[發明專利]用于心跳信號的檢測和處理的設備、系統和方法

有效

• 申請號: 201810147665.3
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN108125676B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: S·童內特;I·岑西;D·瑞瑟納塔;M·加爾巴尼諾;M·萊
• 申請（專利權）人: 恩帕蒂卡有限責任公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 吳信剛

本發明涉及用于心跳信號的檢測和處理的設備、系統和方法。一種心跳檢測設備，包括將被定位在人的皮膚上的至少一個光學反射傳感器(10或10a和10b)。該傳感器單元設置有光發射器(11)和把由皮膚反射的光轉換成電信號的相應的光接收器(12)，并且包括被連接到發射器、接收器或它們二者的電可調光學濾波器(16、17)，以便在操作時選擇期望的光波長，并執行如此獲得的信號的處理以增強心跳信號。也描述了具有該設備的系統和檢測方法。

本申請是申請日為2014年1月21日的、名稱為“用于心跳信號的檢測和處理的設備、系統和方法”的發明專利申請No.201480013880.4的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于檢測心跳的創新的設備、系統和方法。

背景技術

已知光學地運行的心跳檢測系統(也被稱為BVP-Blood Volume Pulse(血容量脈沖)-檢測系統)。這些系統通常采用光發射器，該光發射器在發射的光撞擊或穿過身體的一區域后通過反射或透明的方式照射合適的接收器。

基本上，這些心率監視器是能夠測量在身體的特定區域中血容量隨時間改變的方式的檢測系統。

通常，反射設備被放置在諸如手腕的身體的區域上，其中取決于該區域中的淺表血流，反射的光量有變化。在身體的相對薄的部分(諸如手指或耳垂)的附近改為應用透明設備以使光能夠穿過它們并且檢測由于所述部分中的血流而造成的穿過的光的變化。

然而，例如由于周圍光照條件和經受測量的人的運動，這兩種系統都容易遭受有用信號的干擾。

例如，傳感器通過與可形變的介質(皮膚，血液在其內流動)接觸的方式來操作。該介質容易遭受破壞測量的機械形變，添加不需要的信號(即，噪聲)。

反射設備對于長時間的使用更加實用，但是由隨著心跳的血流中的變化而產生的反射光的變化非常小，并且此外通常被大量的噪聲影響。

例如，盡管手腕是最方便穿戴用于檢測脈搏的反射傳感器的位置之一，通過在跟隨例如肢體、手腕或手指的運動的傳感器之下的組織的運動而創建的信號上的噪聲是在該區域中的脈搏的光學檢測的主要障礙之一。移動或步行的行為也產生傳感器和組織的相對運動，這產生重要性質的進一步的干擾。

在本領域中為了嘗試改進反射檢測期間的信號/噪聲比，已經提出了各種方案，試圖濾除疊加在有用信號上的各種干擾。

例如，已經提出了使用與光學傳感器一起被布置的運動傳感器來檢測應用了傳感器的身體的相對寬幅度的運動。然而，該檢測布置沒有提供關于傳感器和之下的組織的相對位移的數據，并且通常被用來在人的某部分上過度運動的情況下防止光學傳感器的讀取，其假定先驗可以產生不能被有效地濾除的大量干擾。然而，在長時間的身體活動的情況下，傳感器保持長期不活動而在最感興趣的心跳的檢測時保持精確。

已經提出了使用具有合適的不同波長的兩個光源。第一波長從不被氧合血紅蛋白吸收的那些波長(例如紅色)中被選出，而第二波長從被氧合血紅蛋白更好地吸收的那些波長(例如綠色)中被選出。這導致了與組織的運動更好地相關的第一信號和與血流更好地相關的第二信號。之后通過適當地從第二信號中減去第一信號來執行噪聲的濾除，以便減輕組織和傳感器的相對運動的影響。例如在EP2462866中描述了這樣的系統。

這種類型的過濾系統提供了具有降低的噪聲的輸出信號。然而，很多時候信號/噪聲比仍然非常不利。此外，隨著時間的流逝和/或經受測量的人的改變，對選擇的特定波長的響應不總是保持不變。