用于确定对象的生命体征的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于确定对象的生命体征的系统和方法以及用于在这样的系统和方法中使用的传感器。本发明具体地涉及例如如在医院的重症监护室中使用的患者监测系统和方法。
【背景技术】
[0002]人的生命体征，例如心率(HR)、呼吸率(RR)或氧饱和度(即Sp02)用作对象(即人或动物)的当前状态的指示器和严重医学事件的强大预测器。为了这个原因，在住院患者和门诊患者护理机构、在家或在另外的健康、休闲和健身机构中监测生命体征。各种传感器因此能够被用于测量生命体征信息信号，从所述生命体征信息信号能够获得对应的生命体征。
[0003]测量生命体征的一个方式是体积描记法。体积描记法通常指对器官或身体部分的体积改变的测量并且具体地指对由于随每次心跳行进通过对象的身体的心血管脉冲波的体积改变的检测。光电体积描记法(PPG)是评估感兴趣的区域或体积的光反射系数或透射系数的时变改变的光学测量技术。PPG基于血液比周围组织吸收更多光的原理，因此随每次心跳的血液体积的变化对应地影响透射系数或反射系数。除了关于心率的信息之外，PPG波形能够包括能归因于呼吸和另外的生理现象的另外的嵌入信息。通过评估在不同波长(通常红和红外)的透射率和/或反射率，能够确定血氧饱和度。
[0004]用于测量对象的心率和氧饱和度的常规脉搏血氧计被附接到对象的皮肤，例如指尖、耳垂或前额。因此，它们被称为‘接触式’PPG设备。典型的脉搏血氧计包括作为光源的红和红外LED和用于检测已经透射通过患者组织的光的光电二极管。通过时分多路传输来测量在红和红外光谱范围的透射率。一段时间内的透射率给出了红和红外PPG波形。
[0005]众所周知，医院中的虚假医学警报，例如，由重症监护室(ICU)中的患者监测设备生成的警报的频发呈现严重且未解决的问题，这是因为其导致护理者对警报脱敏。另外，已知现代患者监测系统的高灵敏度导致在当今普通ICU中大约SOdB的警报噪声水平，其可比得上在主街道上的交通噪声。然而，多达90%的登记警报是医学上不相关的。构成所有警报的约22%的技术警报常常归因于由于患者运动的差传感器信号。这尤其是与Sp02有关的警报的情况，其构成技术警报的79%。
[0006]因此，获得关于传感器的运动的有关信息并且利用该信息来减少虚假警报的可能性是有益的。结合其中患者能够在医院自由地四处移动的“较少线缆患者”途径是特别重要的。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种用于确定对象的生命体征的改进的系统和方法，通过所述改进的系统和方法可靠地且大大地减少虚假警报的可能性。本发明的另一目的是提供一种用于在这样的系统和方法中使用的传感器。
[0008]在本发明的第一方面中，提出了一种用于确定对象的生命体征的系统，所述系统包括:
[0009]-生命体征处理器，其用于处理由被附接或能附接到对象以获得所述对象的生命体征的传感器测得的生命体征信息信号，
[0010]-图像分析单元，其用于根据由成像单元从包含所述传感器的至少成像区域获得的图像数据来检测被附接到所述传感器的标记的运动，以及
[0011]-警报单元，其用于基于所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征并且基于所检测到的所述标记的运动来生成并输出警报信号。
[0012]在本发明的另一方面中，提出了一种用于确定对象的生命体征的方法，所述方法包括:
[0013]-处理所述对象的测得的生命体征信息信号，
[0014]-根据从包含所述传感器的至少成像区域获得的图像数据来检测被附接到所述传感器的标记的运动，并且
[0015]-基于所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征并且基于所检测到的所述标记的运动来生成并输出警报信号。
[0016]在本发明的又一方面中，提供了一种包括程序代码模块的计算机程序，当在计算机上执行所述计算机程序时，所述程序代码模块用于令所述计算机执行所提出的方法的步骤。另外，提出了一种在其中存储这样的计算机程序产品的非暂态计算机可读记录介质，当由处理器执行所述计算机程序产品时，所述计算机程序产品使得本文中公开的方法的所述步骤被执行。
[0017]在从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。应当理解，要求保护的方法、计算机程序和介质具有与要求保护的系统以及与在从属权利要求中限定的相似和/或相同的优选实施例。
[0018]使用视频摄像机用于尤其在医院中的患者监控变得越来越普遍。因此，图像数据(例如，连续的视频数据)能够被用于使用远程光电体积描记法(例如如在WimVerkruysse, Lars 0.Svaasand和 J.Stuart Nelson 的“Remote plethysmographic imagingusing ambient light”(0ptics Express，第 16 卷，第 26 号，2008 年 12 月)中描述的远程PPG)的原理来直接(非干扰且无接触地)测量生命体征信息或用于例如通过视频体动记录仪来获得关于患者状态的更一般的非生命体征信息。在后一种情况下，视频分析可以揭露患者移动的一些全局信息，但是其对于做出关于来自患者的特定传感器信号的可靠性的判断可能是不充分的信息。
[0019]因此，本发明提出对具有(医学)传感器的标记的集成。通过使用(例如远程PPG系统或视频体动记录仪系统的)常常已经可用的成像单元来获得传感器所处的特定成像区域的图像数据，使得能够根据检测到的在图像数据中识别的标记的的运动来可靠地且准确地确定传感器的移动。因此，能够根据提供关于传感器的运动和信号可靠性的直接证据的图像数据来进行对所述标记的运动轨迹的实时分析。然后该证据能够由警报单元使用以减少虚假警报的可能性。
[0020]根据实施例，所述警报单元被配置为在所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时并且在所检测到的所述标记的运动满足第二条件时生成并输出警报信号。这些条件一般被预先确定并且取决于以下因素中的一个或多个，所述因素包括传感器的种类、标记的种类、传感器附接到对象的身体的位置、虚假警报抑制的期望准确度等。例如，对于Sp02传感器，一般使用与对于心率传感器不同的第一条件。所述条件也可以能够用于由用户进行的修改。
[0021]根据另一实施例，所述警报单元被配置为在所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时生成并输出警报信号，其中，基于所检测到的所述标记的运动来调整所述第一条件。因此，例如，如果所述标记正在较强烈地移动，则所述第一条件被调整使得虚假警报被抑制，或在给出了警报真实存在的更高的可能性时仅仅生成并输出警报。
[0022]根据另一实施例，所述警报单元被配置为在测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时生成警报信号，其中，在所检测到的所述标记的运动满足第二条件时抑制对所述警报信号的输出。因此，根据该实施例提供了控制警报的生成并输出的另一方式。
[0023]所述警报单元优选地被配置为使用所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征的水平的下阈值和/或上阈值作为第一条件。例如，在使用了对应的传感器时可以使用心率上限和/或心率下限或氧饱和度下限。
[0024]更进一步地，所述警报单元优选地被配置为使用指示所述标记的所述运动的强度、频率和/或样式的运动阈值作为第二条件。因此，例如可以取决于传感器的种类和定位来选择合适的条件。
[0025]有利地，所述警报单元包括用于将所述警报信号传达到用于指示警报的警报指示单元的通信接口。尽管所述警报单元可以直接输出警报例如作为视觉信号和/或听觉信号，但是优选所述警报被指示在单独的指示单元上。该指示单元可以以显示器、扬声器、移动电话等的形式，在所述指示单元上所述警报被发出例如作为闪光信号、大的警报声音或电话呼叫。对于这样的指示单元存在各种其他实施例，所述指示单元可以被布置在远程位置处，例如被布置在中央监控室或医院站的护士室。
[0026]存在能够根据本发明使用的标记的各种实施例。在第一实施例中，所述标记是包括图形样式的无源标记。所述图形样式优选地被设计使得能够根据所述图像数据尽可能好地检测到所述标记的运动。另外，在实施例中，所述图形样式优选是机器可读的(例如QR码、条形码或简单图形符号或字母)，尤其是在所述图形样式被配置为包含关于所述对象和/或所述传感器的信息并且其中所述图像分析单元被配置为根据所述图形样式来确定所述信息的情况下，如在另一实施例中所提出的。然后能够利用所述成像单元来跟踪所述标记。这样的机器可读标记也能够被改造以适应现有传感器。例如，所述标记能够被部署为贴纸，所述贴纸能够被放在现有Sp02接触指探头或血压袖带等上。
[0027]在第二实施例中，所述标记是被配