[发明专利]生理指标估值的上升和下降极限

说明书

技术领域

本发明的实施例大致涉及用于监测心律和其它生理指标的光电容积脉搏波(PPG)传感器，尤其涉及PPG传感器的减噪技术。

背景技术

个人健康监视仪通过使用户监视在运动、田径运动训练、休息、日常生活活动、理疗等过程中的心率或者其它的生理信息从而为用户提供监测他们的整体健康和健身的能力。由于这些装置变得越来越小和越来越具有便携性，它们变得越来越流行。

心率监视仪为个人健康监视仪的一个例子。普通类型的心率监视仪使用了胸带监视仪，胸带监视仪包括用于从心脏检测肌肉动作电位的表面电极。因为该表面电极提供了相对的无噪声信号，使用了表面电极的监视仪产生的信息是高度精确的。然而，大多数使用者发现胸带监视仪不舒服和不方便。

另一种类型的心率监视仪使用了设置在耳塞处的PPG传感器。耳朵是放置监视仪的理想位置，因为耳朵处是一个相对静止的平台，不会妨碍人们的移动和视线。靠近耳朵的PPG传感器，例如，可获取下列位置的信息：内耳道和鼓膜(用于测量身体核心温度)，肌肉组织(用于测量肌肉张力)，耳廓和耳垂(用于监视血气等级)，耳朵后面的区域(用于测量皮肤温度和皮肤电反应)，以及颈内动脉(用于测量心肺功能)。耳朵还位于或者靠近身体暴露于感兴趣的环境中的呼吸毒素(挥发性有机化合物、污染等)的点，耳朵受到的噪声污染的点，眼睛受到的光照条件的点等。进一步地，因为耳道自然用于传输声能，耳朵是监视内部声音的良好位置，例如心跳、呼吸率、嘴的运动等。

PPG传感器通过使用红外光或者其它光源投射并最终传输通过组织或者从组织反射回的光来测量相对的血流，该光随后被光电探测器检测到，并进行量化。例如，高的血流的流速将导致更多的光被血流散射，这终将增加到达光电检测器的光强。通过处理光电检测器输出的信号，使用PPG传感器的监视仪可测量血容量脉冲(每次心跳的血容量的相性变化)，心率，心率变化，和其它的生理信息。PPG传感器通常是很小的并且可被封装，因此它们不会有其它的传统健康传感器舒适性和/或便利性的问题。

然而，PPG传感器比其它许多类型的传感器对于运动伪影噪声更加敏感，因此更容易出现精度问题。

发明内容

本发明公开的过滤技术提高了监视仪测量心率和/或其它生理指标的精度，例如，使用光电容积脉搏波(photoplethysmograph，PPG)传感器的生理指标。通常地，公开的过滤技术通过根据心率相关的心率极限来调整心率的估值，进而提高精度。

一个示例性的方法通过处理生理传感器，例如PPG传感器，的数据来减少噪声，从而增加生理指标，例如心率，的精度。该方法包括：基于从生理传感器接收到的生理波形确定生理指标的瞬时估值，将该瞬时估值与生理指标的当前过滤估值进行比较。该方法进一步地包括基于瞬时估值和当前过滤估值之间的比较，根据当前过滤估值和心率极限计算生理指标的修正后的过滤估值；以及输出修正后的过滤估值。

一个示例性的生理传感器通过处理生理传感器，例如PPG传感器，的数据来减少噪声，从而增加生理指标，例如心率，的精度。该处理器包括频谱转换器和过滤器。频谱转换器用于基于接收的波形确定生理指标的瞬时估值。过滤器用于比较该瞬时估值和生理指标的当前过滤估值，并且输出生理指标的修正后的过滤估值，基于该瞬时估值和该当前过滤估值之间的比较，根据当前过滤估值和的心率极限来计算修正后的过滤估值。

附图说明

图1示出了设置在耳塞上的示例性的心率监视仪。

图2示出了设置在外壳内的示例性的生理监视系统的模块图。

图3示出了用于从生理传感器提供的数据确定生理信息的示例性的流程图。

图4示出了图2所示的处理器的示例性的模块图，图2中的处理器用于执行图3所示的流程。

图5示出了图4中的过滤器的示例性的框图。

图6示出了用于从生理传感器提供的数据确定生理信息的另一示例性的流程。

具体实施方式

本发明公开的多个实施例是从人体在活动期间的生命体征、PPG信号和加速度如何改变的新发现中得出的。通过理解这些改变之间的关系，发明了一种方法来追踪运动伪影噪声以及其它类型的噪声中的心率和其它的生命体征，该运动伪影噪声以及其它类型的噪声可导致心率以及其它的生命体征的错误估值。