[發明專利]用于量化光電體積描記(PPG)信號質量的方法

有效

• 申請號: 201680068644.1
• 申請日: 2016-11-10
• 公開（公告）號: CN108289615B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: E·高希;C·M·波特斯布蘭東
• 申請（專利權）人: 皇家飛利浦有限公司
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/349;G06K9/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王英;劉炳勝

當評價從患者監測器(例如，手指傳感器等)測量的光電體積描記(PPG)信號(52)的質量時，提取并分析PPG信號的多個特征以便于將分數分配給PPG信號或其部分(例如心跳)。使用同時捕獲的心電圖(ECG)信號(50)來分割出所述PPG信號中的心跳，并且針對每個心跳，分析多個提取的特征。如果所有提取的特征都滿足針對每個特征的一個或多個預定準則，則將所述心跳波形與預定義的心跳模板進行比較。如果所述波形與所述模板匹配(例如，在預定的匹配百分比等內)，則將所述心跳分類為“干凈的”。如果心跳不匹配所述模板，或者如果一個或多個提取的特征不能滿足其一個或多個預定準則，則將所述心跳分類為“有噪聲的”。

技術領域

本發明適用于患者監測系統和方法中。然而，應當理解，所描述的技術也可以適用于生命體征分析系統、其他患者測量系統等。

背景技術

光電體積描記術(PPG)是一種用于非侵入性地測量心動周期內血體積變化的方法。PPG使用由組織對光的吸收的變化來測量氧合水平的差異并推斷血液體積的變化。PPG臨床上用于測量血氧飽和度(SpO2)的百分比。PPG波形分析也被用于計算諸如脈搏到達時間的其他臨床參數，估計血壓等。PPG測量設備體積小，便攜且易于使用；因此它們在醫院和診所中被廣泛使用來監測患者。

PPG信號測量和波形解釋的主要挑戰是信號中的固有噪聲。PPG信號短暫地受運動偽跡影響；因此，將信號用作各種算法的輸入可能會導致錯誤的結果。雖然已經開發了信號處理技術和補償策略來克服PPG波形的噪聲問題，但沒有方法評價信號質量。評價PPG信號質量的另一個挑戰是這樣的事實：大多數PPG設備輸出經濾波的信號，其中信號幅度已被修改(例如，為了可視化目的而縮放)。因此，PPG波形幅度難以解讀，這限制了基于幅度閾值的波形評價。

本申請提供了新的和改進的系統和方法，其便于在計算PPG導出的參數(例如，脈搏傳播時間，心率)并在臨床決策支持算法中使用之前自動識別和選擇PPG信號的干凈片段，從而克服上述問題和其他問題。

發明內容

根據一個方面，一種便于自動檢測干凈光電體積描記(PPG)信號的段并且拒絕有噪聲的PPG信號段的系統包括：患者監測器，其同時記錄患者的未濾波PPG信號和心電圖信號(ECG)；以及搏動識別模塊，其被配置為接收來自患者監測器的未濾波的PPG信號和同時的ECG信號作為輸入，并且使用同時測量的ECG信號來分割PPG信號中的多個心跳中的每個。所述系統還包括：PPG特征提取模塊，其被配置為提取PPG信號中的每個心跳的一組特征，所述特征包括一個或多個波形幅度和一個或多個脈沖轉變時間(PPT)；以及信號質量評價模塊，其被配置為評價所提取的特征并將每個PPG心跳波形分類為干凈的或有噪聲的。另外，所述系統包括處理器，所述處理器被配置為在顯示器上輸出PPG信號統計結果，所述PPG信號統計結果包括用于呈現給用戶的所識別的干凈的PPG心跳波形。

根據另一方面，一種用于自動檢測干凈光電體積脈搏波(PPG)信號的節段并且拒絕有噪聲的PPG信號節段的方法包括：接收來自患者監測器的未濾波PPG信號和同時的ECG信號作為輸入；使用同時測量的所述ECG信號來分割PPG信號中的多個心跳中的每個；并且提取所述PPG信號中的每個心跳的一組特征，所述特征包括一個或多個波形幅度和一個或多個脈沖轉變時間(PPT)。所述方法還包括評價提取的特征并將每個PPG心跳波形分類為干凈的或有噪聲的，并且在顯示器上輸出包括識別的干凈的PPG心跳波形的PPG信號統計數據以呈現給用戶。

本領域普通技術人員在閱讀和理解了下面的詳細描述之后將認識到本創新的再其他優點。

附圖說明

附圖的目的僅在于說明各個方面，而不應被解釋為構成限制。

圖1圖示的流程圖示出了用于自動檢測干凈的PPG信號的節段并且拒絕有噪聲的PPG信號節段的方法。

圖2圖示了根據本文中描述的一個或多個特征的根據ECG信號和PPG信號的PPG特征計算的示例。