[发明专利]使用低功率传感器进行心率和呼吸率估计的方法和装置

权利要求书

1.一种用于测量用户的生物信号的系统，包含：

传感器模块，配置为经由当前信道获取用户的心脏射血容量描记图(BCG)信号，其中所述当前信道是所述传感器模块的至少一个信道；

分解模块，配置为将所述BCG信号分解为分解信号；

重构模块，配置为将所述分解信号的至少部分重构为重构信号；

处理模块，配置为将所述重构信号处理为心率、呼吸率、呼吸相位和血压的至少一者；以及

显示模块，配置为在显示设备上显示与心率、呼吸率、呼吸相位和血压的至少一者对应的至少一个输出。

2.如权利要求1所述的系统，其中所述分解模块被配置为使用与小波对应的函数分解所述BCG信号。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述分解模块被配置为使用与Hilbert变换、具有不同截止频率和阻带的有限冲击响应(FIR)/无限冲击响应(IIR)滤波器、基于时域的移动平均方法和多阶导数中的一个或多个对应的函数来分解所述BCG信号。

4.如权利要求1所述的系统，其中所述重构模块被配置为使用统计平均方法中的一个或多个来重构所述分解信号的至少部分。

5.如权利要求1所述的系统，其中所述重构模块被配置为使用滑动窗口中的一个或多个计算所述分解信号的每个部分的移动平均能量熵和Boltzmann熵来重构，其中Boltzmann常数被调整以为所述滑动窗口提供适应性权重。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述重构模块被配置为使用与移动平均和最大模原理中的一个或多个对应的时域平滑来重构。

7.如权利要求1所述的系统，进一步包含诊断处理器，其被配置为基于所述BCG信号和期望的光电容积描记图(PPG)信号之间的预定义的频率变换函数将所述BCG信号转变为类PPG波形。

8.如权利要求1所述的系统，进一步包含诊断处理器，其被配置为基于所述BCG信号和所述重构信号中的至少一者的倒频谱Cepstrum分析来确定心率。

9.如权利要求1所述的系统，进一步包含诊断处理器，其被配置为当在所述当前信道检测到运动时选择下一信道，其中所述下一信道是要被用于后续呼吸率估计周期的所述传感器模块的信道。

10.如权利要求9所述的系统，其中用于选择所述下一信道的信道评估准则是基于由所述信道的甚低频(VLF)带中的峰值确定的呼吸率估计置信度指示符和由重构BCG信号的频谱中的峰值确定的心率估计置信度指示符中的至少一者的。

11.一种存储机器可运行的指令的非暂态机器可读介质，当指令被运行时导致计算系统控制用于测量用户的生物信号的操作，所述操作包含：

经由当前信道获取用户的心脏射血容量描记图BCG信号，其中所述当前信道是运动传感器的至少一个信道；

将所述BCG信号分解为分解信号；

将所述分解信号的至少部分重构为重构信号；

将所述重构信号处理为心率、呼吸率、呼吸相位和血压中的至少一者；以及

在显示设备上显示与心率、呼吸率、呼吸相位和血压中的至少一者对应的至少一个输出。

12.如权利要求11所述的非暂态机器可读介质，其中所述BCG信号按与小波对应的函数分解。

13.如权利要求11所述的非暂态机器可读介质，其中所述BCG信号通过与Hilbert变换、具有不同截止频率和阻带的有限冲击响应(FIR)/无限冲击响应(IIR)滤波器、基于时域的移动平均方法和多阶导数中的一个或多个对应的函数来分解。

14.如权利要求11所述的非暂态机器可读介质，其中使用一个或多个统计平均方法执行将所述分解信号的至少部分重构为重构信号。

15.如权利要求11所述的非暂态机器可读介质，其中使用滑动窗口的一个或多个计算所述分解信号的每个部分移动平均能量熵和Botlzmann熵来执行将所述分解信号的至少部分重构为重构信号，其中Boltzmann常数被调整以为所述滑动窗口提供适应性权重。

16.如权利要求11所述的非暂态机器可读介质，其中使用与移动平均和最大模原理中的一个或多个对应的时域平滑来执行将所述分解信号的至少部分重构为重构信号。