專利名稱：用于脈博測氧法的信號(hào)處理的制作方法
用于樂:Nf測氧法的信號(hào)處理相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求于2005年9月30日遞交的美國臨時(shí)申請(qǐng)第60〃22，257號(hào)的優(yōu) 執(zhí)技術(shù)領(lǐng)域本申請(qǐng)涉及/^^在噪聲的情況下確定生物學(xué)脈動(dòng)信號(hào)的脈搏率。jH^h描述 的才iMOft于處S^自1^#測氧傳感器的信號(hào)來^#別有用。
背景技術(shù)：
務(wù)^#測氧法(Pulse oximetiy) A^于測量在患者動(dòng)I^J^中的氧^^度的 無創(chuàng)傷診斷過程。1^#測氧法基于如下原理將來自至少兩個(gè)波長的光能傳遞 到光吸to理介質(zhì)，響應(yīng)于所i4^吸絲集^CgJt的(或^ficit^的)發(fā)射光， ^fi十算來自所采集的信號(hào)的氧^^度(oxygen saturation level )。典型的脈搏測 氧計(jì)(pulse oximeter)具有兩個(gè)主J^件附著于患者^Ui的用于采^f言號(hào)的傳感器，和用于處理所采集的信號(hào)以便確定動(dòng)樂1^2^#^度和務(wù)^#率的處理單元。不幸的是，傳統(tǒng)的務(wù)j^測氧系醋易受到噪聲的影響，這將導(dǎo)fW樂械 率和氧^p度不穩(wěn)定的讀數(shù)、不準(zhǔn)確的測量以及，的警報(bào)。^}##測氧系 統(tǒng)中的信號(hào)電平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于it^樂^f測氧系統(tǒng)中的信號(hào)電平，其噪聲尤期帥處 理。發(fā)明內(nèi)容在多個(gè)不同的時(shí)間偏移(time"Sh股)將在預(yù)先i^的一個(gè)函數(shù)集合中所包 ^f^-個(gè)函數(shù)與輸入信號(hào)進(jìn)行tb^，并JLi^擇與輸入信號(hào)最匹配的函齡時(shí)間 <^多組合。然后^:匹配函數(shù)的頻率用作輸入信號(hào)頻率的最佳估M。


圖l是示出用于確定J^動(dòng)4言號(hào)的射^f率的方法的4匡圖。圖2A是用于與圖1的方法"-^使用的預(yù)定:^率函數(shù)集合(S^PFF)的第 一示例。圖2B是用于與圖1的方法"^^f吏用的S-PFF的第二示例。 圖2C是用于與圖1的方法""^使用的SJTF的第三示例。 圖3是用于與圖1的方法^^使用的S"PFF的第四示例。 圖4示出了輸入信號(hào)和從S^PFF選出的匹配函數(shù)。絲實(shí)施方式雖然在^c^測氧法的情況下對(duì)扭b^Hf的她實(shí)施方式進(jìn)鄉(xiāng)述，但是本 發(fā)明也可用在雞情況中，包括但是不「艮于對(duì)>^^測|1^針(oximetry probe) 以外的，源獲得的生物學(xué)脈動(dòng)信號(hào)的信號(hào)處理。為了#^^^#測氧系統(tǒng)中采集到的信號(hào)來計(jì)算氧*度(Sp02 )，通常優(yōu) 選的是首先確定信號(hào)的脈搏率并定###^置。對(duì)于M噪聲的信號(hào)中計(jì)算正 確的氧^^UM兌，獲得樂^#率和樂^^置的>^角估^ _很重要的。圖1 A^！于通過求解涉及預(yù)定:^率函數(shù)條^ (S^PFF)的最優(yōu)化問JH^t確 ^ 動(dòng)輸入信號(hào)20的脈4f率的tt^r法的4匡圖。脈動(dòng)輸入信號(hào)20和S-PFF 22 i^^數(shù)學(xué)運(yùn)算器24中用于處理。數(shù)學(xué)運(yùn)算器24衫UU來將頻率估算問^I^M 最優(yōu)化問題。系統(tǒng)的輸出26是對(duì)輸入信號(hào)確定的^#率。輸入信號(hào)20可以是從源(例如，測W^針)獲得的原始信號(hào)，或者其可以 被預(yù)處理。在-HM^實(shí)施例中，^AJ^理階段之前通iiit當(dāng)?shù)念A(yù)處理濾波 ^#輸入信號(hào)中的DC ,率非常低的^J:去除。去除DC分量能夠確保處理 后的信號(hào)在0附i^^動(dòng)并且具有正的和負(fù)的#。S-PFF是N周期函數(shù)的集合，其用于確定輸入信號(hào)的頻率。M的是，將 &PFF函 #成與在戶林望的應(yīng)用中期望的信號(hào)(A^入噪聲)勒以，至少 是;^t類似。M的是，基于所期望的輸入信號(hào)并J^于所獲得的結(jié)果的所 要求的,^i捧&PFF函數(shù)的頻率范圍、給定的S-PFF中函數(shù)的數(shù)量N以 ;^目繼的頻杖間的步長大小?？苫?^^船的^^中將要it^的信號(hào)圖2A ^—S-PFF30的示例，其包括N周期波形31-33的絲，^~個(gè) ^Rr有相似的對(duì)稱形狀但是具有不同的頻率frfN。圖2B賴二 S"PFF 40的示 例，其包括N周期波形4143的H^， ^個(gè)^^有相似的對(duì)稱形狀但是具有 不同的頻率f廣fw。在備逸的實(shí)施例中，可以使用數(shù)字S^PFF50，如圖2C所示。 該第三&PFF50也包括N周期波形fi-fN51-53的集合，^~"個(gè)^*有相似的模 式^^|_具有不同的頻率。^Eit些實(shí)施例中，函數(shù)51-53只肯沐3樣{-1，0，+1}。 ^JD此類型的S-PFF的一個(gè)阮點(diǎn)在于，與樹以S"PFF相比，其使得^^亍數(shù)學(xué)運(yùn) 算更加簡單和快捷。必須強(qiáng)調(diào)的是，圖2A-2C中示出的S-PFF30、 40、 50僅僅 是可使用的S^PFF的示例，而不應(yīng)被^對(duì)本發(fā)明的限制。> ^^#測氧法的情況下，^^t理的輸入信號(hào)是源于光學(xué)傳感器的生理脈動(dòng) 信號(hào)加上大量噪聲。脈動(dòng)的頻率對(duì)應(yīng)于患者的心率或樂1^^率。由于對(duì)于幾乎所 有的患者來說，期望的樂}^#率在^^30至240下(bpm)之間，因此用于脈 搏測氧法的S-PFF的頻率的合適的范圍是從1/2Hz (對(duì)應(yīng)于30bpm)至4Hz(對(duì) 應(yīng)于240bpm )。由于很多醫(yī)學(xué)應(yīng)用要求以lbpm的準(zhǔn)確度和^f率來確定心率， 用于J^^測氧法的合適的S^PFF將是從30bpm (1/2Hz)到240bpm (4Hz)的 范圍的以lbpm為步長的211個(gè)不同頻率(N-211)的集合。如果需要更高的 緒率或精確度，N可以增加JJ1過2U。可選的是，不同頻杖間的步長可以 被iM為非線性的，在較〗頓率時(shí)^^]較小的bpm步長，而錄高頻率時(shí)^JI 較大的bpm步長(例如，按對(duì)數(shù)Mt^化，以實(shí)淑目同的百分率精確度)。在測IUt程中，m患者的生^^動(dòng)信號(hào)的形艦常會(huì)具有較快的上升時(shí) 間和較匱的下降時(shí)間。結(jié)果， 一個(gè)適于樂jc^測氧法的&PFF將是圖2B所示的 S^PFF40，其Hfe^有較快的上升時(shí)間和較慢的下降時(shí)間，因此與所期望的信號(hào) ^JL匹配。如Jii^斤解釋的，以lbpm步"^U/2Hz至4Hz的范圍的211個(gè)頻 率(即，N = 211)是用于樂^#測氧應(yīng)用的適合的頻^^布示例。但是，在一些 情況下，生理^1^#波形的形狀#^不同(例如，基于特定的生理狀況)，il^T 入波形與S-PFF中的波形不淑WiL匹配時(shí)^f吏得性能劣化。因此將多種不 同的波形結(jié)^tA^ &PFF中以應(yīng)對(duì)這種差異是有利的。圖3是用于##測氧應(yīng)用的皿的S"PFF60的示例，其一it^f^化以利用不 同的波形對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行處理。該S"PFF 60包括一個(gè)函數(shù)子集這些函 數(shù)具有從30bpm至240bpm的范圍的211個(gè)不同的頻率，具有較快的上升時(shí)間和^^慢的下降時(shí)間，以匹配來自大多數(shù)他泉患者的期望的生理脈動(dòng)信號(hào)。該S-PFF60還包括第二函數(shù)子集64^66,這些函數(shù)具有所述2U個(gè)不同頻率中的每 一個(gè)頻率，具有較慢的上升時(shí)間和較快的下降時(shí)間，以匹配來自其波形偏離較 "fi4的'tfeiJi升波形的患者的具有相應(yīng)形狀的生理脈動(dòng)信號(hào)。該&PFF60還包 括第三函數(shù)子集67-69,這些函數(shù)具有所述211個(gè)不同頻率中的^"個(gè)頻率，具 有匹配的上升時(shí)間和下降時(shí)間，以匹配來自其波形偏離正常的患者的具有相應(yīng) 形狀的生理務(wù)jc動(dòng)信號(hào)。因此，優(yōu)選的S-PFF 60—共包括633個(gè)函數(shù)(3x211)。 應(yīng)當(dāng)注意，在S-PFF60中用于J3^f測氧法的^-""個(gè)函數(shù)61-69的合適的機(jī)時(shí) 間都是3-5秒長。用^^#測氧應(yīng)用的另^^的S-PFF包括 一個(gè)函數(shù)子集61-63，這些 函數(shù)具有從30bpm至240bpm的范圍的211個(gè)不同頻率，具有;歐快的上升時(shí)間 和較慢的下降時(shí)間(以匹配來自大多數(shù)他泉患者的期望的生理脈動(dòng)信號(hào))；和第 二函數(shù)子集67-69，這些函數(shù)具有所述211個(gè)不同頻率中的^個(gè)頻率，并且具 有匹配的上升時(shí)間和下降時(shí)間。因M—優(yōu)選S-PFF總共包括422個(gè)函數(shù) (2x211)。對(duì)于該S-PFF內(nèi)的^-"個(gè)函數(shù)61-63、 67-69來說，3-5秒也是合適 的M時(shí)間。可選的是，可以增加另外的函數(shù)子集(未示出)以匹配特定的生理狀況。 例如，可以將211個(gè)函數(shù)的附加^^添加到上迷多個(gè)S-PFF中的一個(gè)中，這些 函數(shù)與預(yù)期來自具有功能不全的二尖瓣的患者的生理脈動(dòng)信號(hào)相匹配。(預(yù)期 來自這種患者的波形與來自俛泉患者的波形不同，因?yàn)檠? :初從左心室流到 左心房內(nèi)。只有在趙了足夠的壓力^，主動(dòng)脈瓣才會(huì)打開)。可選的是，不同的S-PFF可用于不同類型的患者，妙從、兒童、嬰兒 以;SJ臺(tái)兒。例如，針對(duì)嬰兒，可將S^PFF的頻率范圍偏移到較高頻率(與M 30-240bpm的范圍相t嫩)?，F(xiàn)在回到圖l,輸入信號(hào)20包拾潛在的生理脈動(dòng)信號(hào)加上噪聲。該輸入信 號(hào)20和S-PFF 22 iiAJ，J處理階段，其包:^L設(shè)計(jì)為估算輸入信號(hào)的頻率的數(shù) 學(xué)運(yùn)算器F24,數(shù)學(xué)運(yùn)算器F將頻剩古算問題轉(zhuǎn)化成最優(yōu)化問題，并且W^ 實(shí)5^式有賴于實(shí)際應(yīng)用。由于在&PFF的情況下，可以^t典型數(shù)據(jù)l^t 用的訓(xùn)練期間中對(duì)數(shù)學(xué)運(yùn)算器F進(jìn)#^>^匕和測試。^^發(fā)明的"HStt實(shí)施例中，數(shù)學(xué)運(yùn)算器F ^^:U;如下的非線'腿算器(1)F-MAX^ (a"(S^PFFj(t)， I(t-i))+ a2*/2(S-PFFj(t)， I(t-i)) +a3*/3(S-PFFj(t)， I(t-i))...+ an*/n(S-PFFj(t)， I(t-i))} 其中，/r/n是n個(gè)線4仏非線性函^iM的齡； S-PFF是預(yù)定^率函數(shù)的H^，如上所逸j是表示從N(注意，n與N無關(guān)W所定義的S-PFF函數(shù)中所選#^| S"PFF 函數(shù)的標(biāo)號(hào)；a廣an"斤選輛加權(quán)常數(shù)；嚇絲條I是輸入信號(hào)5t是表示S^PFFj和I的特定樣本(即，在時(shí)間t的這些函數(shù))的標(biāo)號(hào)；以及iA/斤選^ 偏岸M，其表示在函數(shù)&PFFj和輸入信號(hào)I之間的當(dāng)前偏移， 數(shù)學(xué)運(yùn)算器F^W:優(yōu)化問題,在該問題中對(duì)最大^i^沐索，如方程(l) 所表示的那樣。以這一方式，將S^PFF中包^^個(gè)函數(shù)與許多不同的時(shí)間 偏移處的輸入信號(hào)相tbi陵，并JL^擇出與輔rA^言號(hào)最匹配的函齡時(shí)間偏移組合 (即，通it^擇出現(xiàn)最大值的組合)。在不同比較之間的合適的時(shí)間偏移粒度 (granularity)是對(duì)應(yīng)于一個(gè)樣本的偏移。然后使用最匹配的函數(shù)的頻率作為 所述輸入信號(hào)的頻率的最佳估雜。例如，如絲求解F過程中，在(j-12， 卜5)處彬'j最大值，這將表示S"PFFu是提供最大值結(jié)果的函數(shù)。這樣，函數(shù) S>PFF12的頻率將,iC^擇作為輸入信號(hào)I的頻率用于輸出。在J^4f測氧法的情況 中，所，^#^##率(即，心率)。除了4t^期望的信號(hào)使SJTF最優(yōu)化，如上所述，作為F的-^分的函數(shù) /r/n和加權(quán)常數(shù)a廣an可在訓(xùn)練階段^嫂義: f^優(yōu)化，以最4M^合于特定的應(yīng) 用和在該應(yīng)用中所期望的信號(hào)特性?？蒦 I妙MLS (平均最小二乘法)或最 大似然法之類的合適的標(biāo)準(zhǔn)最^^/f匕方法iMi^^^匕。^!^it合于^y^f測氧系統(tǒng)中佳用M的633個(gè)函數(shù)的&PFF 60 (在圖3中 示出)來確^#率的一^^實(shí)施例中，n=3，因 學(xué)運(yùn)算器F僅僅包括 3個(gè)函數(shù)/i、/2和/3。 ^i^一實(shí)施例中，函數(shù)/l(y)是通過將函數(shù)S"PFFj與偏移i個(gè)樣本的輸入信號(hào)I相乘而獲得的乘積之和，并_3>權(quán)常數(shù)",是+ 1，從而得 到如下方禾呈》=St S-PFFj(t)*I(t-i)。函數(shù)/2《》是輸入信號(hào)I的i^值I(tu) 之間的差值的和，并>11>權(quán)常數(shù)"2是-1。值^代表函數(shù)S-PFFj(t)的最大值的標(biāo)號(hào)。函數(shù)/3《》是輸入信號(hào)的錄值I(U^間的差值的和，并J^權(quán)常數(shù)"j也 是-1。值&M樣函數(shù)S^PFFj(t)的最小值的標(biāo)號(hào)。^S個(gè)函數(shù)的特定集合中，yi主要負(fù)責(zé)估Wr入信號(hào)的頻率或者i^f率。函數(shù)/2和/3主要負(fù)責(zé)防jbir入信 號(hào)的諧》 率千 率的估算。一^Si^擇了 &PFF內(nèi)的最佳函數(shù),標(biāo)號(hào){^則>(^^^#的最大值的位置而標(biāo) 號(hào){^}^4^#最小值的位置。通it^位于(tj標(biāo)號(hào)處的采集信號(hào)的值減去位于d)標(biāo)號(hào)處的值，即可獲得樂械的振幅。佳月標(biāo)準(zhǔn)測氧方法，可^^I這些值計(jì)算可選的是，||1#率和/或樂械的最大#最小值的位置可用于摘選出樂械波 的特定段以用于進(jìn)一步的處理。例如，在|^#測氧系統(tǒng)中， 一旦識(shí)別了最大值、 最小值和樂:Mf率，即可定位心動(dòng)周期的不同階段(因?yàn)樯?，分?duì)應(yīng)于心動(dòng)周 期的開始階段，而下轉(zhuǎn)分對(duì)應(yīng)于心動(dòng)周期的結(jié)束階段)。從而當(dāng)將對(duì)應(yīng)于上升 部分的樣本用于sPo2計(jì)算時(shí)獲得M的結(jié)果。現(xiàn)在回到圖4，可通it^^"個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)^l大量樣本iMi—步擴(kuò)Jb^— 方法。在所例示的示例中，iMi^T入信號(hào)70具有l(wèi)Hz的頻率，其對(duì)應(yīng)于60bpm， 并且具有相對(duì)快的上升階^^慢的下降階段。通過:fM SJTF 60 (在圖3中 示出)應(yīng)用JLi^斤述的信號(hào)處理^t^,如Jii^斤述4f^擇匹配的60bpm (1Hz) 的函數(shù)7S。如果采^ML夠快以"^秒1^供12次SpCV測量，則將輸入信號(hào)70的 樣本71絲到從S"PFF選躺函數(shù)75 ^^吏得能夠區(qū)分心動(dòng)周期的不同階段。 例如，在輸入信號(hào)70的上升階段的樣本可通iii^擇與所選^I函數(shù)75的上升 部分76相對(duì)應(yīng)的樣本來識(shí)別。在所例示的示例中，樣本71'將被識(shí)別為對(duì)應(yīng)于 輸入信號(hào)70的上 分。該樣本71'將ISi^M于進(jìn)行Sp02計(jì)算。法。即4樹于當(dāng)^采集的^f信號(hào)振幅較低而噪^電平較高時(shí)出現(xiàn)的非常低的 SNRUt^比)值，這一方法也食誠功地計(jì)算出##率。雖然該方法^Jiil中 以擬娥樂j^測氧法導(dǎo)出信號(hào)確定心率和樂j^置的情況下進(jìn)行了說明，但是 應(yīng)當(dāng)認(rèn)iP肩這些方法還可用于處理，生3S^^信號(hào)。jH^卜，上^L/斤述的函數(shù)、頻率、，率、持續(xù)時(shí)間以AM率范圍僅M示例，因而不育M皮認(rèn)為是對(duì)本發(fā) 明的限制。
權(quán)利要求
1. 一種用于由脈搏測氧輸入信號(hào)確定活體的脈搏率的方法，該方法包括如下步驟將在多個(gè)不同時(shí)間偏移的每一個(gè)處的輸入信號(hào)與函數(shù)集合中的每個(gè)成員進(jìn)行比較，其中所述集合包括具有每分鐘30至240個(gè)周期之間的多個(gè)不同頻率的函數(shù)；基于在比較步驟中獲得的結(jié)果，從所述集合中選擇與所述輸入信號(hào)最匹配的函數(shù)；以及使用所述選擇的函數(shù)的頻率作為活體的脈搏率的估算值。
2、 N5U'j^求l所述的方法,還包括^^斤ii^r入信號(hào)中去除DC械率很低的^i:的步驟，其中所述去^^to所^嫩步驟之前旨。
3、 H5U，漆求1所述的方法，其中所述集合中的函數(shù)均具有在約3秒至約 5移-之間的#^時(shí)間。
4、 4p^U'J^求3所述的方法，其中所述齡包括至少211個(gè)函數(shù)。
5、 如;(5U']^求1所述的方法,其中所述條^中的函數(shù)的頻#照頻率進(jìn)行 分布從而提^^^中至少一個(gè)周期的，率。
6、 N5U，漆求1所述的方法，其中所述^包括函數(shù)的第一子集，其中上 升時(shí)間短于下降時(shí)間，并JL^該第一子集中的所有函數(shù)的形狀都是相似的。
7、 N5U'漆求6所述的方法,其中在第一子集中的函數(shù)的頻^^照頻率進(jìn) 行分布從而提^^t至少一個(gè)周期的^f率。
8、 fcp^U'漆求6所述的方法，其中所述^￡包括函數(shù)的第二子集，其中 上升時(shí)間與下降時(shí)間大致相同，并JL^該第二子集中的所有函數(shù)的形狀都是相似的。
9、 N5U，漆求8所述的方法，其中第—集和第二子集中的函數(shù)的頻# 照頻率進(jìn)行分布從而提^^t至少一個(gè)周期的，率。
10、 WU，漆求9所述的方法，其中所迷^￡包括函數(shù)的第三子集， 其中上升時(shí)間長于下降時(shí)間，并iL^該第三子集中的所有函數(shù)的形^P是相似 的。
11、 fc^'漆求1所述的方法，其中所述1^^步 選##^^于下述公式擬亍F-MAX^a"(S-PFFj(t)， I(t-i))+ a2*/2(S~PFFj(t)， I(t-i)) +a3*/3(S-PFFj(t)， I(t-i))."+ anyn(S~PFFj(t)， I(t-i)》 其中，力-X是n個(gè)線')iil非線性函lfc^的l^; S曙PFF是預(yù)定讀率函數(shù)的餘j狄示vy^斤定義的N個(gè)S-PFF函數(shù)中選輛S^PFF函數(shù)的標(biāo)號(hào)；a廣an"斤選輛加權(quán)常數(shù)；A狄法運(yùn)條I是輸入信號(hào)5t U示S"PFFj和I的特定樣本(即，在時(shí)間t時(shí)的這些函數(shù))的標(biāo)號(hào)； 以及i;l^斤選^J偏詳M，其表示在函數(shù)S-PFFj和輸入信號(hào)I之間的當(dāng)前偏移。
12、 ^5U'漆求1所述的方法，其中所述J^^步^i^旨tt于下列 公式來齡F-MAXyW(S-PFFj(t)， I(t-i))-/2(S-PFFj(t)， I(t-i))-/3(S-PFFj(t)， I(t-i))} 其中，函數(shù)/!《》是通過將函數(shù)S-PFFj與偏移i個(gè)樣本的輸入信號(hào)I相乘得到的乘 積v^K從而得到方程力(^i:tS"PFFj(t"I(t誦i);函數(shù)》是輸入信號(hào)I的相繼值I(W之間的差值的和,其中值(tuH^函數(shù) S-PFFj(t)的最大值的才示號(hào)；函數(shù)/3《》是輸入信號(hào)的相繼值I(U之間的差值的和，其中值(U代表函數(shù) S"PFFj(t)的最小值的標(biāo)號(hào)；S-PFF是預(yù)定錢率函數(shù)的錄j ;Uj^^斤定義的N個(gè)S-PFF函數(shù)中選#^1 S"PFF函數(shù)的標(biāo)號(hào)； I是輸入信號(hào)5t是表示S^PFFj和I的特定樣本(即，在時(shí)間t時(shí)的這些函數(shù))的標(biāo)號(hào)； 以及i;l^斤選賴偏雜，其表示在函數(shù)S^PFFj和輸入信號(hào)I之間的當(dāng)前偏移。
13、 一種處^^C"^測^TArfl"號(hào)的方法，該方法包括知下步驟將在多個(gè)不同時(shí)間偏移中的[個(gè)處的輸入信號(hào)與函數(shù)M中的每個(gè)成員進(jìn)行》嫩，其中所述|1^包括具有#鐘30至240個(gè)周浙t間的多個(gè)不同頻率 的函數(shù)；基于在t嫩步驟中獲得的結(jié)果，^^斤述齡中選擇與所述輸入信號(hào)最匹配 的函數(shù)；基于與所述選擇的函數(shù)的上升部分在時(shí)間上的對(duì)準(zhǔn)來識(shí)別所i^r入信號(hào)的 上，分，以及基于來自在識(shí)別步驟中識(shí)別的輸入信號(hào)的所述部分的一個(gè)或多個(gè)樣本，計(jì) 算氧#度。
14、根據(jù)要求13所述的方法，其中所i^^入信號(hào)具有每秒至少12個(gè) 樣本的采樣率。
15、根據(jù)要求13所述的方法，還包括A^斤述輸入信號(hào)中去除DC g 率很低的^J:的步驟，其中所述去紗絲所述膽步驟之前擬亍。
16、 JtwM'j^求13所述的方法，其中所述集合中的函數(shù)均具有約3秒至 約5秒鐘之間的#^時(shí)間。
17、 根據(jù)要求13所述的方法，其中所述H^包括至少211個(gè)函數(shù)。
18、 根據(jù)要求13所述的方法，其中所述集合中的函數(shù)的頻，照頻率進(jìn)行分布從而提^^^t至少一個(gè)周期的^^率。
19、 根據(jù)要求13所述的方法，其中所述齡包括函數(shù)的第""^集，其 中上升時(shí)間短于下降時(shí)間，并且該第一子集中的所有函數(shù)的形狀都是相似的。
20、 根據(jù)要求19所述的方法，其中第—集中的函數(shù)的頻^fe照頻率 進(jìn)行分布從而提^Ht至少一個(gè)周期的^f率。
21、 根據(jù)權(quán)利19所述的方法，其中所述H^包括函數(shù)的第二子集， 其中上升時(shí)間與下降時(shí)間大致相同，并且該第二子集中的所有函數(shù)的形狀都是 相似的。
22、 ^根據(jù)要求21所述的方法，其中第—集和第二子集中的函數(shù)的頻 ^fe照頻率進(jìn)行分布從而提m^至少一個(gè)周期的^f率。
23、 根據(jù)權(quán)利22所述的方法，其中所述|1^￡包括函數(shù)的第三子集， 其中上升時(shí)間長于下降時(shí)間，并JL^該第三子集中的所有函數(shù)的形狀都是相似 的。
24、 N5U'J^求13所述的方法，其中所述1^^步#選## ^于下述 公式擬亍F-MAX^C(S-PFFj(t)， I(t-i))+ a2y2(S-PFFj(t)， I(W)) +a3*/3(S-PFFj(t)， I(t-i))...+ aZ/n(S-PFF柳,I(t畫i)" 其中，/r/n是n個(gè)線'性或非線性函數(shù)組成的齡； S-PFF是預(yù)定賴率函數(shù)的餘j A^示^M^斤定義的N個(gè)S-PFF函數(shù)中選#^| S~PFF函數(shù)的標(biāo)號(hào)； ara力斤選輛加權(quán)常數(shù)；I是輸入信號(hào)5t U示S-PFFj和I的特定樣本(即，在時(shí)間t時(shí)的這些函數(shù))的標(biāo)號(hào)； 以及i A/斤選輛偏詳M,其表示在函數(shù)S-PFFj和輸入信號(hào)I之間的當(dāng)前偏移。
25、 H^'J^求13所述的方法，其中所述》嫩步^^選##1 于下列 公式脅F=MAXMW(S-PFFj(t)， I(t-i))-/2(S-PFFj(t)， I(t-i))-力(S-PFFj(t)， I(t-i))} 其中，函數(shù)/W》是通過將函數(shù)S-PFFj與偏移i個(gè)樣本的輸入信號(hào)I相乘得到的乘 積#，從而得到方程/由:)，-PFFj(t拜-i);函數(shù)/W》是輸入信號(hào)I的相繼值I(tu)之間的差值的和，其中值(tuH化函數(shù) S-PFFj(t)的最大值的標(biāo)號(hào)；函數(shù)/4》是輸入信號(hào)的相繼值1(U^間的差值的和，其中值(tj^函數(shù) SJTFj(t)的最小值的標(biāo)號(hào)；S-PFF是預(yù)定XM率函數(shù)的^;j ;U^示^^斤ii^義的N個(gè)S-PFF函數(shù)中選絲S^PFF函數(shù)的標(biāo)號(hào)； l是輸入信號(hào)；t ^示S"PFFj和I的特定樣本(即，在時(shí)間t時(shí)的這些函數(shù))的標(biāo)號(hào)； 以及i^/斤選輛偏牙M，其表示在函數(shù)&PFFj與輸入信號(hào)I之間的當(dāng)前偏移。
26、 一種確^^動(dòng)輸入信號(hào)的頻率的方法，該方法包括如下步驟 將在多個(gè)不同時(shí)間偏移中的^-個(gè)處的輸入信號(hào)與函數(shù)條^中的每個(gè)成員進(jìn)行比較，其中所述f^包括具有^t所述輸入信號(hào)期望的頻率范圍內(nèi)的多個(gè) 不同頻率的函數(shù)；基于在比較步驟中獲得的結(jié)果，從所述條^中選擇與所述輸入信號(hào)最匹配 的函數(shù)；以及所iii^^函數(shù)的頻^ft為^^vf言號(hào)的頻率的估B。
27、 M5U'J^求26所述的方法，還包括>^^斤述輸入信號(hào)中去除0€ g 率很低的^*的步驟，其中所述去紗縣所述魄步驟之前緣
28、 如權(quán)矛漆求26所述的方法，其中所述^包括函數(shù)的第一子集，并 且該第""f"集中的所有函數(shù)的形^5是相似的。
29、 如權(quán)矛溪求28所述的方法，其中所述^包括函數(shù)的第二子集，并 且該第二子集中的所有函數(shù)的形;Mp是相似的。
30、 4t^U'決求26所述的方法，其中所述》嫩步 選## 于下述 公式擬亍F-MAX^a^力(S^PFFj(t)， I(t-i))+ a2*/2(S"PFFj(t), I(t國i)) 十C卿)，I(t畫i)). .+ an*/n(S-PFFj(t)， I(t-i)》 其中，力-/n是n個(gè)線'賦非線性函l^賦的齡；S-PFF是預(yù)定:^率函數(shù)的^;j ;U^^J斤i^義的N個(gè)&PFF函數(shù)中選輛S-PFF函數(shù)的標(biāo)號(hào)；a廣an是選樹加權(quán)常數(shù)；A狄法運(yùn)條I是輸入信號(hào)5t是表示&PFFJ和I的特定樣本(即，在時(shí)間t時(shí)的這些函數(shù))的標(biāo)號(hào)； 以及i是選輛偏牙錄，其表示在函數(shù)S-PFFj和輸入信號(hào)I之間的當(dāng)前偏移。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于脈搏測氧法的信號(hào)處理。公開了一種用于估算脈動(dòng)信號(hào)(包括但是并不限于脈搏測氧信號(hào))的頻率的信號(hào)處理技術(shù)。將包含在預(yù)先選擇的函數(shù)的集合中的每一個(gè)函數(shù)在許多不同的時(shí)間偏移上與輸入信號(hào)進(jìn)行比較，并且選擇與輸入信號(hào)最匹配的函數(shù)/時(shí)間偏移組合。然后將最匹配函數(shù)的頻率用作輸入信號(hào)的頻率的最佳估算值?？蛇x的是，一旦已經(jīng)選擇了函數(shù)，該所選擇的函數(shù)的上升部分能夠在時(shí)間上與輸入信號(hào)的上升部分相關(guān)聯(lián)。然后，基于對(duì)從輸入信號(hào)的上升部分取得的樣本進(jìn)行氧飽和度的計(jì)算，能獲得改進(jìn)的結(jié)果。
文檔編號(hào)A61B5/02GK101282685SQ200680035923
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月30日
發(fā)明者G·R·洛厄里, Y·沃斯?fàn)柭?申請(qǐng)人:康曼德公司