[发明专利]用于使用视频图像来连续估计人体血压的方法和装置

说明书

背景

通过医疗历史，动脉血压的使用已经是人类健康状况的重要指标。动脉血压还可以有其他应用，如对受试者的应力水平的检测或受试者在某些物质影响下的指征。

自18世纪以来，已有获取反映人体动脉血压的值的仪器和方法；然而，如果不是它们全部，它们很多都依赖于与被测试的受试者的直接接触。所描述的发明提供了一种使用视频图像来估计血压从而减少或完全消除对于人体接触(非侵入性)的需要的方式。由于可以存储和发送视频图像，所以可以在本地、远程地和实时地或离线地执行血压的估计。

发明概述

本发明的实施例可以提供可以在图像处理系统中配置或编程以便获得对人体血压的连续估计的过程。根据本发明，使用算法的组合来处理人类受试者的实时或预先记录的视频图像，以获得与被称为动脉收缩压和舒张压密切相关的值。通常，血压使用被称为血压计的装置来获得，并且其需要将该装置物理附接到待研究的人类受试者。本发明的实施例可以提供非接触式或非侵入式的方式来估计与血压计可以提供的类似的信息，优点在于可以在本地或远程地使用该信息，以便使用常规视频捕获设备和可以本地或远程驻留的图像处理系统来做出关于受试者的健康状况的决定。

附图简述

图1以框图描述了获得血压估计数据的示例性实施例的元件。

图2示出了由图1中的图像处理系统执行的过程中涉及的步骤。

图3描述了图2中引用的心脏电信号上的QRS脉冲位置估计的更详细的流程图。

图4是描述了垂直运动信号如何与人类头部相关的示意图。

图5显示了在图2中描述的过程的延续。

图6是描述了在图2中获得图像体积描记法的优选实施例中使用的步骤的流程图。

图7描述了图2中所示的血压估计所涉及的要素。

图8详细显示图7中的血压估计模型。

发明的详细描述

图1中示出本发明的示例性实施例。后面的图示显示了由稳定光源(1.3)适当照明的人类受试者(1.1)，该稳定光源(1.3)可以是来自太阳的自然环境光或将提供视频捕获元件(1.4)所需的水平的任何类型的人造光。如果这有利于将在(1.6)上执行的图像处理，那么也可以使用具有某些波长增强的光源(1.3)。

人类受试者(1.1)应适当被放置在摄像机(1.4)的前面，从而视场(1.2)包括受试者(1.1)的头部，这是由于对于本示例实施例，头部将包含感兴趣区域。关于摄像机1.4，在一个实施例中使用了具有1280水平×720垂直像素的分辨率的中等质量的彩色“网络摄像头”，但也可以采用较低质量的图像。对于示例实施例所选择的帧速率为30帧/秒，使用非压缩AVI格式，其使用摄像机接口(1.5)被输入到使用USB作为接口协议的图像处理系统(1.6)。使用更高的帧速率和分辨率可以提高系统的性能。

本实施例中的图像处理系统(1.6)由个人台式计算机实现。该系统(1.6)可以在提供足够的计算和处理能力以执行包括估计血压的过程的算法的任何设备(通用或嵌入式)中实现。诸如远程服务器、智能手机、平板电脑的设备或甚至像FPGA或ASICS的硬件中的实现也是对于系统(1.6)的实现的可接受的方式。该系统也可被完全集成在单个设备中，因此诸如摄像机(1.4)、摄像机接口(1.5)和处理系统(1.6)的元件对于用户眼睛可以是“单个”设备的一部分。

关于视频耦合(1.5)，可以在其中图像处理系统(1.6)所在的另一不同定位捕获视频，从而可以使用诸如互联网的常规通信信道和协议来记录和传输视频。这可以使用直播流或先前记录的视频文件来完成，因此可能的是图像处理系统(1.6)实时地运行或使用批量式处理来运行，并且可以对单个或多个视频源(1.4)进行处理。

在图像处理系统(1.6)的输出端处，将存在估计由(1.6)分析的受试者(1.1)的血压的数据(1.7)。该数据可以经由屏幕显示器呈现给用户，或者可以是不一定用于人类可视化的任何类型的数据存储或传输元件。(1.7)可以用作唯一感兴趣的值，或者可以被传送到另一个系统以用于进一步处理、传输存储或可视化。