[发明专利]用于获得对象的生命体征的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于获得对象的生命体征的设备，包括：接口(20)，其用于接收对象的图像帧集合；运动分析单元(30)，其用于分析所述图像帧集合中的图像帧内的至少一个测量区，并且用于表征所述图像帧集合内的所述对象的运动；信号提取单元(40)，其用于使用对所述图像帧集合内的所述对象的运动的所述表征来从所述图像帧集合提取光体积描记，PPG，信号；以及生命体征确定单元(50)，其用于根据所提取的PPG信号来确定生命体征信息。所述运动分析单元包括运动估计单元(32)、空间特性提取单元(34)以及运动表征单元(36)。

技术领域

本发明涉及用于获得对象的生命体征的设备和方法。尤其是，本发明涉及非侵扰光学测量方法，所述非侵扰光学测量方法能够用于检测诸如人或动物的观测的对象中的生命体征。

背景技术

WO 2011/042858公开了一种处理包括至少分量的信号的方法，所述至少分量表示生命体中的周期性现象，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命体中的周期性现象的至少分量。通过获得与至少一个第一信号同步的示出生命体的图像的序列，并且执行对所述图像的序列的基于视频的运动分析，来获得表示生命体的运动的至少周期性分量的分离的数据。所述数据被用于至少抑制对应于所述生命体的运动的所述周期性分量的所述第一信号的分量。

US 2010/0061596公开了一种用于确定与生理运动的部分的相似度的方法，包括：获得客体的第一图像，获得所述客体的第二图像，确定所述第一图像与所述第二图像之间的相似度水平，并且将所述第一图像与所述第二图像之间的所确定的相似度水平与生理运动的部分相关。一种具有指令集合的计算机程序产品，对所述指令集合的运行令确定与生理运动的部分的相似度的方法被执行，所述方法包括：获得客体的第一图像，获得所述客体的第二图像，确定所述第一图像与所述第二图像之间的相似度水平，并且将所述第一图像与所述第二图像之间的所确定的相似度水平与生理运动的部分相关。

人的生命体征，例如，心率(HR)，血氧饱合度(SpO2)或诸如呼吸率(RR)的呼吸信息(呼吸参数)能够充当严重医学事件的有力预测指标。出于这种原因，经常在重症监护病房中在线监测或在医院的普通病房中的日常定点检查中监测呼吸率和/或心率。除心率之外，呼吸率是最重要的生命体征之一。HR和RR两者仍然难以在没有直接身体接触的情况下被测量。在当前重症监护病房中，胸部阻抗体积抗描记术或呼吸感应体积描记术仍然是测量RR的选择的方法，其中，通常使用两个呼吸带以便辨别人的胸部和腹部呼吸运动。HR通常通过使用被固定在对象的胸部的电极来测量，其中，电极通过线缆被连接到远程设备。然而，这些侵扰式方法对被观测的患者而言是不舒服和不愉快的。

己经示出，一个或多个摄像机能够被用于通过使用远程光体积描记(远程PPG)成像来非侵扰地监测对象的HR、RR或其他生命体征。远程光体积描记成像例如在下文中进行了描述：Wim Verkruysse,Lars O.Svaasand和J.Stuart Nelson的“Remoteplethysmographic imaging using ambient light”,Optics Express,Vol.16,No.26(2008年12月)。其是基于以下原理的：皮肤中的血液体积的时间变化导致皮肤的光吸收的变化。这样的变化能够由拍摄皮肤区(例如，面部)的图像的摄像机来记录，同时在选定区域(在该系统中通常为面颊的部分)上的像素平均被计算。通过观察该平均信号的周期性变化，能够提取心率和呼吸率。同时存在描述用于通过使用远程PPG来获得患者的生命体征的设备和方法的细节的另外的出版物和专利申请。

因此，动脉血的脉动引起光吸收的变化。利用光检测器(或光检测器的阵列)观测到的这些变化形成PPG(光体积描记)信号(也被称为，在其他之中，容积波)。血液的脉动是由跳动的心脏引起的，即PPG信号中的峰对应于心脏的个体跳动。因此，PPG信号固有地包括心率信号。该信号的规范化的幅度对于不同的波长是不同的，并且对于一些波长，其也是血氧饱合度或者在血液或组织中发现的其他物质的函数。