[发明专利]健康监测方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及健康监测，并且更具体地，涉及健康监测方法和系统，所 述健康监测方法和系统以更经济且简易的方式确定患者的呼吸频率和心 率。本发明尤其可用作非卧床监测(ambulatory monitoring)应用中的便携系 统。

背景技术

呼吸频率和心率是用于监测重症监护设施中的患者的健康状态和非 卧床监测慢性病如哮喘患者的重要参数。在常规健康监测系统中，这两个 关键参数由使用不同数据采集技术且彼此完全独立操作的系统来评估并 输出。

若干不同系统可用于评估患者的呼吸频率。一些呼吸频率评估系统是 气流系统。在气流系统中，患者向仪器中呼吸，所述仪器测量经他/她口的 气流，并由所述气流评估患者的呼吸频率。其他系统测量患者的容积、运 动或组织浓度。例如，在呼吸感应体积描记法(RIP)系统中，患者佩戴 环绕其胸廓的第一感应带以及环绕其腹部的第二感应带。当患者呼吸时， 胸廓和腹腔隔室(compartment)的容积发生改变，其改变线圈的电感，而 患者的呼吸频率基于电感的改变得以评估。还有其他的系统如肺音系统。 在肺音系统中，声换能器产生声信号，从该声信号评估患者的呼吸频率。 在公布于2009年4月30日的Ayyagari等人的题为“用于环境相关呼吸疾病的 自监测的方法和系统”的美国专利申请系列号11/999,569 (US-2009-0112114A1)中，描述了一种系统，在该系统中便携的手持设 备实时地输出呼吸健康信息，该信息通过使用本地收集的环境和生理学传 感器数据以及患者的背景信息得以产生。

用于评估患者心率的系统与用于评估患者呼吸频率的系统有所不同。 已知为脉搏氧饱和度仪(SpO2)的一种心率评估系统使用光学传感。在 SpO2系统中，患者的脉率基于其血液中的氧饱和度得以评估，所述氧饱和 度测自氧合和脱氧的血红蛋白。其他系统基于心电图仪(ECG)信号来测 量心率。其他系统计数颈动脉脉搏或其他位置的脉搏。也有系统通过使用 在身体多个位置上检测到的心音来评估心率，诸如在气管和胸部处。

依靠使用不同数据采集技术且彼此完全独立操作的系统来评估并输 出患者的呼吸频率和心率增加了部件和接口费用并且增加了健康监测系 统的复杂性。

发明概述

本发明的基本特征是提供使用从身体获得的共用声信号的不同频率 分量来评估患者呼吸频率和心率的健康监测方法和系统。使用共同声信号 来评估患者的呼吸速率和心率使健康监测更经济和简易。

在本发明的一方面中，健康监测系统包括声换能器、与声换能器通信 耦合的信号处理器以及与信号处理器通信耦合的输出接口，其中所述信号 处理器接收基于由所述声换能器检测到的声音的声信号，使用该声信号的 第一频率分量产生呼吸频率数据，使用该声信号的第二频率分量产生心率 数据，并且将呼吸频率数据和心率数据传送到所述输出接口。

在一些实施方案中，所述输出接口包括显示呼吸频率数据和心率数据 的用户接口。

在一些实施方案中，所述第一频率分量包括呼吸序列(respiratory  sequence)的近似值。

在一些实施方案中，所述信号处理器通过向所述声信号施加第一带通 滤波器来分离所述第一频率分量。

在一些实施方案中，所述第一带通滤波器向所述声信号施加100Hz的 高通截止频率以及900Hz的低通截止频率。

在一些实施方案中，所述信号处理器使用所述第一频率分量的自相关 包络的峰值分析来确定呼吸频率数据。

在一些实施方案中，所述第二频率分量包括脉搏序列(pulse sequence) 的近似值。

在一些实施方案中，所述信号处理器通过向所述声信号施加第二带通 滤波器来分离所述第二频率分量。

在一些实施方案中，所述第二带通滤波器向所述声信号施加100Hz的 低通截止频率。

在一些实施方案中，所述信号处理器使用所述第二频率分量的自相关 包络的峰值分析来确定心率数据。

在一些实施方案中，所述呼吸频率数据包括平均呼吸频率而所述心率 数据包括平均心率。

在一些实施方案中，所述信号处理器将所述呼吸频率数据和所述心率 数据实时地传送到输出接口。