры включают в себя места общего пользования, сортировку раненых военнослужащих, контроль в ночных условиях и инкубаторы новорожденных.
В модификации данного варианта осуществления максимум находится в диапазоне, соответствующем диапазону длин волн менее 1100 нм.
Данный вариант осуществления полезен тем, что дает возможность применить фотоприемники (включая матрицы фотодиодов), исполненные по технологии кремниевых приборов. Упомянутые датчики обычно имеют максимум чувствительности в окрестности 800 нм или 900 нм. При 1000 нм чувствительность немного ниже, но еще достаточно высокая для регистрации фотонов в приведенном спектральном диапазоне, в котором имеются также подходящие максимумы в спектре поглощения воды, в частности, при 970 нм. Существует много коммерчески доступных и недорогих кремниевых датчиков, например матрицы на комплементарных металл-оксидных полупроводниках и приборах с зарядовой связью (КМОП- и ПЗС-матрицы).
Вариант осуществления способа содержит этапы, на которых направляют поляризованный свет на живой объект и захватывают свет от живого объекта, используя фильтр с зависимостью от поляризации.
Настоящий вариант осуществления приводит к ослаблению окружающего света, в том числе, в частности, также света с периодическими составляющими.
В одном варианте осуществления сигнал, получаемый с использованием, по меньшей мере, источника света или фильтра, установленного перед, по меньшей мере, одним датчиком, настроенным на максимум в спектре поглощения воды, получают из первого датчика, и второй сигнал получают из второго датчика, выполненного с возможностью захвата света от живого объекта в ином диапазоне длин волн, чем первый датчик.
Сигнал из первого датчика, несмотря на содержание мощной составляющей, характеризующей пульсирующий кровоток, может также содержать артефакты вследствие перемещения живого объекта и/или изменений освещения. Второй сигнал может также характеризовать захваченный свет в диапазоне длин волн, который не очень чувствителен к изменениям кровотока, но который содержит такие же артефакты вследствие перемещения живого объекта и/или изменений освещения. Таким образом, второй сигнал можно использовать для коррекции первого сигнала посредством исключения составляющих, не характеризующих в целом периодических биологических явлений.
Модификация данного варианта осуществления содержит этап, на котором применяют светоделительную схему для разделения света от живого объекта на пучок, направляемый на первый датчик, и пучок, направляемый на второй датчик.
Приведенное решение повышает точность коррекции, выполняемой с использованием сигнала из второго датчика, так как оба сигнала содержат составляющие, характеризующие изменения освещения или перемещения одной и той же зоны поверхности живого объекта. Разделение возможно в области длин волн, или разделение может быть поляризационным разделением.
Дополнительная модификация содержит этап, на котором вычитают сигнал, основанный на, по меньшей мере, только втором из первого и второго сигналов, из сигнала, основанного на, по меньшей мере, только первом из первого и второго сигналов.
Данную модификацию можно исполнить с использованием относительно простых методов обработки сигналов. Сложного анализа сигналов не требуется. Вычитание можно также выполнять, в частности, во временной области. Сигналы, применяемые в операции вычитания, могут быть основаны на, по меньшей мере, сигналах из первого и второго датчиков в том смысле, что упомянутые сигналы соответствуют применению, или в том смысле, что упомянутые сигналы могут быть получены применением коэффициента усиления, меньшего или большего, чем единица, в зависимости от исполнения.
Дополнительная модификация содержит этапы, на которых, перед применением датчиков для захвата света от живого объекта, применяют датчики для захвата света от калибровочной поверхности и регулируют параметры, влияющие на, по меньшей мере, захват света или обеспечение сигналов, основанных на, по меньшей мере, сигналах из датчиков, чтобы регулировать относительно друг друга, по меньшей мере, амплитуду или фазу соответствующих сигналов, основанных на, по меньшей мере, сигналах из первого и второго датчиков.
Полезный эффект состоит в том, что сигналы из первого и второго датчиков или сигналы, основанные на упомянутых соответствующих сигналах, при получении простым усилением, можно, например, непосредственно вычитать один из другого, в частности, также во временной области, когда способ применяют к живому объекту.
В соответствии с другим аспектом изобретения предлагается система для выполнения дистанционной фотоплетизмографии, содержащая:
по меньшей мере, один датчик для захвата света от живого объекта;
систему обработки сигналов, выполненную с возможностью обработки сигнала, основанного на, по меньшей мере, одном сигнале из, по меньшей мере, одного датчика, чтобы выделять информацию о характеристике периодического биологического явления; и
по меньшей мере, источник света или фильтр, установленный перед, по меньшей мере, одним из датчиков, настроенным на максимум в спектре поглощения воды.
В одном варианте осуществления система выполнена с возможностью исполнения способа в соответствии с изобретением.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Ниже приведено подробное описание изобретения со ссылкой на прилагаемые фигуры, на которых:
фиг.1 - принципиальная схема первой системы для дистанционной фотоплетизмографии;
фиг.2 - принципиальная схема второй системы для дистанционной фотоплетизмографии;
фиг.3 - принципиальная схема третьей системы для дистанционной фотоплетизмографии;
фиг.4 - блок-схема последовательности операций, поясняющая этапы первого способа получения сигнала для анализа с целью определения характеристики периодического биологического явления;
фиг.5 - блок-схема последовательности операций, поясняющая этапы второго способа получения сигнала для анализа с целью определения характеристики периодического биологического явления; и
фиг.6 - принципиальная схема четвертой системы для дистанционной фотоплетизмографии.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже приведено описание нескольких вариантов осуществления системы для дистанционной фотоплетизмографии. Фотоплетизмография является способом для определения характеристик некоторого периодического биологического явления, с использованием колебаний отражательной способности кожи. Кожу человека можно смоделировать как объект с, по меньшей мере, двумя слоями, одним из которых является эпидерма (тонкий поверхностный слой), а другим является дерма (более толстый слой под эпидермой). Приблизительно 5% падающих световых лучей отражается в эпидерме, что относится ко всем длинам волн и цветам кожи. Остальной свет рассеивается и поглощается внутри двух слоев кожи в рамках явления, известного под названием отражательная способность тела (описываемого дихроматической моделью отражения). Эпидерма действует подобно оптическому фильтру, в основном, путем поглощения света. В дерме свет как рассеивается, так и поглощается. Поглощение зависит от состава крови, так что поглощение чувствительно к изменениям кровотока. Оптические свойства дермы являются, в общем, одинаковыми для всех человеческих рас. Дерма содержит плотную сеть кровеносных сосудов, приблизительно, 10% от всей сосудистой сети взрослого человека. Упомянутые сосуды сжимаются соответственно кровотоку в теле. Следовательно, упомянутые сосуды изменяют структуры дермы, что влияет на отражательную способность слоев кожи. Следовательно, частоту сердечных сокращений можно определять по изменениям отражательной способности кожи.
Первая система для фотоплетизмографии (Фиг.1) содержит источник 1 света и оптическую систему для фокусировки света от источника света на зону открытой кожи живого объекта, например человека. Оптическая система в представленном варианте осуществления содержит светоделитель 2 и первую линзу 3.
Отраженный свет собирается первой линзой 3, отражается светоделителем 2 и фокусируется второй линзой 4 на фотоприемник 5. В других вариантах осуществления оптическая система содержит дополнительные элементы, в том числе один или более элементов, таких как линзы, собирающие зеркала, светоделители, призмы и т.п.
В представленном варианте осуществления свет проходит сквозь фильтр 6. Фильтр 6 является фильтром с зависимостью, по меньшей мере, от длин волн, выполненным с возможностью пропускания узкой полосы длин волн с центральной длиной волны, соответствующей максимуму в спектре поглощения воды. Полоса пропускания имеет ширину, зависящую от положения максимума в спектре поглощения воды. В общем, ширина является такой, что полная ширина на полувысоте максимума поглощения содержится в пределах полосы пропускания. Поэтому ширина может изменяться в пределах от 100 нм до 1 мкм. Максимумы в спектре поглощения воды наблюдаются на частотах, соответствующих длинам волн 514, 606, 660 и 739 нм в пределах видимого участка спектра. Дополнительные максимумы наблюдаются на длинах волн 836 и 970 нм, за пределами видимого участка спектра. Последние значения используют в вариантах осуществления, в которых уровни окружающего освещения являются низкими, и источник 1 света не должен излучать слишком много видимого света. Действительно, в некоторых упомянутых вариантах осуществления источник 1 света совсем не применяют, при этом сигнал, обеспечиваемый фотоприемником 5, обусловлен исключительно отраженным внешним электромагнитным излучением.
В вариантах осуществления, в которых применяют источник 1 света, фильтр 6 и источник 1 света могут быть поляризационно-зависимыми. При этом сигнал из фотоприемника 5 можно поддерживать, в общем, без изменений, обусловленных изменением уровней окружающего света.
В представленном варианте осуществления сигнал из фотоприемника 5 поступает в устройство 7 для обработки данных, которое может быть программируемым универсальным вычислительным устройством или специализированным устройством.
Устройство 7 для обработки данных обеспечивает также управляющие сигналы для контроллера 8 и задающее устройство 9 для питания источника 1 света. В одном варианте осуществления оба упомянутых компонента 8, 9 встроены в одно устройство с устройством 7 для обработки данных.
Чтобы повысить отношение сигнала к шуму для сигнала из фотоприемника 5, можно применить гетеродинное детектирование. Свет, излучаемый источником 1 света, модулируют на некоторой частоте ν. Поэтому, фотоприемник 5 будет обеспечивать сигнал, который имеет такую же частоту, и сигнал на других частотах. Сигнал на других частотах можно подавлять.
В одном варианте осуществления источник 1 света выполнен с возможностью излучения света с широким спектром. В другом варианте осуществления источник 1 света настроен на частоту, соответствующую максимуму в спектре поглощения воды. В частности, данная частота является, в общем, такой же, как частота, на которую настроен фильтр 6 с зависимостью от длин волн. Если частота соответствует длине волны в воздухе 836 нм или 970 нм, то видимое электромагнитное излучение не излучается.
Устройство 7 для обработки данных выполняет такие операции, как фильтрация и анализ. В частности, устройство 7 для обработки данных выполнено с возможностью определения частоты, на которой спектр сигнала или отфильтрованного сигнала имеет локальный максимум, по меньшей мере, в предварительно заданном диапазоне, соответствующем диапазону, в котором ожидается присутствие сигнала, соответствующего периодическому биологическому явлению. Тем самым можно определять частоту сердечных сокращений или частоту дыхания человека, от которого исходит захваченный свет. Информация, характеризующая найденное значение, выдается на устройстве 10 вывода.
Возможно также использование света на частоте, соответствующей максимуму в спектре поглощения воды, в дополнение к свету на другой частоте. Данное решение представлено на фиг.2, где показана система, аналогичная системе на фиг.1, но с тремя источниками 11-13 света. В показанном варианте осуществления также применена оптическая система, содержащая светоделитель 14, первую линзу 15 для фокусировки света на открытую кожу живого объекта и захвата света, отраженного обратно от кожи, и вторую линзу 16 и фильтр 17 с зависимостью от поляризации.
Каждый из трех фотоприемников 18-20 чувствителен к электромагнитному излучению в отличающемся диапазоне спектра, при этом, по меньшей мере, один из упомянутых диапазонов ограничен. Три диапазона могут частично перекрываться.
Один из трех фотоприемников 18-20 настроен на максимум в спектре поглощения воды. В одном примере другой из трех фотоприемников 18-20 настроен на диапазон длин волн в диапазоне от 500 нм до 600 нм, соответствующий зеленому свету. Следовательно, упомянутый датчик чувствителен к изменениям количества оксигемоглобина в коже. Третий из трех фотоприемников 18-20 может быть настроен на диапазон длин волн, который не чувствителен, в особенности к изменениям отражательной способности кожи. Действительно, третий из трех фотоприемников 18-20 может регистрировать просто изменения интенсивности света по всему спектру.
Сигналы из фотоприемников 18-20 подаются в устройство 21 для обработки данных, которое обрабатывает упомянутые сигналы для обеспечения сигнала, который можно анализировать для определения характеристики составляющей, соответствующей периодическому биологическому явлению, например, значению частоты сердечных сокращений. С данной целью, можно определять корреляции между сигналом из датчика, настроенного на зеленый свет, и сигналом из датчика, настроенного на максимум в спектре поглощения воды, при том, что сигналы могут быть декоррелированы с сигналом из третьего датчика. Данный подход дает единственный сигнал, который содержит относительно чистую и мощную составляющую, вызванную изменениями отражательной способности кожи. Устройством 21 для обработки данных выполняется анализ сигнала, чтобы определить характеристику сигнала, например частоту (этап 47). Информация, представляющая характеристику, выдается на устройстве 22 вывода.
Для дополнительного повышения отношения сигнала к шуму в представленном варианте осуществления используют настроенные источники 11-13 света, выполненные с возможностью излучения света в диапазонах спектра электромагнитного излучения, соответствующих диапазонам, на которые настроены фотоприемники 18-20. Для питания источников 11-13 света обеспечены задающее устройство 23 и контроллер 24. Контроллер 24 соединен с устройством 21 для обработки данных.
В качестве варианта осуществления, показанного на Фиг.2, чтобы дополнительно повысить отношение сигнала к шуму, можно применить гетеродинное детектирование.
На фиг.3 представлена система для дистанционной фотоплетизмографии с использованием формирования изображения, при этом упомянутая система содержит систему 25 обработки данных и видеокамеру 26. Видеокамера 26 выполнена с возможностью представления последовательности изображений в интерфейс 27 системы 25 обработки данных. Система 25 обработки данных содержит устройство 28 обработки данных и основную память 29 для исполнения команд, содержащихся в программном обеспечении, хранящемся в устройстве 30 массовой памяти. Система 25 обработки данных дополнительно содержит интерфейс сопряжения с устройством 32 вывода, например, дисплеем.
Первый вариант осуществления фотоплетизмографического способа, выполняемого системой 25 обработки данных, изображен на фиг.4.
В данном варианте осуществления сначала выполняется этап 33 инициализации для определения подходящих параметров настройки видеокамеры 26. С данной целью система 25 обработки данных задает изменение, по меньшей мере, чего-то одного из частоты кадров, времени экспозиции, периода синхронизации для вывода пикселей (параметра настройки, определяющего частоту, с которой собираются значения пикселей) и коэффициента усиления камерного канала видеокамеры 26, пока собирается последовательность цифровых изображений. Определяется (пространственно) усредненная яркость, по меньшей мере, части каждого изображения последовательности, и определяется величина периодических флуктуаций усредненной яркости для каждого нового значения параметра настройки. Параметры настройки, для которых упомянутая величина в пределах, по меньшей мере, диапазона спектра, в частности диапазона до 100 Гц, является минимальной, выбираются для последующего использования при исполнении способа. Вместо определения пространственно усредненной яркости, по меньшей мере, части изображения, можно определять флуктуации яркости отдельных пикселей. Результат выбора параметров настройки видеокамеры 26 состоит в том, что из последовательности изображений, к которой применяются остальные этапы способа, в максимально возможной степени исключаются периодические флуктуации фонового освещения.
На следующем этапе 34 из видеокамеры 26 поступает последовательность 35 изображений.
В одном варианте осуществления видеокамера 26 снабжена единственным фильтром, настроенным на длину волны, соответствующую максимуму в спектре поглощения воды. В частности, как в вышеописанных вариантах осуществления, упомянутая длина волны может быть длиной волны, соответствующей частоте в пределах видимого участка спектра, например 514, 606, 660 или 739 нм. В другом варианте осуществления частота может находиться за пределами видимого диапазона спектра, например 836 нм или 970 нм, что вновь допускает применение обычных кремниевых матриц фотоприемников, которые чувствительны на упомянутом участке спектра.
В альтернативных вариантах осуществления видеокамера 26 снабжена множеством фильтров, и, поэтому, каждое изображение в последовательности 35 соответствует множеству кадров изображения, каждый из которых содержит массив значений пикселей, характеризующих интенсивность света в отличающемся диапазоне спектра электромагнитного излучения. По меньшей мере, одна последовательность кадров изображений соответствует ограниченному диапазону с центральной частотой, соответствующей максимуму в спектре поглощения воды.
В дальнейшем изображения 35 обрабатываются (этап 36) для исключения непериодических сигналов фона. С данной целью формируется корректирующий сигнал, соответствующий меняющейся во времени усредненной яркости части или всех изображений 35. В изображенном варианте осуществления, затем, данные пикселей изображений 35 декоррелируются с корректирующим сигналом. Алгоритмы для подавления нелинейных кросс-корреляций, по существу, известны. На данном этапе 36 может выполняться дополнительная обработка изображений, например, для компенсации движения камеры.
На двух следующих этапах 37, 38 выполняется способ сегментации изображений на, по меньшей мере, одной из последовательности 35 изображений. В частности, на данных этапах 37, 38 выполняется алгоритм для обнаружения части тела, в основном, лица человека. Подходящий алгоритм описан в работе Viola, P. and Jones, M.J., «Robust real-time object detection», Proc. Of IEEE Workshop on statistical and computational theories of vision, 13 July 2001. Известны другие подходящие алгоритмы, основанные на распознавании сегментов с некоторыми формами и/или цветами (например, цветами кожи), которые можно применять вместо или кроме упомянутого алгоритма, описанного в литературе.
По меньшей мере, один выявленный отчетливый сегмент 39, соответствующий части тела требуемого типа, сопровождается (этап 40) по всей последовательности 35 изображений. То есть, устанавливается место сегмента 39, а именно, определяется его местоположение, путем сравнения изображений в последовательности 35 для количественного определения перемещения части тела в пределах изображений 35. Подходящий алгоритм сопровождения описан, например, в работе De Haan et al., «True-motion estimation with 3-D recursive search block matching», IEEE Transactions on circuits and systems for video technology, 1 (5), October 1993, pp. 368-379.
В дальнейшем для каждого выбранного и сопровождаемого сегмента 39 выбирается зона 41 измерения в пределах сегмента 39 изображения (этап 42). Данный этап 42 включает в себя пространственный анализ данных пикселей множества частей изображения, чтобы определить набор прилегающих частей, имеющих аналогичные характеристики, при этом каждая упомянутая часть является по размеру, по меньшей мере, одной точкой изображения. Упомянутые части выбирают для формирования зоны 41 измерения. Положение зоны 41 измерения определяется относительно сопровождаемого сегмента 39, в котором упомянутая зона содержится, так что она сопровождается аналогичным образом.
Следующий этап 43 содержит формирование сигнала 44 яркости, каждое значение которого является комбинацией значений пикселей из зоны 41 измерения в одном конкретном из последовательности 35 изображений.
Когда изображения содержат кадры изображений, соответствующие разным диапазонам в спектре электромагнитного излучения, данный этап 43 может содержать множество этапов (не показанных подробно), на которых формируется отдельный сигнал для каждой последовательности кадров изображений. Затем упомянутые сигналы обрабатываются для обеспечения единственного сигнала 44. В частности, когда одна последовательность кадров изображений соответствует частотному диапазону, соответствующему максимуму в спектре поглощения воды, а другая последовательность соответствует зеленому свету, можно поддерживать только общие составляющие сигнала. Для подавления шума можно использовать последовательность, соответствующую общему уровню интенсивности или поддиапазону, не чувствительному к изменениям, обусловленным пульсацией кровотока.
Затем (на этапе 45) сигнал 44 яркости центрируется относительно своего среднего значения, что дает окончательный сигнал 46, характеризующий, по меньшей мере, изменения значения, основанного на множестве значений пикселей из каждого изображения из последовательности 35 изображений. В альтернативных вариантах осуществления применяют альтернативный метод выделения изменений порядка 1 % от динамического диапазона сигнала 44 яркости, например операцию фильтрации, включающую в себя этап дифференцирования.
Наконец (на этапе 47), выделяется характеристика контролируемого периодического биологического явления. Данной характеристикой может быть, например, частота сердечных сокращений исследуемого человека. При использовании, например, быстрого преобразования Фурье, можно определить локальный максимум в спектре сигнала 46.
На фиг.5 представлен способ, альтернативный способу, представленному на фиг.4. Данный вариант осуществления позволяет также формировать, например, карты фаз.
Способ, представленный на фиг.5, также начинается с этапа 48 инициализации для определения подходящих параметров настройки видеокамеры 26. Система 25 обработки данных задает изменение, по меньшей мере, чего-то одного из частоты кадров, времени экспозиции, периода синхронизации для вывода пикселей (параметра настройки, определяющего частоту, с которой собираются значения пикселей) и коэффициента усиления камерного канала видеокамеры 26, пока собирается последовательность цифровых изображений. Определяется (пространственно) усредненная яркость, по меньшей мере, части каждого изображения последовательности, и определяется величина периодических флуктуаций усредненной яркости для каждого нового значения параметра настройки. Параметры настройки, для которых упомянутая величина в пределах, по меньшей мере, диапазона спектра, в частности диапазона до 100 Гц, является минимальной, выбираются для последующего использования при исполнении способа. Вместо определения пространственно усредненной яркости, по меньшей мере, части изображения, можно определять флуктуации яркости отдельных пикселей.
Затем (на этапе 49) получают последовательность 50 изображений. Как в варианте осуществления, показанном на Фиг.4, упомянутая последовательность 50 может быть составлена из множества последовательностей кадров изображений, соответствующих, каждый, отличающемуся участку спектра электромагнитного излучения (т.е. отличающемуся цветовому каналу, если используют только видимый спектр).
Изображения 50 обрабатываются для исключения непериодических сигналов фона, с использованием корректирующего сигнала, соответствующего меняющейся во времени усредненной яркости части или всех изображений 50 (этап 51). Данный этап аналогичен соответствующему этапу 36 в способе, представленном на фиг.4.
Затем (на этапе 52) на изображения 50 накладывается сетка, при этом упомянутая сетка разбивает каждое изображение на множество зон измерения или, по меньшей мере, потенциальные зоны измерения. Каждая зона измерения содержит множество значений пикселей.
Сигналы 53a-n выделяют (на этапе 54) для, по меньшей мере, одной, но, в более общем случае, множества зон измерения, заданных сеткой. Данный этап 54 включает в себя формирование, из значений пикселей из зоны измерения, одного комбинированного значения таким образом, что каждое значение сигнала 53 основано на значениях пикселей только из одного из изображений 50. Следовательно, результатом является набор изменяющихся во времени сигналов 53a-n, характеризующих яркость соответствующей зоны измерения. В одном варианте осуществления значения пикселей объединяют в комбинацию усреднением. В другом варианте осуществления значения пикселей объединяют в комбинацию получением среднего значения. Формирование комбинации исключает случайный шум и, тем самым, дает сигнал с более мощной составляющей, соответствующей периодическому биологическому явлению.
Когда последовательность 50 изображений состоит из множества последовательностей кадров изображений, соответствующих, каждый, отличающемуся диапазону спектра электромагнитного излучения, значения пикселей из соответствующих зон измерения в каждом из кадров изображения, составляющих изображение, комбинируют. Комбинацию формируют так, чтобы исключить сигналы фона или усилить составляющие, соответствующие биологическим сигналам. Таким образом, когда кадры изображения содержат значения пикселей, соответствующие значениям интенсивности в диапазоне спектра с центром на максимуме в спектре поглощения воды, и значения пикселей, соответствующие значениям интенсивности в диапазоне спектра в пределах диапазона от 500 нм до 600 нм, то этап 54 формирования комбинации может содержать этап кросс-корреляции.
Далее (на этапе 55) сигналы 53a-n центрируются относительно их средних значений, что дает дополнительный набор сигналов 56a-n, характеризующих, по меньшей мере, изменения значения, основанного на значениях пикселей соответствующих зон измерения. Вместо центрирования сигналов 53a-n относительно их среднего значения можно применить другую операцию, подходящую для выделения изменений порядка 1% от динамического диапазона сигналов 53a-n, например дифференцирование или аналогичную операцию фильтрации.
Наконец (этап 57), определяют характеристику, по меньшей мере, составляющей, по меньшей мере, одного из окончательных сигналов 56a-n. Например, чтобы установить значение частоты сердечных сокращений человека, представляемого последовательностью 50 изображений, можно определить частоту локального максимума в спектре сигналов 56a-n. В другом варианте осуществления, в котором используют все зоны измерения, создается карта фаз. В другом варианте осуществления применяют кластеризацию сигналов 56a-n или значений, полученных из окончательных сигналов 56a-n, чтобы установить согласованное значение, характеризующее биологическое явление.
Совершенно другой вариант осуществления системы для фотоплетизмографии изображен на фиг.6. Данная система получает два сигнала, один из которых используют для исключения артефактов движения и освещения из другого сигнала.
В представленном варианте осуществления система содержит источник 58 света. Источник 58 света может излучать спектр с двумя максимумами, источник может излучать непрерывный спектр, или источник может излучать свет с обеими характеристиками. В альтернативном варианте осуществления источник 58 света не применяют. Вместо него используют окружающий (белый) свет.
Система, представленная на фиг.6, содержит также оптическую систему, содержащую первый светоделитель 59, первую линзу 60 для фокусировки света из источника 58 света на открытую кожу живого объекта и захвата света, отраженного обратно от кожи, и вторую линзу 61.
Свет, собранный второй линзой 61, пропускается на второй светоделитель 62. Второй светоделитель 62 может быть светоделителем с зависимостью от поляризации или с зависимостью от длин волн. Данный светоделитель делит свет, содержащий, по меньшей мере, две длины волны на раздельные пучки.
Первый пучок направляется на первый датчик 63 сквозь первый фильтр 64. Первый фильтр 64 настроен на максимум в спектре поглощения воды. В одном варианте осуществления максимум находится в диапазоне, соответствующем диапазону длин волн больше 750 нм. Кроме того, диапазон может заканчиваться на длине волны меньше 1100 нм.
Второй пучок направляется зеркалом 65 и сквозь второй фильтр 66 на второй датчик 67. Второй фильтр 66 выполнен с возможностью пропускания света в ином диапазоне длин волн, чем первый фильтр 64, и, поэтому, второй датчик 67 выполнен с возможностью захвата света от живого объекта в ином диапазоне длин волн, чем первый датчик 63.
Следует заметить, что другой диапазон длин волн может перекрывать длину волны, на которую настроен первый фильтр 64. В частности, второй фильтр 66 может отсутствовать, так что второй датчик 67 обеспечивает сигнал, характеризующий уровни окружающего света.
Однако, в общем, другой диапазон длин волн будет разделен с полосой пропускания первого фильтра 64.
Сигналы из датчиков 63, 67 подаются в устройство 68 для вычитания сигналов (например, операционный усилитель), чтобы сигнал из второго датчика 67 вычитался из сигнала из первого датчика 63.
Результат подается в устройство 71 для обработки данных, которое обрабатывает, например анализирует, разностный сигнал для обеспечения выходной характеристики составляющей, соответствующей периодическому биологическому явлению, например, значения частоты сердечных сокращений. Анализ сигнала устройством 21 для обработки данных может включать в себя определение характеристики сигнала, например частоты. Информация, представляющая характеристику, выдается на устройство 72 вывода.
Для дополнительного повышения отношения сигнала к шуму можно применить гетеродинное детектирование, при этом обеспечены задающее устройство 69 и контроллер 70 для питания источника 58 света.
Чтобы сигнал, вычитаемый из сигнала из первого датчика 63, гарантированно устранял составляющие, обусловленные движением живого объекта и/или изменениями освещенности в среде, окружающей живой объект, перед применением системы, показанной на фиг.6, на живом объекте, выполняют этап калибровки.
На этапе калибровки обеспечивают калибровочную поверхность, на которую фокусируют свет из источника света 58. Данная калибровочная поверхность представляет собой, в одном варианте осуществления, белый рассеиватель с известными характеристиками рассеяния (например, длиной волны, углом к оптической оси первой линзы 60 и поляризацией). Затем чувствительность и коэффициент усиления двух датчиков 63, 67 настраивают таким образом, чтобы сигналы, выдаваемые в устройство 68 для вычитания сигналов, были идентичными по фазе и амплитуде. В одном варианте осуществления данный этап калибровки выполняют для разных комбинаций углов, длин волн и поляризаций. Калибровку не обязательно выполнять на месте эксплуатации, а можно выполнять при изготовлении системы, показанной на фиг.6. В одном варианте осуществления устройство 71 для обработки данных применяют для вызова верных параметров настройки.
Следует отметить, что вышеприведенные варианты осуществления поясняют, а не ограничивают изобретение, и что специалисты в данной области техники смогут спроектировать множество альтернативных вариантов осуществления, не выходящих за пределы объема прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения никакие позиции, помещенные в скобки, нельзя истолковывать как ограничивающие пункт формулы изобретения. Выражение «содержащий» не исключает присутствия элементов или этапов, отличающихся от элементов или этапов, перечисленных в пункте формулы изобретения. Использование единственного числа в отношении элементов не исключает присутствия множества упомянутых элементов. Очевидное обстоятельство, что некоторые признаки упомянуты во взаимно отличающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что, в подходящих случаях, нельзя использовать сочетание упомянутых признаков.
В модификации вариантов осуществления, представленных на фиг.1-3, устройство 7, 21 для обработки данных или система 25 обработки данных обеспечивает выходной сигнал, имеющий частоту, соответствующую частоте представляющего интерес периодического биологического явления, которую можно использовать для стробирования дополнительного устройства (не показанного), например устройства визуализации.
В модификации варианта осуществления, представленного на Фиг.3, система 25 обработки данных содержит интерфейс сопряжения с, по меньшей мере, одним источником света. Один из источников света может быть настроен на максимум в спектре поглощения воды, в частности на одно из значений длин волн на ближнем инфракрасном участке электромагнитного спектра.

Claims (10)

1. Способ дистанционной фотоплетизмографии, содержащий этапы, на которых:
обрабатывают сигнал (46; 56), основанный на по меньшей мере одном сигнале (35; 50) из по меньшей мере одного датчика (5; 18-20; 26; 63), выполненного с возможностью захвата света от живого объекта, чтобы выделять информацию о характеристике периодического биологического явления,
при этом по меньшей мере один из сигналов (35; 50) из по меньшей мере одного датчика (5; 18-20; 26; 63) получают с использованием по меньшей мере одного из источника (1; 11-13) света и фильтра (6; 17; 64), установленного перед по меньшей мере одним датчиком (5; 18-20; 26; 63), настроенным на максимум в спектре поглощения воды.
2. Способ по п.1, в котором максимум присутствует в диапазоне, соответствующем диапазону длин волн электромагнитного излучения в воздухе более 750 нм.
3. Способ по п.2, в котором максимум присутствует в диапазоне, соответствующем диапазону длин волн менее 1100 нм.
4. Способ по п.1, содержащий этапы, на которых направляют поляризованный свет на живой объект и захватывают свет от живого объекта, используя фильтр (6; 17) с зависимостью от поляризации.
5. Способ по п.1, в котором сигнал, получаемый с использованием по меньшей мере одного из источника света и фильтра, установленного перед по меньшей мере одним датчиком, настроенным на максимум в спектре поглощения воды, получают из первого датчика (63), и второй сигнал получают из второго датчика (67), выполненного с возможностью захвата света от живого объекта в ином диапазоне длин волн, чем первый датчик (63).
6. Способ по п.5, содержащий этап, на котором применяют светоделительную схему (62) для разделения света от живого объекта на пучок, направляемый на первый датчик (63), и пучок, направляемый на второй датчик (67).
7. Способ по п.5, содержащий этап, на котором вычитают сигнал, основанный на по меньшей мере только втором из первого и второго сигналов, из сигнала, основанного на по меньшей мере только первом из первого и второго сигналов.
8. Способ по п.5, содержащий этапы, на которых, перед применением датчиков (63, 67) для захвата света от живого объекта, применяют датчики (63, 67) для захвата света от калибровочной поверхности и регулируют параметры, влияющие на по меньшей мере один из захвата света и обеспечения сигналов, основанных на по меньшей мере сигналах из датчиков (63, 67), чтобы регулировать относительно друг друга по меньшей мере одно из амплитуды и фазы соответствующих сигналов, основанных на по меньшей мере сигналах из первого и второго датчиков (63, 67).
9. Система для выполнения дистанционной фотоплетизмографии, содержащая:
по меньшей мере, один датчик (5; 18-20; 26; 63) для захвата света от живого объекта;
систему (7; 21; 25; 71) обработки сигналов, выполненную с возможностью обработки сигнала (46; 56), основанного на по меньшей мере одном сигнале (35; 50) из по меньшей мере одного датчика (5; 18-20; 26; 63), чтобы выделять информацию о характеристике периодического биологического явления; и
по меньшей мере, один из источника (1; 11-13) света и фильтра (6; 17; 64), установленный перед по меньшей мере одним из датчиков (5; 18-20; 26; 63), настроенным на максимум в спектре поглощения воды.
10. Система по п.9, выполненная с возможностью исполнения способа по любому из пп.1-8.
RU2012118645/14A 2009-10-06 2010-10-04 Способ и система для выполнения фотоплетизмографии RU2550427C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP09172345.2 2009-10-06
EP09172345 2009-10-06
PCT/IB2010/054462 WO2011042851A1 (en) 2009-10-06 2010-10-04 Method and system for carrying out photoplethysmography

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012118645A RU2012118645A (ru) 2013-11-20
RU2550427C2 true RU2550427C2 (ru) 2015-05-10

Family

ID=43127729

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012118645/14A RU2550427C2 (ru) 2009-10-06 2010-10-04 Способ и система для выполнения фотоплетизмографии

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10271746B2 (ru)
EP (1) EP2485639B1 (ru)
JP (1) JP6148009B2 (ru)
CN (1) CN102647941B (ru)
BR (1) BR112012007924A2 (ru)
RU (1) RU2550427C2 (ru)
WO (1) WO2011042851A1 (ru)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5756752B2 (ja) 2008-07-03 2015-07-29 セルカコール・ラボラトリーズ・インコーポレイテッドCercacor Laboratories, Inc. センサ
US8203704B2 (en) 2008-08-04 2012-06-19 Cercacor Laboratories, Inc. Multi-stream sensor for noninvasive measurement of blood constituents
RU2628648C2 (ru) 2011-08-01 2017-08-21 Конинклейке Филипс Н.В. Устройство и способ получения и обработки показаний измерений живых существ
GB201114406D0 (en) 2011-08-22 2011-10-05 Isis Innovation Remote monitoring of vital signs
JP5773816B2 (ja) * 2011-09-12 2015-09-02 キヤノン株式会社 撮像装置
EP2911580A2 (en) * 2012-10-23 2015-09-02 Koninklijke Philips N.V. Device and method for obtaining vital sign information of a living being
US9955900B2 (en) 2012-10-31 2018-05-01 Quaerimus, Inc. System and method for continuous monitoring of a human foot
US9901298B2 (en) * 2012-11-01 2018-02-27 Quaerimus Medical Incorporated System and method for prevention of diabetic foot ulcers using total internal reflection imaging
RU2651070C2 (ru) * 2012-11-02 2018-04-18 Конинклейке Филипс Н.В. Устройство и способ для извлечения физиологической информации
RU2653799C2 (ru) * 2012-11-23 2018-05-14 Конинклейке Филипс Н.В. Устройство и способ для извлечения физиологической информации
CN102973259A (zh) * 2012-11-30 2013-03-20 刘庆国 光电式心率测量电路
EP2762066A1 (en) * 2013-02-05 2014-08-06 Koninklijke Philips N.V. System and method for determining vital sign information of a subject
CN105142501B (zh) * 2013-03-06 2019-02-01 皇家飞利浦有限公司 用于确定生命体征信息的系统和方法
US10238292B2 (en) 2013-03-15 2019-03-26 Hill-Rom Services, Inc. Measuring multiple physiological parameters through blind signal processing of video parameters
US20140330132A1 (en) * 2013-05-02 2014-11-06 Aza Raskin Physiological characteristic detection based on reflected components of light
CN104207761B (zh) * 2013-06-03 2016-05-25 飞比特公司 心率数据收集
US20160157761A1 (en) 2013-08-06 2016-06-09 Koninklijke Philips N.V. System and method for extracting physiological information from remotely detected electromagnetic radiation
WO2015030832A1 (en) * 2013-08-31 2015-03-05 Pandata Research Llc Integrated optoelectronic module for physiological measurements and methods of use of the module
US9928607B2 (en) * 2013-10-17 2018-03-27 Koninklijke Philips N.V. Device and method for obtaining a vital signal of a subject
WO2015150096A1 (en) 2014-03-31 2015-10-08 Koninklijke Philips N.V. Device, system and method for determining vital signs of a subject
US20150327800A1 (en) * 2014-05-16 2015-11-19 Mediatek Inc. Apparatus and method for obtaining vital sign of subject
WO2016003268A2 (en) * 2014-06-30 2016-01-07 Scint B.V. Method and device for measuring a health status and physiological parameters of an user at rest and under movement
TWI558375B (zh) * 2014-09-18 2016-11-21 義明科技股份有限公司 光體積變化描述波形的處理裝置及其方法
US9770213B2 (en) * 2014-10-30 2017-09-26 Koninklijke Philips N.V. Device, system and method for extracting physiological information
EP3218681B1 (en) * 2014-11-13 2023-08-30 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Spatially resolved gas detection
CN104622444B (zh) * 2015-01-30 2017-03-22 中国科学院电子学研究所 一种多光电传感模块腕式监测系统
DE102015104312A1 (de) * 2015-03-23 2016-09-29 Osram Opto Semiconductors Gmbh Sensor zur Erfassung einer biometrischen Funktion
EP3087916B1 (en) * 2015-04-28 2023-09-20 Nokia Technologies Oy Physiological measurement sensor
US10448871B2 (en) 2015-07-02 2019-10-22 Masimo Corporation Advanced pulse oximetry sensor
US10244987B2 (en) * 2015-08-13 2019-04-02 Pixart Imaging Inc. Physiological detection system with adjustable signal source and operating method thereof
CN106551690A (zh) * 2015-09-30 2017-04-05 齐心 一种生命体征测量装置及方法
US9801587B2 (en) 2015-10-19 2017-10-31 Garmin Switzerland Gmbh Heart rate monitor with time varying linear filtering
US10335045B2 (en) 2016-06-24 2019-07-02 Universita Degli Studi Di Trento Self-adaptive matrix completion for heart rate estimation from face videos under realistic conditions
WO2018057937A1 (en) 2016-09-22 2018-03-29 Apple Inc. Systems and methods for determining physiological signals using ambient light
CN106889980A (zh) * 2017-01-13 2017-06-27 佳禾智能科技股份有限公司 基于光谱图的自适应切换心率检测方法、装置和可佩戴心率检测装置
US10874309B2 (en) * 2017-05-01 2020-12-29 Samsung Electronics Company, Ltd. Determining emotions using camera-based sensing
EP3501380A1 (en) * 2017-12-22 2019-06-26 Nokia Technologies Oy Detector arrangement suited for optical sensors
EP3545821A1 (en) * 2018-03-27 2019-10-02 Koninklijke Philips N.V. Device, system and method for extracting physiological information indicative of at least one vital sign of a subject
US20240065566A1 (en) * 2022-08-23 2024-02-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Polarized photoplethysmography (ppg) biosensors, arrays and systems
US20240065567A1 (en) * 2022-08-23 2024-02-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods and systems for polarized photoplethysmography (ppg) and biosignal analysis

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2032376C1 (ru) * 1991-06-28 1995-04-10 Московский областной научно-исследовательский клинический институт Способ определения состояния биологической ткани и фотоплетизмограф
WO2005051190A1 (en) * 2003-11-21 2005-06-09 Kings College Hospital Nhs Trust Blood flow monitoring equipment
EP1764034A2 (en) * 2005-09-20 2007-03-21 Pacesetter, Inc. Implantable self-calibrating optical sensors
EP2087837A1 (en) * 2006-11-27 2009-08-12 Pioneer Corporation Emission sensor device and bioinformation detecting method

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4958638A (en) 1988-06-30 1990-09-25 Georgia Tech Research Corporation Non-contact vital signs monitor
US5203328A (en) * 1991-07-17 1993-04-20 Georgia Tech Research Corporation Apparatus and methods for quantitatively measuring molecular changes in the ocular lens
ATE124225T1 (de) * 1991-08-12 1995-07-15 Avl Medical Instr Ag Einrichtung zur messung mindestens einer gassättigung, insbesondere der sauerstoffsättigung von blut.
US5699797A (en) * 1992-10-05 1997-12-23 Dynamics Imaging, Inc. Method of investigation of microcirculation functional dynamics of physiological liquids in skin and apparatus for its realization
KR100269563B1 (ko) 1995-10-23 2000-12-01 사이토메트릭스, 인코오포레이티드 반사적영상화분석을위한장치
US5995856A (en) 1995-11-22 1999-11-30 Nellcor, Incorporated Non-contact optical monitoring of physiological parameters
EP1041923A1 (en) * 1997-12-22 2000-10-11 BTG INTERNATIONAL LIMITED (Company No. 2664412) Artefact reduction in photoplethysmography
JP3547968B2 (ja) * 1998-01-19 2004-07-28 株式会社日本自動車部品総合研究所 脈拍波形検出装置
AU2977700A (en) 1999-01-29 2000-08-18 Evgueni N. Bogomolov Personal physiological monitor
US6442411B1 (en) 1999-04-21 2002-08-27 Optix, Lp Method for improving calibration of an instrument for non-invasively measuring constituents in arterial blood
US7904139B2 (en) * 1999-08-26 2011-03-08 Non-Invasive Technology Inc. Optical examination of biological tissue using non-contact irradiation and detection
US6915154B1 (en) 1999-09-24 2005-07-05 National Research Council Of Canada Method and apparatus for performing intra-operative angiography
US7171251B2 (en) 2000-02-01 2007-01-30 Spo Medical Equipment Ltd. Physiological stress detector device and system
JP2005095193A (ja) 2000-04-05 2005-04-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd 生体情報測定方法及び測定装置
DE10051943B4 (de) 2000-10-19 2015-01-15 Fresenius Medical Care Deutschland Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Pulswellenlaufzeitbestimmung und extrakorporale Blutbehandlungseinrichtung mit einer solchen Vorrichtung
US6591122B2 (en) 2001-03-16 2003-07-08 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Device and method for monitoring body fluid and electrolyte disorders
US8135448B2 (en) 2001-03-16 2012-03-13 Nellcor Puritan Bennett Llc Systems and methods to assess one or more body fluid metrics
US7024235B2 (en) 2002-06-20 2006-04-04 University Of Florida Research Foundation, Inc. Specially configured nasal pulse oximeter/photoplethysmography probes, and combined nasal probe/cannula, selectively with sampler for capnography, and covering sleeves for same
US7738935B1 (en) * 2002-07-09 2010-06-15 Pacesetter, Inc. Methods and devices for reduction of motion-induced noise in pulse oximetry
US7190985B2 (en) * 2004-02-25 2007-03-13 Nellcor Puritan Bennett Inc. Oximeter ambient light cancellation
US7277741B2 (en) 2004-03-09 2007-10-02 Nellcor Puritan Bennett Incorporated Pulse oximetry motion artifact rejection using near infrared absorption by water
AU2005286872B2 (en) 2004-09-21 2012-03-08 Digital Signal Corporation System and method for remotely monitoring physiological functions
GB0607270D0 (en) * 2006-04-11 2006-05-17 Univ Nottingham The pulsing blood supply
CA2655782A1 (en) * 2006-06-13 2007-12-21 Elfi-Tech Ltd. System and method for measurement of biological parameters of a subject
US8360986B2 (en) 2006-06-30 2013-01-29 University Of Louisville Research Foundation, Inc. Non-contact and passive measurement of arterial pulse through thermal IR imaging, and analysis of thermal IR imagery
US8189887B2 (en) * 2006-10-02 2012-05-29 Johnson & Johnson Consumer Companies, Inc. Imaging standard apparatus and method
US20080294012A1 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Kurtz Andrew F Monitoring physiological conditions
EP3733055A1 (en) 2008-01-25 2020-11-04 Novadaq Technologies ULC Method for evaluating blush in myocardial tissue
EP2087836B1 (en) 2008-02-07 2012-04-04 Pulsion Medical Systems AG Apparatus and method for determining a physiological parameter
US20090247853A1 (en) 2008-03-31 2009-10-01 Nellcor Puritan Bennett Llc Non-Invasive Total Hemoglobin Measurement by Spectral Optical Coherence Tomography
US20110251493A1 (en) * 2010-03-22 2011-10-13 Massachusetts Institute Of Technology Method and system for measurement of physiological parameters

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2032376C1 (ru) * 1991-06-28 1995-04-10 Московский областной научно-исследовательский клинический институт Способ определения состояния биологической ткани и фотоплетизмограф
WO2005051190A1 (en) * 2003-11-21 2005-06-09 Kings College Hospital Nhs Trust Blood flow monitoring equipment
EP1764034A2 (en) * 2005-09-20 2007-03-21 Pacesetter, Inc. Implantable self-calibrating optical sensors
EP2087837A1 (en) * 2006-11-27 2009-08-12 Pioneer Corporation Emission sensor device and bioinformation detecting method

Also Published As

Publication number Publication date
JP6148009B2 (ja) 2017-06-14
EP2485639B1 (en) 2019-08-14
US10271746B2 (en) 2019-04-30
CN102647941B (zh) 2015-11-25
RU2012118645A (ru) 2013-11-20
BR112012007924A2 (pt) 2020-08-18
EP2485639A1 (en) 2012-08-15
JP2013506525A (ja) 2013-02-28
WO2011042851A1 (en) 2011-04-14
CN102647941A (zh) 2012-08-22
US20120197137A1 (en) 2012-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2550427C2 (ru) Способ и система для выполнения фотоплетизмографии
US10169862B2 (en) Methods and systems for laser speckle imaging of tissue using a color image sensor
EP2404283B1 (en) Processing images of at least one living being
JP5856960B2 (ja) 第1の信号の少なくとも一つの周期的成分を特徴付けるための分析のため第1の信号を得るための方法及びシステム
US8542878B2 (en) Method of controlling a function of a device and system for detecting the presence of a living being
US9741113B2 (en) Image processing device, imaging device, image processing method, and computer-readable recording medium
JP7229676B2 (ja) 生体情報検出装置および生体情報検出方法
JP2009250658A (ja) 信号処理装置、信号処理方法、およびプログラム
US10477119B2 (en) Imaging device
JP6585623B2 (ja) 生体情報計測装置、生体情報計測方法および生体情報計測プログラム
JPH11299760A (ja) 脳活動計測装置
RU2602505C1 (ru) Способ формирования телевизионного изображения в мутных средах с преобладающим над поглощением рассеянием (варианты) и устройство для его реализации