通过光电血管容积图(ppg)和加速度计检测显著心率失常事件的系统和方法
【技术领域】
[0001]本申请总体上涉及患者监测。本申请具体应用于与减少误报警结合使用，并且将具体参考该应用进行描述。然而，应当理解，本申请也应用于其他使用情境，并且不必须限于前述应用。
【背景技术】
[0002]针对诸如局部缺血和心率失常事件的心脏事件的心电图(ECG)监测对于检测患者恶化而言是重要的。感兴趣的心律失常事件包括，例如，心房纤颤或颤动(房颤)的发作与结束、心室性心动过速(室性心动过速)、心室纤颤(室颤)、以及心搏停止。然而，ECG监测造成许多挑战。
[0003]常规的ECG技术是繁琐的(在维持信号采集上是费力的)且昂贵的。在许多情况中，连续ECG要求临床医生进行相当大量的工作，以维持对皮肤的恰当的电极和导线接触。未能这么做能够导致对心脏事件的错误检测和错误报警，或者临床上的无为事件(act1n-less event)。另外，尽管随着更小、更低成本和可穿戴技术的发展，这些挑战中的许多仍然存在。
[0004]本申请提供了新的且改进的方法和系统，其克服了以上提及的问题和其他问题。
【发明内容】
[0005]根据一个方面，提供了一种用于检测心律失常事件的医学系统。所述系统包括至少一个处理器，所述处理器被编程为接收使用被安置在患者上或之内的光电血管容积图(PPG)探头生成的PPG信号；并且接收使用被安置在所述患者上或之内的加速度计生成的脉搏信号。另外，所述至少一个处理器被编程为从所述PPG信号提取特征到PPG特征向量；从所述脉搏信号提取特征到脉搏特征向量；将所述PPG特征向量与所述脉搏特征向量相关；并且评价相关的PPG特征向量和相关的脉搏特征向量以检测心律失常事件。
[0006]根据另一方面，提供了一种用于检测心律失常事件的医学方法。接收使用被安置在患者上或之内的PPG探头生成的PPG信号；接收使用被安置在所述患者上或之内的加速度计生成的脉搏信号；从所述PPG信号提取特征到PPG特征向量；从所述脉搏信号提取特征到脉搏特征向量；将所述PPG特征向量与所述脉搏特征向量相关；并且评价相关的PPG特征向量和相关的脉搏特征向量以检测心律失常事件。
[0007]根据另一方面，提供了一种用于检测心律失常事件的医学系统。所述系统包括第一特征提取单元，所述第一特征提取单元从PPG信号提取特征到PPG特征向量。所述PPG信号是使用被安置在患者上或之内的PPG探头生成的。所述系统还包括第二特征提取单元，所述第二特征提取单元分别从脉搏信号和呼吸信号提取特征到脉搏特征向量和呼吸特征向量。所述脉搏信号和所述呼吸信号是使用被安置在所述患者上或之内的加速度计生成的。所述系统还包括心率失常单元，所述心率失常单元被配置为:将所述PPG特征向量与所述脉搏特征向量和所述呼吸特征向量相关；并且评价相关的PPG特征向量和相关的脉搏特征向量和相关的呼吸特征向量以检测心律失常事件。
[0008]—个优点在于对心律失常事件的更加可靠的检测。
[0009]另一优点在于无需心电图(ECG)监测地检测心律失常事件。
[0010]另一优点在于无需连续监测而周期性地检测心律失常事件的能力。
[0011]本领域普通技术人员在阅读和理解了以下详细描述后将认识到本发明的其他优点，所述详细描述包括对其他生理状况的检测，其保证了对患者的护理提供者的通知或对检测到的状况的合适的应答。
【附图说明】
[0012]本发明可以采取各种部件和部件的布置，以及各个步骤和步骤的安排的形式。附图仅用于图示优选的实施例的目的，并且不应被解读为对本发明的限制。
[0013]图1图示了用于检测心律失常事件的医学系统的一个实施例。
[0014]图2图示了用于检测心律失常事件的医学系统的另一实施例。
[0015]图3图示了用于利用图1或图2的系统检测心律失常事件的流程图。
【具体实施方式】
[0016]本发明提出了通过对光电血管容积图(PPG)信号以及呼吸信号和脉搏信号的使用来检测心律失常事件，呼吸信号和脉搏信号是从加速度计确定的。能够通过基于加速度计的呼吸信号和脉搏信号与PPG信号的交叉相关，以高置信度来检测这些事件。另外，检测到的事件能够用于以高置信度向临床医生生成警报。
[0017]参考图1和图2，医学系统10包括PPG探头12，所述PPG探头12促进PPG信号和/或其他信号的生成。典型地，PPG信号是使用脉搏血氧饱和度仪生成的，但是预期用于生成PPG信号的其他途径。PPG探头12被放置在相关联的患者14上或之内。
[0018]当脉搏血氧饱和度仪被用于生成PPG信号时，PPG探头12被放置在患者14的薄的部分上或附近。在婴儿的情况中，PPG探头12通常被跨脚放置。否则，PPG探头12通常被跨指尖放置，跨耳垂放置，放置在食指与拇指之间的蹼上(主要拇动脉)，或者放置在前额上。另外，当采用脉搏血氧饱和度仪时，PPG探头12包括一个或多个光源，所述一个或多个光源被控制为使在红色(例如，660nm附近)和红外(例如，940nm附近)波长的光通过，随后通过患者14到PPG探头12的光检测器。由光检测器测量两个波长中的每个处的变化的吸收以创建光学信号。
[0019]PPG信号处理单元(PSPU) 16处理由PPG探头12生成的一个或多个信号(例如，光学信号)，以生成PPG信号和/或其他信号。合适地，PPG信号和/或其他信号是连续的。
[0020]另外，PPG特征提取单元(PFEU) 18处理PPG信号，以提取一个或多个特征到PPG特征向量。能够被提取的特征包括针对PPG信号的信号质量指数(SQI)、PPG信号的信号稳定性、针对上η个(例如，η = 4或8)脉搏的脉搏参考(即，检测到的脉搏识别符(ID)、针对上η个脉搏中的相邻脉搏的对的脉搏间间隔(IPI)、针对上η个脉搏的中值ΙΡΙ，以及inop消息。针对脉搏的脉搏参考能够例如是主时钟指数。典型地，提取这些特征中的全部到PPG特征向量。
[0021]PFEU 18典型地仅在PPG信号的SQI超过预定阈值时提取特征到PPG特征向量。预定阈值被设定在这样的水平:在该水平医学系统10的用户将信号质量视为足够高以可靠地提取特征。另外，PFEU 18典型地仅根据预定的采样速率(例如，10毫秒)来提取特征。预定的采样速率能够由医学系统10的用户基于医学系统10的计算资源(例如，处理能力和存储器)和/或要可靠地监测患者所需要的PPG特征向量的间隔尺寸来设定。
[0022]PSPU 16和PFEU 18每个都能够是软件(S卩，处理器可执行指令)、硬件、或这两者的组合。当PSPU 16或PFEU 18为或包括软件时，所述软件被存储在一个或多个程序存储器中，并且由一个或多个处理器运行。
[0023]PPG设备20被安置为邻近患者14，典型地被安置在患者的床侧或在自包含的设备中。另外，PPG设备典型地由患者14穿戴。另外，PPG设备20能够与PPG探头12集成。PPG设备20控制PPG探头12并接收由PPG探头12生成的信号。PPG设备20包括PSPU 16并且典型地包括PFEU 18。然而，PFEU 18能够远离PPG设备20，例如，在患者监测系统(PMS)或数据聚合器之内。
[0024]使用PSPU 16，PPG设备20处理信号以生成PPG信号。在PPG设备20包括PFEU 18的情况下，PPG设备20使用PFEU 18以处理PPG信号并生成PPG特征向量。然后随着PPG特征向量被生成，使用PPG设备20的通信单元24将PPG特征向量传送到PMS 22。在PPG设备20不包括PFEU