[發(fā)明專(zhuān)利]具有狀態(tài)序列優(yōu)化的心率估計(jì)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611067402.9
• 申請(qǐng)日: 2016-11-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106798552B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: T·潘德;D·P·麥基;R·納拉辛哈
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 德克薩斯儀器股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/024
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/024
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;張穎

1.一種用于估計(jì)患者的心率的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括：

光源，用于朝向患者引導(dǎo)第一光信號(hào)；

光學(xué)傳感器，其檢測(cè)來(lái)自所述患者的第二光信號(hào)，所述第二光信號(hào)表示所述第一光信號(hào)在所述患者中的透射或反射；并且生成表示所述第二光信號(hào)的模擬光體積描記圖信號(hào)即PPG信號(hào)；

模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其生成在時(shí)間窗口中的所述PPG信號(hào)的多個(gè)數(shù)字PPG采樣值；以及

處理器電路，其被配置為：

針對(duì)所述時(shí)間窗口：根據(jù)所述數(shù)字PPG采樣值獲取頻域頻譜；并且識(shí)別具有大于閾值的頻域頻譜中的振幅的多個(gè)心率假設(shè)狀態(tài)；

識(shí)別多個(gè)潛在心率轉(zhuǎn)換對(duì)，每一個(gè)所述潛在心率轉(zhuǎn)換對(duì)表示針對(duì)所述時(shí)間窗口的對(duì)應(yīng)一個(gè)所述心率假設(shè)狀態(tài)和針對(duì)先前時(shí)間窗口的多個(gè)心率假設(shè)狀態(tài)中的一個(gè)之間的相應(yīng)心率轉(zhuǎn)換；

針對(duì)每一個(gè)潛在心率轉(zhuǎn)換對(duì)，計(jì)算相應(yīng)心率變化值和相應(yīng)分支度量值，其中所述分支度量值是相應(yīng)心率變化值的函數(shù)和針對(duì)所述時(shí)間窗口的對(duì)應(yīng)一個(gè)心率假設(shè)狀態(tài)的頻域振幅的乘積；

針對(duì)所述時(shí)間窗口的每個(gè)心率假設(shè)狀態(tài)：計(jì)算多個(gè)候選路徑度量值，每個(gè)候選路徑度量值作為針對(duì)所述先前時(shí)間窗口的對(duì)應(yīng)一個(gè)心率假設(shè)狀態(tài)的對(duì)應(yīng)分支度量值和路徑度量值的和；并且將所述候選路徑度量值中最大一個(gè)選擇為所述心率假設(shè)狀態(tài)的相應(yīng)路徑度量值，其中所述路徑度量值是所述頻域頻譜中的主頻譜振幅和它們隨時(shí)間變化的速率的函數(shù)；以及

將表示針對(duì)所述時(shí)間窗口的所述患者的心率的心率估計(jì)值確定為具有最大的相應(yīng)路徑度量值的所述心率假設(shè)狀態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述函數(shù)是所述相應(yīng)心率變化值的絕對(duì)值的單調(diào)遞減函數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述函數(shù)是所述相應(yīng)心率變化值的所述絕對(duì)值的單調(diào)遞減指數(shù)函數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述函數(shù)是形式為α*e^(-βX)的單調(diào)遞減指數(shù)函數(shù)，其中X是所述先前時(shí)間窗口和所述時(shí)間窗口之間的心率變化，α是常數(shù)，并且其中所述處理器電路被配置為通過(guò)如果所述患者在低活動(dòng)狀態(tài)和高活動(dòng)狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換則選擇性地減小β并且如果所述患者具有恒定的活動(dòng)狀態(tài)則選擇性地增加β，來(lái)適應(yīng)心率搜索空間的帶寬。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述處理器電路還被配置為：

濾波所述數(shù)字PPG采樣值以生成對(duì)應(yīng)于所述時(shí)間窗口的多個(gè)濾波值；

對(duì)所述濾波值執(zhí)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償處理，以生成對(duì)應(yīng)于所述時(shí)間窗口的多個(gè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值；以及

使用快速傅立葉變換算法來(lái)計(jì)算所述運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償值的頻率內(nèi)容，以生成所述時(shí)間窗口的所述頻域頻譜。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述處理器電路還被配置為：

如果所述時(shí)間窗口的心率假設(shè)狀態(tài)沒(méi)有在所述先前時(shí)間窗口的先前心率估計(jì)的預(yù)定距離閾值內(nèi)：

則將表示所述時(shí)間窗口的患者的心率的所述心率估計(jì)值確定為所述先前時(shí)間窗口的先前心率估計(jì)，以及

將所述心率假設(shè)狀態(tài)中的至少一些從所述先前時(shí)間窗口傳播為針對(duì)所述時(shí)間窗口的心率假設(shè)狀態(tài)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述處理器電路還被配置為：

選擇性地丟棄與大于預(yù)定距離閾值的心率變化值相對(duì)應(yīng)的潛在心率轉(zhuǎn)換對(duì)；以及

針對(duì)剩余的潛在心率轉(zhuǎn)換對(duì)中的每一個(gè)計(jì)算所述相應(yīng)分支度量值。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述處理器電路還被配置為選擇性地丟棄具有低路徑度量值的針對(duì)所述時(shí)間窗口的一個(gè)或多個(gè)心率假設(shè)狀態(tài)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中所述閾值是第一閾值，并且所述處理器電路還被配置為：

選擇性地丟棄具有小于第二閾值的相應(yīng)路徑度量值的針對(duì)所述時(shí)間窗口的一個(gè)或多個(gè)心率假設(shè)狀態(tài)；以及

選擇性地丟棄具有小于所述相應(yīng)路徑度量值中的最大路徑度量值與第三閾值之間的差的相應(yīng)路徑度量值的針對(duì)所述時(shí)間窗口的一個(gè)或多個(gè)心率假設(shè)狀態(tài)。