监护设备及其生理参数处理方法与系统的制作方法
【专利摘要】一种生理参数处理方法，包括如下步骤：获取主生理信号，并对所述主生理信号进行分析获得所述主生理信号的信号质量指数；获取从生理信号，并对所述从生理信号进行分析获得所述从生理信号的信号质量指数；根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数对处理所述主生理信号获得生理参数的过程进行控制；及输出所述生理参数。上述生理参数处理方法，可以借助从生理信号来辅助对主生理信号的处理，相对于依靠单个生理信号进行处理的方式，信息源更广，特别是在单个生理信号的信号质量较差时，借助从生理信号可以避免出现误报警和漏报的情况。此外，还提出一种生理参数处理系统及采用上述生理参数处理方法与系统的监护设备。
【专利说明】监护设备及其生理参数处理方法与系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗设备，特别是涉及一种监护设备及其生理参数处理方法与系统。
【背景技术】
[0002] 对人体生命体征信号进行处理获得生理参数具有广泛的用途。然而，这些生命体 征信号经常受到诸如噪声、伪迹等的干扰造成生理参数出现错误。以监护设备为例，心律失 常的错误估计会导致相关的误报警，这些误报警降低了病人和医护人员对仪器的满意度， 更为严重的是医护人员对监护设备报警的信任度降低，从而可能忽略真正的危急情况，大 大削弱了监护效果。
【发明内容】
[0003] 基于此，有必要针对信号受扰导致的误报警问题，提供一种监护设备及其生理参 数处理方法与系统。
[0004] 一种生理参数处理方法，包括如下步骤：获取主生理信号，并对所述主生理信号进 行分析获得所述主生理信号的信号质量指数；获取从生理信号，并对所述从生理信号进行 分析获得所述从生理信号的信号质量指数；根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从 生理信号的信号质量指数对处理所述主生理信号获得生理参数的过程进行控制；及输出所 述生理参数。
[0005] -种生理参数处理系统，包括：主生理信号模块，获取主生理信号，并对所述主生 理信号进行分析获得所述主生理信号的信号质量指数；从生理信号模块，获取从生理信号， 并对所述从生理信号进行分析获得所述从生理信号的信号质量指数；控制模块，根据所述 主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数对处理所述主生理信号获 得生理参数的过程进行控制；输出模块，输出所述生理参数。
[0006] 此外，还提出了一种包含上述生理参数处理系统的监护设备。
[0007] 上述监护设备及其生理参数处理方法与系统，通过根据主生理信号的信号质量指 数和从生理信号的信号质量指数，对处理主生理信号获得生理参数的过程进行控制，可以 借助从生理信号来辅助对主生理信号的处理，相对于依靠单个生理信号进行处理的方式， 信息源更广，特别是在单个生理信号的信号质量较差时，借助从生理信号可以避免出现误 报警和漏报的情况。
【专利附图】
【附图说明】
[0008] 图1为生理参数处理方法流程图；
[0009] 图2为一实施例中对生理信号进行分析获得信号质量指数的流程图；
[0010] 图3为另一实施例中对生理信号进行分析获得信号质量指数的流程图；
[0011] 图4为修正综合信号质量指数的流程图；
[0012] 图5为确认是否输出噪声报警的流程图；
[0013] 图6为ECG信号与IBP信号对应关系示意图；
[0014] 图7为结合从生理信号分析主生理信号的流程图；
[0015] 图8为结合从生理信号确定是否输出报警的流程图；
[0016] 图9为第一实施例的生理参数处理系统的模块图；
[0017] 图10为一实施例中主生理信号模块或从生理信号模块的示意图；
[0018] 图11为另一实施例中主生理信号模块或从生理信号模块的示意图；
[0019] 图12为第二实施例的生理参数处理系统的模块图；
[0020] 图13为控制模块的示意图；
[0021] 图14为噪声单元的示意图；
[0022] 图15为分析单元的示意图；及
[0023] 图16为报警单元的示意图。
【具体实施方式】
[0024] 传统的生理参数处理策略都基于单个生理信号进行研究和改进，用于提高单个生 理信号噪声情况下信号的生理参数估计，例如经典滤波、机器自学习、卡尔曼滤波、变换域 分析等，但这些技术都未能很好的解决噪声影响的问题，且有些算法计算复杂，需要占用大 量的资源而难以工程实现。同时，也有从多个生理数据源中选择合理的生理数据的方法，但 也未能很好的解决噪声带来的误报警或漏报警问题，适用范围较小。
[0025] 因此，提出了一种生理参数处理方法，选取一路信号作为主生理信号，选取至少一 路其他信号作为从生理信号，对主生理信号和从生理信号进行质量分析，并根据质量分析 结果对生理参数的计算和初步结果进行干预，最终确定报警输出结果。将多个信号的质量 分析结果以及生理参数分析结果应用到某个信号的生理参数计算、后续的初步结果调整 中，可以得到更加准确的生理参数，从而有效降低了有干扰情况下的误报警和漏报警率。
[0026] 如图1所示，一种生理参数处理方法，包括如下步骤：
[0027] 步骤S110,获取主生理信号，并对主生理信号进行分析获得主生理信号的信号质 量指数（SQI，Signal Quality Index)。主生理信号可以是心电信号、血氧信号等，只要主生 理信号的采集、处理容易受到环境和设备本身的干扰，都可以采用信号质量的方法来改善 计算得到的生理参数结果。获取到的主生理信号可以为传感器采集到的原始信号或者经过 滤波或者其它处理后的信号。SQI是表现信号质量好坏的评价，可以采用多种方式计算获 得，例如单项的计算或是综合的计算等，还可以根据一些预先的判断进行修正。信号质量指 数的获得方式将在下文详细描述。
[0028] 步骤S120,获取从生理信号，并对从生理信号进行分析获得从生理信号的信号质 量指数（SQI)。主生理信号是被主要改进的那一路信号，例如心电信号（ECG信号)，从生 理信号为不同于主生理信号的其他生理信号，如有创血压信号（IBP信号)、无创血压信号 (NIBP信号)、血氧信号（SP02信号)等。获取到的从生理信号可以为传感器采集到的原始信 号或者经过滤波或者其它处理后的信号。SQI是表现信号质量好坏的评价，可以采用多种方 式计算获得，例如单项的计算或是综合的计算等，还可以根据一些预先的判断进行修正。信 号质量指数的获得方式将在下文详细描述。
[0029] 步骤S130,根据主生理信号的信号质量指数和从生理信号的信号质量指数对处理 主生理信号获得生理参数的过程进行控制。控制的方式可以是根据所述主生理信号的信号 质量指数和所述从生理信号的信号质量指数确认是否输出噪声报警。控制的方式还可以是 根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数选择处理所述主 生理信号所需的模板。控制的方式也可以是根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从 生理信号的信号质量指数结合所述从生理信号分析所述主生理信号。另外，控制的方式还 可以是根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数结合所述 从生理信号确定是否输出报警。上述控制方式可以只是其中一种，也可以是任意两种或几 种的组合。
[0030] 步骤S140,输出生理参数。将采用上述步骤S130处理生理信号获得的生理参数输 出，例如采用显示、音频等方式输出，也可以以电信号的形式输出到其他装置上，判断是否 在正常范围内，不在正常范围内则可以进行报警提示被监护人员或医务工作者等。
[0031] 上述生理参数处理方法，通过根据主生理信号的信号质量指数和从生理信号的信 号质量指数对处理主生理信号获得生理参数的过程进行控制，可以借助从生理信号来辅助 对主生理信号的处理，相对于依靠单个生理信号进行处理的方式，信息源更广，特别是在单 个生理信号的信号质量较差时，借助从生理信号可以避免出现误报警和漏报的情况。
[0032] 需要说明的是，上述生理参数处理方法，并非以获得诊断结果或健康状况为直接 目所提出的技术方案，通过该方法也不能对生理信号进行处理直接获得诊断结果，而是对 已知的处理过程的控制，避免错误报警。也就是说，上述生理参数处理方法，是对已有的处 理过程加入一些控制因素，而这些控制因素本身并不能获得诊断结果或健康状况，因此，这 些控制因素本身并非疾病的诊断和治疗方法。
[0033] 如图2所示，步骤SllO中，对主生理信号进行分析获得主生理信号的信号质量指 数的步骤可以具体包括如下步骤：
[0034] 步骤S210,获得表征信号特征或状态的子信号质量指数。以主生理信号为心电信 号为例，子3〇1可以是1^〇1几5〇1、85〇1、1^〇1』815〇1中的一种或多种。1^〇1反映室颤类 型：其越大那么越有可能是无噪声的QRS波（QRS波指代表全部心室肌除极过程的综合波 群，典型的QRS综合波包括3个紧密相连的波群，振幅大的QRS波以大写Q、R、S表示，振幅 小的QRS波以小写q、r、s表示)，一般为7 ;sSQI反映有效信号占所有信号的比例：其越大 那么越有可能是无噪声的QRS波，一般为0. 6 ;bslSQI反映基漂大小：其越大表明基漂噪声 越小，那么其对算法影响越小，那么根据其可能对算法的影响程度分为两级，当然也可以分 为多级，跟具体的算法相关；hSQI反映高频噪声大小：其越大表明高频噪声越小，那么其对 算法影响越小，可根据其可能对算法的影响程度分为四级，当然也可以分为多级，跟具体算 法相关；bSQI反映综合噪声大小：其越小表明噪声越小，那么对算法影响越小，可以根据其 对算法的影响程度分级，跟具体算法相关。其中：
[0035] kSQI能有效反映室颤类型的特征，其定义如下：
【权利要求】
1. 一种生理参数处理方法，其特征在于，包括如下步骤： 获取主生理信号，并对所述主生理信号进行分析获得所述主生理信号的信号质量指 数； 获取从生理信号，并对所述从生理信号进行分析获得所述从生理信号的信号质量指 数； 根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数，对处理所述 主生理信号获得生理参数的过程进行控制；及 输出所述生理参数。
2. 根据权利要求1所述的生理参数处理方法，其特征在于，所述对所述主生理信号或 从生理信号进行分析获得所述主生理信号的信号质量指数或所述从生理信号的信号质量 指数的步骤包括： 获得表征信号特征或状态的子信号质量指数； 通过对所述子信号质量指数进行计算得到综合信号质量指数，将所述综合信号质量指 数作为所述主生理信号的信号质量指数或所述从生理信号的信号质量指数。
3. 根据权利要求1所述的生理参数处理方法，其特征在于，所述对所述主生理信号或 从生理信号进行分析获得所述主生理信号的信号质量指数或所述从生理信号的信号质量 指数的步骤包括： 获得表征信号特征或状态的子信号质量指数； 通过对所述子信号质量指数进行计算得到综合信号质量指数； 修正所述综合信号质量指数并将修正后的综合信号质量指数作为所述主生理信号的 信号质量指数或所述从生理信号的信号质量指数。
4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的生理参数处理方法，其特征在于，所述根据所 述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数，对处理所述主生理信号 获得生理参数的过程进行控制的步骤包括以下步骤中的任何一种或多种： 根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数，确认是否输 出噪声报警；或 根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数，选择处理所 述主生理信号所需的模板；或 根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数，结合所述从 生理信号分析所述主生理信号；或 根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数，结合所述从 生理信号确定是否输出报警。
5. 根据权利要求4所述的生理参数处理方法，其特征在于，所述根据所述主生理信号 的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数，确认是否输出噪声报警的步骤包括： 判断所述主生理信号的信号质量指数是否差于第一预定值； 如果所述主生理信号的信号质量指数差于所述第一预定值则进一步判断所述从生理 信号的信号质量指数是否差于第二预定值； 如果所述从生理信号的信号质量指数差于所述第二预定值则确认输出噪声报警；如果 所述从生理信号的信号质量指数好于所述第二预定值且差于第三预定值，则根据所述主生 理信号和从生理信号的匹配情况确认是否输出噪声报警； 如果所述主生理信号的信号质量指数好于第一预定值或所述从生理信号的信号质量 指数好于第三预定值，则不输出噪声报警。
6. 根据权利要求4所述的生理参数处理方法，其特征在于，所述主生理信号为ECG信 号，所述从生理信号为IBP、NIBP或SP02信号，所述根据所述主生理信号的信号质量指数和 所述从生理信号的信号质量指数，结合所述从生理信号分析所述主生理信号的步骤包括： 如果所述ECG信号的信号质量指数好于第一预设值，直接分析所述ECG信号； 如果所述ECG信号的信号质量指数差于第一预设值且所述IBP、NIBP或SP02信号的信 号质量指数好于第二预设值，结合IBP、NIBP或SP02信号的波形信息辅助QRS波的检测和 分类结果； 如果所述ECG信号的信号质量指数差于第一预设值且所述IBP、NIBP或SP02信号的信 号质量指数差于第二预设值，结合IBP、NIBP或SP02信号的波形信息辅助QRS波的检测。
7. 根据权利要求4所述的生理参数处理方法，其特征在于，所述根据所述主生理信号 的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数，结合所述从生理信号确定是否输出报 警的步骤包括： 如果所述主生理信号的信号质量指数好于第一报警门限值，则不屏蔽报警信息； 如果所述主生理信号的信号质量指数差于第一报警门限值，且所述从生理信号的信号 质量指数好于第二报警门限值，则结合从生理信号确认是否屏蔽报警信息。
8. 根据权利要求1所述的生理参数处理方法，其特征在于，所述从生理信号为两个以 上时，还包括根据从生理信号的信号质量指数选择至少一个所述从生理信号进行所述对处 理所述主生理信号获得生理参数的过程进行控制的步骤。
9. 一种生理参数处理系统，其特征在于，包括： 主生理信号模块，获取主生理信号，并对所述主生理信号进行分析获得所述主生理信 号的信号质量指数； 从生理信号模块，获取从生理信号，并对所述从生理信号进行分析获得所述从生理信 号的信号质量指数； 控制模块，根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数对 处理所述主生理信号获得生理参数的过程进行控制；及 输出模块，输出所述生理参数。
10. 根据权利要求9所述的生理参数处理系统，其特征在于，所述主生理信号模块或所 述从生理信号模块包括： 子信号质量指数单元，获得表征信号特征或状态的子信号质量指数； 第一综合信号质量指数单元，通过对所述子信号质量指数进行计算得到综合信号质量 指数，将所述综合信号质量指数作为所述主生理信号的信号质量指数或所述从生理信号的 信号质量指数。
11. 根据权利要求9所述的生理参数处理系统，其特征在于，所述主生理信号模块或所 述从生理信号模块包括： 子信号质量指数单元，获得表征信号特征或状态的子信号质量指数； 第二综合信号质量指数单元，通过对所述子信号质量指数进行计算得到综合信号质量 指数； 修正单元，修正所述综合信号质量指数并将修正后的综合信号质量指数作为所述主生 理信号的信号质量指数或所述从生理信号的信号质量指数。
12. 根据权利要求9至11中任意一项所述的生理参数处理系统，其特征在于，所述控制 模块包括以下单元中的任何一种或多种： 噪声单元，根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数， 确认是否输出噪声报警；或 模板单元，根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数， 选择处理所述主生理信号所需的模板；或 分析单元，根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数， 结合所述从生理信号分析所述主生理信号；或 报警单元，根据所述主生理信号的信号质量指数和所述从生理信号的信号质量指数， 结合所述从生理信号确定是否输出报警。
13. 根据权利要求12所述的生理参数处理系统，其特征在于，所述噪声单元包括： 第一判断单元，判断所述主生理信号的信号质量指数是否差于第一预定值； 第二判断单元，如果所述主生理信号的信号质量指数差于所述第一预定值则进一步判 断所述从生理信号的信号质量指数是否差于第二预定值； 第一确认单元，如果所述从生理信号的信号质量指数差于所述第二预定值则确认输出 噪声报警；如果所述从生理信号的信号质量指数好于所述第二预定值且差于第三预定值， 则根据所述主生理信号和从生理信号的匹配情况确认是否输出噪声报警； 第二确认单元，如果所述主生理信号的信号质量指数好于第一预定值或所述从生理信 号的信号质量指数好于第三预定值，则不输出噪声报警。
14. 根据权利要求12所述的生理参数处理系统，其特征在于，所述分析单元包括：第一分析单元，如果所述ECG信号的信号质量指数好于第一预设值，直接分析所述ECG 信号； 第二分析单元，如果所述ECG信号的信号质量指数差于第一预设值且所述IBP、NIBP 或SP02信号的信号质量指数好于第二预设值，结合IBP、NIBP或SP02信号的波形信息辅助 QRS波的检测和分类结果； 第三分析单元，如果所述ECG信号的信号质量指数差于第一预设值且所述IBP、NIBP 或SP02信号的信号质量指数差于第二预设值，结合IBP、NIBP或SP02信号的波形信息辅助 QRS波的检测。
15. 根据权利要求12所述的生理参数处理系统，其特征在于，所述报警单元包括： 第一报警单元，如果所述主生理信号的信号质量指数好于第一报警门限值，则不屏蔽 报警信息； 第二报警单元，如果所述主生理信号的信号质量指数差于第一报警门限值且所述从生 理信号的信号质量指数好于第二报警门限值，则结合从生理信号确认是否屏蔽报警信息。
16. 根据权利要求9所述的生理参数处理系统，其特征在于，还包括选择模块，所述选 择模块在所述从生理信号为两个以上时，根据从生理信号的信号质量指数选择至少一个所 述从生理信号由所述控制模块对处理所述主生理信号获得生理参数的过程进行控制。
17. -种包含权利要求9-16任一权利要求所述的生理参数处理系统的监护设备。
【文档编号】A61B19/00GK104434312SQ201310419886
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年9月13日 优先权日:2013年9月13日
【发明者】孙泽辉, 苏健伟, 喻娇, 杨景明, 谢超成, 叶文宇, 岑建 申请人:深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司