本發(fā)明涉及用于確定對象，諸如人或動(dòng)物的生命體征的設(shè)備、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

人的生命體征，例如心率(HR)、呼吸率(RR)或者血氧飽和度，用作人的當(dāng)前狀態(tài)的指標(biāo)并且用作嚴(yán)重醫(yī)學(xué)事件的強(qiáng)大預(yù)測器。出于該原因，生命體征在住院患者和門診患者護(hù)理設(shè)置中，在家或者在進(jìn)一步健康、休閑和健身設(shè)置中廣泛地被監(jiān)測。

測量生命體征的一種方式是體積描記術(shù)。體積描記術(shù)通常涉及對器官或身體部分的體積改變的測量，并且尤其涉及對由于隨每個(gè)心跳穿過對象的身體的心血管脈搏波的體積改變的檢測。

光電體積描記術(shù)(PPG)是評估感興趣區(qū)或者感興趣體積的光反射率或者透射的時(shí)變改變的光學(xué)測量技術(shù)。PPG基于這樣的原理：血液與周圍組織相比吸收更多光，因此血液體積中的隨著每個(gè)心跳的變化對應(yīng)地影響透射或者反射率。除關(guān)于心率的信息之外，PPG波形能夠包括可歸因于諸如呼吸的另外的生理現(xiàn)象的信息。通過評估在不同波長(通常是紅色或者紅外的)處的透射率和/或反射率，血氧飽和度能夠被確定。

用于測量對象的心率和(動(dòng)脈)血氧飽和度(也被稱為SpO2)的常規(guī)脈搏血氧計(jì)(在本文中也被稱為接觸式PPG)被附著到對象的皮膚，例如被附著到手指端部、耳垂或者額頭。因此，它們被稱為“接觸式”PPG設(shè)備。典型的脈搏血氧計(jì)包括作為光源的紅色LED和紅外LED以及用于檢測已經(jīng)被發(fā)射通過患者組織的光的一個(gè)光電二極管。市場上可購得的脈搏血氧計(jì)在紅色波長處的測量與紅外波長處的測量之間快速切換，并且因此在兩個(gè)不同波長處測量組織的相同區(qū)或者體積的透射率。這被稱為時(shí)分復(fù)用。在每個(gè)波長處的關(guān)于時(shí)間的透射率給出針對紅色和紅外波長的PPG波形。盡管接觸式PPG被視為基本上是非侵入技術(shù)，但是接觸式PPG測量常常被體驗(yàn)為是不舒適的和侵?jǐn)_的，這是由于脈搏血氧計(jì)被直接附著到對象并且任何線纜限制運(yùn)動(dòng)的自由并且可能阻礙工作流程。

脈搏信號(hào)和氧飽和度水平(SPO2)的快速和可靠的檢測和分析在許多醫(yī)療保健應(yīng)用中是最重要的活動(dòng)之一，如果患者處于危急狀況下，這變得至關(guān)重要。在這些情況下，心臟跳動(dòng)信號(hào)的搏動(dòng)性是非常微弱的，并且因此，測量容易受到任何種類的偽影的損害。

現(xiàn)代光電體積描記法傳感器在緊急情況下并不總是提供快速和可靠的測量。例如，接觸式手指脈搏血氧計(jì)(基于透射PPG的)容易受到手的運(yùn)動(dòng)的影響，并且在由于身體外圍上的較低的血液量的患者的集中的情況下失效。接觸前額脈搏血氧計(jì)傳感器(使用反射PPG測量模式的)被假設(shè)為對于集中響應(yīng)更魯棒。然而，前額傳感器的準(zhǔn)確度、魯棒性和響應(yīng)性非常依賴于傳感器在前額上的正確定位以及施加到皮膚上的適當(dāng)?shù)膲毫?傳感器太緊施加可能降低局部血液脈動(dòng)，太松施加可能導(dǎo)致由于運(yùn)動(dòng)偽影和/或靜脈脈動(dòng)引起的不可靠的測量)。

最近，用于非侵?jǐn)_測量的非接觸式、遠(yuǎn)程PPG(R-PPG)設(shè)備(在本文中也被稱為相機(jī)rPPG設(shè)備)已經(jīng)被引進(jìn)。遠(yuǎn)程PPG利用被設(shè)置為遠(yuǎn)離感興趣對象的光源，或者一般而言，輻射源。類似地，檢測器，例如相機(jī)或者相片檢測器，也能夠被設(shè)置為遠(yuǎn)離感興趣對象。因此，遠(yuǎn)程光電體積描記術(shù)系統(tǒng)和設(shè)備被視為非侵?jǐn)_的并且非常適于醫(yī)學(xué)以及非醫(yī)學(xué)日常應(yīng)用。然而，遠(yuǎn)程PPG設(shè)備通常實(shí)現(xiàn)較低的信噪比。

Verkruysse等人的“Remote plethysmographic imaging using ambient light”，Optics Express，16(26)，第21434-21445頁(2008年12月22日)證明能夠使用紅色、綠色和藍(lán)色顏色通道使用環(huán)境光和常規(guī)消費(fèi)者水平相機(jī)來測量光電體積描記信號(hào)。

Wieringa等人的“Contactless Multiple Wavelength Photoplethysmographic Imaging:A First Step Toward"SpO2Camera"Technology”，Ann.Biomed.Eng.，33，1034-1041(2005)公開了一種用于基于對在不同波長處的光電體積描記信號(hào)的測量來對組織中的動(dòng)脈氧飽和度進(jìn)行非接觸式成像的遠(yuǎn)程PPG系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括單色CMOS相機(jī)以及具有三個(gè)不同波長的LED的光源。相機(jī)順序地采集在三個(gè)不同波長處的對象的三個(gè)影片。能夠根據(jù)在單個(gè)波長處的影片確定脈搏率，然而為確定氧飽和度需要在不同波長處的至少兩個(gè)影片。所述測量在暗室中執(zhí)行，每次使用僅一個(gè)波長。

使用PPG技術(shù)，能夠來測量生命體征，其由皮膚中的微小光吸收變化所揭示，所述微小光吸收變化由搏動(dòng)的血液體積所引起，即由通過血液體積搏動(dòng)誘發(fā)的人皮膚的周期性顏色變化所引起。因?yàn)樵撔盘?hào)非常小并且隱藏在由于照明變化和運(yùn)動(dòng)的更加大得多的改變中，所以存在對改進(jìn)根本低信噪比(SNR)的一般興趣。仍然有針對劇烈運(yùn)動(dòng)、挑戰(zhàn)性環(huán)境照明狀況或者高要求的應(yīng)用準(zhǔn)確性的需求情況，其中，要求生命體征測量設(shè)備和方法的改進(jìn)的魯棒性和準(zhǔn)確性，尤其是為了更危急的醫(yī)療保健應(yīng)用。

WO 2013/093690 Al公開了一種在監(jiān)測用戶的壓力感受性反射中使用的裝置，所述裝置包括處理器，所述處理器被配置為：處理由第一傳感器輸出的信號(hào)，所述第一傳感器被附接至床或被定位為臨近床以確定用戶何時(shí)從床上的臥位移到坐位；并且通過處理信號(hào)以確定作為從臥位移到坐位的結(jié)果發(fā)生的用戶心率的改變，來提供用戶的壓力感受性反射的指示。

在US 2012/0197137 A1、US 2014/0031696 A1和US 2011/0237912 A1中公開了用于通過使用光電體積描記術(shù)確定生命體征的若干方法和設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供用于確定對象的生命體征的改進(jìn)的設(shè)備、系統(tǒng)和方法，其提供一方面測量準(zhǔn)確性和可靠性與另一方面對于對象的低顯眼性之間的最佳平衡。

在本發(fā)明的第一方面中，提出了一種用于確定對象的生命體征的設(shè)備，所述設(shè)備包括：

-接口，其用于接收來自檢測單元的輸入信號(hào)，所述檢測單元被配置用于響應(yīng)于照射源的照射而無接觸地檢測從對象反射的輻射，

-處理單元，其用于從接收的輸入信號(hào)導(dǎo)出光電體積描記，PPG，信號(hào)，

-分析單元，其用于從PPG信號(hào)導(dǎo)出期望的生命體征，

-控制單元，其用于根據(jù)對象的物理狀態(tài)、輸入信號(hào)或?qū)С龅纳w征的質(zhì)量和/或生命體征的值來控制照射源、檢測單元和/或分析單元的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，

其中，所述控制單元被配置為控制照射源、檢測單元和/或分析單元的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，使得在對象的減少的健康狀態(tài)和/或輸入信號(hào)或?qū)С龅纳w征的減少的質(zhì)量的情況下增加一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出的生命體征的準(zhǔn)確性和可靠性，并且使得在對象的穩(wěn)定或增加的健康狀態(tài)和/或輸入信號(hào)或?qū)С龅纳w征的穩(wěn)定或增加的質(zhì)量的情況下增加輻射的照射和檢測的非顯眼性。

在本發(fā)明的又一方面中，提出對應(yīng)的方法。

在本發(fā)明的又一方面中，提出了一種用于確定對象的生命體征的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

-照射源，其用于對對象進(jìn)行照射，

-檢測單元，其用于響應(yīng)于所述照射而無接觸地檢測從對象反射的輻射，以獲得輸入信號(hào)，以及

-如本文提出的設(shè)備，其用于確定對象的生命體征。

在從屬權(quán)利要求中定義了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，請求保護(hù)的方法和系統(tǒng)與請求保護(hù)的并且在如從屬權(quán)利要求中定義的設(shè)備具有相似和相同的優(yōu)選實(shí)施例。

本發(fā)明基于利用關(guān)于對象的物理狀態(tài)、輸入信號(hào)或?qū)С龅纳w征的質(zhì)量和/或生命體征的值中的一個(gè)或多個(gè)的信息的理念。該信息被用于控制照射源、檢測單元和/或分析單元的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。該控制被執(zhí)行，使得實(shí)現(xiàn)一方面準(zhǔn)確性和可靠性與另一方面對對象的顯眼之間的權(quán)衡。具體地，通常(一個(gè)或多個(gè))生命體征的采集應(yīng)當(dāng)盡可能不顯眼，但是在特定狀況下，能夠需要更多準(zhǔn)確性和可靠性，使得參數(shù)相應(yīng)地被控制，即使以這種方式采集將變得更顯眼。

通常，電磁輻射，特別是光與生物組織的相互作用是復(fù)雜的，并且包括(多)散射、反向散射、吸收、透射和(漫射)反射的(光學(xué))過程。在本發(fā)明的上下文中使用的術(shù)語“反射”不應(yīng)被解讀為限于鏡面反射，而是包括電磁輻射，尤其是光與組織的上述類型的相互作用，以及它們的任意組合。

如本發(fā)明的上下文中所使用的“生命體征”是指對象(即，生物)的生理參數(shù)和導(dǎo)出參數(shù)。尤其是，術(shù)語“生命體征”包括血容量脈沖信號(hào)、心率(HR)(有時(shí)也被稱為脈搏率)、心率改變性(脈搏率改變性)、搏動(dòng)強(qiáng)度、灌注、灌注指標(biāo)、灌注改變性、Traube-Hering-Mayer波、呼吸率(RR)、皮膚溫度、血壓、血液和/或組織中的物質(zhì)的濃度，諸如，(動(dòng)脈)血氧飽和度或血糖水平。此外，“生命體征”總體上包括從PPG信號(hào)的形狀獲得的健康指示(例如，形狀可以說明與部分動(dòng)脈阻塞有關(guān)的情況(例如當(dāng)在手臂上應(yīng)用血壓袖帶時(shí)，從手的PPG信號(hào)獲得的形狀變得更加正弦化)，或者與皮膚厚度有關(guān)的情況(例如，來自面部的PPG信號(hào)不同于來自手部的)，或者可以甚至是與溫度有關(guān)的情況，等)。

如本發(fā)明的上下文中所使用的“生命體征信息”包括如上面定義的一個(gè)或多個(gè)測量的生命體征。此外，其包括涉及生理參數(shù)、對應(yīng)的波形蹤跡的數(shù)據(jù)，或者涉及時(shí)間的生理參數(shù)的能夠服務(wù)于隨后的分析的數(shù)據(jù)。

為了獲得對象的生命體征信息信號(hào)，在皮膚區(qū)內(nèi)的皮膚像素區(qū)的數(shù)據(jù)信號(hào)被評估。此處，“皮膚像素區(qū)”意指包括一個(gè)皮膚像素或相鄰皮膚像素的組的區(qū)，即，可以針對單個(gè)像素或者皮膚像素的組導(dǎo)出數(shù)據(jù)信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明，所述控制單元被配置為控制照射源、檢測單元和/或分析單元的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，使得在對象的減少的健康狀態(tài)和/或輸入信號(hào)或?qū)С龅纳w征的減少的質(zhì)量的情況下增加一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出的生命體征的準(zhǔn)確性和可靠性，并且使得在對象的穩(wěn)定或增加的健康狀態(tài)和/或輸入信號(hào)或?qū)С龅纳w征的穩(wěn)定或增加的質(zhì)量的情況下增加輻射的照射和檢測的非顯眼性。

優(yōu)選地，所述控制單元被配置為在至少安全模式與舒適模式之間切換所述照射源、所述檢測單元和/或所述設(shè)備，所述安全模式確保對一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)確和可靠的生命體征的采集，所述舒適模式確保非顯眼的照射和輻射檢測。狀況可以由用戶定義或可以被預(yù)定義，其被應(yīng)用在決定何時(shí)在兩個(gè)不同模式之間切換。

可以控制各個(gè)參數(shù)。在實(shí)施例中，所述控制單元優(yōu)選地被配置為控制由照射源發(fā)射的光的強(qiáng)度、波長、方向和/或照射角度中的一個(gè)或多個(gè)。在另一實(shí)施例中，所述控制單元被配置為控制檢測單元的采集速率、曝光時(shí)間、焦點(diǎn)、縮放或主動(dòng)感測區(qū)域。在又一實(shí)施例中，所述控制單元被配置為控制分析單元從所述PPG信號(hào)導(dǎo)出何種生命體征。

有利地，所述接口被配置為接收圖像幀的序列作為由成像單元，尤其是相機(jī)采集的輸入信號(hào)，并且所述分析單元被配置為根據(jù)圖像幀的所述序列獲得對象的物理狀態(tài)信息。

優(yōu)選地，在實(shí)施例中，所述分析單元被配置為確定所述對象是否處于移動(dòng)或非移動(dòng)的物理狀態(tài)中，尤其是是否處于睡眠或清醒的物理狀態(tài)中。該信息可以被用于在對象不正在移動(dòng)或睡眠時(shí)使用使生命體征的采集更不顯眼的參數(shù)，以便不再不必要地干擾對象，同時(shí)如果對象正在移動(dòng)或清醒則其可以是更顯眼并且由此更準(zhǔn)確/可靠的。

在又另一實(shí)施例中，所述控制單元被配置為額外地使用對象的個(gè)人數(shù)據(jù)，尤其是年齡、性別、尺寸、重量、健康狀態(tài)、生命體征的先前測量結(jié)果、健康數(shù)據(jù)，以控制照射源、檢測單元和/或分析單元的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。

附圖說明

本發(fā)明的這些和其他方面將根據(jù)下文描述的實(shí)施例變得顯而易見，并且將參考下文描述的實(shí)施例得到闡述。在附圖中：

圖1示出了包括根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的系統(tǒng)的示意圖，

圖2示出了提出的設(shè)備的更詳細(xì)實(shí)施例，并且

圖3示出了用于圖示優(yōu)選實(shí)施例的各個(gè)曲線圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了包括根據(jù)本發(fā)明的用于獲得對象114的生命體征的設(shè)備12的系統(tǒng)10的實(shí)施例的示意圖。對象14，在該范例中為患者，在于例如醫(yī)院或其它醫(yī)療保健設(shè)施中的床16上，但也可以是例如在于恒溫箱中的新生兒或早產(chǎn)兒，或者在家中或在不同環(huán)境中的人。借助于包括適當(dāng)光傳感器的相機(jī)18(也被稱為檢測單元或基于相機(jī)或遠(yuǎn)程PPG傳感器)捕獲對象14的圖像幀。相機(jī)18將記錄的圖像幀轉(zhuǎn)發(fā)到設(shè)備12的處理器件，其中，圖像幀將被處理，如下面更詳細(xì)解釋的。設(shè)備12優(yōu)選地包括接口20，其用于顯示確定的信息和/或用于向醫(yī)學(xué)人員提供接口以改變設(shè)備12和/或系統(tǒng)10的其他元件的設(shè)置。這樣的接口20可以包括不同顯示器、按鈕、觸摸屏、鍵盤或其他人機(jī)接口器件。

系統(tǒng)10還優(yōu)選地包括光源22(也稱為照射源)，諸如電燈，以用于利用光(例如在一個(gè)或多個(gè)預(yù)定波長范圍中(例如，在紅、綠和/或紅外波長范圍中))來照射感興趣區(qū)域24，諸如患者面部的皮膚(例如，面頰或前額的部分)。由相機(jī)18響應(yīng)于所述照射檢測從所述感興趣的區(qū)域24反射的光。在另一實(shí)施例中，不提供專用光源，但是環(huán)境光被用于對對象14的照射。從反射的光，可以檢測和/或評估僅在期望波長范圍中的光(例如，綠光)。

通過相機(jī)18捕獲的圖像幀可以具體地對應(yīng)于借助于模擬或數(shù)字光傳感器(例如在(數(shù)字)相機(jī)中)捕獲的視頻序列。這樣的相機(jī)18通常包括光傳感器，諸如CMOS或CCD傳感器，這種相機(jī)18通常包括光傳感器，諸如CMOS或CCD傳感器，其也可以操作在特定的光譜范圍(可見，IR)中或者提供用于不同光譜范圍的信息。相機(jī)18可以提供模擬或數(shù)字信號(hào)。圖像幀包括具有相關(guān)聯(lián)的像素值的多個(gè)圖像像素。尤其是，圖像幀包括表示利用光傳感器的不同光敏感元件捕獲的光強(qiáng)度值的像素。這些光敏感元件可以敏感于特定光譜范圍(即，表示特定顏色)。圖像幀包括表示對象的皮膚部分的至少一些圖像像素。因此，圖像像素可以對應(yīng)于光檢測器的一個(gè)光敏感元件及其(模擬或數(shù)字)輸出，或者可以基于多個(gè)光敏感元件的組合(例如，通過劃分)來被確定。

如圖1中圖示的系統(tǒng)10可以，例如，被定位在醫(yī)院、醫(yī)療保健設(shè)施、老年護(hù)理設(shè)施等中。除了患者的監(jiān)測，本發(fā)明還可以應(yīng)用在其它領(lǐng)域中，諸如新生兒監(jiān)測、一般監(jiān)控應(yīng)用、安全監(jiān)測或諸如健身裝備的所謂的生活方式環(huán)境等。設(shè)備12、相機(jī)18和光源22之間的單向或雙向通信可以經(jīng)由無線或有線通信接口進(jìn)行工作，從而應(yīng)當(dāng)注意，光源22也可以被配置為獨(dú)立操作，并且不與設(shè)備12通信。而且，設(shè)備12和/或光源22也可以被并入相機(jī)18中。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備12的實(shí)施例的更詳細(xì)示意圖。設(shè)備12包括接口30，所述接口用于接收來自檢測單元，即相機(jī)18的輸入信號(hào)，所述檢測單元通常被配置用于響應(yīng)于通過照射源22進(jìn)行的照射無接觸地檢測從對象14反射的輻射。由處理單元32處理所接收的輸入信號(hào)，以導(dǎo)出光電體積描記(PPG)信號(hào)。從檢測到的光，例如從感興趣的區(qū)域的圖像獲得PPG信號(hào)的方式在本領(lǐng)域中(例如從以上列舉的文獻(xiàn)而)是公知的，并且此處不將更詳細(xì)地進(jìn)行解釋。另外，分析單元34被提供用于從所述PPG信號(hào)導(dǎo)出期望的生命體征。最后，設(shè)備12包括控制單元36，其用于根據(jù)對象的物理狀態(tài)、輸入信號(hào)或?qū)С龅纳w征的質(zhì)量和/或生命體征的值來控制照射源22、檢測單元18和/或分析單元34的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。

新型基于相機(jī)的方法使能夠遠(yuǎn)程非接觸地監(jiān)測生命體征，諸如脈搏率和動(dòng)脈血液氧合(SpO2)。為了能夠測量SpO2，必須測量在兩個(gè)波長，通常紅色和近紅(NIR)(例如660nm和800nm，分別地)處的規(guī)范化脈動(dòng)。當(dāng)紅色波長被選擇靠近660nm時(shí)，在SpO2中的改變的對比(并且由此準(zhǔn)確性/敏感度)是最高的。遺憾地，該波長的光對于人類眼睛是相當(dāng)可見的。更靠近IR(例如750nm)的更高波長的光對人類眼睛更不可見(大約兩個(gè)數(shù)量級(jí))，但是也提供對于SpO2改變的較少利益的對比(敏感度)。然而，在該波長處，仍然可以能夠執(zhí)行準(zhǔn)確的SpO2測量，但是應(yīng)當(dāng)更準(zhǔn)確地進(jìn)行脈動(dòng)幅度的測量。

圖3示出了圖示所提出設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例的各個(gè)曲線圖。圖3A示出了100％(含氧動(dòng)脈血液)下到60％(低含氧動(dòng)脈血液)的SpO2水平的PPG幅度譜。為了圖示，已經(jīng)選擇了比率的四個(gè)不同紅波長R1-R4的比率的SpO2的相對對比，同時(shí)保持在800nm處的IR波長對比。

圖3B示出了圖示波長選擇的相對顯眼的針對人類眼睛的敏感度曲線(在750nm的R4比在660nm的R2更不可見得多(多于2個(gè)數(shù)量級(jí)))。在圖3C中，當(dāng)與其他選擇比較時(shí)，R2(660nm)的選擇示出了針對在SpO2中的改變的高對比。例如，R4具有小的多的斜率，但是該光的更小可見性對于睡眠狀況是有利的。

由此，在基于相機(jī)的血氧定量法中的紅光的照射能夠是顯眼的并且干擾最佳睡眠狀況。在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)患者應(yīng)該開始入睡或已經(jīng)入睡時(shí)，通過自動(dòng)切換到更不可見的紅色照射光來緩解該問題。切換能夠手動(dòng)(例如由醫(yī)院職員)完成但優(yōu)選地使用器件(諸如體動(dòng)記錄儀器件)和/或使用體動(dòng)記錄儀模式作為輸入確定患者的蘇醒狀態(tài)的算法自動(dòng)完成。例如，通過相機(jī)18獲得的圖像數(shù)據(jù)可以被用于，例如基于呼吸模式、移動(dòng)和/或眼睛的狀態(tài)(關(guān)閉或打開、眼皮運(yùn)動(dòng))的識(shí)別，確定對象14是否是蘇醒或睡眠。在其他實(shí)施例中，可以使用用于移動(dòng)或呼吸檢測的獨(dú)立的器件。

在實(shí)施例中區(qū)分兩個(gè)情形，蘇醒和睡眠，每個(gè)具有它們優(yōu)選的波長選擇。在蘇醒情形中，優(yōu)選使用在660nm的紅光和在800nm的IR光，提供好的SpO2對比和好的運(yùn)動(dòng)魯棒性，但是是可見的。在睡眠場景中，優(yōu)選使用在750nm的紅光和在800nm的IR光，其提供更小的SpO2對比和更小運(yùn)動(dòng)魯棒性，但是是不可見的。

也能夠以更小的步逐步而不是在僅兩個(gè)波長之間完成針對兩個(gè)情形的在兩個(gè)紅色波長之間的切換。例如，取決于患者運(yùn)動(dòng)狀況，甚至能夠完成波長的連續(xù)調(diào)節(jié)。

不必優(yōu)選800nm的IR光。事實(shí)上，當(dāng)選擇大于800nm的波長處的IR時(shí)，獲得更大的對比。然而，為了可見性，由于該波長幾乎看不見，這是不相關(guān)的。

因此，根據(jù)該實(shí)施例，當(dāng)情況允許其時(shí)，提出了更不顯眼的針對SpO2的IR和紅色波長的組合。算法或用戶，例如醫(yī)院職員，可以決定何時(shí)在狀態(tài)之間切換。對在狀態(tài)之間切換的決定能夠簡單地基于時(shí)間(例如，去睡眠或蘇醒的時(shí)間)、PPG信號(hào)的信噪比或來自指示患者何時(shí)昏昏欲睡的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)(例如，使用相機(jī)或通過其他器件的體動(dòng)記錄儀)。在后一種情況下，從很可見的紅色到更不可見的紅色的逐步切換(代替突然地)能夠有利于患者和他/她試圖入睡。

總之，所提出的系統(tǒng)和方法的理念是對于患者盡可能不顯眼和舒適，但是同時(shí)總是提供因?yàn)獒t(yī)學(xué)原因而要求的測量性能。在我們消費(fèi)者眼中，僅當(dāng)其提供在舒適和性能/安全性之間的良好平衡時(shí)，系統(tǒng)將變成好系統(tǒng)。因此，相應(yīng)地配置決定何時(shí)切換到更顯眼的設(shè)置以提供更好的測量性能的“邏輯”(即控制單元)。

在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)默認(rèn)通常運(yùn)行在“非顯眼模式”(也被稱為“舒適模式”)中。例如，這能夠意味著來自NIR范圍的“不可見”波長被用于照射，僅使用限制的照射強(qiáng)度，或僅使用在小的皮膚區(qū)域上的點(diǎn)照射等。在以下情況中的一個(gè)或多個(gè)下，系統(tǒng)將設(shè)置改變到“最佳性能模式”(從而應(yīng)當(dāng)注意實(shí)際實(shí)施方式可以包括多于兩個(gè)離散操作模式)：

-SpO2開始下降(在非顯眼模式中，不確切知曉下降多少，但是趨勢應(yīng)當(dāng)是可見的)；

-SNR變得太差而絕不能遞送測量結(jié)果(例如，低脈動(dòng)或環(huán)境光干擾，其他外在噪聲)；

-一個(gè)或多個(gè)生命體征(例如，心率、呼吸)脫離安全范圍；

-患者正開始惡化的任何其他可用指標(biāo)(例如，患者制造出不常見的噪聲，示出不常見的體動(dòng)記錄儀模式等)。

通常，本發(fā)明尋求找到最大安全性/測量性能和最小顯眼之間的最佳權(quán)衡或讓步。與此相反，常規(guī)系統(tǒng)通常試圖提供最佳測量性能。然而，優(yōu)選控制規(guī)則可以是在懷疑的情況下使用安全模式，即如果系統(tǒng)懷疑患者由于任何理由未良好，“顯眼”具有非常限制的優(yōu)先級(jí)。

根據(jù)本發(fā)明，各個(gè)輸入?yún)?shù)可以被用于控制。具體地，可以使用以下輸入?yún)?shù)中的一個(gè)或多個(gè)：

-患者數(shù)據(jù)：例如，人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、來自患者歷史的信息、健康記錄、當(dāng)前和歷史生理測量數(shù)據(jù)和趨勢、實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)和趨勢、年齡、性別、尺寸、重量、健康狀態(tài)、生命體征的先前測量、健康數(shù)據(jù)和針對對象的其他個(gè)體風(fēng)險(xiǎn)因素；

-參數(shù)的當(dāng)前測量數(shù)據(jù)的反饋：例如減少SpO2引起自動(dòng)切換到最佳性能模式以便確認(rèn)測量數(shù)據(jù)和/或增加它們的準(zhǔn)確性；

-其他生理測量數(shù)據(jù)的反饋；例如，所述系統(tǒng)同時(shí)測量脈搏率和SpO2；如果脈搏率離開預(yù)定義范圍，不僅僅脈搏率的測量，而且SpO2的測量被切換到最佳性能模式，因?yàn)榧僭O(shè)患者狀態(tài)正在惡化并且期望獲得關(guān)于患者狀態(tài)的更可靠和準(zhǔn)確的信息；

-對象的物理狀態(tài)信息：例如患者是否移動(dòng)、非移動(dòng)、睡眠、清醒的信息；

-信號(hào)質(zhì)量：例如，如果因?yàn)镾NR太差而不能夠從測量數(shù)據(jù)導(dǎo)出生命體征，則系統(tǒng)必須被控制以切換(例如，逐步地)到最好的性能模式，直到SNR改進(jìn)和/或數(shù)據(jù)的測量是可能的。

根據(jù)本發(fā)明，可以由控制使用各個(gè)輸出參數(shù)。優(yōu)選地，可以控制照射源22、檢測單元18和/或分析單元34的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，使得在對象的減少的健康狀態(tài)和/或輸入信號(hào)或?qū)С龅纳w征的減少的質(zhì)量的情況下增加一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)出的生命體征的準(zhǔn)確性和可靠性，和/或使得在對象的穩(wěn)定或增加的健康狀態(tài)和/或輸入信號(hào)或?qū)С龅纳w征的穩(wěn)定或增加的質(zhì)量的情況下增加輻射的照射和檢測的非顯眼性。

具體地，可以使用以下輸出參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)：

-由照射源22發(fā)射的光的強(qiáng)度、波長、方向和/或照射角度(照射的感興趣的區(qū)域的焦點(diǎn)和/或尺寸)；

-檢測單元18的采集速率、曝光時(shí)間、焦點(diǎn)、縮放或主動(dòng)感測區(qū)域；

-在連續(xù)和非連續(xù)數(shù)據(jù)采集之間的切換；

從PPG信號(hào)導(dǎo)出何種生命體征的分析單元34的模式；

-數(shù)據(jù)采集方法的改變(例如，額外地或備選地利用其他數(shù)據(jù)采集器件執(zhí)行數(shù)據(jù)采集；例如通知護(hù)士當(dāng)前的測量不提供必要的性能，使得護(hù)士能夠起始常規(guī)測量)。

通過范例，本發(fā)明能夠應(yīng)用在醫(yī)療保健領(lǐng)域(例如，非侵?jǐn)_遠(yuǎn)程患者監(jiān)測)、一般監(jiān)護(hù)、安全監(jiān)測和諸如健身裝備的所謂的生活環(huán)境等中。應(yīng)用可以包括對氧飽和度(脈沖血氧飽和度)、心率、血壓、心輸出量、血液灌注的變化的監(jiān)測，對自主功能的評定，以及對周圍血管疾病的檢測。本發(fā)明具體地能夠被用于例如在自動(dòng)化CPR(心肺復(fù)蘇)期間的危重患者的快速和可靠的脈沖檢測。所述系統(tǒng)也能夠用于新生兒生命體征的監(jiān)測。一般地，本發(fā)明允許抽樣檢查和連續(xù)監(jiān)測兩者。

盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性或示范性的，而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員通過研究附圖、公開內(nèi)容以及權(quán)利要求書，在實(shí)踐請求保護(hù)的本發(fā)明時(shí)能夠理解并且實(shí)現(xiàn)對所公開的實(shí)施例的其他變型。

在權(quán)利要求書中，詞語“包括”不排除其他元件或步驟，并且詞語“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其他單元可以履行權(quán)利要求書中所記載的若干個(gè)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。

在權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記不應(yīng)被解釋為對范圍的限制。