通過光電血管容積圖(ppg)和加速度計(jì)檢測顯著心率失常事件的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請總體上涉及患者監(jiān)測。本申請具體應(yīng)用于與減少誤報(bào)警結(jié)合使用，并且將具體參考該應(yīng)用進(jìn)行描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本申請也應(yīng)用于其他使用情境，并且不必須限于前述應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]針對諸如局部缺血和心率失常事件的心臟事件的心電圖(ECG)監(jiān)測對于檢測患者惡化而言是重要的。感興趣的心律失常事件包括，例如，心房纖顫或顫動(dòng)(房顫)的發(fā)作與結(jié)束、心室性心動(dòng)過速(室性心動(dòng)過速)、心室纖顫(室顫)、以及心搏停止。然而，ECG監(jiān)測造成許多挑戰(zhàn)。
[0003]常規(guī)的ECG技術(shù)是繁瑣的(在維持信號采集上是費(fèi)力的)且昂貴的。在許多情況中，連續(xù)ECG要求臨床醫(yī)生進(jìn)行相當(dāng)大量的工作，以維持對皮膚的恰當(dāng)?shù)碾姌O和導(dǎo)線接觸。未能這么做能夠?qū)е聦π呐K事件的錯(cuò)誤檢測和錯(cuò)誤報(bào)警，或者臨床上的無為事件(act1n-less event)。另外，盡管隨著更小、更低成本和可穿戴技術(shù)的發(fā)展，這些挑戰(zhàn)中的許多仍然存在。
[0004]本申請?zhí)峁┝诵碌那腋倪M(jìn)的方法和系統(tǒng)，其克服了以上提及的問題和其他問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)一個(gè)方面，提供了一種用于檢測心律失常事件的醫(yī)學(xué)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)處理器，所述處理器被編程為接收使用被安置在患者上或之內(nèi)的光電血管容積圖(PPG)探頭生成的PPG信號；并且接收使用被安置在所述患者上或之內(nèi)的加速度計(jì)生成的脈搏信號。另外，所述至少一個(gè)處理器被編程為從所述PPG信號提取特征到PPG特征向量；從所述脈搏信號提取特征到脈搏特征向量；將所述PPG特征向量與所述脈搏特征向量相關(guān)；并且評價(jià)相關(guān)的PPG特征向量和相關(guān)的脈搏特征向量以檢測心律失常事件。
[0006]根據(jù)另一方面，提供了一種用于檢測心律失常事件的醫(yī)學(xué)方法。接收使用被安置在患者上或之內(nèi)的PPG探頭生成的PPG信號；接收使用被安置在所述患者上或之內(nèi)的加速度計(jì)生成的脈搏信號；從所述PPG信號提取特征到PPG特征向量；從所述脈搏信號提取特征到脈搏特征向量；將所述PPG特征向量與所述脈搏特征向量相關(guān)；并且評價(jià)相關(guān)的PPG特征向量和相關(guān)的脈搏特征向量以檢測心律失常事件。
[0007]根據(jù)另一方面，提供了一種用于檢測心律失常事件的醫(yī)學(xué)系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括第一特征提取單元，所述第一特征提取單元從PPG信號提取特征到PPG特征向量。所述PPG信號是使用被安置在患者上或之內(nèi)的PPG探頭生成的。所述系統(tǒng)還包括第二特征提取單元，所述第二特征提取單元分別從脈搏信號和呼吸信號提取特征到脈搏特征向量和呼吸特征向量。所述脈搏信號和所述呼吸信號是使用被安置在所述患者上或之內(nèi)的加速度計(jì)生成的。所述系統(tǒng)還包括心率失常單元，所述心率失常單元被配置為:將所述PPG特征向量與所述脈搏特征向量和所述呼吸特征向量相關(guān)；并且評價(jià)相關(guān)的PPG特征向量和相關(guān)的脈搏特征向量和相關(guān)的呼吸特征向量以檢測心律失常事件。
[0008]—個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于對心律失常事件的更加可靠的檢測。
[0009]另一優(yōu)點(diǎn)在于無需心電圖(ECG)監(jiān)測地檢測心律失常事件。
[0010]另一優(yōu)點(diǎn)在于無需連續(xù)監(jiān)測而周期性地檢測心律失常事件的能力。
[0011]本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在閱讀和理解了以下詳細(xì)描述后將認(rèn)識到本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)，所述詳細(xì)描述包括對其他生理狀況的檢測，其保證了對患者的護(hù)理提供者的通知或?qū)z測到的狀況的合適的應(yīng)答。
【附圖說明】
[0012]本發(fā)明可以采取各種部件和部件的布置，以及各個(gè)步驟和步驟的安排的形式。附圖僅用于圖示優(yōu)選的實(shí)施例的目的，并且不應(yīng)被解讀為對本發(fā)明的限制。
[0013]圖1圖示了用于檢測心律失常事件的醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例。
[0014]圖2圖示了用于檢測心律失常事件的醫(yī)學(xué)系統(tǒng)的另一實(shí)施例。
[0015]圖3圖示了用于利用圖1或圖2的系統(tǒng)檢測心律失常事件的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明提出了通過對光電血管容積圖(PPG)信號以及呼吸信號和脈搏信號的使用來檢測心律失常事件，呼吸信號和脈搏信號是從加速度計(jì)確定的。能夠通過基于加速度計(jì)的呼吸信號和脈搏信號與PPG信號的交叉相關(guān)，以高置信度來檢測這些事件。另外，檢測到的事件能夠用于以高置信度向臨床醫(yī)生生成警報(bào)。
[0017]參考圖1和圖2，醫(yī)學(xué)系統(tǒng)10包括PPG探頭12，所述PPG探頭12促進(jìn)PPG信號和/或其他信號的生成。典型地，PPG信號是使用脈搏血氧飽和度儀生成的，但是預(yù)期用于生成PPG信號的其他途徑。PPG探頭12被放置在相關(guān)聯(lián)的患者14上或之內(nèi)。
[0018]當(dāng)脈搏血氧飽和度儀被用于生成PPG信號時(shí)，PPG探頭12被放置在患者14的薄的部分上或附近。在嬰兒的情況中，PPG探頭12通常被跨腳放置。否則，PPG探頭12通常被跨指尖放置，跨耳垂放置，放置在食指與拇指之間的蹼上(主要拇動(dòng)脈)，或者放置在前額上。另外，當(dāng)采用脈搏血氧飽和度儀時(shí)，PPG探頭12包括一個(gè)或多個(gè)光源，所述一個(gè)或多個(gè)光源被控制為使在紅色(例如，660nm附近)和紅外(例如，940nm附近)波長的光通過，隨后通過患者14到PPG探頭12的光檢測器。由光檢測器測量兩個(gè)波長中的每個(gè)處的變化的吸收以創(chuàng)建光學(xué)信號。
[0019]PPG信號處理單元(PSPU) 16處理由PPG探頭12生成的一個(gè)或多個(gè)信號(例如，光學(xué)信號)，以生成PPG信號和/或其他信號。合適地，PPG信號和/或其他信號是連續(xù)的。
[0020]另外，PPG特征提取單元(PFEU) 18處理PPG信號，以提取一個(gè)或多個(gè)特征到PPG特征向量。能夠被提取的特征包括針對PPG信號的信號質(zhì)量指數(shù)(SQI)、PPG信號的信號穩(wěn)定性、針對上η個(gè)(例如，η = 4或8)脈搏的脈搏參考(即，檢測到的脈搏識別符(ID)、針對上η個(gè)脈搏中的相鄰脈搏的對的脈搏間間隔(IPI)、針對上η個(gè)脈搏的中值ΙΡΙ，以及inop消息。針對脈搏的脈搏參考能夠例如是主時(shí)鐘指數(shù)。典型地，提取這些特征中的全部到PPG特征向量。
[0021]PFEU 18典型地僅在PPG信號的SQI超過預(yù)定閾值時(shí)提取特征到PPG特征向量。預(yù)定閾值被設(shè)定在這樣的水平:在該水平醫(yī)學(xué)系統(tǒng)10的用戶將信號質(zhì)量視為足夠高以可靠地提取特征。另外，PFEU 18典型地僅根據(jù)預(yù)定的采樣速率(例如，10毫秒)來提取特征。預(yù)定的采樣速率能夠由醫(yī)學(xué)系統(tǒng)10的用戶基于醫(yī)學(xué)系統(tǒng)10的計(jì)算資源(例如，處理能力和存儲器)和/或要可靠地監(jiān)測患者所需要的PPG特征向量的間隔尺寸來設(shè)定。
[0022]PSPU 16和PFEU 18每個(gè)都能夠是軟件(S卩，處理器可執(zhí)行指令)、硬件、或這兩者的組合。當(dāng)PSPU 16或PFEU 18為或包括軟件時(shí)，所述軟件被存儲在一個(gè)或多個(gè)程序存儲器中，并且由一個(gè)或多個(gè)處理器運(yùn)行。
[0023]PPG設(shè)備20被安置為鄰近患者14，典型地被安置在患者的床側(cè)或在自包含的設(shè)備中。另外，PPG設(shè)備典型地由患者14穿戴。另外，PPG設(shè)備20能夠與PPG探頭12集成。PPG設(shè)備20控制PPG探頭12并接收由PPG探頭12生成的信號。PPG設(shè)備20包括PSPU 16并且典型地包括PFEU 18。然而，PFEU 18能夠遠(yuǎn)離PPG設(shè)備20，例如，在患者監(jiān)測系統(tǒng)(PMS)或數(shù)據(jù)聚合器之內(nèi)。
[0024]使用PSPU 16，PPG設(shè)備20處理信號以生成PPG信號。在PPG設(shè)備20包括PFEU 18的情況下，PPG設(shè)備20使用PFEU 18以處理PPG信號并生成PPG特征向量。然后隨著PPG特征向量被生成，使用PPG設(shè)備20的通信單元24將PPG特征向量傳送到PMS 22。在PPG設(shè)備20不包括PFEU