自適應(yīng)陷波濾波器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于確定和監(jiān)測至少一個患者參數(shù)的患者監(jiān)測設(shè)備及方法。配置處理器響應(yīng)第一輸入信號生成配置信息，自適應(yīng)陷波濾波器接收第二輸入信號。該第二輸入信號包括感興趣的信號和預(yù)定頻率范圍內(nèi)的干擾信號。自適應(yīng)陷波濾波器根據(jù)濾波參數(shù)自動估計該第二輸入信號內(nèi)的干擾信號，并從該第二輸入信號中消除估計干擾信號以生成目標信號。步長處理器電耦合在配置處理器與自適應(yīng)陷波濾波器之間，根據(jù)配置信息設(shè)置濾波參數(shù)的數(shù)值，其中該自適應(yīng)陷波濾波器使用該濾波參數(shù)將目標信號上的振鈴效應(yīng)降低到閾水平以下。
【專利說明】自適應(yīng)陷波濾波器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明一般涉及在患者監(jiān)測設(shè)備中降低感測患者生理信號當中的干擾信號的裝置和方法，尤其涉及用在患者監(jiān)測設(shè)備中使心電圖(ECG)振鈴最小化的自適應(yīng)陷波濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]當向患者提供健康護理時，常常重要的是準確監(jiān)測與患者相關(guān)的至少一種參數(shù)。為了做到這一點，將至少一個傳感器與患者連接，以便用在感測提供給至少一種患者監(jiān)測設(shè)備以及由該患者監(jiān)測設(shè)備解釋的生理信號中。感測的生理信號用在確定至少一個患者參數(shù)中。質(zhì)量差的感測信號(例如，來自外源的干擾)負面地影響患者監(jiān)測設(shè)備確定所希望患者參數(shù)的能力，導(dǎo)致患者參數(shù)數(shù)據(jù)值不準確。與從質(zhì)量差的信號中獲得的數(shù)據(jù)相關(guān)的另一個問題涉及到將不準確數(shù)據(jù)用于診斷目的。從質(zhì)量差的信號中導(dǎo)出的不準確患者參數(shù)數(shù)據(jù)增加了特定身體狀況的識肯定指示的可能性。為了彌補這些缺點，已經(jīng)開發(fā)出了并且在患者監(jiān)測設(shè)備中實現(xiàn)了自適應(yīng)陷波濾波器。陷波濾波器通過將陷波濾波器的步長設(shè)置成使陷波濾波器能夠濾波掉輸入信號的不想要部分(例如，外部輸電線干擾)的學(xué)習(xí)過程可以有效地消除輸電線干擾。步長對于自適應(yīng)算法的性能來說是至關(guān)重要的。例如，小步長幾乎不會引起發(fā)散，但要花費很長時間才能收斂，而大步長會迅速收斂，但可能會引起發(fā)散。另一方面，使用較大步長也可能導(dǎo)致所謂的“振鈴效應(yīng)”。因此，最好是在使濾波輸入信號的收斂最大的同時使振鈴效應(yīng)最小。
[0003]圖1是可以用于從輸入信號中消除輸電線噪聲的傳統(tǒng)陷波濾波器100的現(xiàn)有技術(shù)方塊圖。陷波濾波器100可以包括處理器102，處理器102執(zhí)行有選擇地對輸入信號X(η)估計干擾量的自適應(yīng)算法。該算法通過某個值控制求和功能104自動濾波輸入信號χ(η)從而從中消除估計干擾。在操作時，初始輸入信號X(η)是感興趣信號和干擾的組合。處理器102執(zhí)行自適應(yīng)算法以確定代表存在于輸入信號χ(η)之中的估計干擾w(n)的數(shù)量的數(shù)據(jù)。處理器102執(zhí)行的示范性自 適應(yīng)算法可以在下表1中找到。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定和監(jiān)測至少一個患者參數(shù)的患者監(jiān)測設(shè)備，其包含: 配置處理器，用于響應(yīng)于第一輸入信號而生成配置信息； 自適應(yīng)陷波濾波器，用于接收第二輸入信號，該第二輸入信號包括感興趣的信號和預(yù)定頻率范圍內(nèi)的干擾信號；自動估計該第二輸入信號內(nèi)的干擾信號，并從該第二輸入信號中消除估計的干擾信號以生成目標信號；以及 步長處理器，該步長處理器電耦合在該配置處理器與該自適應(yīng)陷波濾波器之間，用于根據(jù)使用配置信息的患者的類型設(shè)置濾波參數(shù)的數(shù)值，其中該自適應(yīng)陷波濾波器使用該濾波參數(shù)來把目標信號上的振鈴效應(yīng)降低到閾水平以下。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中: 當該配置信息指示該第二輸入信號是第一類型時，該步長處理器將濾波參數(shù)的數(shù)值設(shè)置成等于第一數(shù)值，而當該配置信息指示該第二輸入信號是第二類型時，將濾波參數(shù)的數(shù)值設(shè)置成等于比該第一數(shù)值大的第二數(shù)值。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中: 該濾波參數(shù)是參照該配置信息設(shè)置的最大絕對步長值。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中: 該第一輸入信號標識從其接收第二輸入信號的一類型的患者。
5.如權(quán)利要求2 所述的裝置，其中: 被設(shè)置等于第一值的該濾波參數(shù)表明是新生兒患者而被設(shè)置等于第二值的該濾波參數(shù)表明為非新生兒患者。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中: 該步長處理器將濾波參數(shù)設(shè)置在將目標信號的振鈴效應(yīng)降低到10微伏以下的數(shù)值上。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，進一步包含: 參數(shù)處理器，其與該自適應(yīng)陷波濾波器的輸出端電耦合，用于接收目標信號和從該目標信號中有選擇地確定代表該至少一個患者參數(shù)的數(shù)據(jù)；以及 配置處理器，用于確定該至少一個患者參數(shù)的特性是否在閾范圍之內(nèi)，以及響應(yīng)該特性在閾范圍之外的確定，自動控制該步長處理器來修正該濾波參數(shù)值。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中: 該步長處理器自動修正該濾波參數(shù)以便設(shè)置在使目標信號上的振鈴效應(yīng)保持在閾水平以下的數(shù)值上。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其中: 該至少一個濾波參數(shù)是包括多個QRS復(fù)合波的ECG數(shù)據(jù)以及該至少一個濾波參數(shù)的特性是相應(yīng)QRS復(fù)合波的持續(xù)時間。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其中: 該配置處理器將該至少一種QRS復(fù)合波的持續(xù)時間值與上閾值和下閾值相比較，以便確定該QRS復(fù)合波持續(xù)時間是否在與第二輸入信號相關(guān)的QRS復(fù)合波持續(xù)時間的預(yù)定范圍之內(nèi)。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其中: 該步長處理器響應(yīng)于該QRS復(fù)合波持續(xù)時間在預(yù)定范圍之外的確定結(jié)果，自動修正該濾波參數(shù)值以便使目標信號上的振鈴效應(yīng)保持在閾水平以下。
12.如權(quán)利要求2所述的裝置，進一步包含: 用戶接口，其與該配置處理器電耦合，使用戶輸入用在生成配置信息中的與該第二輸入信號有關(guān)的信息。
13.一種用于在確定和監(jiān)測至少一個患者參數(shù)的患者監(jiān)測設(shè)備中從輸入信號中消除干擾信號的方法，該方法包含如下動作: 響應(yīng)于第一輸入信號而生成配置信息； 在自適應(yīng)陷波濾波器接收第二輸入信號，該第二輸入信號包含感興趣的信號和預(yù)定頻率范圍內(nèi)的干擾信號； 由該自適應(yīng)陷波濾波器根據(jù)濾波參數(shù)來自動估算該第二輸入信號中的干擾信號，并且從該第二輸入信號中去除所估算的干擾信號以生成目標信號； 由電耦合在配置處理器和自適應(yīng)陷波濾波器間的步長處理器設(shè)置該濾波參數(shù)的值，該濾波參數(shù)值是基于該配置信息；以及 使用該濾波參數(shù)來將目標信號上的振鈴效應(yīng)降低到閾水平以下。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中設(shè)置該濾波參數(shù)的數(shù)值的動作進一步包含: 當該配置信息指 示第二輸入信號是第一類型時，將該濾波參數(shù)的數(shù)值設(shè)置成等于第一數(shù)值，而 當配置信息指示第二輸入信號是第二類型時，將該濾波參數(shù)的數(shù)值設(shè)置成等于比該第一數(shù)值大的第二數(shù)值。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其中設(shè)置濾波參數(shù)值的動作進一步包含: 參照該配置信息為自適應(yīng)陷波濾波器設(shè)置最大絕對步長值。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其中: 其中該第一輸入信號表明從其接收該第二輸入信號的一類型的患者。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中: 設(shè)置該濾波參數(shù)等于第一值的動作表明新生兒患者而將該濾波參數(shù)設(shè)置為第二值的動作表明非新生兒患者。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其中設(shè)置動作進一步包含: 將該濾波參數(shù)設(shè)置在能夠?qū)⒛繕诵盘柕恼疋徯?yīng)降低到10微伏以下的數(shù)值上。
19.如權(quán)利要求13所述的方法，進一步包含如下動作: 由與自適應(yīng)陷波濾波器的輸出端電耦合的參數(shù)處理器接收該目標信號； 從目標信號中有選擇地確定代表該至少一個患者參數(shù)的數(shù)據(jù)； 由配置處理器確定該至少一個患者參數(shù)的特性是否在閾范圍之內(nèi)；以及 響應(yīng)該特性在閾范圍之外的確定結(jié)果，自動控制步長處理器修正該濾波參數(shù)值。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中自動修正該第一濾波參數(shù)值的動作包括: 將該濾波參數(shù)值設(shè)置在使目標信號上的振鈴效應(yīng)保持在閾水平以下的數(shù)值上。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中: 該至少一個濾波參數(shù)是包括多個QRS復(fù)合波的ECG數(shù)據(jù)以及該至少一個濾波參數(shù)的特性是相應(yīng)QRS復(fù)合波的持續(xù)時間。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，進一步包含如下動作:由配置處理器將至少一種QRS復(fù)合波的持續(xù)時間值與上閾值和下閾值相比較，以便確定該QRS復(fù)合波持續(xù)時間是否在與該第二輸入信號相關(guān)的QRS復(fù)合波持續(xù)時間的預(yù)定范圍之內(nèi)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，進一步包含如下動作: 響應(yīng)QRS復(fù)合波持續(xù)時間在預(yù)定范圍之外的確定結(jié)果，由步長處理器自動修正該濾波參數(shù)值以便使目標信號上的振鈴效應(yīng)保持在閾水平以下。
24.如權(quán)利要求13所述的方法，進一步包含如下動作: 在與配置處理器電耦合的用戶接口上輸入與該第二輸入信號有關(guān)的信息；以及 在生成該配置信息 中使用與該第二輸入信號有關(guān)的信息。
【文檔編號】A61B5/0428GK103813746SQ201280027734
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年4月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月22日
【發(fā)明者】鄭玲, 陳宇 申請人:德爾格醫(yī)療系統(tǒng)有限公司