本發(fā)明涉及用于處理用在對(duì)對(duì)象的生命體征進(jìn)行監(jiān)測(cè)中的加速度計(jì)信號(hào)的處理設(shè)備、系統(tǒng)和方法。具體而言，本發(fā)明公開(kāi)了用于出于提取心臟相關(guān)生命體征參數(shù)的目的的心震圖信號(hào)處理的處理設(shè)備、系統(tǒng)和方法。其應(yīng)用于醫(yī)院和家中的患者監(jiān)測(cè)。

背景技術(shù)：

呼吸和心臟信號(hào)和其對(duì)應(yīng)的速率是基本生命體征。呼吸率是用于普通病房中的患者監(jiān)測(cè)器的最重要的生命體征之一。通常，通過(guò)附接到人的傳感器電極檢測(cè)呼吸和心臟信號(hào)。這樣的信號(hào)可以使用侵?jǐn)_的方法生成，其利用如應(yīng)用到針對(duì)大量的時(shí)間處于普通病房中的患者的線纜的附接。備選地，還可以執(zhí)行用于患者監(jiān)測(cè)的呼吸和心臟信號(hào)的非侵?jǐn)_的測(cè)量(例如，通過(guò)使用附接到患者的身體部分的以電池供電的三軸加速度計(jì))。以這種方式，心震圖信號(hào)可以被檢測(cè)并且被用于確定心率和呼吸率。

另外，由心臟的機(jī)械活動(dòng)所引起的振動(dòng)可以通過(guò)使用心沖擊描記(bcg)技術(shù)來(lái)測(cè)量，其中，血液運(yùn)輸引起人的重心的小改變，所述小改變可以通過(guò)測(cè)量裝有彈簧的球棒的小位移來(lái)測(cè)量。備選地，可以經(jīng)由加速度計(jì)在人的皮膚上直接測(cè)量心臟或血液運(yùn)輸?shù)恼駝?dòng)。前述技術(shù)被稱為心震描記(scg)。測(cè)量身體上的位移的另外的方式包括心振動(dòng)圖描記(kcg)和心音描記(使用被放置在皮膚上的腔中的麥克風(fēng))。應(yīng)指出，心振動(dòng)圖描記和心音描記還涉及前胸壁的低頻率的測(cè)量結(jié)果，與通過(guò)使用加速度計(jì)測(cè)量的事物類似。

scg信號(hào)可以被分析以便檢測(cè)呼吸和心臟信號(hào)。例如，可以觀察單個(gè)心動(dòng)周期中的兩個(gè)重要事件，其中，一個(gè)涉及主動(dòng)脈瓣打開(kāi)(ao)并且另一事件涉及主動(dòng)脈瓣關(guān)閉(ac)。在這兩個(gè)事件之間進(jìn)行區(qū)分使得根據(jù)scg信號(hào)準(zhǔn)確地并且可靠地檢測(cè)生命體征是重要的。然而，用于本領(lǐng)域中已知的scg信號(hào)處理的處理設(shè)備和系統(tǒng)不能夠適當(dāng)?shù)剌敵鲂穆?，尤其是?dāng)不規(guī)則的心率發(fā)生時(shí)，例如，由于心臟病或移動(dòng)偽影。

pandia等人的"motionartifactcancellationtoobtainheartsoundsfromasinglechest-wornaccelerometer"2010ieeeinternationalconferenceonacousticsspeechandsignalprocessing(icassp)公開(kāi)了一種在存在運(yùn)動(dòng)偽影的情況下從胸部佩戴的加速度計(jì)數(shù)據(jù)提取主心音的方法，其中，所提出的方法勝過(guò)諸如小波去噪和自適應(yīng)濾波的噪聲移除技術(shù)。

pandia等人“extractingrespiratoryinformationfromseismocardiogramsignalsacquiredonthechestusingaminiatureaccelerometer,”(physiol.meas.，第33卷，第1643-1660頁(yè)(2012))公開(kāi)了一種用于提取根據(jù)心動(dòng)信息導(dǎo)出的呼吸信號(hào)的方法。

us2010/公開(kāi)了一種接收由心音傳感器所生成的電信號(hào)的心音分析器，其中，心音分析器包括處理接收到的信號(hào)以提取包絡(luò)的包絡(luò)提取器，其中，心音分析器還包括利用算法檢測(cè)包絡(luò)信號(hào)內(nèi)的心音的心音檢測(cè)器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于處理用在對(duì)對(duì)象的生命體征進(jìn)行監(jiān)測(cè)中的加速度計(jì)信號(hào)的處理設(shè)備、系統(tǒng)和方法，其使得能夠即使在患者的移動(dòng)偽影的情況下和/或當(dāng)患者具有心率失常時(shí)，也提供具有高準(zhǔn)確度和可靠性的生命體征。

在本發(fā)明的第一方面中，呈現(xiàn)了一種用于處理用在對(duì)對(duì)象的生命體征進(jìn)行監(jiān)測(cè)中的加速度計(jì)信號(hào)的處理設(shè)備，其包括：信號(hào)輸入單元，其用于輸入所述對(duì)象在時(shí)間中的加速度計(jì)信號(hào)，所述加速度計(jì)信號(hào)涉及至少一個(gè)生理事件并且針對(duì)至少一個(gè)空間方向被測(cè)量，所述至少一個(gè)生理事件是所述對(duì)象的心血管或呼吸事件；包絡(luò)確定單元，其用于確定所述輸入加速度計(jì)信號(hào)的包絡(luò)信號(hào)；計(jì)算單元，其用于基于所述對(duì)象的第一生理事件與第二生理事件之間的所估計(jì)的時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算調(diào)節(jié)因子；以及信號(hào)調(diào)節(jié)單元，其用于通過(guò)將所述包絡(luò)信號(hào)乘以所計(jì)算的調(diào)節(jié)因子來(lái)調(diào)節(jié)所確定的包絡(luò)信號(hào)。

在本發(fā)明的另一方面中，呈現(xiàn)了一種用于處理用在對(duì)對(duì)象的生命體征進(jìn)行監(jiān)測(cè)中的加速度計(jì)信號(hào)的系統(tǒng)，其包括：加速度計(jì)，其用于測(cè)量針對(duì)一個(gè)或多個(gè)空間方向的所述對(duì)象在時(shí)間中的加速度計(jì)信號(hào)；以及如本文所要求保護(hù)的處理設(shè)備，其用于處理由所述加速度計(jì)所測(cè)量的加速度計(jì)信號(hào)。

在本發(fā)明的另一方面中，呈現(xiàn)了一種用于處理用在對(duì)對(duì)象的生命體征進(jìn)行監(jiān)測(cè)中的加速度計(jì)信號(hào)的方法，其包括：接收所述對(duì)象在時(shí)間中的加速度計(jì)信號(hào)，所述加速度計(jì)信號(hào)與至少一個(gè)生理事件有關(guān)并且針對(duì)至少一個(gè)空間方向被測(cè)量，所述至少一個(gè)生理事件是所述對(duì)象的心血管或呼吸事件；確定所述輸入加速度計(jì)信號(hào)的包絡(luò)信號(hào)；基于所述對(duì)象的第一生理事件與第二生理事件之間的所估計(jì)的時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算調(diào)節(jié)因子；并且通過(guò)將所述包絡(luò)信號(hào)乘以所計(jì)算的調(diào)節(jié)因子來(lái)調(diào)節(jié)所確定的包絡(luò)信號(hào)。

在本發(fā)明的又一方面中，提供了一種包括程序代碼模塊的計(jì)算機(jī)程序，所述程序代碼模塊用于當(dāng)在計(jì)算機(jī)上執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)令計(jì)算機(jī)執(zhí)行本文所公開(kāi)的方法的步驟，以及一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)，其在其中存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在由處理器運(yùn)行時(shí)令本文所公開(kāi)的所述方法被執(zhí)行。

在從屬權(quán)利要求中限定本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，所請(qǐng)求保護(hù)的方法、系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)程序和介質(zhì)具有與所述所請(qǐng)求保護(hù)并在從屬權(quán)利要求中所限定的設(shè)備相似和/或相同的優(yōu)選實(shí)施例。

所述信號(hào)輸入單元被配置為根據(jù)時(shí)間輸入加速度計(jì)信號(hào)，尤其是所述對(duì)象的心震圖(scg)信號(hào)，其中，所述加速度計(jì)信號(hào)針對(duì)參考所述患者的身體的至少一個(gè)、優(yōu)選地三個(gè)空間方向被測(cè)量。根據(jù)所輸入的加速度計(jì)信號(hào)，所述包絡(luò)確定單元能夠確定包絡(luò)信號(hào)，所述包絡(luò)信號(hào)對(duì)應(yīng)于概括所述加速度計(jì)信號(hào)的上限和/或下限的振蕩加速度計(jì)信號(hào)的包絡(luò)函數(shù)。

這樣確定的包絡(luò)信號(hào)隨后由信號(hào)調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)，所述信號(hào)調(diào)節(jié)單元被配置為將所述包絡(luò)信號(hào)乘以調(diào)節(jié)因子。由所述計(jì)算單元基于所述對(duì)象的第一生理事件與第二生理事件(尤其是心血管事件或呼吸事件)之間的所估計(jì)的時(shí)間間隔來(lái)計(jì)算所述調(diào)節(jié)因子。可以根據(jù)所輸入的加速度計(jì)信號(hào)和/或根據(jù)所輸入的加速度計(jì)信號(hào)所確定的包絡(luò)信號(hào)估計(jì)所述時(shí)間間隔。備選地，可以根據(jù)所述對(duì)象的外部數(shù)據(jù)估計(jì)所述時(shí)間間隔。所述第一生理事件和所述第二生理事件可以包括主動(dòng)脈瓣打開(kāi)(ao)、主動(dòng)脈瓣關(guān)閉(ac)、二尖瓣打開(kāi)(mo)、二尖瓣關(guān)閉(mc)、快速舒張期充盈(rf)峰、快速收縮期噴射(rf)峰、等張收縮(ic)、等容移動(dòng)(im)和/或心房收縮(as)。

有利地，所述調(diào)節(jié)因子適當(dāng)?shù)乇挥?jì)算，使得將所述包絡(luò)信號(hào)乘以所述調(diào)節(jié)因子實(shí)現(xiàn)經(jīng)改進(jìn)的包絡(luò)信號(hào)。這使得能夠檢測(cè)和監(jiān)測(cè)生命體征，尤其是，具有高準(zhǔn)確度和可靠性的心臟相關(guān)的生命體征。具體而言，在所述加速度計(jì)信號(hào)中配準(zhǔn)的所述對(duì)象的不同的生理事件可以可靠地彼此區(qū)分。例如，ao和ac事件可以彼此區(qū)分，使得可以根據(jù)所述對(duì)象的經(jīng)調(diào)節(jié)的包絡(luò)信號(hào)檢測(cè)這些事件。

此外，本發(fā)明使得能夠保存具有相對(duì)高信號(hào)強(qiáng)度水平的生命信號(hào)并且抑制在正常條件下具有相對(duì)低信號(hào)強(qiáng)度水平的生命信號(hào)。以這種方式，所述對(duì)象的所述生命體征可以可靠地檢測(cè)并且彼此區(qū)分。

例如，ao事件的信號(hào)強(qiáng)度水平通常比ac事件的信號(hào)強(qiáng)度水平更高。本發(fā)明使得能夠保存ao事件并且有效地抑制經(jīng)調(diào)節(jié)的包絡(luò)信號(hào)中的ac事件。有利地，即使兩個(gè)相鄰心臟周期之間的時(shí)間差與每個(gè)心臟周期的持續(xù)時(shí)間類似，本發(fā)明也能夠在ao事件與ac事件之間進(jìn)行區(qū)分。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明用于但不限于與加速度計(jì)和/或心震圖信號(hào)一起使用。本發(fā)明的基本原理還適用于心音描記(聽(tīng)診器)?；旧?，所有這些測(cè)量結(jié)果測(cè)量皮膚的振動(dòng)。使用本發(fā)明，這些振動(dòng)的包絡(luò)可以被計(jì)算以識(shí)別事件(s1、s2)或(ao、ac)。此處，s1涉及收縮期收縮并且s2涉及收縮期的結(jié)束。

在優(yōu)選實(shí)施例中，所述計(jì)算單元被配置為通過(guò)正時(shí)間滯后或負(fù)時(shí)間滯后或兩者通過(guò)所估計(jì)的時(shí)間間隔在時(shí)間中對(duì)所確定的包絡(luò)信號(hào)移位。以這種方式，可以適當(dāng)?shù)赜?jì)算所述調(diào)節(jié)因子。有利地，進(jìn)一步改進(jìn)了經(jīng)調(diào)節(jié)的包絡(luò)信號(hào)。

在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述計(jì)算單元被配置為使用初級(jí)函數(shù)計(jì)算所述調(diào)節(jié)因子，所述初級(jí)函數(shù)包括取決于所確定的包絡(luò)信號(hào)和/或時(shí)間移位的包絡(luò)信號(hào)的次級(jí)函數(shù)。初級(jí)函數(shù)和次級(jí)函數(shù)包括使得能夠獲得高度準(zhǔn)確的調(diào)節(jié)因子的一個(gè)或多個(gè)算法。有利地，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)包絡(luò)信號(hào)。

在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述次級(jí)函數(shù)將所確定的包絡(luò)信號(hào)和/或所述時(shí)間移位的包絡(luò)信號(hào)用作變量并且將至少一個(gè)預(yù)定義數(shù)量用作參數(shù)。以這種方式，可以生成所述次級(jí)函數(shù)的值，只要所輸入的加速度計(jì)信號(hào)和/或時(shí)間移位包絡(luò)信號(hào)被提供到所述計(jì)算單元。所述至少一個(gè)預(yù)定義數(shù)量使得能夠?qū)⒊跫?jí)函數(shù)和所述次級(jí)函數(shù)適應(yīng)于用于調(diào)節(jié)所確定的包絡(luò)信號(hào)的特定調(diào)節(jié)要求。有利地，經(jīng)調(diào)節(jié)的包絡(luò)信號(hào)是更可靠的。

在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述初級(jí)函數(shù)被配置為確定所述次級(jí)函數(shù)的計(jì)算值和常量值中的較小值，所述計(jì)算單元被配置為將所述調(diào)節(jié)因子確定為所述較小值。以這種方式，所述計(jì)算單元能夠基于定量比較來(lái)提供高度可靠的調(diào)節(jié)因子。有利地，所述包絡(luò)信號(hào)被有效地調(diào)節(jié)，使得所述生命體征可以被準(zhǔn)確地檢測(cè)和監(jiān)測(cè)。

在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述信號(hào)調(diào)節(jié)單元被配置為將平滑算子應(yīng)用到所計(jì)算的調(diào)節(jié)因子并且將所確定的包絡(luò)信號(hào)乘以經(jīng)平滑的調(diào)節(jié)因子。所述平滑算子可以是時(shí)間平滑算子，其被配置為暫時(shí)地使所述調(diào)節(jié)因子平滑。優(yōu)選地，所述平滑算子被配置為執(zhí)行非對(duì)稱時(shí)間平滑，其中，所述快速平滑算子包括快速平滑算子和緩慢平滑算子，其中，所述信號(hào)調(diào)節(jié)單元被配置為將具有增加的信號(hào)強(qiáng)度的所述包絡(luò)信號(hào)的第一范圍乘以使用所述快速平滑算子平滑的調(diào)節(jié)因子，和/或?qū)⒕哂袦p小的信號(hào)強(qiáng)度的所述包絡(luò)信號(hào)的第二范圍乘以使用所述緩慢平滑算子平滑的所述調(diào)節(jié)因子。有利地，這使得能夠抑制某些類型的檢測(cè)到的生命體征，同時(shí)保存所述信號(hào)的結(jié)束部分或“尾部”中的逐漸修改或增益，其中，所述scg信號(hào)的所述包絡(luò)再次減小，這導(dǎo)致所述不同類型的生命信號(hào)(尤其是心臟相關(guān)的生命體征)的形態(tài)學(xué)的更好的維護(hù)。

在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述處理設(shè)備還包括估計(jì)單元，所述估計(jì)單元用于基于所確定的包絡(luò)信號(hào)來(lái)估計(jì)第一生理事件與第二生理事件之間的時(shí)間間隔。以這種方式，本發(fā)明使得能夠估計(jì)時(shí)間間隔，使得其不依賴于外部估計(jì)單元。此外，這樣估計(jì)的時(shí)間間隔是高度準(zhǔn)確并且可靠的。有利地，可以可靠地調(diào)節(jié)所獲得的包絡(luò)信號(hào)。

在另一優(yōu)選實(shí)施例中，所述估計(jì)單元被配置為計(jì)算針對(duì)所確定的包絡(luò)信號(hào)的自相關(guān)。以這種方式，準(zhǔn)確地所述第一生理事件與第二生理事件(具體地，第一心血管事件和第二心血管事件)之間的時(shí)間間隔。

在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述估計(jì)單元被配置為估計(jì)所述對(duì)象的心臟周期的主動(dòng)脈瓣打開(kāi)與主動(dòng)脈瓣關(guān)閉之間的時(shí)間間隔。以這種方式，基于這樣估計(jì)的時(shí)間間隔所計(jì)算的調(diào)節(jié)因子尤其適于調(diào)節(jié)所確定的包絡(luò)信號(hào)。有利地，對(duì)應(yīng)于所述對(duì)象的主動(dòng)脈瓣打開(kāi)和主動(dòng)脈瓣關(guān)閉的心臟相關(guān)的生命信號(hào)可以被檢測(cè)并且可靠地彼此區(qū)分。

在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述輸入單元被配置為選擇在所述對(duì)象的腹背(ventro-dorsal)方向上所測(cè)量的加速度計(jì)信號(hào)。由心臟引起的力的大多數(shù)在身體的腹背方向上示出，使得在所述腹背方向上所測(cè)量的心震圖信號(hào)具有包含所述對(duì)象的大多數(shù)心臟相關(guān)的生命體征的最高概率。有利地，本發(fā)明能夠以高效率處理加速度計(jì)信號(hào)。

在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述包絡(luò)確定單元包括：第一帶通濾波器，其用于提取從下閾值頻率到上閾值頻率的頻率范圍內(nèi)的所述加速度計(jì)信號(hào)的第一部分；絕對(duì)值生成器，其用于生成所述加速度計(jì)信號(hào)的絕對(duì)值；和/或第二帶通濾波器，其用于提取在高于、等于或低于截止頻率的頻率處的所述加速度計(jì)信號(hào)的第二部分。第一和/或所述第二帶通濾波器被用于濾出不需要的信號(hào)。所述絕對(duì)值生成器被用于獲得針對(duì)所述加速度計(jì)信號(hào)的非負(fù)值。有利地，可以以高準(zhǔn)確度確定所述包絡(luò)信號(hào)。

在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述處理設(shè)備還包括峰檢測(cè)單元，其用于在所確定的包絡(luò)信號(hào)中檢測(cè)均與生理事件相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)最大值和/或最小值。使用峰檢測(cè)單元，可以檢測(cè)生理事件，尤其是諸如ao、ac、mo、mc、re和rf的生理事件。有利地，可以有效地監(jiān)測(cè)對(duì)應(yīng)的生命體征。

在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，所述處理設(shè)備還包括分類單元，其用于通過(guò)根據(jù)所確定的包絡(luò)信號(hào)導(dǎo)出一個(gè)或多個(gè)分類特征對(duì)峰檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分類。所述一個(gè)或多個(gè)分類特征可以包括包絡(luò)信號(hào)的最大或平均幅度，如由峰檢測(cè)器檢測(cè)到的峰峰間隔的平均和方差和來(lái)自組合峰檢測(cè)結(jié)果的包絡(luò)信號(hào)的多個(gè)心臟周期的形態(tài)學(xué)中的相似性。當(dāng)查看多個(gè)心臟周期的相似性時(shí)，在室性期前收縮(如在trigenimy心律失常中)期間的所述心臟周期與規(guī)則心臟周期形態(tài)學(xué)之間進(jìn)行區(qū)分是有益的。有利地，本發(fā)明使得能夠在不同的心臟周期的峰之間可靠地區(qū)分，使得所述對(duì)象的所監(jiān)測(cè)的生命體征的可靠性進(jìn)一步增加。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的這些和其他方面將根據(jù)在下文中所描述的實(shí)施例而顯而易見(jiàn)并且參考在下文中所描述的實(shí)施例得以闡述。在以下附圖中，

圖1示出了用于監(jiān)測(cè)患者的生命體征的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意性表示，其中，所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被附接到患者的身體；

圖2示出了與心電圖(ecg)信號(hào)相比較的心震圖(scg)信號(hào)的范例；

圖3a-f示出了心震圖信號(hào)的另外的范例；

圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的處理設(shè)備的示意性框圖；

圖5示出了心震圖信號(hào)的幅度的調(diào)制的示范性測(cè)量結(jié)果；

圖6示出了心震圖信號(hào)的時(shí)間差的調(diào)制的示范性測(cè)量結(jié)果；

圖7示出了圖4中的處理設(shè)備的預(yù)處理單元；

圖8a-d示出了心震圖信號(hào)的示范性測(cè)量結(jié)果；

圖9示出了根據(jù)另一實(shí)施例的處理設(shè)備；

圖10示出了根據(jù)另一實(shí)施例的另外的預(yù)處理單元；

圖10'示出了根據(jù)另一實(shí)施例的另外的預(yù)處理單元；

圖11示出了用于估計(jì)兩個(gè)心血管事件之間的時(shí)間間隔的示范性自相關(guān)；

圖12示出了根據(jù)另一實(shí)施例的處理設(shè)備；

圖13示出了根據(jù)又一實(shí)施例的處理設(shè)備；

圖14a-c示出了心震圖測(cè)量的第一示范性結(jié)果；

圖15a-c示出了心震圖測(cè)量的第二示范性結(jié)果；

圖16a-c示出了心震圖測(cè)量的第三示范性結(jié)果；

圖17示出了圖1中的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意性框圖；并且

圖18a-c示出了根據(jù)另一實(shí)施例的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

呼吸和心臟信號(hào)和其對(duì)應(yīng)的速率是基本生命體征。呼吸率是用于普通病房中的患者監(jiān)測(cè)器的最重要的生命體征之一。通常，通過(guò)附接到人的傳感器電極生成生命信號(hào)，如使用心電圖(ecg)的情況。然而，由于許多患者在普通病房上花費(fèi)大量的時(shí)間，因而利用線纜的附接的基于ecg的解決方案通常是侵?jǐn)_性的，這意指?jìng)鞲衅麟姌O與患者(例如，身體部分的皮膚)直接接觸。

呼吸和心臟信號(hào)還可以使用非侵?jǐn)_的方案來(lái)監(jiān)測(cè)，例如，借助于附接到患者的身體的以電池供電的三軸加速度計(jì)，如圖1中所示。圖1a說(shuō)明性地示出了用于處理用在監(jiān)測(cè)心臟相關(guān)的生命體征中的心震圖信號(hào)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10的實(shí)施例。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10包括加速度計(jì)和處理設(shè)備，其稍后將更詳細(xì)地解釋。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10由附接模塊12承載，其用作監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的情況以便形成便攜式系統(tǒng)14。如在圖1a中所示，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10可以經(jīng)由開(kāi)口13可拆卸地引入到附接模塊12的內(nèi)部部分中。在加載之后，在一側(cè)緊固到附接模塊的帶狀關(guān)閉模塊可以被用于通過(guò)將帶狀關(guān)閉模塊15的另一側(cè)連接到附接模塊12來(lái)鎖定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10。

便攜式系統(tǒng)14可拆卸地可附接到患者。圖1b示出了關(guān)于附接到圖1a中的患者16的便攜式系統(tǒng)14的笛卡爾坐標(biāo)系。

使用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10，心震圖信號(hào)可以被測(cè)量以便確定患者的心率。具體而言，可以使用監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10的加速度計(jì)直接測(cè)量心臟或血液運(yùn)輸?shù)恼駝?dòng)。圖2示出了如在crow等人的"relationshipbetweenseismocardiogramandechocardiogramforeventsinthecardiaccycle"(am.j.noninvasivecardiol，第8號(hào)、第39-46頁(yè)(1994))中所公開(kāi)的scg信號(hào)。具體而言，在圖2中示出了與示范性ecg信號(hào)相比較的示范性scg信號(hào)(下圖)。已經(jīng)根據(jù)多個(gè)測(cè)量結(jié)果對(duì)scg信號(hào)進(jìn)行平均。ecg信號(hào)可以被用于將scg信號(hào)分割為不同的部分。在這種情況下，使用已經(jīng)與scg信號(hào)同時(shí)地測(cè)量的ecg信號(hào)是有利的。

如在圖2中所示，可以通過(guò)檢測(cè)對(duì)應(yīng)的峰和/或谷從scg信號(hào)提取多個(gè)心血管事件。例如，可以通過(guò)檢測(cè)其對(duì)應(yīng)的峰從scg信號(hào)提取心血管事件主動(dòng)脈瓣打開(kāi)(ao)、主動(dòng)脈瓣關(guān)閉(ac)、二尖瓣關(guān)閉(mc)和二尖瓣打開(kāi)(mo)。ao峰和mc峰被定位在振蕩區(qū)域s1內(nèi)，其中，ac峰和mo峰被定位在另一振蕩區(qū)域s2內(nèi)，如由圖2中的箭頭所示。具體而言，s1振蕩涉及收縮期收縮，并且s2振蕩涉及收縮期的結(jié)束。

圖3示出了與ecg測(cè)量結(jié)果相比較的scg測(cè)量結(jié)果的另一范例。在圖3a中，針對(duì)在700ms的時(shí)間段上躺在仰臥位中的患者示出了多個(gè)ecg信號(hào)。此處，r峰可以在前100ms內(nèi)看到，之后是近似250ms處的t峰并且最后地可見(jiàn)的下一心臟周期的并且近似地550ms的p峰。字母q、r、s、t和p指示ecg信號(hào)中檢測(cè)到的q波、r波、s波、t波和p波。由于在與r-r時(shí)段有關(guān)的心臟周期中存在典型變化，因而僅示出了測(cè)量結(jié)果的初始部分，即，從在其處ors復(fù)合可見(jiàn)的時(shí)間0開(kāi)始的心臟周期的前700ms。

ecg信號(hào)優(yōu)選地被用于分割圖3b和圖3c中的加速度計(jì)數(shù)據(jù)，其中，針對(duì)與圖3a中的ecg信號(hào)相同的時(shí)間段，僅對(duì)應(yīng)于垂直于患者的皮膚的腹背方向的z軸的加速度計(jì)數(shù)據(jù)被示出，測(cè)量。此外，scg信號(hào)已經(jīng)使用帶通濾波器濾波，使得僅考慮從10hz到40hz的頻率范圍內(nèi)的信號(hào)部分。

在圖3b中，針對(duì)吸氣的結(jié)束示出了多個(gè)scg信號(hào)?？梢栽诮Y(jié)果中看到對(duì)應(yīng)于心血管事件ao、ac、mo和mc的多個(gè)峰。在圖3c中，除了圖3b中所示的scg信號(hào)外，在呼氣的結(jié)束處測(cè)量scg信號(hào)。在呼氣的結(jié)束處測(cè)量的scg信號(hào)被示出為實(shí)線曲線，而在吸氣的結(jié)束處測(cè)量的scg信號(hào)被示出為虛線曲線。在兩個(gè)相位(即，吸氣的結(jié)束和呼氣的結(jié)束)之間的平均過(guò)程之間區(qū)分。對(duì)于該區(qū)分而言，呼吸感應(yīng)體積描記(rip)帶(在下文中被稱為“呼吸帶(respiband)”)被用于采集患者的呼吸信號(hào)(指示呼吸量)。

在圖3d中，示出了從圖3a中所示的多個(gè)ecg信號(hào)平均的平均ecg信號(hào)。在圖3e中，示出了從圖3b中所示的多個(gè)scg信號(hào)平均的平均scg信號(hào)。在圖3f中，示出了從圖3c中所示的多個(gè)scg信號(hào)平均的平均scg信號(hào)。在圖3d-f中，可以看到，在吸氣的結(jié)束期間，與呼氣的結(jié)束相比較，ao將是更大的，并且ac將是更小的。因此，比例ao/ac峰將指示呼吸相位。

圖3a-f中的結(jié)果示出了與crow等人的結(jié)果的高對(duì)應(yīng)性，如在圖2中所示。

圖4示出了用于處理用在監(jiān)測(cè)對(duì)象的心臟相關(guān)的生命信號(hào)中的加速度計(jì)信號(hào)的處理設(shè)備18。處理設(shè)備18包括預(yù)處理單元20、峰檢測(cè)單元22和分類單元24。預(yù)處理單元被配置為接收針對(duì)至少一個(gè)、優(yōu)選地在圖1b中上文所提到的三個(gè)空間方向所測(cè)量的加速度計(jì)信號(hào)。如在圖4中所示，通過(guò)預(yù)處理單元20接收關(guān)于所監(jiān)測(cè)的對(duì)象的三個(gè)空間方向x、y和z的心震圖信號(hào)17a-c。預(yù)處理單元20包括包絡(luò)確定單元19(圖7)，其用于確定輸入加速度計(jì)信號(hào)17a-c的包絡(luò)信號(hào)21。峰檢測(cè)單元22被配置為檢測(cè)所確定的包絡(luò)信號(hào)21中的一個(gè)或多個(gè)最大值和/或最小值，每個(gè)最大值和/或最小值與心血管事件相關(guān)聯(lián)。例如，峰檢測(cè)單元22可以被配置為檢測(cè)包絡(luò)信號(hào)21中的ao事件。

在檢測(cè)到一個(gè)或多個(gè)最大值和/或最小值之后，可以輸出包含與對(duì)應(yīng)的心血管事件(由虛線箭頭23'所指示的)相關(guān)聯(lián)的最大值/最小值的數(shù)據(jù)集。此外，包括包絡(luò)信號(hào)21的新數(shù)據(jù)集和指示與最大值/最小值相關(guān)聯(lián)的心血管事件的一個(gè)或多個(gè)指示器可以被輸出(如由箭頭25所示)用于導(dǎo)出生命體征，諸如心率。

此外，根據(jù)心動(dòng)事件，還可以導(dǎo)出呼吸率；從‘k.pandia,o.t.inan、g.t.a.kovacs和l.giovangrandi的“extractingrespiratoryinformationfromseismocardiogramsignalsacquiredonthechestusingaminiatureaccelerometer,”physiol.meas，第33卷、第1643-1660頁(yè)(2012)’已知可以經(jīng)由ao、ac、mo和mc事件獲得呼吸信息。

當(dāng)查看這些事件的幅度的調(diào)制時(shí)，我們可以經(jīng)由圖5中的范例示出可以導(dǎo)出呼吸波。

不僅心動(dòng)事件的峰的調(diào)制給定關(guān)于呼吸率的信息；而且心動(dòng)事件的時(shí)間差中的調(diào)制被已知以提供關(guān)于呼吸率的信息。這被示出在圖6中。心動(dòng)事件的時(shí)間差和幅度的調(diào)制兩者是呼吸率的間接測(cè)量結(jié)果。其應(yīng)當(dāng)與通過(guò)加速度計(jì)的呼吸率的直接測(cè)量結(jié)果組合。更具體地，加速度計(jì)的傾斜將是胸部移動(dòng)的直接測(cè)量結(jié)果。然而，這在我們的發(fā)明的范圍之外。

優(yōu)選地，包絡(luò)信號(hào)21和包含與對(duì)應(yīng)的心血管事件相關(guān)聯(lián)的最大值/最小值還由分類單元24處理，分類單元24通過(guò)根據(jù)包絡(luò)信號(hào)21導(dǎo)出一個(gè)或多個(gè)分類特征對(duì)峰檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分類。具體而言，分類單元24基于具有預(yù)定義時(shí)間長(zhǎng)度(例如，八秒)的包絡(luò)信號(hào)21的部分計(jì)算一個(gè)或多個(gè)分類特征，并且將峰檢測(cè)結(jié)果分類為“好的”或者“差的”。例如，當(dāng)所監(jiān)測(cè)的對(duì)象已經(jīng)示出嚴(yán)重的移動(dòng)偽影時(shí)，對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)特征可以由分類單元24導(dǎo)出，分類單元24優(yōu)選地將具有八秒窗口中的其對(duì)應(yīng)的峰檢測(cè)的包絡(luò)信號(hào)分類為“差的”。因此，針對(duì)這些時(shí)間窗所確定的包絡(luò)信號(hào)和/或針對(duì)這些時(shí)間窗所輸入的加速度計(jì)信號(hào)將被分類為“差的”。可以輸出分類的標(biāo)記，如由箭頭27所指示的。

優(yōu)選地，分類單元24被配置為基于波形狀模型對(duì)峰檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分類。具體而言，利用心臟周期中的形態(tài)學(xué)中的相似性。應(yīng)指出，術(shù)語(yǔ)“峰”指代本申請(qǐng)的范圍內(nèi)的最大值和最小值兩者。

圖7公開(kāi)了圖4的預(yù)處理單元20的包絡(luò)確定單元19。包絡(luò)確定單元19包括帶通濾波器(bpf)26，其用于提取頻率范圍內(nèi)的加速度計(jì)信號(hào)17a-c的部分。優(yōu)選地，bpf26被配置為通過(guò)選擇40hz的上閾值頻率和10hz的下閾值頻率濾出與具有達(dá)5hz的主要低頻呼吸有關(guān)的信號(hào)。隨后地，均表示空間方向或軸的帶通濾波加速度計(jì)信號(hào)17a-c由絕對(duì)值生成器28處理，絕對(duì)值生成器28計(jì)算針對(duì)三個(gè)軸中的每個(gè)的絕對(duì)值。

均被認(rèn)為是scg信號(hào)的加速度計(jì)信號(hào)17a-c的絕對(duì)值然后由加法器30添加在一起，從而得到一個(gè)單個(gè)加速度計(jì)信號(hào)31。加速度計(jì)信號(hào)31隨后被轉(zhuǎn)發(fā)到包絡(luò)濾波器32，包絡(luò)濾波器32包括低通濾波器(lpf)34并且任選地還包括高通濾波器(hpf)36以移除基線(dc)信號(hào)。lpf34被配置為提取低于截止頻率的頻率處的scg信號(hào)的部分，其中，hpf36被配置為提取高于截止頻率的頻率處額scg信號(hào)的部分(等于或低于、等于或高于)。優(yōu)選地，lpf34和/或hpf36的截止頻率可以根據(jù)針對(duì)特定患者組的心率的預(yù)期范圍而變化。例如，年輕組將優(yōu)選地具有更高的截止頻率。使用包絡(luò)濾波器32，可以計(jì)算scg信號(hào)31的包絡(luò)。

圖8示出了針對(duì)相同時(shí)間窗的四個(gè)不同的測(cè)量的結(jié)果。圖8a示出了呼吸帶信號(hào)。呼吸帶信號(hào)示出振蕩行為。圖8b示出了相同患者的ecg信號(hào)。圖8c示出了對(duì)應(yīng)于在通過(guò)bpf26之后的圖9中的scg信號(hào)17c的z軸的帶通濾波的加速度計(jì)信號(hào)。此處，示出了經(jīng)由ao和ac事件的調(diào)制(在時(shí)間和/或幅度中)的呼吸率的測(cè)量結(jié)果，其中，比率ao/ac給定關(guān)于呼吸率的信息。圖8d示出了第一包絡(luò)信號(hào)(虛線曲線)和第二包絡(luò)信號(hào)(實(shí)線曲線)，其中，兩者包絡(luò)信號(hào)已經(jīng)使用圖9中的包絡(luò)確定單元19確定。具體而言，與如可以在圖8d中看到的第一包絡(luò)信號(hào)(虛線曲線)相比較，lpf34的截止頻率針對(duì)第二包絡(luò)信號(hào)(實(shí)線曲線)下降，兩者包絡(luò)信號(hào)示出具有多個(gè)周期性最大值和最小值(包括第一包絡(luò)信號(hào)的最小值37和第二包絡(luò)信號(hào)的最小值39)的振蕩行為。最小值37、39對(duì)應(yīng)于ac事件。如可以從圖8d看到的，第二包絡(luò)信號(hào)的最小值39是在幅度方面比第一包絡(luò)信號(hào)的最小值37顯著地更低的，這指示由于lpf34的下截止頻率，第二包絡(luò)信號(hào)中的ac事件與第一包絡(luò)信號(hào)相比較更強(qiáng)地被抑制。

圖9示出了包括預(yù)處理單元20i的另一處理設(shè)備18'，其中，預(yù)處理單元20i包括信號(hào)輸入單元38、包絡(luò)確定單元40、信號(hào)調(diào)節(jié)單元42和計(jì)算單元44。從對(duì)象16測(cè)量的scg信號(hào)17被輸入信號(hào)輸入單元38并且隨后由包絡(luò)確定單元40處理，其可以是圖9中所示的包絡(luò)確定單元19并且確定包絡(luò)信號(hào)41。包絡(luò)信號(hào)41隨后由信號(hào)調(diào)節(jié)單元42調(diào)節(jié)以便生成經(jīng)調(diào)節(jié)的包絡(luò)信號(hào)。出于該目的，包絡(luò)信號(hào)41乘以調(diào)節(jié)因子43，調(diào)節(jié)因子43是基于對(duì)象16的第一心血管事件與第二心血管事件之間的所估計(jì)的時(shí)間間隔45由計(jì)算單元44計(jì)算的。通過(guò)估計(jì)單元46估計(jì)時(shí)間間隔45。在圖9中所示的實(shí)施例中，估計(jì)單元46與處理設(shè)備18'分離地布置。備選地，處理設(shè)備18'可以包括估計(jì)單元46。

圖10示出了針對(duì)圖9中的處理設(shè)備18'的備選的預(yù)處理單元20ii。包絡(luò)確定單元40包括帶通濾波器26和絕對(duì)值生成器28，如在參考圖9的情況下所指定的。此外，包絡(luò)確定單元40包括低通濾波器35。通過(guò)帶通濾波器26對(duì)輸入到信號(hào)輸入單元38的scg信號(hào)17進(jìn)行帶通濾波。優(yōu)選地，scg信號(hào)17僅包括針對(duì)z軸的加速度計(jì)信號(hào)，其中，z軸對(duì)應(yīng)于對(duì)象16的腹背方向。更優(yōu)選地，bpf26的頻率范圍被選擇為從10hz到40hz。然后，在由lpf35處理之前，帶通濾波的scg信號(hào)由abs28處理。lpf35被配置為使用截止頻率(優(yōu)選地8hz)從帶通濾波的scg信號(hào)的絕對(duì)值提取包絡(luò)信號(hào)41。以這種方式，信號(hào)部分(尤其是對(duì)應(yīng)于ao和ac事件的峰)很好地維持在包絡(luò)信號(hào)41中。

包絡(luò)信號(hào)41隨后由信號(hào)調(diào)節(jié)單元42調(diào)節(jié)，信號(hào)調(diào)節(jié)單元42將包絡(luò)信號(hào)41乘以調(diào)節(jié)因子43。由計(jì)算單元44計(jì)算調(diào)節(jié)因子43。具體而言，計(jì)算單元44基于由包絡(luò)確定單元40所確定的包絡(luò)信號(hào)41來(lái)計(jì)算調(diào)節(jié)因子43。此外，調(diào)節(jié)因子43是基于時(shí)間移位的包絡(luò)信號(hào)49計(jì)算的，其中，時(shí)間移位的包絡(luò)信號(hào)49是通過(guò)使用估計(jì)單元46通過(guò)時(shí)間間隔45將從信號(hào)調(diào)節(jié)單元42調(diào)節(jié)的包絡(luò)信號(hào)47延遲獲得的。被集成在圖10中的預(yù)處理單元20ii中的估計(jì)單元46基于由lpf35所提供的包絡(luò)信號(hào)41來(lái)估計(jì)時(shí)間間隔。

優(yōu)選地，使用scg包絡(luò)41的自相關(guān)估計(jì)時(shí)間間隔45。更優(yōu)選地，時(shí)間間隔45被估計(jì)是左心室射血時(shí)間(lvet)，其是ao事件與相同心臟周期內(nèi)的隨后的ac事件之間的時(shí)間間隔。在圖11中示出了示范性自相關(guān)信號(hào)，其中，針對(duì)八秒的時(shí)間窗計(jì)算自相關(guān)，其中，時(shí)間由滯后數(shù)字指示。使用在62.5hz處采樣的輸入信號(hào)計(jì)算自相關(guān)信號(hào)；這意味著125的滯后數(shù)字等于2秒。如在圖11中可以看到，自相關(guān)從滯后數(shù)字0開(kāi)始減小。在第一最小值之后，自相關(guān)再次增加并且第一局部最大值位于滯后數(shù)字20處，其對(duì)應(yīng)于時(shí)間中的近似320ms。滯后數(shù)字0與滯后數(shù)字20之間的時(shí)間間隔被確定為lvet。自相關(guān)的下一峰在近似42的滯后數(shù)字處出現(xiàn)，如由第二虛線所指示的，其中，滯后數(shù)字0與滯后數(shù)字42處的第二峰之間的時(shí)間間隔對(duì)應(yīng)于心率周期thr，其是心率的倒數(shù)值。因此，找到lvet的算法可以基于找到從滯后數(shù)字1開(kāi)始的第一局部最大值。應(yīng)指出，在該特定范例中，心臟周期隨時(shí)間是常量，其導(dǎo)致滯后42處的清楚的增加。然而，當(dāng)我們具有帶不規(guī)則心率的情況時(shí)，情況不必是這樣。

在包絡(luò)信號(hào)47在時(shí)間中已經(jīng)延遲所估計(jì)的時(shí)間間隔45的量(其導(dǎo)致時(shí)間移位的包絡(luò)信號(hào)49)之后，計(jì)算單元44優(yōu)選地使用初級(jí)函數(shù)計(jì)算調(diào)節(jié)因子43。具體而言，初級(jí)函數(shù)具有以下形式：

g＝min{f(x,yδ),c}(1)

f(x,yδ)是次級(jí)函數(shù)，其中，x表示從包絡(luò)確定單元40確定的包絡(luò)信號(hào)41并且yδ表示由估計(jì)單元46所提供的時(shí)間延遲的包絡(luò)信號(hào)49。優(yōu)選地，初級(jí)函數(shù)g是增益函數(shù)，其中，次級(jí)函數(shù)f(x,yδ)具有以下形式：

數(shù)量ε和γ是預(yù)定義參數(shù)，其中，ε被選擇以防止次級(jí)函數(shù)f具有等于0的分母，并且γ被選擇用于設(shè)置針對(duì)特定心血管事件的包絡(luò)信號(hào)的抑制的量。優(yōu)選地，γ的值等于或大于1。

在優(yōu)選的實(shí)施例中，數(shù)量yδ表示由lvet延遲的包絡(luò)信號(hào)49。因此，初級(jí)函數(shù)g(x,yδ)將數(shù)量x和yδ用作變量并且將數(shù)量ε和γ用作預(yù)定義常量參數(shù)。具體而言，初級(jí)函數(shù)g(x,yδ)被配置為確定次級(jí)函數(shù)f(x,yδ)的計(jì)算值和常量值c中的較小值，其中，c優(yōu)選地等于1。次級(jí)函數(shù)f(x,yδ)的計(jì)算值和常量值c中的這樣確定的較小值將被選擇為調(diào)節(jié)因子43，c優(yōu)選地等于1。在以下中，將使用心血管事件ao和ac作為范例討論圖9中的處理設(shè)備18'(尤其是預(yù)處理單元20i、20ii)的功能的方式。當(dāng)檢測(cè)用于監(jiān)測(cè)心臟相關(guān)的生命信號(hào)的scg信號(hào)時(shí)，對(duì)應(yīng)于ac事件的峰與對(duì)應(yīng)于ao事件的峰相比較在包絡(luò)信號(hào)中被抑制是期望的，因?yàn)檫@對(duì)應(yīng)于正常心率行為并且實(shí)現(xiàn)對(duì)象的心率的可靠的確定。對(duì)于在其中包絡(luò)信號(hào)47有效地示出對(duì)應(yīng)于ao事件的保存峰同時(shí)示出對(duì)應(yīng)于ac事件的抑制峰的情況而言，表示由lvet延遲的包絡(luò)信號(hào)49的數(shù)量yδ包含與數(shù)量x相同時(shí)間窗中的ao事件的峰，其表示調(diào)節(jié)之前的包絡(luò)信號(hào)41，包含針對(duì)ac事件的峰。這基于以下假定：lvet在測(cè)量期間保持基本上恒定并且針對(duì)ao事件的峰與ac事件相比較具有更高的信號(hào)強(qiáng)度。然而，后者假定不總是滿足，因?yàn)榭梢耘既坏貦z測(cè)沒(méi)有顯著的心動(dòng)輸出的ao峰，例如，當(dāng)患者具有心率失常時(shí)。

結(jié)果，增益函數(shù)g(x,yδ)的值接近于0，這導(dǎo)致有效地抑制對(duì)應(yīng)于ac事件的峰的經(jīng)調(diào)節(jié)的包絡(luò)信號(hào)47。在優(yōu)選的實(shí)施例中，在乘以包絡(luò)信號(hào)41之前，增益函數(shù)g(x,yδ)的值可以暫時(shí)被平滑。例如，可以應(yīng)用包括快速平滑和緩慢平滑的非對(duì)稱時(shí)間平滑，其中，使用快速平滑所平滑的調(diào)節(jié)因子被應(yīng)用于調(diào)節(jié)在其中包絡(luò)信號(hào)41的信號(hào)強(qiáng)度增加的第一區(qū)域中的包絡(luò)信號(hào)41。此外，使用緩慢平滑所平滑的調(diào)節(jié)因子被應(yīng)用于調(diào)節(jié)在其中包絡(luò)信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度減小的區(qū)域中的包絡(luò)信號(hào)。更優(yōu)選地，緩慢平滑利用比快速平滑中利用的那個(gè)更大的時(shí)間常量和/或存儲(chǔ)器量。有利地，可以在經(jīng)調(diào)節(jié)的包絡(luò)信號(hào)中有效地抑制ac峰，而仍然保存經(jīng)調(diào)節(jié)的包絡(luò)信號(hào)的“尾巴”中的逐漸修改或增益，從而得到包絡(luò)信號(hào)中的ao事件和殘余的ac事件的峰的形態(tài)學(xué)的經(jīng)改進(jìn)的維持。

在其中表示調(diào)節(jié)之前的包絡(luò)信號(hào)41的數(shù)量x包含針對(duì)ao事件的峰的時(shí)間窗中，表示由lvet延遲的包絡(luò)信號(hào)47的數(shù)量yδ是小的，使得增益函數(shù)g(x,yδ)的值(因此調(diào)節(jié)因子)將等于1。數(shù)量yδ為小的原因是由于圖10的預(yù)處理單元20ii中的反饋回路51。這意指即使第一心臟周期的ac事件與隨后的心臟周期的ao事件之間的時(shí)間差接近于或確切地等于lvet時(shí)間，兩個(gè)心臟周期也可以彼此有效地區(qū)分，因?yàn)閷?duì)應(yīng)于第一心臟周期的ac事件的峰由相同心臟周期的ao事件抑制。

情況不總是前述正常心臟相關(guān)的行為，尤其是當(dāng)患者受不規(guī)則的心跳(諸如無(wú)效的心跳)影響時(shí)。在這種情況下，參數(shù)γ可以增加，例如，通過(guò)使用γ＝3，以便實(shí)現(xiàn)ac峰的有效抑制。

因此，本發(fā)明使得能夠甚至當(dāng)不規(guī)則的心率發(fā)生時(shí)，也對(duì)峰檢測(cè)正確地分類。具體而言，甚至當(dāng)ac峰與ao峰相比較具有類似或甚至更高的幅度和/或ac峰緊密地跟隨有所確定的包絡(luò)信號(hào)中的隨后的心臟周期的ao峰時(shí)，峰檢測(cè)結(jié)果是可靠的。應(yīng)理解，涉及ao和ac事件的前述范例是使用本發(fā)明的許多可能性之一。具體而言，所估計(jì)的時(shí)間間隔可以與lvet不同。

對(duì)于其中下一心臟周期的ao峰與當(dāng)前心臟周期的ac峰混合的情況而言，如在圖14中可見(jiàn)的，呈現(xiàn)了預(yù)處理單元20iii的另外的優(yōu)選實(shí)施例，如圖10'中所示，其中，計(jì)算單元44優(yōu)選地使用初級(jí)函數(shù)來(lái)計(jì)算具有以下形式的調(diào)節(jié)因子43：

g＝min{f(x,yδ,yδ2),c}(3)

其中，f(x,yδ,yδ2)是次級(jí)函數(shù)，其中，x表示從包絡(luò)確定單元40所確定的包絡(luò)信號(hào)41，yδ表示由估計(jì)單元46所提供的正時(shí)間移位的(即，延遲的)包絡(luò)信號(hào)49并且yδ2表示時(shí)間超前的負(fù)時(shí)間移位的包絡(luò)信號(hào)49'?？梢酝ㄟ^(guò)利用延遲單元46'延遲包絡(luò)信號(hào)41并且將包絡(luò)信號(hào)41提供為針對(duì)估計(jì)單元46的輸入使時(shí)間超前可能。取決于由估計(jì)單元46所計(jì)算的延遲的最差情況的(最大的)值，可以先驗(yàn)地選擇針對(duì)延遲單元46'的延遲值。優(yōu)選地，初級(jí)函數(shù)g是增益函數(shù)，其中，次級(jí)函數(shù)f(x,yδ,yδ2)具有以下形式：

圖12示出了備選的處理設(shè)備54，其包括如圖9-8中所示的預(yù)處理單元20i、20ii、如圖4中所示的檢測(cè)單元22和分類單元24。以這種方式，由預(yù)處理單元20i、20ii所提供的經(jīng)調(diào)節(jié)的包絡(luò)信號(hào)47由檢測(cè)單元22處理以檢測(cè)均與心血管事件相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)峰。峰檢測(cè)的結(jié)果然后由分類單元24分類，與參考圖4的情況下所描述的情況類似。在優(yōu)選實(shí)施例中，預(yù)處理信號(hào)47被提供為針對(duì)分類單元24的輸入。

圖13示意性地示出了另一備選處理設(shè)備56，其包括圖4中所示的預(yù)處理單元20和圖9-8中所示的預(yù)處理單元20i、20ii兩者。具體而言，預(yù)處理單元20、預(yù)處理單元20i、20ii兩者被配置為與峰檢測(cè)單元22和分類單元24交互，其中，對(duì)于在其中峰檢測(cè)并且因此來(lái)自預(yù)處理單元20的所確定的包絡(luò)信號(hào)被分類為“差的”的情況而言，其他預(yù)處理單元20i、20ii被用于以如參考圖9-8的情況下所描述的相同的方式處理scg信號(hào)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，來(lái)自預(yù)處理單元20、20i、20″中的一個(gè)或多個(gè)的經(jīng)預(yù)處理的信號(hào)被提供為針對(duì)分類單元24的輸入。優(yōu)選地，僅scg信號(hào)17c由預(yù)處理單元20i、20ii處理，其中，scg信號(hào)17c可以對(duì)應(yīng)于患者的身體的腹背方向的方向上的z軸。更優(yōu)選地，預(yù)處理單元20i、20ii是由分類單元24可激活的，如由圖13中的虛線箭頭52所指示的。

備選地，兩個(gè)處理設(shè)備可以一個(gè)接一個(gè)地連接，一個(gè)是圖4中所示的處理設(shè)備18，另一個(gè)是圖12中所示的處理設(shè)備54。

圖14至圖16示出了scg信號(hào)處理的示范性測(cè)量結(jié)果。圖14a示出了在由調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)之前所確定的第一包絡(luò)信號(hào)(實(shí)線曲線)和在使用信號(hào)調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)第一包絡(luò)信號(hào)之后所獲得的第二包絡(luò)信號(hào)(虛線曲線)。第一包絡(luò)信號(hào)和第二包絡(luò)信號(hào)兩者示出多個(gè)最大峰。如由虛線圓形所指示的峰57a、b對(duì)應(yīng)于在第一包絡(luò)信號(hào)和第二包絡(luò)信號(hào)兩者中檢測(cè)到的ao事件。此外，兩個(gè)包絡(luò)信號(hào)中檢測(cè)到的兩個(gè)峰57a、b基本上彼此交疊，這意指被應(yīng)用于調(diào)節(jié)該峰57a的位置處的第一包絡(luò)信號(hào)以便產(chǎn)生第二包絡(luò)信號(hào)中的峰57b的調(diào)節(jié)因子基本上等于一。這示出本發(fā)明能夠有效地保存包絡(luò)信號(hào)中的ao峰。

還可以在這兩個(gè)包絡(luò)信號(hào)中看到隨后的峰58a、b，其中，峰58a、b對(duì)應(yīng)于ac事件。如在圖14a中可以看到，與第一包絡(luò)信號(hào)中檢測(cè)到的峰58a相比較，第二包絡(luò)信號(hào)中檢測(cè)到的峰58b的幅度被顯著地抑制。這示出本發(fā)明能夠有效地抑制包絡(luò)信號(hào)中的ac峰。

圖14b示出了對(duì)應(yīng)于圖14a中所示的scg信號(hào)的ecg信號(hào)(上圖)和體積描記信號(hào)(下圖)。

圖14c示出了根據(jù)在700s(針對(duì)圖14a的10s)的時(shí)間窗上的圖14a所示的第二包絡(luò)信號(hào)導(dǎo)出的心率。心率測(cè)量的分辨率是8s，其意指在每個(gè)接下來(lái)的8s之后，可以存在所計(jì)算的心率。如在圖14b中可以看到，這樣導(dǎo)出的心率位于100次跳動(dòng)每分鐘周?chē)?，其很好地?duì)應(yīng)于根據(jù)針對(duì)相同患者的ecg所確定的心率。

圖15a示出了與圖14a相比較基本上類似的結(jié)果。圖15b示出了對(duì)應(yīng)于圖15a中所示的scg信號(hào)的ecg信號(hào)(上圖)和體積描記信號(hào)(下圖)。在圖15c中示出了從圖15a的第二包絡(luò)信號(hào)導(dǎo)出的心率，其中，可以看到，這樣導(dǎo)出的心率位于90次跳動(dòng)每分鐘周?chē)?，從而很好地?duì)應(yīng)于根據(jù)ecg所確定的心率。

圖16a示出了與圖14a和圖15a中所示的那些類似的第一包絡(luò)信號(hào)和第二包絡(luò)信號(hào)的另一集合，其中，圖16a的信噪比(snr)與圖14a和圖15a相比較顯著地更低。然而，根據(jù)圖16a的第二包絡(luò)信號(hào)導(dǎo)出的心率(虛線曲線)位于60次跳動(dòng)每分鐘周?chē)缭趫D16c中所示，從而很好地對(duì)應(yīng)于根據(jù)針對(duì)相同患者的ecg所確定的心率，如在圖16b中所示(上圖)。圖16b還示出了對(duì)應(yīng)于圖16a中所示的scg信號(hào)的體積描記信號(hào)(下圖)。這示出了本發(fā)明能夠甚至在低snr的情況下遞送心臟相關(guān)的生命體征的可靠結(jié)果。

圖17示出了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10，其包括附接到患者16的加速度計(jì)48和圖9中所示的處理設(shè)備18'，處理設(shè)備18'包括預(yù)處理單元20i、20ii。通過(guò)用于監(jiān)測(cè)對(duì)象16的心率相關(guān)生命體征的處理設(shè)備20i、20ii處理由加速度計(jì)48所測(cè)量的加速度計(jì)信號(hào)59。優(yōu)選地，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10還包括用于顯示處理設(shè)備18'的處理結(jié)果的顯示器。具體而言，可以顯示以下信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)：scg信號(hào)、在調(diào)節(jié)之前和/或之后的包絡(luò)信號(hào)、指示包絡(luò)信號(hào)中檢測(cè)到的一個(gè)或多個(gè)峰的一個(gè)或多個(gè)指示器、指示峰檢測(cè)的分類的一個(gè)或多個(gè)標(biāo)簽和/或根據(jù)調(diào)節(jié)之前和/或之后的包絡(luò)信號(hào)導(dǎo)出的心率。更優(yōu)選地，處理設(shè)備18'可以被配置為與來(lái)自scg信號(hào)的處理結(jié)果同時(shí)地或針對(duì)不同的時(shí)間間隔接收和/或顯示ecg信號(hào)。

圖18a示出了包括殼體的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10'的實(shí)施例，其中，加速度計(jì)駐留在殼體內(nèi)并且處理設(shè)備18'也被嵌入在殼體內(nèi)。此外，心率和呼吸率經(jīng)由無(wú)線連接間接地被發(fā)送到中心站或一般患者監(jiān)測(cè)器，從而減少功耗。經(jīng)由還駐留在殼體內(nèi)的電池提供功率。此外，附接模塊12被提供為機(jī)械地固定監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10'，從而形成圖18b中所示的便攜式系統(tǒng)14'。

如在圖18c中所示，便攜式系統(tǒng)14'可以被附接到患者16的身體部分。附接模塊12的關(guān)閉模塊15可以折疊以便加強(qiáng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10'的殼體的固定。此外，通過(guò)附接模塊12，具有耗盡電池的設(shè)備可以在不使用新一次性粘合劑的情況下由具有再充電電池的新設(shè)備替換。

盡管在附圖和前面的描述中已經(jīng)詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這些圖示和描述應(yīng)被視為說(shuō)明性或示范性的而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開(kāi)的實(shí)施例。通過(guò)研究附圖、公開(kāi)內(nèi)容以及權(quán)利要求書(shū)，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所要求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)能夠理解和實(shí)現(xiàn)對(duì)所公開(kāi)的實(shí)施例的其他變型。

在權(quán)利要求書(shū)中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，并且詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)元件或其他單元可以履行權(quán)利要求書(shū)中所記載的若干項(xiàng)目的功能。盡管在互不相同的從屬權(quán)利要求中記載了特定措施，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。

計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)/分布在合適的介質(zhì)上，例如與其他硬件一起提供或作為其他硬件的部分提供的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但計(jì)算機(jī)程序可也可以以其他形式來(lái)分布，例如經(jīng)由因特網(wǎng)或者其他有線或無(wú)線電信系統(tǒng)分布。

權(quán)利要求書(shū)中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解讀為對(duì)范圍的限制。