確定生命參數(shù)的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于通過裝置、特別是智能裝置，來確定人體生命參數(shù)的方法。本發(fā)明還涉及一種用于確定人體生命參數(shù)的裝置，一種用于對人進行認證的方法，以及一種用于識別人的反應(yīng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生命參數(shù)(舉例來說，例如，脈搏、血壓、呼吸頻率、血氧飽和度、脈搏波的變化和血糖測定)的確定在日常生活中得到越來越廣泛的傳播并且不僅用于醫(yī)療目的。以前，這些參數(shù)僅用于所謂的患者曲線，例如，用在醫(yī)院或競技體育中。其用于在治療之前和治療之后對患者進行監(jiān)控，以分別對患者的健康狀況進行精確地建檔和記錄該健康狀況的任何改善或惡化。
[0003]在競技體育中，生命參數(shù)用于對運動員的表現(xiàn)效率進行建檔并確保訓(xùn)練的成功進行。因此，生命參數(shù)用于發(fā)現(xiàn)是否需要改變運動員的訓(xùn)練或飲食。
[0004]最近，家庭診斷和休閑運動也變得對生命參數(shù)感興趣，并且生命參數(shù)對家庭診斷和休閑運動來說也變得重要。例如，患者不需要花費較長的時間在醫(yī)院進行固定的治療，而是經(jīng)常的流動治療，在家里調(diào)養(yǎng)，無需住院。例如，在治療之后，病人不得不記錄自己的脈搏。為了該目的，經(jīng)常使用包括胸帶的裝置，所述胸帶具有傳感器和記錄單元。胸帶的傳感器直接記錄患者胸部上的心率。然后將數(shù)據(jù)傳送到記錄單元。記錄單元能夠存儲幾個小時甚至好幾天的數(shù)據(jù)，例如，長期心電圖的數(shù)據(jù)。然后，例如由醫(yī)務(wù)人員讀出數(shù)據(jù)并進行評估。
[0005]然而，例如，對于長期心電圖來說，患者不得不不間斷地佩戴胸帶，所以該裝置對患者來說佩戴不舒服。這限制了患者的行動，另外，還妨礙了患者每天的洗澡。另外，患者不得不經(jīng)常隨身攜帶記錄裝置。
[0006]這種情況與長期血糖測量的情況類似，在進行長期血糖測量時，患者需要例如24小時的佩戴血壓袖帶，例如，需要每隔15分鐘按壓血壓袖帶。
[0007]在家里經(jīng)常測量的生命參數(shù)的另一個例子血糖。糖尿病患者需要經(jīng)常在每次飯前和飯后確定他們的血糖。從而，患者可以確定自行服用胰島素是否是必要的。在大多數(shù)情況下，使用包括針、測量帶和評估單元的儀器。患者將針刺穿到例如手指中以采集一滴血。在測量帶的幫助下，然后將血液轉(zhuǎn)移到評估單元，并確定血糖。然而該過程是繁瑣并且不便的，對患者來說也是痛苦的。
[0008]在休閑運動中，通常的做法是，在訓(xùn)練期間監(jiān)測脈搏并通過脈搏控制訓(xùn)練。跑步者可以通過他/她的脈搏客觀地監(jiān)測他/她的訓(xùn)練強度。與醫(yī)療領(lǐng)域類似，具有傳感器的胸帶常用于例如將信號傳輸?shù)竭\動手表或音頻裝置以進行評估。胸帶非常緊的固定到運動員的胸部，以防止胸帶在訓(xùn)練期間滑動。因此，胸帶明顯限制了運動員的行動，并且由于非常緊的固定，是不方便穿戴的。
[0009]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，可以進一步知曉，通過脈搏波的傳播時間以及可以通過脈搏波的傳播時間和脈搏波頻率(RR-間隔)的結(jié)合來確定生命參數(shù)。脈搏波的傳播時間是心血管測量值。它描述了脈搏波通過人體血管系統(tǒng)中的特定距離所需要的時間。通過測量脈搏波的傳播時間，可以得出重要的生命參數(shù)(例如血壓，以及血管的彈性)的結(jié)論。最常見的配置是測量脈搏波從心臟到手指的傳播時間。這通常特別的需要在至少兩個測量點上的測量?？梢酝ㄟ^心電圖(ECG)確定脈搏波的開始，S卩，心臟收縮的時間點。為了該目的，使用了最大ECG，即，所謂的R-縮進或R-波。在手指處，可以通過脈搏血氧計檢測光電容積波信號。研究已經(jīng)表明，至少在短時間內(nèi)脈搏波傳播時間可用于確定血壓。然而，其仍然需要參考測量值。
[0010]印刷出版物DE9602010、EP 0859569、DE 102008042115 和 DE2007/000406 公開了對脈搏波傳播時間及其生命參數(shù)的確定。
[0011]現(xiàn)有技術(shù)一直存在的缺點是，所述裝置和方法不能或者不能夠?qū)嶋H地用于日常生活中，這是因為它們需要醫(yī)學(xué)專業(yè)知識或者以復(fù)雜技術(shù)的方式對它們進行處理。另外，如上文已經(jīng)指出的，在大多數(shù)情況下，需要脈搏波傳播時間的參考測量值，這也使得其在醫(yī)療領(lǐng)域(例如，在醫(yī)院或者競技體育中)的實際應(yīng)用復(fù)雜化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]在這種背景下，本發(fā)明的目的是提供一種可以簡單并低成本的確定生命參數(shù)的方法和裝置。
[0013]本發(fā)明通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法、根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置以及進一步根據(jù)權(quán)利要求27和權(quán)利要求28所述的方法實現(xiàn)該目的。
[0014]特別的，本發(fā)明涉及一種方法，包括下述步驟:
[0015]-通過光學(xué)記錄單元記錄人體的皮膚的有限區(qū)域的個體圖像數(shù)據(jù)序列；
[0016]-評估所述圖像數(shù)據(jù)，其中包括確定脈搏波的傳播時間；以及
[0017]-通過計算單元根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)確定人體的生命參數(shù)。
[0018]以相對于現(xiàn)有技術(shù)的特定優(yōu)點，通過裝置、特別是智能裝置執(zhí)行圖像數(shù)據(jù)序列的記錄，所述裝置包括至少一個光學(xué)記錄單元和一個計算單元(也將其稱為數(shù)據(jù)處理單元)。因此，所述設(shè)備可以是例如蜂窩電話，即所謂的智能手機。眾所周知，智能手機是具有常見結(jié)構(gòu)的小型計算機，其包括CPU、RAM、R0M和數(shù)據(jù)總線，具有集成的錄像硬件(數(shù)字照相機)、顯示器以及輸入/輸出和通信接口。其他示例性的裝置是配備有計算單元的鐘表、眼鏡或其他服裝(所謂的智能服飾)。這些設(shè)備或裝置大多由用戶隨身攜帶，這些設(shè)備或裝置已具備其他目的，例如，利用它們打電話或者從因特網(wǎng)下載信息。因此，可以有利的方式在現(xiàn)有裝置中執(zhí)行該方法
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比所產(chǎn)生的另一個優(yōu)點是，只需要一個測量位置，S卩，人體皮膚的單個有限的相干區(qū)域。原則上，皮膚的任意點都可以使用。然而，有利的是，使用血液循環(huán)好的點，這是因為通過這種方式所獲得的圖像數(shù)據(jù)可以提供更多信息并且具有更有利的信噪比。
[0020]個體圖像數(shù)據(jù)序列可以是視頻序列或者僅是時間序列中的個體圖像。視頻序列包括可以評估的更多信息，因此其改進了重要參數(shù)的確定的結(jié)果，特別是增加了精度。個體圖像易于保存，特別是對于計算單元的工作存儲器中的有限存儲空間來說，這是有利的。個體圖像還提高了確定生命參數(shù)的速度，這是因為需要評估的信息較少。
[0021]通過圖像數(shù)據(jù)確定脈搏波的傳播時間，這意味著通過評估圖像數(shù)據(jù)來確定脈搏波的傳播時間。例如，這可以通過識別通過皮膚的所述區(qū)域的脈搏波以及通過相關(guān)的脈搏波速度的時間測量來實現(xiàn)。例如，可以通過從一個R-波到下一個R波的間隔，也稱為RR-間隔，來執(zhí)行所述測量。然后可以根據(jù)通過這種方式確定的脈搏波傳播時間確定生命參數(shù)。脈搏波傳播時間和脈搏波速度提供有關(guān)血管狀況的信息。血管動力有限的硬化血管導(dǎo)致脈搏波的傳播時間和速度不同。因此，通過推斷脈搏波的傳播時間和速度，可以得出關(guān)于血管壁的狀態(tài)的結(jié)論?；谶@些參數(shù)，可以在非常早的階段診斷在血管中的動脈硬化性的變化并通過合理改變生活方式(例如，少脂少鹽，進行體育活動)來防止動脈硬化的發(fā)展。
[0022]應(yīng)該提到的是，不需要強制的直接通過光學(xué)記錄單元獲得人體皮膚的所述區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)。也可以對皮膚的所述區(qū)域的圖形再現(xiàn)(例如，電視畫面)進行記錄，以根據(jù)本發(fā)明執(zhí)行生命參數(shù)的確定。通過這種方式，例如，根據(jù)本發(fā)明可以確定反映在電視監(jiān)視器上的人的生命參數(shù)。
[0023]應(yīng)用該方法的例子是，測量監(jiān)測者的血壓、皮膚上的血壓測量、睡眠實驗室中的血壓測量和監(jiān)測、性能診斷中的血壓測量、作為持久測量的血壓測量(例如，進行幾個小時或者幾天的測量)、抽血或輸血的速度控制、血液凈化(舉例來說，例如，透析、血小板、血漿)。血壓被認為是評估在休息和生理壓力情況下的心血管狀況的醫(yī)療標準之一。在休息和壓力下的生理極限值有著詳細的描述和規(guī)定的準則。然而，目前來說，連續(xù)確定壓力下的血壓是不可能的，這是因為可以僅在預(yù)定的時間點通過血壓袖帶確定血壓。只有通過本發(fā)明的方法，血壓的連續(xù)測量才變得可能，這是因為本發(fā)明創(chuàng)造性的通過脈搏波的速度/脈搏波的傳播時間來確定血壓；從心臟到手指的傳播時間短表示高血壓，這是因為血管的部位狹窄。當(dāng)將本發(fā)明應(yīng)用到血壓測量時，優(yōu)選的在休息和壓力下進行校準。然后，可以連續(xù)地測量血壓。由于是非創(chuàng)傷的測量，每個人都可以進行測量而沒有任何危險，所以本發(fā)明的方法可適用于各類人群。長時間的血壓測定不僅可用于健康的運動員，還可用于高危人群，例如心臟病患者和孕婦。向用戶提供了識別血壓高峰以及導(dǎo)致血壓上升的情況的可能。因此，它從而使用戶可以避免相關(guān)的情況并通過