用于确定生命体征信息的系统和方法_3

文档序号:9421195阅读:来源:国知局
据本发明的用于确定生命体征信息的方法的第二实施例的过程流 程;
[0056] 图8示出了本发明的系统的第四实施例;
[0057] 图9图示了由图8中示出的系统执行的基本步骤;并且
[0058] 图10图示了由一个或两个照明源照射的面部。
【具体实施方式】
[0059] 图1示出了根据本发明的用于确定对象的生命体征信息的系统1的第一实施例。 对象100,在该范例中,患者,躺在床101上,其中,对象100的头部被定位在枕头102上并 且对象100被覆盖有毯子103。系统1包括:(任选的)第一照明单元2,其用于利用在第 一频率范围中的不可见辐射20来照射对象100;以及第二照明单元3,其用于利用在第二频 率范围中的可见光30照射对象100的感兴趣区域(R0I)300。第一检测单元4被提供用于 接收在所述第一频率范围中的从对象100发出和/或反射的第一辐射,并且第二检测单元 5被提供用于接收在所述第二频率范围中的从对象100的至少所述ROI 300发出和/或反 射的第二辐射。
[0060] 第一照明单元2和第二照明单元3例如以一定距离被安装在例如其中床101被定 位的房间的天花板或墙壁处。非常相似地,第一检测单元4和第二检测单元5例如能够以 一定距离被安装在例如床101被定位于其中的房间的天花板或墙壁中。在一个实施例中, 第一照明单元2是红外光源并且第一检测单元4是红外相机。在实施例中,第二单元3是 聚焦光源(例如聚焦LED灯、LCD投影器)或光源的阵列,并且第二检测单元5是标准相机, 例如摄像机或RGB相机。
[0061] 标记物200被附着到对象的身体或对象的衣服。在该范例中,标记物200在血压 计套袖、石膏或绷带的种类中被附着到患者的臂,或者甚至被布置在血压计套袖上。标记物 200被配置为发出和/或反射在所述第一频率范围中的辐射。处理单元6被提供用于在所 检测的第一福射中,例如在根据第一福射构建的或表不所述第一福射的图像中检测所述标 记物200。控制单元7基于所检测的标记物200控制所述第二照明单元3来照射所述ROI 300。所述ROI 300被定位在关于所述标记物200的预先确定的相对位置处或在由所述标 记物200指示的位置处,所述位置可以预先被确定和/或取决于标记物的种类。最后,分析 单元8根据所检测的第二辐射或者根据第一辐射和第二辐射的组合来确定对象100的生命 体征信息。
[0062] 系统1的该实施例因此包括根据本发明的用于确定对象100的生命体征信息的设 备50以及标记物200。
[0063] 任选的第一照明单元2能够被连续打开,因为甚至在睡眠时,所发出的辐射(例 如,红外光)不干扰患者100。当生命体征信息应当被获得(例如,以规律的间隔)时,标记 物200被检测并且由第二(可见)辐射来照射ROI 300,以检测从ROI 300 (其优选地是患 者的皮肤的皮肤部分)反射的辐射。所检测的辐射然后用于导出生命体征信息,例如,患者 的脉搏率、血压、氧饱和度或者例如能够通过使用如上面介绍的一般远程PPG算法根据检 测信号导出的其他生命体征信息。
[0064] 优选地,如由图1中的虚控制线指示的,第二检测单元5也被控制,以仅检测来自 由第二照明单元3所照射的ROI的辐射。在又一个实施例中,第二照明单元3和第二检测 单元能够固定地被耦合,例如,它们能够被并入到共同的壳体中或者由共同的框架所保持, 使得它们能够作为共同的单元由单个控制线和单个控制信号来控制。
[0065] 图2示出了标记物200a的第一实施例,其包括图形图案211和取向指示物212,所 述取向指示物用于指示标记物的取向。在该范例中,图形图案211是所谓的QR码。QR码以 三个结构元件213、214、215为特征,所述三个结构元件允许对图案211的取向和/或位置 的机器可读确定。为了使在对象100的身体上的对标记物200a的正确放置容易,额外的取 向指示物212能够与图形图案211 -起被植入。在该范例中,取向指示物是示出放置标记 物200a的位置216的人图画。因此,ROI 300关于标记物200a的相对位置被预先确定,例 如ROI被定位为恰在臂的上部上的标记物200a的上方。因此,控制单元7控制第二照明单 元3来照射该区,所述区的位置在标记物的位置和取向已经由处理单元6精确确定之后被 确定。
[0066] 标记物200a能够由纸、布、橡胶或类似的材料制成。作为范例,可以想象计算机鼠 标垫,其具有橡胶底部表面,所述橡胶底部表面防止它滑动。图形图案211然后将被打印在 "鼠标垫"的顶部表面上。
[0067] 图形图案211能够通过计算机程序被生成并且能够被打印在材料上。在QR码的 情况下,患者特异性数据能够与数据的错误保护或加密一起被编码。备选地,其他类型的机 器可读图形图案能够被采用。
[0068] 在另一个实现方式中,对象上的标记物能够是被直接应用于对象或其衣服的标 记,例如,利用笔绘制的标记,例如由护士应用的简单符号(例如圆或箭头)。此外,在实施 例中,标记物能够被配置为主动发出辐射(例如,可见光)以使得能够检测标记物的位置。
[0069] 图3示出了具有采取条码211的形式的图形图案的标记物200b的备选实施例。此 外,标记物200b包括具有箭头223和面部图画222的取向指示物,所述面部图画必须被对 准,从而指向对象100的面部。数据被编码在条码221中,并且在实施例中,被打印为文本 218。因此在该实施例中,箭头223由处理单元所检测并且指示被定位在箭头223的端部的 附近的仅上方的ROI (例如,此处是患者的脸颊的片块)的位置。控制单元7因此控制第二 照明单元3来照射该区。
[0070] 如图1中示出的,标记物200能够直接被附着到对象100的身体,例如通过将其放 置在对象100的皮肤的片块上或附近,所述皮肤的片块例如是臂、手、胸部、颈部等。在其他 实施例中,标记物200能够被附着或集成到布的片块(例如对象的衣服、毯子)或者被布置 在患者处的其他物品(例如,医学项目)中。
[0071] 在优选备选实施例中,标记物包括机器可读信息,所述机器可读信息包括与ROI 300关于标记物200的位置(并且最终尺寸)有关的信息。因此,该信息由处理单元6所读 取并且被转发到控制单元7以根据存储在标记物上的信息适当地控制第二照明单元3。
[0072] 图4示出了本发明的系统Γ的第二实施例,其包括根据本发明的用于确定对象 100的生命体征信息的设备50'的第二实施例。在该实施例中,第一检测单元4和第二检测 单元5由共同的成像单元45,尤其是摄像机来实施。通常,第一照明单元2和第二照明单 元3也能够由共同的照明单元(未示出)来实施,只要所述共同的照明单元能够在由两个 照明模式实现的不同照明模式之间切换。
[0073] 此外,用户接口 9被提供用于将与ROI 300关于标记物200的相对位置有关的信 息输入到控制单元7中。因此用户能够对控制单元7进行编程,以关于标记物200的位置 将第二照明单元3定位到经编程的区中,例如在特定方向中的特定厘米数量处。因此,一旦 标记物已经被附着到对象100, ROI 300的位置就能够个体地被确定。
[0074] 再另外,提供了操纵单元10,其用于机械地或者电子地对由所述第二照明单元3 发出的光射束进行移动和/或聚焦,和/或用于改变所述第二照明单元3的位置和/或取 向。该操纵单元10可以包括能够操纵第二照明单元3的制动器或者电动机。备选地和/ 或额外地,操纵模块可以被实施在第二照明单元3,例如用于光学地改变辐射射束30的焦 点和/或方向的聚焦模块内。操纵单元10'(或者独立的操纵模块)还可以用于以与图6 中图示的相同的方式操纵检测单元45 (或者第二检测单元5)。
[0075] 优选地,在又一个实施例中,第二照明单元3被配置为发出经编码的或者经调制 的可见光,因此优选地避免与其他光源的任何干涉或干扰。此外,额外的信息(例如,与患 者有关的)能够被编码到可见光中。
[0076] 图5示出了根据实施例的用于确定对象的生命体征信息的过程流程。利用在第一 频率范围中的不可见辐射来照射(步骤SI)对象,并且在所述第一频率范围中的从对象发 出和/或反射的第一辐射被接收(S2)。在所检测的第一辐射中,被附着到对象的身体或者 对象的衣服并且被配置为发出
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