用于確定呼吸率的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本文所公開的主題一般涉及從患者數(shù)據(jù)來確定生命參數(shù)。更具體來說，本主題涉 及用于從自患者所得到的多個信號來確定呼吸率的方法和系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 呼吸率或呼吸頻率是與呼吸和心血管功能相關的患者健康的有效指標。實際上， 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，超過每分鐘27次呼吸的呼吸率是醫(yī)院中的心臟停搏的預測值(predictor)。呼吸 率測量在設計用于重要疾病的早期預警評分系統(tǒng)(EWS)中是有用的。盡管其重要性，但是呼 吸率常常是被忽略的生命特征，并且在臨床實踐中沒有例行測量。對于這個的一個原因是， 呼吸率的人工測量(例如在患者床邊對呼吸計數(shù))是麻煩的過程，并且也沒有產(chǎn)生連續(xù)估 計。也就是說，常常存在其中患者保持未監(jiān)測的時間周期。因此，人工測量與遺漏未監(jiān)測周 期期間的重要呼吸事件的高可能性關聯(lián)。用于呼吸率的不顯眼連續(xù)估計的常規(guī)方法主要因 算法不充分而遭受不良測量精度。諸如心臟偽影(cardiac artifact)和運動偽影的偽影信 號的存在要求計算密集和復雜的信號處理技術，用于得到呼吸率的估計。測量不準確性能 夠觸發(fā)常常犯"警報疲勞"的問題的假警報，其中護理人員具有忽略重要事件的傾向，認為 測量估計多半是不準確的。
[0003] 存在對用于估計呼吸率的增強系統(tǒng)和方法的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 按照本技術的一個方面，公開一種用于確定受檢者的呼吸率的方法。該方法包含 接收包含第一信號和第二信號的多個信號，每個信號表示受檢者的生理參數(shù)。該方法還包 含:處理第一信號，以便從第一信號去除心臟偽影信號并且生成第一所處理信號；以及處理 第二信號，以便從第二信號去除心臟偽影信號并且生成第二所處理信號。該方法還包含:使 用多項式擬合技術來處理第一所處理信號，以便從第一所處理信號去除運動偽影信號并且 生成第一周期信號；以及使用多項式擬合技術來處理第二所處理信號，以便從第二所處理 信號去除運動偽影信號并且生成第二周期信號。該方法還包含:使用譜分解技術來處理第 一周期信號，以便從第一周期信號去除殘余噪聲信號并且生成第一無噪聲信號；以及使用 譜分解技術來處理第二周期信號，以便從第二周期信號去除殘余噪聲信號并且生成第二無 噪聲信號。該方法還包含:使用基于子空間的技術來處理第一無噪聲信號，以生成第一值； 以及使用基于子空間的技術來處理第二無噪聲信號，以生成第二值，并且然后基于第一值 和第二值來確定組合值。
[0005] 按照本技術的一個方面，公開一種用于確定呼吸率的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含信號采集 系統(tǒng)，其配置成接收包含第一信號和第二信號的多個信號，每個信號表示受檢者的生理參 數(shù)。該系統(tǒng)還包含耦合到信號采集系統(tǒng)的至少一個處理器，至少一個處理器編碼有指令以 執(zhí)行第一和第二信號的信號處理。系統(tǒng)的至少一個處理器中編碼的指令包含心臟偽影去除 模塊，以便處理第一信號和第二信號之中的每個信號以去除心臟偽影信號，并且分別生成 第一所處理信號和第二所處理信號。指令還包含運動偽影去除模塊，以便使用多項式擬合 技術來處理第一所處理信號和第二所處理信號之中的每個信號，以去除運動偽影信號并且 分別生成第一周期信號和第二周期信號。指令還包含噪聲去除模塊，以便使用譜分解技術 來處理第一周期信號和第二周期信號之中的每個信號，以去除殘余噪聲信號并且分別生成 第一無噪聲信號和第二無噪聲信號。指令還包含估計模塊，以便使用基于子空間的技術來 處理第一無噪聲信號和第二無噪聲信號之中的每個信號，并且分別生成第一值和第二值。 指令還包含組合模塊，以便基于第一值和第二值來確定組合值，組合值表示受檢者的呼吸 率。
[0006] 按照本技術的另一方面，公開一種編碼有用于確定受檢者的呼吸率、指示至少一 個處理器的程序的非暫時計算機可讀媒介。程序指示至少一個處理器接收包含第一信號和 第二信號的多個信號，每個信號表示受檢者的生理參數(shù)。該程序指示至少一個處理器處理 第一信號，以便從第一信號去除心臟偽影信號并且生成第一所處理信號；以及處理第二信 號，以便從第二信號去除心臟偽影信號并且生成第二所處理信號。程序還指示至少一個處 理器使用多項式擬合技術來處理第一所處理信號，以便從第一所處理信號去除運動偽影信 號并且生成第一周期信號；以及使用多項式擬合技術來處理第二所處理信號，以便從第二 所處理信號去除運動偽影信號并且生成第二周期信號。程序還指示至少一個處理器使用譜 分解技術來處理第一周期信號，以便從第一周期信號去除殘余噪聲信號并且生成第一無噪 聲信號；以及使用譜分解技術來處理第二周期信號，以便從第二周期信號去除殘余噪聲信 號并且生成第二無噪聲信號。程序還指示至少一個處理器執(zhí)使用基于子空間的技術來處理 第一無噪聲信號，以生成第一值；以及使用基于子空間的技術來處理第二無噪聲信號，以生 成第二值。程序還指示至少一個處理器基于第一值和第二值來確定組合值，組合值表示受 檢者的呼吸率。
【附圖說明】
[0007] 在參照附圖閱讀下面詳細描述時，將會更好地理解本發(fā)明的實施例的這些及其他 特征和方面，附圖中，相似符號在附圖中通篇表示相似部件，附圖包括： 圖1是按照示范實施例用于確定受檢者的呼吸率的系統(tǒng)的框圖； 圖2是按照示范實施例圖示用于確定呼吸率的阻抗體積描記器波形的圖表； 圖3是按照示范實施例圖示指示波形的第一所處理信號的圖表； 圖4是按照示范實施例圖示指示波形的第一周期信號的圖表； 圖5是按照示范實施例圖示指示波形的第一無噪聲信號的圖表； 圖6是按照示范實施例圖示指示波形的第三無噪聲信號的圖表;以及 圖7是按照示范實施例圖示用于確定受檢者的呼吸率的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0008] 本發(fā)明的實施例公開用于從通過監(jiān)測患者所得到的多個信號來確定呼吸率的系 統(tǒng)和方法。該技術涉及接收包含第一信號(例如阻抗體積描記器信號）、第二信號(例如心電 圖描記器信號）和第三信號（例如動脈血壓信號）的多個信號。每個信號表示受檢者的生理 參數(shù)。第一信號、第二信號和第三信號被處理，以便去除心臟偽影信號，以分別生成第一所 處理信號、第二所處理信號和第三所處理信號。第一所處理信號、第二所處理信號和第三所 處理信號使用多項式擬合技術來處理，以便去除運動偽影信號，以分別生成第一周期信號、 第二周期信號和第三周期信號。第一周期信號、第二周期信號和第三周期信號使用譜分解 技術來處理，以便去除殘余噪聲信號，以分別生成第一無噪聲信號、第二無噪聲信號和第三 無噪聲信號。第一無噪聲信號、第二無噪聲信號和第三無噪聲信號使用基于子空間技術來 處理，以分別生成第一值、第二值和第三值。該技術還包含基于第一值、第二值和第三值來 確定組合值。組合值表示受檢者的呼吸率。
[0009] 圖1是按照示范實施例用于確定受檢者的呼吸率的系統(tǒng)100的圖解說明。系統(tǒng)100 包含信號采集系統(tǒng)102、至少一個處理器110、心臟偽影去除模塊112、運動偽影去除模塊 120、噪聲去除模塊128、估計模塊136和組合模塊144。
[0010] 在所圖示實施例中，信號采集系統(tǒng)102接收多個信號，例如第一信號104、第二信號 106和第三信號108,其是指示受檢者的生理參數(shù)的生命信號。具體來說，第一信號104、第二 信號106和第三信號108表示受檢者的生理參數(shù)。在其他實施例中，信號的數(shù)量和類型可根 據(jù)應用而改變。信號采集系統(tǒng)102包含模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器和信號調(diào)節(jié)電路系統(tǒng)(未示出），用 于生成每個所接收信號104、106、108的多個數(shù)字樣本。在示范實施例中，第一信號104是阻 抗體積描記器(IP)信號，第二信號106是心電圖描記器(ECG)信號，以及第三信號108是動脈 血壓(ABP)信號。每個信號104、106、108可包含多個噪聲信號，例如心臟偽影信號150、運動 偽影信號152和殘余噪聲信號154。處理器110耦合到信號采集系統(tǒng)102。在一個實施例中，處 理器110編碼有指令，以執(zhí)行第一和第二信號104、106的處理，以計算指示受檢者的呼吸率 的值。在另一個示范實施例中，處理器110配置成執(zhí)行第一、第二和第三信號104、106、108的 處理，以計算指示受檢者的呼吸率的值。具體來說，信號處理涉及從每個信號104、106、108 去除心臟偽影信號150、運動偽影信號152和殘余噪聲信號154。處理器110經(jīng)由心臟偽影去 除模塊112、運動偽影去除模塊120、噪聲去除模塊128、估計模塊136和組合模塊144來執(zhí)行 每個信號104、106、108的處理。
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