[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

本发明涉及一种用于从探测到的由对象发射或反射的电磁辐射提取生理信息的设备和方法，其中，所述生理信息内含于包括指示期望的对象运动和扰动运动的信号样本的序列的数据流中。

背景技术

WO 2010/100594 A2公开了一种处理至少一个生物的图像的方法，所述方法包括：获得在时间中的连续点处取得的数字图像的序列；选择包括多个图像点的至少一个测量区，其中，选择至少一个测量区的步骤包括基于在图像的至少一幅中的多个图像部分的像素数据来分析信息，每个图像部分包括至少一个图像点，并且从被确定为具有类似特性的邻近部分选择每个测量区；并且-针对每个测量区，获得至少表示时变平均值中的变化的信号，所述时变平均值是对图像点中的至少许多处的像素值的组合的时变平均值，所述图像点用于确定在信号的频谱中对应于周期性生理现象的频率的至少一个峰值的存在和频率值中的至少一个。

WO 2011/042858 A1公开了一种处理包括表示生物中的周期性现象的至少分量的信号的方法，所述方法包括：获得至少一个第一信号，所述至少一个第一信号具有表示生物中的周期性现象的至少分量；通过与至少一个第一信号同步地获得示出生物的图像的序列，并且执行对图像的序列的基于视频的运动分析，来获得表示生物的运动的至少周期性分量的独立数据；并且使用所述数据至少来抑制第一信号对应于生物的运动的周期性分量的分量。

US 2010/0061596 A1公开了一种确定与生理运动的部分的相似度的方法，所述方法包括以下步骤：

-获得客体的第一图像；

-获得客体的第二图像；

-确定第一图像与第二图像之间的相似度的水平；以及

-使所确定的第一图像与第二图像之间的相似度的水平与生理运动的部分相关。

本文件还公开了所述方法的若干改进。具体而言，该文件指向患者监测，例如监测患者的呼吸活动。生命信号监测在若干应用领域中显著增加，例如患者监测以及监测体育运动和健身活动。能够设想另外的有益应用。尽管在行为监测领域(field of monitoring performance)中已经实现了相当大的进步，但是提供使得能够立即，可以这么说，在线检测期望的生命信号的即时信号识别和信号处理仍然是具有挑战性的。这尤其作用于普遍地缺乏足够计算能力的手持移动式设备。

另外的挑战能够产生于扰动以及对于检测期望的信号而言必须考虑的另外的约束。如现有技术中已知的，能够通过应用侵扰式(或：接触式)测量来改善检测质量。对于监测呼吸活动，或换言之，呼吸运动活动而言，侵扰式测量设备可以包括通常必须附着于对象的身体的带或传感器。此外，参考远程检测方法，现有技术设备和方法可能会需要标记物或必须应用到要观测的对象的类似项目。能够远程监测这些标记物，这是因为其提供足够的“可检测性”并且可以被认为是用于检测设备的突出目标。然而，或者远程地被应用或者经由接触式测量设备被应用的侵扰式测量被许多被观测对象认为是令人不快的并且不舒服的。

远程非侵扰式测量通常旨在在并不向对象应用任何部件或“硬件”的情况下记录或监测感兴趣对象。从而，由于没有硬件标记物可用，远程非侵扰检测广泛受扰动影响。近来，甚至已经设想了用于对生命信号的远程监测的移动式手持设备。移动式手持设备愈加易受扰动的影响，这是因为其普遍是在没固定支撑体的情况下进行手动操作的。

因此，必须预期诸如捕捉的反射的或发射的电磁辐射的所记录的数据(例如，记录的图像帧)包括从整体扰动导出的主要信号分量。扰动相关的信号分量覆盖并且影响当监测对象时实质上采集的期望的生命信号。整体扰动可以归因于改变的照射条件和扰动运动分量。扰动运动可以产生于对象本身的非指示运动，或产生于检测或感测设备的非期望运动。尤其是在移动式手持监测设备的情况下，整体运动(或：全局运动)被认为是极大的挑战。此外，尤其是经由远程非侵扰式测量设备进行呼吸检测，在感兴趣对象被覆盖，例如被衣物或甚至毯子所覆盖的情况下，对象运动的相关信号，可以这么说，被减弱。这尤其作用于当采集睡觉的或躺着的对象时。在这样的条件下，甚至移除毯子都将被认为是令人不快的侵扰措施。

毕竟，当扰动信号分量的幅度和/或标称值被预期为比要提取的期望的信号分量的幅度和/或标称值大得多时，生命信号检测变得愈加困难。潜在地，各自的分量之间(例如，全局运动对呼吸运动)的差异的量级甚至能够被预期为包括若干级。