[发明专利]用于测量对象中的生理现象和身体活动的设备、系统和方法

说明书

确定从身体穿戴传感器观察到的主导活动并准确地表征该活动的系统、设备和方法。各种实施例可以包括使用周期变换(PT)以及部分循环测量(PCM)计算来检测与来自一个或多个数据信道的数据区间相关联的主导活动。例如，在身体穿戴传感器(例如，胸部穿戴、肢体穿戴等)中，可能存在在时间、频率、幅值等上交叠的矛盾信号，并且该交叠数据可以以混合方式传达特定主导信息。本文描述的各种实施例试图通过使用分数循环和周期变换来确定来自任何信道的主导信息源。例如，根据各种实施例的周期变换可以提供可实时实现的特定变换方法，并且当与启发法一起使用以消除谐波/子周期信息时识别主导循环周期。因此，本文描述的各种实施例可以确定在患者体内或与患者一起发生的主导活动以及针对特定测量区间的可靠性量度(例如，信号质量指数)。

技术领域

本公开涉及用于测量与对象相关联的生理现象和身体活动的设备、系统和方法。具体地，本公开涉及确定从身体穿戴传感器观察到的主导活动并准确地表征该活动。

背景技术

健康护理行业正在经历可以用可穿戴设备代替传统健康监测设备的无线技术的出现。这些可穿戴设备可以监测与患者的健康相关的生理数据。因此，这些可穿戴设备可以极大地改善疾病预防、临床护理和生活质量。

然而，从这些可穿戴设备获得临床上准确的数据证明是相当困难的。例如，可穿戴医疗设备可以尝试将从经由穿戴在身体上的设备收集的数据分离出有用的生理信息。为了实现该目标，设备可以采用若干个部件，包括例如加速度计、陀螺仪或陀螺仪、磁力计和/或气压计。生理信息可以包括例如脉搏率、血压、呼吸率和/或温度。在该生理信息之中，呼吸率通常不被记录或是不准确的，并且因此，对于不良事件检测是不可用的。

例如，当基于周期和非周期胸壁移动和振动时，呼吸率测量可能包含不准确性。在任何特定时间处，从周期和非周期胸壁移动和振动看到的机械运动可以被定义为主导可见活动的检测。并且，对于静息的患者，传感器可以指示基线呼吸活动以及非周期的传感器噪声。当患者起身到站立或坐着位置或以其他方式改变姿态时，突然的非周期变化可能出现在传感器数据中。并且，当患者移动时，诸如当患者正在行走时，可以看到一组周期振荡。在任何时间点处，主导活动对其他活动的比率可以确定信号质量指数(SQI)测量结果。并且，为了利用诸如呼吸率或其他活动类型的测量，可能需要经由质量指数的质量保证来接受可以可靠地使用的测量。针对呼吸率的当前模型不提供高质量的SQI测量，并且因此不提供临床上准确的呼吸率测量。例如，当主导活动未被正确地确定时，不能计算准确的呼吸率。

但是，活动水平不能经常准确地被确定。例如，医学质量算法可以使用需要保证或质量指数的测量和/或背景信息来获得能够可靠地使用的可接受测量。此外，当前模型不采用准确或接近准确的信号质量指数来与每个测量结果一起使用。

现有方法的其他难题包括与交叠的活动相关联的问题，所述交叠的活动涉及例如呼吸、缓慢行走周期、姿态变化和/或其他运动相关的伪迹。这些难题通过不能提供将频域信息与特定生理现象相关联的一对一关系而被见证。

除了这些之外，问题是即使当患者的主要问题是呼吸状况时呼吸率也经常不被记录的事实。这也是尽管事实上异常呼吸率可能是严重事件(诸如心脏骤停或入住重症监护病房(ICU))的重要预测因子。事实上，患者中的更高呼吸率可能与增加的死亡率相关联。存在这些和其他缺点。

有利地，本发明试图通过测量在对象身体中的任何点处发生的生理现象和身体活动来解决这些突出问题。

发明内容

根据各种实施例，本公开涉及确定从身体穿戴传感器观察到的主导活动并准确地表征该活动的系统、设备和方法。各种实施例可以包括使用周期变换(PT)以及部分循环测量(PCM)计算来检测与来自一个或多个数据信道的数据区间相关联的主导活动。