生理信號的自動質(zhì)量評估的制作方法
【專利說明】
[0001] 背景
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 實施例總體上涉及健康監(jiān)測。更具體地，實施例涉及家庭健康監(jiān)測設(shè)置中的生理 信號的自動質(zhì)量評估。
[0003] 討論
[0004] 健康監(jiān)測可傳統(tǒng)上涉及從在臨床環(huán)境（諸如醫(yī)院、醫(yī)生辦公室或其他醫(yī)療中心） 中的個體獲得生理信號（諸如心電圖（ECG)讀數(shù)）。在這種情況下，醫(yī)學(xué)專家可將各種傳 感器連接到個體/患者并且解釋讀數(shù)以便做出健康相關(guān)決定。如果醫(yī)學(xué)專家確定ECG讀數(shù) 不可靠或者質(zhì)量不充分，醫(yī)學(xué)專家可在基于那些讀數(shù)做出健康相關(guān)決定之前對感測裝置和 /或環(huán)境做出調(diào)整。然而，在家用環(huán)境中，患者可能經(jīng)常缺乏必需的醫(yī)學(xué)和/或技術(shù)知識來 標(biāo)識不可靠或不充分的質(zhì)量讀數(shù)并對感測裝置/環(huán)境做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。結(jié)果是，可能體驗 到次佳的健康護理（例如，不適當(dāng)?shù)脑\斷、增加的成本和/或增加的患病風(fēng)險）。
[0005] 附圖簡要描述
[0006] 通過閱讀以下說明書和所附權(quán)利要求書并且通過參考以下附圖，實施例的各種優(yōu) 點將對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員變得明顯，在附圖中：
[0007] 圖1是根據(jù)實施例的一組信號的示例的圖示；
[0008] 圖2A和圖2B是根據(jù)實施例的感測裝置的示例的圖示；
[0009] 圖3是根據(jù)實施例的評估生理信號的方法的示例的流程圖；
[0010] 圖4是根據(jù)實施例的加權(quán)方法的示例的曲線圖；
[0011] 圖5是根據(jù)實施例的邏輯架構(gòu)的示例的框圖；以及
[0012] 圖6是根據(jù)實施例的平臺的示例的框圖。
[0013] 詳細(xì)描述
[0014] 圖1示出了可與家庭健康環(huán)境中的個人/患者的監(jiān)測相關(guān)聯(lián)的多個信號。在所示 示例中，由于生理信號1〇(諸如例如心電圖（ECG)信號）中缺少噪聲，生理信號10被認(rèn)為 是可靠的。盡管所示生理信號10包含ECG信息，在其他示例中，生理信號10可包含血壓信 息、脈搏血氧計信息、心電圖（EEG)信息、光電容積掃描器（PPG)信息等等。
[0015] 依據(jù)感測配置和/或環(huán)境，多個噪聲源12 (12a_12e)可疊加在生理信號（諸如信 號10)上并且因此降低那些信號的質(zhì)量和/或可靠性。例如，輸電干線（例如，50/60HZ)干 擾源12a可能源自附近的低頻率電氣設(shè)備、建筑電力線路等等。此外，肌肉噪聲源12b可能 源自患者由于焦慮而產(chǎn)生的無意識的肌肉收縮，并且運動偽影噪聲源12c可能源自患者移 動。而且，電磁干擾（EMI)源12d可能源自附近的高頻率設(shè)備（諸如移動電話和其他電子 設(shè)備），并且基線漫游噪聲源12e可能源自化學(xué)反應(yīng)和對皮膚電極阻抗改變的其他貢獻源。 噪聲源12各自可因此對所測量的生理信號的質(zhì)量具有負(fù)面影響，其程度為在生理信號中 存在對應(yīng)類型的噪聲。實際上，由于相對缺乏典型患者的醫(yī)學(xué)和/或技術(shù)知識，噪聲源12 可在家庭健康環(huán)境中呈現(xiàn)的獨特挑戰(zhàn)。
[0016] 如將更詳細(xì)討論的，在可家庭健康環(huán)境中對噪聲源12中的每一個噪聲源進行定 性分析和定量分析，其中那些分析可用于確定是否以及何時向遠(yuǎn)程位置（諸如臨床健康環(huán) 境（例如，醫(yī)院、醫(yī)生辦公室或其他醫(yī)學(xué)中心））報告生理信號。此外，這些分析可用于指導(dǎo) 患者修改傳感器配置和/或環(huán)境以便增加所報告的生理信號的可靠性。
[0017] 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2A，示出了其中患者14使用移動設(shè)備16進行讀數(shù)（諸如例如ECG讀 數(shù)、血壓讀數(shù)、脈搏血氧計讀數(shù)、EEG讀數(shù)、PPG讀數(shù)等等）的家庭健康監(jiān)測環(huán)境。在所示示 例中，移動設(shè)備16包括可抵靠患者14的身體部位（例如，胸部、手臂、頭部）按壓以便測量 患者14的生理狀況的一個或多個傳感器（例如，電極、觸點）18。移動設(shè)備16可結(jié)合讀數(shù) 生成一個或多個生理信號，其中這些生理信號可被傳輸?shù)浇】底o理網(wǎng)絡(luò)20。如將更詳細(xì)討 論的，移動設(shè)備16可被配置成用于在將這些生理信號傳輸?shù)浇】底o理網(wǎng)絡(luò)20之前自動地 對這些生理信號進行質(zhì)量評估并且如果這些評估指示早先的讀數(shù)缺乏可靠性則指導(dǎo)患者 14進行附加讀數(shù)。
[0018] 健康護理網(wǎng)絡(luò)20可進而將所報告的生理信號提供給健康護理專家（諸如內(nèi)科醫(yī) 生、護士、臨床醫(yī)生等等）。此外，健康護理專家可將經(jīng)由健康護理網(wǎng)絡(luò)20和/或移動設(shè) 備16將建議傳送到患者14。除具有集成傳感器18之外，移動設(shè)備16可以是具有其他功 能（諸如消息傳送（例如，文本消息傳送、即時消息傳送/頂、電子郵件）、計算、媒體播放等 等）的計算平臺（諸如無線智能電話、智能平板計算機、個人數(shù)字助理（PDA)、移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè) 備（MID)、筆記本計算機、可轉(zhuǎn)換平板計算機等等）。
[0019] 圖2B示出了其中患者14使用測量附件21和移動設(shè)備22進行讀數(shù)（諸如例如 ECG讀數(shù)、血壓讀數(shù)、脈搏血氧計讀數(shù)、EEG讀數(shù)、PPG讀數(shù)等等）的家庭健康監(jiān)測環(huán)境。在 所示示例中，測量附件21包括可被抵靠患者14的身體部位按壓以便測量患者14的生理狀 況的一個或多個傳感器（例如，電極、觸點）24。所示測量附件21可結(jié)合讀數(shù)生成一個或多 個生理信號，其中這些生理信號可被傳輸?shù)揭苿釉O(shè)備22。如在移動設(shè)備16 (圖2A)的情況 下一樣，測量附件21或移動設(shè)備22可被配置成用于在將這些生理信號傳輸?shù)浇】底o理網(wǎng) 絡(luò)20之前自動地對這些生理信號進行質(zhì)量評估并且如果這些評估指示早先的讀數(shù)缺乏可 靠性則指導(dǎo)患者14進行附加讀數(shù)。
[0020] 如已經(jīng)討論的，健康護理網(wǎng)絡(luò)20可將所報告的生理信號提供給健康護理專家，該 專家可經(jīng)由健康護理網(wǎng)絡(luò)20和/或移動設(shè)備22向患者14傳送建議。移動設(shè)備22可以具 有消息傳送、計算、媒體播放和/或其他功能的計算平臺（諸如無線智能電話、智能平板計 算機、PDA、MID、筆記本計算機、可轉(zhuǎn)換平板計算機等等）。
[0021] 圖3示出了評估家庭健康環(huán)境中的生理信號的方法26。方法26可在可執(zhí)行軟件 中實現(xiàn)為存在存儲器（諸如隨機存取存儲器（RAM)、只讀存儲器（R0M)、可編程ROM (PR0M)、 固件、閃存等等）的機器或計算機可讀介質(zhì)中的邏輯指令集；存儲在可配置邏輯（諸如例 如可編程邏輯陣列（PLA)、現(xiàn)場可編程門這列（FPGA)、復(fù)雜可編程邏輯器件（CPLD))中的邏 輯指令集；存儲在使用電路技術(shù)（諸如例如專用集成電路（ASIC)、互補金屬氧化物半導(dǎo)體 (CMOS)或晶體管-晶體管邏輯（TTL)技術(shù)或其任何組合）的固定功能邏輯硬件中的邏輯指 令集。例如，可用一種或多種編程語言的任何組合編寫用于執(zhí)行方法26中所示的操作的計 算機程序代碼，包括面向?qū)ο蟮木幊陶Z言（諸如Java、Smalltalk、C++等等）以及常規(guī)程序 編程語言（諸如"C"編程語言或類似的編程語言）。
[0022] 所示處理塊28提供從與移動設(shè)備相關(guān)聯(lián)的傳感器裝置接收生理信號。如已經(jīng)描 述的，生理信號可與ECG讀數(shù)、血壓讀數(shù)、脈搏血氧計讀數(shù)、EEG讀數(shù)、PPG讀數(shù)等等相關(guān)聯(lián)。 可在框30估計生理信號的信號長度。在一個示例中，信號長度的估計涉及使用多帶濾波器 對生理信號進行去噪。在去噪過程中使用的濾波器可考慮各種類型的噪聲源（例如，輸電 干線干擾、肌肉噪聲、運動偽影噪聲、EMI、基線漫游噪聲）的頻率分布。此外，框30可涉及 信號處理以便標(biāo)識經(jīng)濾波的信號中的一個或多個基點。例如，ECG信號中的基點可對應(yīng)于 ECG信號的R波（即，QRS復(fù)合體中的向上偏轉(zhuǎn)）。因此，基點可用于計算生理信號的信號 長度。
[0023] 框32可從生理信號提取第一噪聲源。例如，對于前述基線漫游噪聲12e (圖1)， 框32可向生理信號應(yīng)用具有1Hz的截止頻率、三次樣條等等的數(shù)字低通濾波器（LPF)?？?替代地，可從框32中的信號中減去源自框30的經(jīng)去噪的生理信號以便將基線漫游噪聲12e 與生理信號隔離。在本示例中，框32的輸出可僅僅是從生理信號提取的基線漫游。所示框 34提供對第一噪聲源進行噪聲估計。例如，對于基線漫游噪聲12e (圖1)，噪聲估計可涉及 拒絕經(jīng)隔離的基線漫游噪聲中的離群數(shù)據(jù)并且確定/計算在所得曲線下的面積。噪聲曲線 下方的面積可對于低頻率噪聲（諸如基線漫游噪聲）特別有效。框34還可提供針對在框 30估計的生理信號強度將所估計的噪聲歸一化。
[0024] 可在框36對第一噪聲源進行定性分析。更具體地，可通過對針對第一噪聲源的所 估計的噪聲與適當(dāng)?shù)拈撝颠M行比較為第一噪聲源指派單獨的定性評級-Q& (例如，"良好"、 "合理"、"較差"）。在此方面，由于醫(yī)學(xué)專家通常對生理信號進行視覺評估以便決定它們是 否具有可接受的質(zhì)量，可選擇與手動視覺敏銳度/評估匹配的