心电图监测系统和方法
【专利摘要】一种用于心电图监测的系统和方法使用多个电容性传感器，以便确定患者的电生理信息的可靠测量。使用相对耦合强度和/或可靠性来动态选择要使用哪些传感器以便具体而言确定患者的心电图。
【专利说明】
心电图监测系统和方法
技术领域
[0001]本公开涉及用于心电图(ECG)监测的系统和方法。
【背景技术】
[0002]已知对心脏活动的监测被广泛使用。通常，心电图(ECG)监测产生针对医学专家的重要的信息。侵入性技术(包括但不限于贴附电极和胶布)对于一些对象而言是不舒适的，尤其是对具有敏感的、新的或薄的皮肤的对象而言是不舒适的。无创技术(例如，利用电容性电极)有时会受运动伪影影响。
【发明内容】
[0003]因此，一个或多个实施例提供了一种用于对对象进行心电图(ECG)监测的系统。所述系统包括多个电容性传感器和一个或多个处理器。所述多个电容性传感器被配置为生成传达所述对象的电生理信息的输出信号。所述电容性传感器中的个体电容性传感器还被配置为发射载波信号。所生成的输出信号包括所发射的载波信号的表示。所述一个或多个处理器被配置为运行计算机程序模块。所述计算机程序模块包括:耦合模块、选择模块以及重建模块。所述耦合模块被配置为基于所述输出信号来确定针对所述电容性传感器中的个体电容性传感器的耦合水平。所述选择模块被配置为基于所确定的耦合水平以及其他因子来选择一个或多个电容性传感器。所述重建模块被配置为基于所选择的一个或多个电容性传感器的所生成的输出信号来确定心电图(ECG)信号。
[0004]—个或多个实施例的又一方面提供了一种提供对对象的心电图(ECG)监测的方法。所述方法包括:由多个电容性传感器来发射载波信号；由所述多个电容性传感器来生成传达所述对象的电生理信息的输出信号，其中，所述输出信号包括所发射的载波信号的表示;基于所生成的输出信号来确定针对所述电容性传感器中的个体电容性传感器的耦合水平;基于所确定的耦合水平以及其他因子来选择一个或多个电容性传感器;并且基于所选择的一个或多个电容性传感器的所生成的输出信号来确定心电图(ECG)信号。
[0005]—个或多个实施例的又一方面提供了一种被配置为提供对对象的心电图(ECG)监测的系统。所述系统包括:用于发射载波信号的单元，其包括被配置为发射载波信号的多个元件;用于生成传达所述对象的电生理信息的输出信号的单元，其中，所述输出信号包括所发射的载波信号的表示;用于基于所生成的输出信号来确定针对用于发射载波信号的单元的耦合水平的单元;用于基于所确定的耦合水平以及其他因子来选择用于发射载波信号的单元的一个或多个元件的单元；以及用于基于由用于选择的单元选择的所选择的元件的所生成的输出信号来确定心电图信号的单元。
[0006]在参考附图考虑以下描述和权利要求书后，本公开的这些和其他方面、特征及特性，以及操作的方法和相关结构元件的功能以及各部分的组合及制造的经济性将变得更加显而易见，所有附图形成了本说明书的部分，其中，类似的附图标记在各个附图中指代对应部分。然而，应当明确理解，附图仅是出于说明和描述的目的，而不旨在作为对任何限制的定义。【附图说明】
[0007]图1图示了根据一个或多个实施例的用于监测对象的系统；
[0008]图2A-2B图示了根据一个或多个实施例的系统；
[0009]图3示意性图示了根据一个或多个实施例的用于对对象的监测的系统；
[0010]图4A-4B-4C图示了根据一个或多个实施例完成的测量的图；并且
[0011]图5图示了根据一个或多个实施例的用于对一个或多个ECG信号的确定的方法。【具体实施方式】
[0012]如在本文中所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括多个指代，除非在上下文中清楚地另有指定。如在本文中所使用的，两个或更多部分或部件被“耦合”的表述应意指所述部分被直接或间接地(即，通过一个或多个中间部分或部件)结合在一起或一起运行，只要发生链接。如在本文所使用的，“直接耦合”意指两个元件直接彼此接触。如在本文所使用的，“固定地耦合”或“固定的”意指两个部件被耦合从而作为一体移动，同时维持相对于彼此的恒定取向。
[0013]如在本文中所使用的，词语“单式”意指将部件创建为单件或单元。即，包括单独创建并之后耦合在一起作为单元的多个件的部件不是“单式”部件或体。如在本文中所采用的，两个或更多个部分或部件彼此“接合”的表述应当意指所述部分直接地或通过一个或多个中间部分或部件而对彼此施力。如在本文中所采用的，术语“数量”应意指一或大于一的整数(即，多个)。
[0014]本文中所使用的方向性用语，例如而非限制性的，顶部、底部、左、右、上、下、前、后以及它们的衍生词，涉及附图中示出的元件的取向，而非限制权利要求，除非其中明确记载。
[0015]图1图示了用于(无创)监测对象106的系统10。系统10可以被可互换地称为“监测系统10”。系统10可以包括以下中的一个或多个:接合体11、具有存取孔3的恒温箱4、多个电容性传感器143和/或其它部件(包括在其它图中被图示为被包括在系统10中的部件)。接合体11可以被可互换地称为“接合结构”、“结构”、“接合的支撑结构”或“支撑结构”。通过非限制性范例，图3示意性图示了系统10a，其可以包括如本文别处所述的归于系统10的所有部件和特征，并且其还可以如图3所描绘包括以下中的一个或多个:电子存储设备130、用户接口 120、一个或多个处理器110、一个或多个计算机程序模块和/或其它部件。参考图3,计算机程序模块可以包括以下中的一个或多个:耦合模块111、选择模块112、重建模块113和/或其它模块。通过非限制性范例，图3还图示了系统10的用户108,诸如护理提供者、治疗决策制定者和/或医学专家。
[0016]对包括心电图(ECG)的对象，尤其是新生儿和/或婴儿的心脏活动的无创、非侵扰性和/或运动容差性确定可以贡献于获得医学上和/或诊断上相关的信息，而不引起与侵入性技术相关联的损坏、应激、疼痛和/或不适。在本公开中描述的技术可以应用于人类和动物两者。这种监测的参数中随着时间的变化可能是尤其相关的。如本文所使用的，术语“无仓|J”可以指的是用于将传感器保持就位的粘合剂的缺乏和/或渗透或者附着到皮肤或以任何方式插入到对象中的物理装备的缺乏。粘合传感器可能损坏(非常薄的)皮肤，并在被使用时引起应激、不适和/或疼痛。如本文所使用的，术语“运动容差”可以指的是在存在对象106的有限运动的情况下获得可靠的测量的能力。蠕动、手臂、腿和头部的移动、从一边到另一边的旋转、在不同体位之间的转变、焦虑或生病对象引起的移动和/或类似移动可以被解释为有限运动。在一些实施例中，原位和/或就位处理对象106，包括但不限于喂养、换尿布、参加测试和/或当处置或护理新生儿和/或婴儿时通常执行的其它动作可以被解释为有限的运动，只要对象106保持在电容性传感器143的预定距离内。该预定距离可以是相对于特定的个体电容性传感器的，相对于在特定实施例中使用的所有电容性传感器的，相对于距多个电容性传感器的平均距离的，和/或针对特定实施例以其他方式指定的。在当对象106处于比距电容性传感器143的预定距离远时的时段期间的测量能够不被解释为有限的运动，而不管对象106的实际运动。在本公开中提及的医学状况和/或问题旨在是示范性的而非限制。
[0017]参考图1，接合体11被配置为与对象106(例如，新生儿和/或婴儿)接合。在一些实施例中，接合体11可以被实施为(对象)支撑结构，其被配置为将对象106支撑在其上。对象支撑结构可以是褥子、床、衬垫、毯子、围巾、枕头、恒温箱和/或适合于接合和/或支撑对象106的其它结构。在一些实施例中，接合体11可以是被配置为由对象106佩戴和/或包绕对象106的衣着类物品。接合体11可以被配置为承载一个或多个传感器，例如一个或多个电容性传感器143。通过图示，图2A和2B图示了系统10的顶视图，所述系统包括接合体11和多个电容性传感器143。在图2A中，对象106被放置在接合体11的顶部上，因此使得一个或多个电容性传感器142模糊而不能直接可见，如图2A中的虚线指示的。图2B图示了与图2A描绘的相同的系统10和相同的接合体，但是没有使视图的部分模糊的对象106。描绘的电容性传感器143的数量仅仅是示范性的，而不旨在以任何方式为限制。如图2B描绘的电容性传感器143的模式和/或布置(例如，像流瓣(flow petal))仅是示范性的，而不旨在以任何方式为限制。
[0018]如本文所使用的，对电容性传感器的类属引用或对多个电容性传感器的引用可以使用术语“电容性传感器143”或“(一个或多个)电容性传感器143”或使用附图标记“143”的其变型，而可以通过将字符附加到附图标记来引用特定个体电容性传感器，例如，图2B中描绘的“电容性传感器143a”或“电容性传感器143b”。本公开不限于在附图中的任何中所描绘的任何传感器的数量或位置。如本文所使用的，术语“测量”是指基于由一个或多个传感器生成的输出的测量、估计和/或近似的任何组合。如本文所使用的，术语“测量结果”是指基于由一个或多个传感器生成的输出的测量结果、估计结果、确定结果、推论和/或近似结果的任何组合。
[0019](—个或多个)电容性传感器143可以配置为生成传达一种或多种类型的信息(被统称为感测信息)的输出信号。尤其是，电容性传感器143可以被配置为生成传达对象106的电生理信息的输出信号和/或传达以可预测方式(例如，通过数学关系)与对象106的电生理参数有关的信息的输出信号，其可以被统称为电生理信息。感测信息可以包括电生理信息。电容性传感器可以有效地形成电容器，其中，对象106的皮肤充当电容器极板之一，并且电容性传感器的电极充当电容器的另一电容性极板。电容性传感器143可以由接合体11来支撑和/或承载。
[0020]在一些实施例中，(一个或多个)电容性传感器143可以被配置为生成传达在两个客体(例如，传感器本身和对象106)之间的电信息和/或其它耦合信息的输出信号。在一些实施例中，感测信息可以包括耦合信息和/或电生理信息。
[0021]在一些实施例中，耦合信息可以通过由(一个或多个)电容性传感器143生成的信号的强度、力度、幅度、谱信息、相移和/或水平来传达。例如，参考图2A，在一些实施例中，个体电容性传感器143a可以发射具有一个或多个已知特性(包括但不限于:已知的频率、相位、形状、幅度和/或电磁信号的其它特性)的信号(例如，电磁信号)。这样的发射的信号可以被称为载波信号。可以由和/或基于所发射的信号如何好地由个体电容性传感器143a接收，来确定针对个体电容性传感器143a的耦合信息。感测信息可以包括对应于和/或表示载波信号的至少分量，并且该分量可以用于确定耦合信息和/或作为这种确定的基础。在一些实施例中，感测信息可以包括调制的载波信号(和/或载波信号的调制版本)，其是载波信号的已经被调制的和/或由电容性传感器143与对象106(的皮肤)之间的电容性耦合所影响的版本。[〇〇22]如本文所使用的，术语“电容性传感器”并不旨在被限制到用于接收和/或感测信号的结构，而是可以包括用于发送、发射、转移、广播、生成和/或创建信号的结构。这样的 “电容性传感器”可以被可互换地称为“电容性收发器”及其衍生物。在电容性传感器143a与对象106之间的良好和/或强耦合的情况下，所接收的信号(例如，对应于载波信号的感测信息的部分或分量)可以例如与电容性传感器143a与对象106之间差的和/或弱的耦合的情况相比具有更大的幅度。
[0023]在一些实施例中，可以借助于具有可区分(电磁)特性，来将对应于所发射的载波信号(和/或所发射的载波信号的表示)的感测信息的部分或分量与传达电生理信息的感测信息的部分或分量进行区分，所述可区分特性包括但不限于:频率、相位、形状、幅度和/或电磁信号的其它特性。例如，电生理学信息可以(在生物学上)被限制到频率和/或其它特性的(预定)范围。电容性传感器143可以被配置为发射载波信号。在一些实施例中，所发射的载波信号可以具有在限制的范围的外部的特性。例如，相比于电生理信息的频率(例如，低于1kHz和/或低于/高于针对电容性传感器143选择和/或选定的适当频率)的范围，由电容性传感器143发射的载波信号可以具有一个或多个更高的频率(例如，大约1kHz、大约 10kHz、大约100kHz、大约1MHz和/或其它适当的频率)。系统10可以通过滤波和/或使用适于本文描述的(一个或多个)选择和/或选定的可区分特征的信号处理技术，来区分感测信息中的电生理学信息与耦合信息。除了使用载波信号来执行信道选择之外，如在本公开中别处所解释的，载波信号可以用于重建心电图(ECG)信号。[〇〇24] 在一些实施例中，系统10可以包括3、4、5、6、7、8或更多电容性传感器143。通过图示，图2B示出了包括8个电容性传感器143的系统10的示范性实施例。使用一个或两个电容性传感器143的系统可能不是运动容差的，和/或可能不能在多个不同的体位(包括但不限于:仰卧、俯卧和/或侧卧)中确定可靠的测量结果。
[0025]本公开中的传感器可以被配置为以行进的方式例如在一整天中生成输出信号。这可以包括间歇地、周期性地(例如以采样率)、连续地、不断地、以变化间隔和/或以在日、周、 月或者其他持续时间的时段的至少部分期间行进的其他方式生成信号。采样率可以是大约 0.001秒、0.01秒、0.1秒、1秒、大约10秒、大约1分钟和/或其他采样率。应当注意，多个个体传感器可以使用如适于特定输出信号和/或从其导出的参数(涉及特定参数的频率)的不同采样率进行操作。例如，在一些实施例中，所生成的输出信号可以被认为是输出信号的向量，使得向量包括与对象106的一个或多个参数有关的所传达的信息的多个样本。不同的参数可以与不同的向量有关。根据输出信号的向量以行进的方式确定的特定参数可以被认为是该特定参数的向量。
[0026I 参考图3的系统10(和/或系统10a，如参考图3可互换使用的)，系统10可以包括电子存储设备130，所述电子存储设备包括电子地存储信息的电子存储介质。电子存储设备130的电子存储介质包括系统存储设备和/或可移动存储设备中的一者或两者，所述系统存储设备与系统10集成地(S卩，基本上不可移动)被提供，所述可移动存储设备可经由例如端口(例如，USB端口、火线端口等)或者驱动器(例如，磁盘驱动器等)连接到系统10。电子存储设备130可以包括以下中的一个或多个:光学可读存储介质(例如，光盘等)、磁性可读存储介质(例如，磁带、磁硬盘驱动器、软盘驱动器等)、基于电荷的存储介质(例如，EEPROM、RAM等等)、固态存储介质(例如，闪盘驱动器等)和/或其他电子可读存储介质。电子存储设备130存储软件算法、由处理器110所确定的信息、经由用户接口 120所接收的信息和/或使得系统10能够适当地运行的其他信息。例如，电子存储设备130可以记录或者存储从由一个或多个传感器(如在本文中别处所讨论的)所测量(例如，随时间)的输出信号导出的一个或多个参数(的集合)和/或其他信息。电子存储设备130可以是系统10内的分离的部件，或者电子存储设备130可以与系统10的一个或多个其他部件(例如，处理器110)集成地被提供。
[0027]参考图3，系统10可以包括用户接口120，所述用户接口被配置为提供系统10与用户(例如，用户108、护理提供者、治疗决策制定者等)之间的接口，通过所述接口，用户能够将信息提供到系统10和从系统10接收信息。这使得数据、结果和/或指令和任何其他可通信项目(统称为“信息”)能够在用户与系统10之间传递。适于包括在用户接口 120中的接口设备的范例包括小键盘、按钮、开关、键盘、旋钮、杆、显示屏、触摸屏、扬声器、麦克风、指示灯、声音警报和打印机。可以例如以听觉信号、视觉信号、触觉信号和/其他感觉信号的形式通过用户接口 120将信息提供到用户108。
[0028]通过非限制性范例，在某些实施例中，用户接口120包括能够发射光的辐射源。辐射源包括以下中的一个或多个:LED、灯泡、显示屏和/或其他源。用户接口 120可以控制辐射源来以这样的方式发射光，即将信息传达到例如与例如对象106的预定心率阈值的违反有关的用户108。
[0029]应当理解，其他通信技术，硬连线或者无线的，在本文中也被预期为用户接口120。例如，在一个实施例中，用户接口 120与由电子存储设备130所提供的可移动存储接口相集成。在该范例中，可以从使得(一个或多个)用户能够定制系统10的实施方式的可移动存储设备(例如，智能卡、闪盘驱动器、可移动盘等)中将信息加载到系统10中。适于供系统10用作用户接口 120的其他示范性输入设备和技术包括但不限于RS-232端口、RF链路、IR链路、调制解调器(电话、线缆、以太网、因特网等)。简而言之，用于与系统10传递信息的任何技术被预期为用户接口 120。
[0030]参考图3，处理器110被配置为提供系统10中的信息处理能力。这样一来，处理器10包括以下中的一个或多个:数字处理器、模拟处理器、被设计为处理信息的数字电路、被设计为处理信息的模拟电路和/或用于电子地处理信息的其他机构。尽管处理器110在图3中被示出为单个实体，但是这仅是出于说明性目的。在一些实施例中，处理器110包括多个处理单元。
[0031]如图3所示，处理器110被配置为运行一个或多个计算机程序模块。一个或多个计算机程序模块包括以下中的一个或多个:耦合模块111、选择模块112、重建模块113和/或其它模块。处理器110可以被配置为通过软件;硬件；固件;软件、硬件和/或固件的特定组合； 和/或用于配置处理器110上的处理能力的其他机构来运行模块111-113。[〇〇32]应当理解，尽管模块111-113在图3中被图示为被共同定位在单个处理单元内，但是在处理器110包括多个处理单元的实施方式中，模块111-113中的一个或多个可以与其他模块远程地定位。对由下文所描述的不同模块111-113所提供的功能的描述仅出于说明性目的，而不旨在为限制性的，因为模块111-113中的任何可以提供比所描述的更多或更少的功能。例如，可以排除模块111-113中的一个或多个，并且其功能中的一些或全部可以由模块111-113中的其他模块来提供。注意，处理器110可以被配置为运行一个或多个额外的模块，所述额外的模块可以执行以下归于模块111 -113中的一个的功能中的一些或全部。 [〇〇33]图3中的系统10的耦合模块111被配置为确定针对系统10的一个或多个电容性传感器143的耦合水平。如本文所使用的，术语“親合水平”可以是指(例如电信号的)耦合强度和/或(例如电信号的)信号强度。在一些实施例中，耦合水平可以基于强度、幅度、力度、量级、能量含量、电容水平、谱信息、相移和/或其它类型的水平和/或它们的组合，其可以指示来自电容性传感器143的输出信号是否应被视为可靠(和/或到什么程度)。备选地和/或同时地，在一些实施例中，耦合水平可以指示来自电容性传感器143的输出信号是否应该被丢弃，例如，以来自其它电容性传感器143的更强和/或更可靠的信号来取代。由耦合模块111 对耦合水平的确定可以基于整个输出信号(例如，整个感测信息)或其一个或多个部分或分量(例如，对应于耦合信息的一个或多个部分或分量)。例如，在一些实施例中，针对特定电容性传感器143a的耦合水平可以基于输出信号的落入特定频率范围中(例如，高于1kHz)的部分的量级。输出信号的落入特定频率范围中的部分对应于耦合信息。在一些实施例中，耦合水平可以基于整个输出信号，而不是其部分的特性。
[0034]针对个体电容性传感器143的耦合水平可以随着时间变化，例如在所采取的个体测量结果之间变化。耦合水平随着时间的变化例如可以由对象106的移动引起。耦合模块 111可以被配置为进行排序、排列和/或以其他方式来比较电容性传感器143的耦合水平与来自一个或多个其它电容性传感器143的耦合水平。耦合模块111可以被配置为以相同或相似采样率确定针对一些或全部电容性传感器143的耦合水平，使得可以以相同或相似的采样率重新评价改变耦合水平，以确定是否使用或者丢弃来自相关联的电容性传感器143的对应的测量结果。
[0035]在一些实施例中，耦合模块111可以被配置为从电容性传感器143的集合中确定哪一个特定电容性传感器143具有最高和/或最强耦合水平。该特定电容性传感器143可以被称为最大电容性传感器。例如在对两者电容性传感器采取测量之后，最大电容性传感器可以从一个特定电容性传感器143a改变到另一特定电容性传感器143b。最大电容性传感器的耦合水平可以被称为最大耦合水平。在一些实施例中，耦合模块111可以被配置确定针对一个或多个电容性传感器143的合计耦合水平。例如，合计耦合水平可以基于以下中的一个或多个:平均值、均值、标准差、方差和/或根据多个耦合水平产生一个输出值的其它统计和/或合计函数。用于确定合计耦合水平的耦合水平可以包括来自以下的耦合水平:所有可用电容性传感器143，除了最大电容性传感器之外的所有可用电容性传感器，具有至少足够高或足够强以违背最小耦合阈值的耦合水平的所有电容性传感器143，具有至少足够高或足够强以违背最小耦合阈值的耦合水平的除了最大电容性传感器之外的所有电容性传感器143，和/或在例如以采样率采取测量之后重新评价的电容性传感器143的其它子集。
[0036]在图3中的系统10的选择模块112被配置为选择一个或多个电容性传感器143。选择模块112可以依次应用多个选择以丢弃一个或多个电容性传感器143。可以例如通过重建模块113使用来自一个或多个选定的电容性传感器的输出信号，以确定心电图(ECG)信号和/或参数。通过选择模块112的选择可以基于由耦合模块112确定的耦合水平。在一些实施例中，低于最小耦合阈值的耦合水平可以自动从选择中被排除。在一些实施例中，高于足够的耦合阈值的耦合水平可以自动被包括在所述选择中。在一些实施例中，最小耦合阈值可以是绝对值。在一些实施例中，最小耦合阈值可以取决于和/或基于以下中的一者或两者:最大耦合水平和/或基于来自电容性传感器的对应子集的耦合水平的值的子集的合计耦合水平。在一些实施例中，足够的耦合阈值可以是绝对值。在一些实施例中，足够的耦合阈值可以依赖于和/或基于以下中的一者或两者:最大耦合水平和/或基于来自电容性传感器的对应子集的耦合水平的值的子集的合计耦合水平。
[0037]例如，在一些实施例中，通过选择模块112进行的选择可以基于最大耦合水平(例如，输出信号具有针对(基本上)整个感测信息的最大幅度或针对对应于耦合信息的频率范围的最大能量含量)与针对其它(非最大)耦合传感器的耦合水平之间的比较。比较可以基于比率、方差和/或耦合水平的其它算数和/或统计操纵。例如，最大耦合水平的方差可以与一个或多个其它耦合水平的方差进行比较，以确定由选择模块112进行的选择。术语“基本上整个感测信息”可以解释为包括电生理信息的全部或大部分并且包括耦合信息的全部或大部分的感测信息。在一些实施例中，可以在如描述的由选择模块112使用之前处理感测信息。例如，可以丢弃具有低于较低频率阈值的信号分量。较低频率阈值可以是20Hz、15Hz、I OHz、5Hz、4Hz、3Hz、2Hz、IHz和/或其它适当的较低频率阈值。这样的经处理的感测信息可以被称为“基本上整个感测信息”。
[0038]在一些实施例中，由选择模块112进行的选择可以基于一个或多个相关系数，例如使用其比较。可以在来自两个电容性传感器143的输出信号之间和/或在两个对应耦合水平之间确定相关系数。相关系数可以包括以下中的一个或多个= Pearson相关系数、等级相关和/或其它类型的统计相关。假设已经确定了最大电容性传感器，可以在对应的最大耦合水平与第一特定电容性传感器143a的耦合水平之间确定第一相关系数。可以在最大耦合水平与第二特定电容性传感器143b的耦合水平之间确定第二相关系数，以及对于其它(可能地，在其它范围上初步选择的，如本文别处描述的)电容性传感器的额外耦合水平等。通过选择模块112进行的选择可以基于第一相关系数、第二相关系数等之间的比较。例如，选择模块112可以丢弃来自电容性传感器的具有低于最小相关阈值的(与最大耦合水平的)对应的相关系数的输出信号。
[0039]在一些实施例中，通过选择模块112进行的选择可以基于对被包括在特定电容性传感器的输出信号中的信息量的量化。可以独立地或相对于来自最大传感器的输出信号来确定信息量。例如，如果两个电容性传感器，第一和第二电容性传感器，生成相同或非常相似的输出信号，则由第二电容性传感器添加到由第一电容性传感器提供的信息的额外信息量可以是小的和/或被限制的，并且可以形成用于将第二电容性传感器排除到通过选择模块12进行的选择之外的基础。
[0040]在一些实施例中，通过选择模块112进行的选择可以基于多个电容性传感器143的空间分布。空间分布可以用于帮助选择覆盖接合体11的最大可用区的电容性传感器143。在一些实施例中，电容性传感器143的集合对应于加权矩阵。可以通过调节和/或调谐加权矩阵中的权重来实施通过选择模块112进行的选择。在一些实施例中，空间分布可以对接近进行惩罚。例如，如果根据一些确定(例如，与最大电容性传感器进行比较)第一和第二电容性传感器具有类似的耦合水平，则借助于考虑空间分布，第一电容性传感器可以比第二电容性传感器更受优待，因为其距离最大电容性传感器最远。相反地，第二电容性传感器能够被惩罚(例如，通过减少其在加权矩阵中的权重因子)，因为其最接近于最大电容性传感器。在一些实施例中，仅响应于具有至少最小耦合水平的电容性传感器143的至少最小数量，和/ 或响应于其它状况，来使用空间分布。
[0041]选择模块112可以被配置为确定多个选择，例如包括第一选择、第二选择等。可以顺序和/或同时确定和/或执行多个选择。选择可以充当关于哪些电容性传感器视为已经产生可靠和/或有用信息的过滤器。例如，第一选择可以基于电容性传感器143(如别处描述的)的集合的耦合水平的幅度，因此建立了电容性传感器143的第一子集，并丢弃来自在第一子集之外的电容性传感器的感测信息。针对这样的子集的选择可以被称为“满足”或“通过”选择。第二选择可以基于最大耦合水平与在第一子集中的电容性传感器的耦合水平之间的相关系数的比较。基于第二选择，确定了形成第一子集的子集的第二子集，因此丢弃来自在第二子集外部的电容性传感器143的感测信息。选择模块112并不限于第一和第二选择，而是可以被配置为执行两个、三个或更多个选择的集合，其可以随后被应用以迭代地丢弃个体电容性传感器(以及它们的对应的感测信息)，直到确定选定的电容性传感器的最后的子集，所述最后的子集仅包括满足和/或通过所有执行选择的那些电容性传感器。[0042 ]图3中的系统10的重建模块113被配置为确定心电图(ECG)信号。通过重建模块113 进行的确定可以基于由一个或多个电容性传感器143生成的输出信号。在一些实施例中，通过重建模块113进行的确定可以基于通过(例如，如由选择模块112选择的)选定的电容性传感器的子集的输出信号。重建模块113的操作可以基于Vul lings等人于2010年1月20日递交的题为“Fetal Monitoring”的美国专利N0.8332021中描述的技术。备选地和/或同时地，重建模块112的操作可以基于盲源分离方法、模板匹配方法和/或能够被用于心电图(ECG)重建的其它技术，诸如，基于使用发射的载波信号的技术。由重建模块113执行的示范性操作可以包括以下中的一个或多个:应用低通滤波以至少移除由周围电设备引起的一个或多个 (大约)50Hz到(大约)60Hz的噪声信号，基于来自选定的电容性传感器的输出信号来确定向量心电图(VCG，如图4A所示)，通过椭圆来对针对若干交叠的心跳的向量心电图(VCG)进行近似(参见图4A)并且将向量心电图(VCG)投影到所述椭圆的长轴上，或者备选地，执行适于由投影产生的重建的心电图(ECG)信号上的最大R峰检测的另一投影。
[0043]在重建模块113的操作中的额外步骤可以包括:执行在重建信号上的R峰检测，使用所检测的R峰来应用卡尔曼(Kalman)滤波，和/或根据卡尔曼滤波的信号重新计算向量心电图(VCG)信号并且将该VCG信号投影到标准Einthoven导联，如能够在标准ECG分析中常用的。可以分别通过最大化顺序ECG估计的贝叶斯证据(evidence)函数，以及通过利用若干同时记录的ECG信号之间的空间相关性来实现卡尔曼滤波。如此获得的噪声协方差估计可以被用在卡尔曼滤波中，以在最近获得的感测信息包含形态变异性时将更多权重分配和/或归于该感测信息，或者在没有或不显著的形态变异性时把更少的权重分配和/或归于该感测信息。
[0044]通过图示，图4B图示了描绘若干心跳的参考ECG信号42，如能够通过常用的技术生成的。X轴描绘时间；Y轴描绘以伏特为单位的幅度。图4A图示了基于来自7个电容性传感器的在测试期间测量的输出信号的确定的向量心电图(VCG)信号41 d轴和Y轴表示电容性传感器被放置在其中的平面中的距离。在图4A中描绘了若干交叠心跳。图4C图示了基于来自图4A的确定的VCG信号41的重建的ECG信号43。重建的ECG信号43紧密对应于参考ECG信号42。在重建的ECG信号43中清楚地检测和/或描绘了R峰44。
[0045]图5图示了提供对象106的心电图(ECG)监测的方法500。以下呈现的方法500的操作旨在是说明性的。在某些实施例中，方法500可以被实现有未描述的一个或多个额外的操作和/或没有所讨论的操作中的一个或多个。额外地，图5中图示和以下所描述的方法500的操作的顺序不旨在是限制性的。
[0046]在某些实施例中，可以在一个或多个处理设备(例如，数字处理器、模拟处理器、被设计为处理信息的数字电路、被设计为处理信息的模拟电路、和/或用于电子地处理信息的其他机构)中实施方法500。一个或多个处理设备可以包括响应于电子地存储在电子存储介质上的指令而运行方法500的操作中的一些或全部的一个或多个设备。一个或多个处理设备可以包括通过硬件、固件和/或软件被配置为特别地被设计用于方法500的操作中的一个或多个的运行的一个或多个设备。
[0047]在操作502处，由在对象附近的多个电容性传感器发射载波信号。在一些实施例中，由与(图1和2示出的并且在本文中描述的)电容性传感器143相同或相似的电容性传感器来执行操作502。
[0048]在操作504处，生成传达对象的电生理信息的输出信号。输出信号包括对所发射的载波信号的表示。在一些实施例中，通过与(图1和2示出的并且在本文中描述的)电容性传感器143相同或相似的电容性传感器来执行操作504。
[0049]在操作506处，基于所生成的输出信号来确定针对电容性传感器的个体电容性传感器的耦合水平。在一些实施例中，通过与(图3示出的并且在本文中描述的)耦合模块111相同或相似的耦合模块来执行操作506。
[0050]在操作508处，基于所确定的耦合水平来选择一个或多个电容性传感器。在一些实施例中，通过与(图3示出的并且在本文中描述的)选择模块112相同或相似的选择模块来执行操作508。
[0051]在操作510处，基于来自所选择的一个或多个电容性传感器的生成的输出信号来确定心电图(ECG)信号。在一些实施例中，通过与(图3示出的并且在本文中描述的)重建模块112相同或相似的重建模块来执行操作510。
[0052]在权利要求中，置于括号内的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。词语“包含”或“包括”不排除在权利要求书中所列举的那些以外的元件或步骤的存在。在枚举了若干单元的设备权利要求中，这些单元中的若干可以由同一项硬件来实现。元件前的词语“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。在枚举了若干单元的任何设备权利要求中，这些单元中的若干可以由同一项硬件实现。尽管在互不相同的从属权利要求中记载了特定元件，但是这并不指示不能组合使用这些元件。
[0053]尽管该描述包括出于说明性目的基于当前被认为最实用且优选的实施例的细节， 但是应理解，这种细节仅仅是出于该目的，并且本公开不限于所公开的实施例，而是相反， 旨在覆盖在权利要求书的精神和范围内的修改和等价布置。例如，应理解，在可能的程度上，任何实施例的一个或多个特征被预期为与任何其他实施例的一个或多个特征相组合。
【主权项】
1.一种用于对对象(106)进行心电图(ECG)监测的系统(10)，所述系统包括: 多个电容性传感器(143)，其被配置为生成传达所述对象的电生理信息的输出信号，其中，所述电容性传感器中的个体电容性传感器还被配置为发射载波信号，并且其中，所生成的输出信号包括所发射的载波信号的表示；以及 一个或多个处理器(110)，其被配置为运行计算机程序模块，所述计算机程序模块包括: 耦合模块(111)，其被配置为基于所述输出信号来确定针对所述电容性传感器中的个体电容性传感器的耦合水平 选择模块(112)，其被配置为基于所确定的耦合水平来选择一个或多个电容性传感器；以及 重建模块(113)，其被配置为基于来自所选择的一个或多个电容性传感器的所生成的输出信号来确定心电图(ECG)信号。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耦合模块还被配置为确定哪一个电容性传感器具有最高耦合水平。3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述耦合模块还被配置为确定哪一个电容性传感器具有最高耦合水平，并且其中，对所述一个或多个电容性传感器的选择基于如下内容:由具有所述最高耦合水平的所述电容性传感器生成的所述输出信号与由一个或多个其他电容性传感器生成的输出信号之间的一个或多个相关系数。4.根据权利要求1所述的系统，其中，对所述一个或多个电容性传感器的选择还基于所述一个或多个电容性传感器的空间分布。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述重建模块被配置为通过如下操作来确定所述心电图信号:基于来自所选择的一个或多个电容性传感器的所生成的输出信号来确定向量心电图(VCG)信号；由具有长轴的椭圆来近似所述向量心电图信号;并且将所述向量心电图信号投影到所述椭圆的所述长轴上。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述心电图(ECG)监测是无创的，并且对于对象(106)的限制的运动是运动容差的。7.一种提供对对象的心电图(ECG)监测的方法，所述方法包括: 由多个电容性传感器来发射载波信号； 由所述多个电容性传感器来生成传达所述对象的电生理信息的输出信号，其中，所述输出信号包括所发射的载波信号的表示； 基于所生成的输出信号来确定针对所述电容性传感器中的个体电容性传感器的耦合水平； 基于所确定的耦合水平来选择一个或多个电容性传感器;并且 基于来自所选择的一个或多个电容性传感器的所生成的输出信号来确定心电图(ECG)信号。8.根据权利要求7所述的方法，其中，确定耦合水平包括确定哪一个电容性传感器具有最高親合水平。9.根据权利要求7所述的方法，其中，确定耦合水平包括确定哪一个电容性传感器具有最高耦合水平，并且其中，对所述一个或多个电容性传感器的选择基于如下内容:由具有所述最高耦合水平的所述电容性传感器生成的所述输出信号与由一个或多个其他电容性传 感器生成的输出信号之间的一个或多个相关系数。10.根据权利要求7所述的方法，其中，对所述一个或多个电容性传感器的选择还基于 所述一个或多个电容性传感器的空间分布。11.根据权利要求7所述的方法，其中，确定所述心电图(ECG)信号包括:基于来自所选择的一个或多个电容性传感器的所生成的输出信号来确定向量心电图 (VCG)信号；由具有长轴的椭圆来近似所述向量心电图信号;并且将所述向量心电图信号投影到所述椭圆的所述长轴上。12.根据权利要求7所述的方法，其中，所述心电图(ECG)监测是以无创且对于对象 (106)的限制的运动为运动容差的方式来提供的。13.—种被配置为提供对对象的心电图(ECG)监测的系统，所述系统包括:用于发射载波信号的单元(143)，其包括被配置为发射载波信号的多个元件；用于生成传达所述对象的电生理信息的输出信号的单元(143)，其中，所述输出信号包 括所发射的载波信号的表示；用于基于所生成的输出信号来确定针对用于发射载波信号的所述单元的耦合水平的 单元(111);用于基于所确定的耦合水平来选择用于发射载波信号的所述单元的一个或多个元件 的单元(112);以及用于基于来自由用于选择的所述单元选择的所选择的元件的所生成的输出信号来确 定心电图(ECG)信号的单元(113)。14.根据权利要求13所述的系统，其中，用于确定耦合水平的所述单元被配置为确定用 于发射载波信号的所述单元的哪一个元件具有最高耦合水平。15.根据权利要求13所述的系统，其中，用于确定耦合水平的所述单元被配置为确定用 于发射载波信号的所述单元的哪一个元件具有最高耦合水平，并且其中，用于选择的所述 单元的操作基于如下内容:由所确定的元件生成的所述输出信号与由用于发射载波信号的 所述单元的一个或多个其他元件生成的输出信号之间的一个或多个相关系数。16.根据权利要求13所述的系统，其中，用于选择的所述单元的操作还基于用于发射载 波信号的所述单元的所述一个或多个元件的空间分布。17.根据权利要求13所述的系统，其中，用于确定所述心电图(ECG)信号的所述单元包 括:用于基于来自所选择的一个或多个电容性传感器的所生成的输出信号来确定向量心 电图(VCG)信号的单元(113);用于由具有长轴的椭圆来近似所述向量心电图信号的单元(113);以及用于将所述向量心电图信号投影到所述椭圆的所述长轴上的单元(113)。18.根据权利要求13所述的系统，其中，所述心电图(ECG)监测是以无创且对于对象 (106)的限制的运动为运动容差的方式来提供的。
【文档编号】A61B5/0428GK106028923SQ201480064382
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年11月24日
【发明人】L·N·阿塔拉, M·穆夫塔, M·谢莱肯斯, A·A·M·塞尔特恩, R·维林斯, J·伯格曼斯
【申请人】皇家飞利浦有限公司