[发明专利]用于提取生理信息的设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于从由受检者发射或者反射的电磁辐射中提取生理信息的设备和方法，其中生理信息指示至少一个至少部分地周期性的生命信号。

背景技术

WO 2011/021128 A2公开了用于图像分析的方法和系统，包括：

- 获取图像序列；

- 施行对图像序列中的至少一个图像的基于视觉的分析来获取数据以用于将图像中表示的受检者的状态进行分类；

- 确定图像序列中的至少一个图像中表示的生物的生理参数的至少一个值，其中通过对来自基于视觉的分析所施行于的该至少一个图像所取自的同一图像序列中的图像数据的分析来确定所述生理参数的至少一个值；以及

- 使用采用基于视觉的分析获取的数据和生理参数的至少一个值来将受检者的状态进行分类。

该文档进一步公开了该方法和系统的数个改良。例如，设想了远程光体积描记术（PPG）分析的使用。

基本地，光体积描记术被认为是可以用来检测血容量改变的常规技术，其可以被用来检测所监测的受检者的组织中的血容量改变。常规已知的PPG方法包括可以贴附到受检者的皮肤（例如贴附到手指尖）的所谓的接触PPG设备。PPG波形通常包括可归因于血容量随着每次心跳的心脏同步改变的脉动生理波形。除此之外，PPG波形可以包括可归因于呼吸、氧饱和度和甚至另外的生理现象的另外的信息。

最近，所谓的远程光体积描记术已经取得巨大的进步，因为已经演示了非介入性（unobstrusive）的非接触的测量。然而，常规PPG方法依然遭受各种缺点。考虑到所记录的数据（诸如所采集的反射的或者发射的电磁辐射（例如，所记录的图像帧））除了将从其中提取的期望的信号之外，总是包括从总体干扰中得出的另外的信号分量。作为示例，干扰可以发生自改变亮度条件或者所观测的受检者的移动。此外，所谓的镜面反射（基本上“镜反射的（mirroring）”入射辐射）被认为是对远程PPG方法的巨大挑战。因此，期望信号的精细精确提取依然被认为造成对这样的数据的处理的主要挑战。存在进一步改进远程PPG测量中的信噪比的普遍需要。

对于这个挑战的一种可能方法可以针对当采集其中嵌入期望信号分量的感兴趣信号时，提供良好准备的并且稳定的外界条件，以便使覆盖信号或者干涉信号的干扰信号分量最小化。然而，这样的实验室条件不能被转移到日常的现场应用中，因为将因此需要高付出和准备工作。终究，当干扰信号分量的幅值和/或标称值远远大于将被提取的期望信号分量的幅值和/或标称值时，生命信号检测变得甚至更加困难。当面对相当大的受检者运动和不佳的照明条件时，尤其是这样。在远程PPG的领域中，在相应的分量（期望信号对比干扰信号）之间的差的量级可以被预期为甚至包括数个级。

发明内容

本发明的目的是提供用于从由受检者所发射或者反射的电磁辐射中提取生理信息的系统和方法，以提供进一步的改良，促进以较高精确度并且优选地甚至在不佳条件（诸如不佳照明和剧烈的运动）下获取期望信号。

在本发明的第一方面中，提出了用于从由受检者发射或者反射的电磁辐射中提取生理信息的设备，该设备包括：

- 接口，用于接收从所检测的电磁辐射中得出的数据流，该数据流包括指示各种频谱部分的信号样本的第一序列；

- 数据分解器，被配置用于将数据流划分成登记的信号样本的至少两个推断的交错（staggered）序列，其中所述推断的交错序列中的每个表示所定义的频谱部分并且包括以时间隔开的指示性信号样本；

- 数据处理器，被配置用于在考虑接近的指示性信号样本的情况下生成人工样本，以便至少部分地替代在指示性信号样本之间的空白空间，从而生成补充数据流。