心血管和心肺健康确定的制作方法

本发明大体上涉及用于与心血管或心肺健康相关的监测目的的技术，并且具体地说涉及用于帮助确定最大耗氧量或最大摄氧量的技术。

背景技术：

心血管健康和心肺健康指的是血液循环系统和呼吸系统向肌肉供氧的能力。后一术语心肺健康通常用于在持续的身体活动期间向骨骼肌供氧的能力，因此可以将其视为心血管健康的子集。

这些类型的健康受生理参数的影响，包括心率、每搏输出量、心输出量以及最大耗氧量。定期锻炼可以通过扩大心肌、使每次搏动抽出更多的血液、增加受训练骨骼肌中的小动脉数量从而为工作肌肉供应更多血液来使这些系统更有效。

存在对可以给出心血管和心肺健康的指示的低成本且便携的技术的临床需求和消费者需求。

心震描记法(scg)是对跳动的心脏引起的胸壁处的次声频低频振动的分析。更一般地，scg通常与由心肌运动产生的胸壁中的加速度的无创测量相关。心音是胸壁振动的可听分量，通常高于40hz-60hz，而scg振动通常低于5hz。

通常使用加速度计来测量scg。然而，当使用加速度计时，同时对低频scg分量和可听分量进行采样。scg分量和可听分量显露了不同的心血管功能，因此能够使用不同的方法来诊断心血管功能。例如，scg通常适合于估计心动周期中的特征之间的时间间隔，而心音适合于检测由流动扰动引起的杂音。

当使用加速度计时，加速度计信号中的心音或音频分量由低频振动或scg波的高强度决定。如果加速计信号被高通滤波，例如具有50hz的下截止，则显露心音。在心音中，最主要的声音是第一心音(s1)和第二心音(s2)，它们分别与二尖瓣闭合(mc)和主动脉瓣闭合(ac)相关。

发明目标

本发明的一个目标是满足可以给出心血管和心肺健康的指示的技术并且具体地说便宜且便携的技术的上述要求。

技术实现要素：

根据第一方面，通过一种用于量化或确定心血管健康或心肺健康的指示的方法来实现上述目标。该方法包括：获得用放置在人的胸部上以用于测量由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动的加速度计记录的信号的多个片段，其中每个片段覆盖或对应于一个心动周期。该方法还包括：将多个片段对准；基于多个片段确定平均片段；并且在确定平均片段之前对多个片段进行滤波，或者用带通滤波器对平均片段进行滤波，所述带通滤波器具有低于5hz优选地低于1hz的下截止频率和范围在60hz-500hz的上截止频率。该方法还包括：确定滤波后的平均片段中的第一时间特征；基于第一时间特征的信号强度或幅度和第一时间特征的时间位置中的至少一个来确定测量值；并且基于确定的测量值提供输出信息。

这里，并且在整个这些规范中，量化或确定心血管健康和心肺健康的指示被理解为限于心血管或心肺系统的正常功能，并且与异常的心血管或心肺功能、病症或结构或心血管或心肺障碍或疾病不相关。因此，量化或确定心血管或心肺健康的指示被理解为包括量化或确定有氧健康的指示，诸如最大耗氧量或摄氧量(vo2最大值)。

量化或确定心血管健康或心肺健康的指示被理解为不包括量化或确定功能(诸如心血管功能)的指示。因此，量化或确定心血管健康或心肺健康的指示被理解为不涵盖量化或确定与心肌机能相关的心脏病诸如心脏衰竭的指示。这里，功能或心血管功能被理解为限于异常的心血管或心肺功能、病症或结构，或心血管或心肺障碍或疾病，并且与心血管或心肺系统的正常功能不相关。

在整个这些规范中，时间特征可以对应于心动周期中的特征或阶段。时间特征可以对应于滤波后的平均片段的峰值、谷值、局部极值、局部最小值、局部最大值、最大变化、最大增加或最大减小。在整个这些规范中，测量值可以对应于或基于信号强度或幅度或时间差。时间特征的信号强度或幅度可以对应于影响加速度计的加速度。这里并且在整个这些规范中，时间特征的信号强度被理解为涵盖时间特征的信号样本或信号值。可以相对于平均片段中的平均信号确定幅度。幅度被理解为涵盖时间特征的峰值或极值，诸如局部最大值或最小值。

加速度计可包括压电元件。信号可以表示由压电元件生成的电压。因此，时间特征的信号强度或幅度可表示时间特征的电压值。

根据第二方面，通过用于量化或确定心血管健康或心肺健康的指示的系统来实现目标。该系统包括：(a)加速度计，其被配置成放置在人的胸部上以用于测量由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动，以及(b)处理器，其操作性地连接到加速度计。处理器被配置成：获得用加速度计记录的信号的多个片段，其中每个片段覆盖或对应于一个心动周期。处理器还被配置成：将多个片段对准；基于多个片段确定平均片段；并且在确定平均片段之前对多个片段进行滤波，或者用带通滤波器对平均片段进行滤波，所述带通滤波器具有低于1hz的下截止频率和范围在60hz-500hz的上截止频率。处理器还被配置成：确定平均片段中的第一时间特征；基于第一时间特征的信号强度或幅度和第一时间特征的时间位置中的至少一个来确定测量值；并且基于确定的测量值提供输出信息。

在以上方面中，获得信号的多个段可以包括：获得信号并从信号中形成多个片段。

根据第三方面，通过一种用于量化或确定心血管健康或心肺健康的指示的系统来实现目标。该系统包括：加速度计，其被配置成放置在人的胸部上以用于获得表示由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动的信号；以及分段模块，其用于从信号形成多个片段，其中每个片段覆盖或对应于一个心动周期。该系统还包括：对准模块，其用于将多个片段对准；第一计算模块，其用于基于多个片段确定平均片段；以及滤波模块，其用于在确定平均片段之前对多个片段进行滤波，或者用于用带通滤波器对平均片段进行滤波，所述带通滤波器具有低于1hz的下截止频率和范围在60hz-500hz的上截止频率。系统还包括：第二计算模块，其用于确定平均片段中的第一时间特征；第三计算单元，其用于基于第一时间特征的信号强度或幅度和第一时间特征的时间位置中的至少一个来确定测量值；以及输出模块，其用于基于确定的测量值提供输出信息。

根据第四方面，通过一种用于在用于量化或确定心血管健康或心肺健康的指示的系统中使用的计算机程序产品来实现目标，其中该系统包括：(a)加速度计，其用于放置在或被配置成放置在人的胸部上以用于测量由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动，以及(b)处理器，其操作性地与加速度计连接。该计算机程序产品包括程序代码指令，所述程序代码指令被配置成在由系统的处理器执行时，使处理器：用加速度计获得信号，并且从信号形成多个片段，其中每个片段覆盖或对应于一个心动周期。程序代码指令进一步使处理器：将多个片段对准；基于多个片段确定平均片段；并且在确定平均片段之前对多个片段进行滤波，或者用带通滤波器对平均片段进行滤波，所述带通滤波器具有低于1hz的下截止频率和范围在60hz-500hz的上截止频率。程序代码指令进一步被配置成使处理器：确定平均片段中的第一时间特征；基于第一时间特征的信号强度或幅度和第一时间特征的时间位置中的至少一个来确定测量值；并且基于确定的测量值提供输出信息。

根据第五方面，通过一种上面存储有根据第四方面的计算机程序产品的非暂态存储器来实现目标。

根据第六方面，通过一种用于量化或确定心肺健康的指示的方法来实现目标。该方法包括：获得用放置在人的胸部上以用于测量由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动的加速度计记录的信号的信号部分；确定信号部分的最大值；以及基于最大值提供指示心肺健康的输出信息。

作为确定最大值和提供关于最大值的输出信息的替代，该方法可以包括：确定信号部分的标准偏差或方差，并且基于标准偏差或方差提供指示心肺健康的输出信息。

信号部分可以是或对应于关于以上方面描述的多个片段中的一个片段。

根据第七方面，通过一种用于量化或确定心肺健康的指示的系统来实现目标。该系统包括：(a)加速度计，其被配置成放置在人的胸部上以用于测量由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动，以及(b)处理器，其操作性地连接到加速度计。处理器被配置成执行关于第六方面描述的任一步骤。

根据第八方面，通过一种用于量化或确定心肺健康的指示的系统来实现目标。该系统包括：加速度计，其被配置成放置在人的胸部上以用于测量由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动；计算模块，其用于获得用放置在人的胸部上的加速度计记录的信号的信号部分；确定模块，其用于确定信号部分中的最大值；以及输出模块，其用于基于最大值提供指示心肺健康的输出信息。

根据第九方面，通过一种用于在用于量化或确定心肺健康的指示的系统中使用的计算机程序产品来实现目标。该系统包括：(a)加速度计，其被配置成放置在人的胸部上以用于测量由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动，以及(b)处理器，其操作性地连接到加速度计。该计算机程序产品包括程序代码指令，所述程序代码指令被配置成在由系统的处理器执行时使处理器：执行关于第六方面描述的任一步骤。

根据第十方面，通过一种上面存储有根据第九方面的计算机程序产品的非暂态存储器来实现目标。

在上述不同方面，输出信息可以表示实际确定的测量值。可替代地，输出信息可以表示基于确定的测量值的分数。输出信息可以指示心血管健康或心肺健康或者是其指示，或者更确切地说是vo2最大值的指示，例如作为一个或多个数值。另外地或可替代地，可以在滤波之前执行对准，并且可以在确定平均片段之前执行滤波。

在第一方面的方法中，加速度计可以放置在人的胸部上并通过粘合剂附接到人的皮肤上以测量加速度和振动。第二、第三和第四方面的系统还可以包括粘合剂贴片，该粘合剂贴片被配置成用于支撑加速度计并且用于附接到人的皮肤。通过将加速度计附接到皮肤，提高了记录信号的质量。

具体实施方式

可以如下所述修改上述不同方面。

获得用加速度计记录的信号的片段的步骤可以包括：用放置在人的胸部上以用于测量由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动的加速度计记录信号，其中在覆盖该人的多个心动周期的时间段内记录信号。步骤还可包括：将记录的信号分成多个片段，其中每个片段覆盖单个心动周期。加速度计可以放置在人的胸部前面。将加速度计放置在人的胸部上意味着将其放置在身体外部而不是内部。这具有简单应用的优点，其不需要任何手术技巧并且可以在非无菌环境中执行。

获得用加速度计记录的信号的多个片段可以包括：用放置在人的胸部上以用于测量由心肌运动引起的该人的胸壁的加速度和振动的加速度计记录信号，并且对信号进行滤波以获得音频信号。获得多个片段还可包括：识别音频信号中的多个心音，其中每个心音与单个心动周期相关；并且基于所识别的多个心音将所记录的信号分成多个片段。滤波可以包括高通滤波，其具有范围在40hz-80hz或者大约等于50hz或65hz的下截止频率。

这里，多个心音可以是第一心音(s1)。可替代地，多个心音可以是第二心音(s2)。在整个这些规范中，麦克风被理解为将声音转换为电信号的转换器。

将多个片段对准可以包括：确定多个片段中的每一个中的心音并且通过每个片段的确定心音将多个片段对准。心音可以是第一心音(s1)或第二心音(s2)。第一心音(s1)可以对应于房室瓣的闭合。第二心音(s2)可以对应于半月瓣的闭合。

测量值可以对应于或基于第一时间特征或其处的信号强度或幅度。例如，测量值可以对应于第一心音(s1)的幅度。已经发现这是在检查心血管健康时研究的有利措施。

此外，确定测量值可以包括：确定第一时间特征的信号强度或幅度。第一时间特征可以对应于：心动周期的主动脉瓣打开(ao)或主动脉瓣闭合(ac)。

根据第一方面的方法还可以包括：确定滤波后的平均片段中的第二时间特征，并且其中，确定测量值还基于第二时间特征的信号强度或幅度和第二时间特征的时间位置。通过具有两个或更多个时间特征，可以使用另外的措施，从而有助于用于确定心肺健康的改进技术。

替代地或另外地，测量值可以基于第一时间特征的信号强度或幅度以及第二时间特征的信号强度或幅度。第一时间特征的信号强度或幅度可以由第二时间特征的信号强度或幅度归一化。确定测量值可以包括：确定第一时间特征的信号强度或幅度与第二时间特征的信号强度或幅度之间的差或比率，其中该测量值基于所确定的差或比率。

第一时间特征可以对应于主动脉瓣打开(ao)，并且第二时间特征可以对应于等容运动(im)。

该方法或确定第一时间特征还可以包括：确定平均片段中的对应于心音开始的第一时间点。确定第一时间特征还可以包括：相对于第一时间点确定第一时间特征。类似地，确定第二时间特征还可以包括：相对于第一时间点确定第二时间特征。心音可以是第一心音(s1)或第二心音(s2)。如上所述，第一心音(s1)可以对应于房室瓣的闭合，并且第二心音(s2)可以对应于半月瓣的闭合。

如果心音是第一心音(s1)，则确定第一时间特征可以包括：确定第一时间点之后的第一局部最小值(im)，并指定第一局部最小值以表示等容运动(im))。替代地或另外地，确定第一时间特征可以包括：确定第一时间点之后的局部最大值，并且指定局部最大值以表示主动脉瓣打开(ao)。

带通滤波器的下截止频率可以低于0.5hz、0.2hz或大约0.1hz。上截止频率可以是100hz-500hz、150hz-250hz、175hz-225hz的范围、或大约200hz，或者在60hz-100hz、100hz-150hz、150hz-200hz、200hz-250hz以及250hz-300hz的范围之一。优选地，上截止频率在60hz-500hz的范围内，但也可以在30hz-500hz的范围内。已经发现用于提供scg信号的这些频率给出了可靠的结果。

该方法还可以包括：确定跳动的心脏的心率。类似地，处理器可以被配置成：确定跳动的心脏的心率，并且计算机程序产品可以包括程序代码指令，所述程序代码指令被配置成在由系统的处理器执行时，使处理器：确定跳动的心脏的心率。可以基于用加速度计记录的信号来确定心率。心率可以指示每分钟或另一合适的时间段中心脏收缩的次数。

确定测量值还可以基于心率。例如，确定测量值可以包括：确定第一时间特征的时间位置与第二时间特征的时间位置之间的差，并且将差除以心率。可以设想，通过考虑心率，当用加速度计记录信号时，可针对休息时具有高心率的人并针对在活动或锻炼的人更准确地确定该测量值。

在第六方面的方法中，获得信号部分可以包括：用放置在人的胸部上的加速计记录信号，并且从信号形成信号部分，其中信号部分覆盖该人的一个或多个完整的心动周期。

根据第六方面的方法还可以包括：确定信号部分中的最小值，并且指示心肺健康的输出信息还可以基于最大值与最小值之间的差。最大值可以对应于心动周期中的第一时间特征的峰值。类似地，最小值可以对应于心动周期中的第二时间特征的峰值。

这里，第一时间特征和第二时间特征可以属于同一心动周期。第一时间特征可紧接在第二时间特征之后，和/或第一时间特征的峰值与第二时间特征的峰值可相差在100ms内。可替代地，第一时间特征和第二时间特征可以属于不同的心动周期。

根据第六方面的方法还可以包括：在长度小于100ms的时间间隔内确定最小值和最大值。最大值或第一时间特征可以对应于主动脉瓣打开(ao)的信号强度或幅度。最小值或第二时间特征可以对应于等容运动(im)的信号强度或幅度。最大值和/或最小值可以是峰值幅度值。实际上，这意味着最大值对应于主动脉瓣打开(ao)的峰值，并且最小值对应于等容运动(im)的峰值。

根据第六方面的方法还可以包括：获得指示人的身体质量指数(bmi)的信息，并且指示心肺健康的输出信息还可以基于bmi的指示。已经发现在bmi与vo2最大值的指示之间存在强关联性，并且可以针对bmi校正该指示。可以设想，这种关联性是脂肪抑制由心肌运动引起的胸壁振动的影响。

根据第六方面的方法还可以包括：用带通滤波器对信号部分进行滤波，该带通滤波器具有低于1hz的下截止频率和在100hz-500hz范围内的上截止频率。带通滤波器的下截止频率可以低于0.5hz、0.2hz或大约0.1hz。上截止频率可以是60hz-500hz、100hz-400hz、150hz-250hz、175hz-225hz的范围、或大约200hz，或者在60hz-100hz、100hz-150hz、150hz-200hz以及250hz-300hz的范围之一。优选地，上截止频率在60hz-500hz的范围内，但也可以在30hz-500hz的范围内。已经发现用于提供scg信号的这些频率给出了可靠的结果。信号部分可以覆盖一个完整的心动周期、少于十个心动周期、少于30个心动周期或少于60个心动周期。信号部分可以具有小于10秒、30秒或60秒的长度。

上述方面的系统可以包括存储程序代码指令的非暂态存储器，所述程序代码指令在由处理器执行时配置处理器来执行所述步骤和/或具有所述功能。

系统可以包括智能电话。处理器和/或非暂态存储器可以是智能电话的组成部分。此外，加速度计可以是智能电话的组成部分。系统还可以包括用于支撑智能电话的壳体或支架，并且壳体或支架可以包括配置用于将壳体或支架附接到人的皮肤的粘合剂贴片。作为智能电话的组成部分的加速度计的替代，加速度计可以形成辅助单元的一部分，该辅助单元被配置成通过有线或无线方式与智能电话通信，诸如可以绑在人的胸部周围的健身带。

提供输出信息还可以包括：将多个片段、平均片段、信号部分和/或测量值存储在非存储器中或辅助非暂态存储器中。辅助非暂态存储器可以形成计算机服务器系统的一部分，其可以位于远程位置。

提供输出信息还可以包括：提供先前获得的测量值，并且输出信息还可以基于先前获得的测量值。先前获得的测量值可以存储在非暂态存储器中或辅助非暂态存储器中。输出信息可以基于测量值与先前获得的测量值之间的差。例如，输出信息可以是主动脉瓣打开(ao)的幅度与先前获得的主动脉瓣打开(ao)的幅度之间的幅度差。

另外地或替代地，提供输出信息还可以包括：提供先前获得的平均片段或信号部分，并且输出信息还可以基于平均片段或信号部分，以及先前获得的平均片段或信号部分。先前获得的平均片段或信号部分可以存储在非暂态存储器中或辅助非暂态存储器中。输出信息可以包括：覆盖平均片段或信号部分的图，其具有先前获得的平均片段或信号部分。更具体地，输出信息可以包括：覆盖平均片段的一部分以及先前获得的平均片段的对应部分的图。例如，该部分可以覆盖第一心音(s1)。该图可以显示在上述智能电话的屏幕上。

先前获得的测量值或先前获得的平均片段或信号部分可以以与测量值或平均片段相同的方式确定，或者通过与确定测量值或平均片段所执行的相同步骤确定。先前获得的测量值或先前获得的平均片段或信号部分可以在较早的时间点确定，诸如在确定测量值、平均片段或信号部分之前的多于五天、十天或八周。当研究在长时间的训练或锻炼期间心血管健康如何变化时，这是特别有利的。

根据以下附图说明，不同方面的其他优点和特征将变得显而易见。

附图说明

从以下对附图的详细描述中，本发明的上述和其他特征和优点的更完整的理解将显而易见，其中：

图1是用于量化心血管或心肺健康的系统12的实施方式的示意图，

图2是示出在关于图1描述的系统中采用的方法的基本步骤的流程图，

图3是示出基于关于图2描述的方法的一方法的子步骤和另外步骤的流程图，

图4a和图4b分别示出已通过带通滤波器和高通滤波器滤波的片段，

图5是用于量化跳动心脏功能的替代实施方式的系统的实施方式的示意图，并且

图6是示出在关于图1描述的系统中采用的替代方法的步骤的流程图。

附图详述

图1示意性地示出用于量化心血管或心肺健康的系统12的实施方式。系统12具有压电元件形式的加速度计14，该加速度计可以放置在人18的胸部上并且用于测量由心脏的运动引起的胸壁的振动。处理器20与加速计14连接。处理器20具有暂态存储器22，该暂态存储器可以存储从加速度计14接收的信号，并且通过它可以执行程序代码指令。系统12包括支撑加速度计14的支撑件26和容纳处理器20的外壳28。系统12还具有存储处理器20的程序代码指令的非暂态存储器24。例如，系统12作为整体可以是智能电话的组成部分，或者除了加速计20和支架26之外的所有部分可以形成智能电话的一部分。在一个实施方式中，加速度计是智能电话的集成加速度计。

在系统12的一个实施方式中，它还具有与处理器20操作性地连接的指示器25。指示器25例如可以具有lcd显示器等，其可以显示来自处理器20的输出信息，诸如数字。

非暂态存储器中的程序代码指令使处理器20执行图2所示的方法。将加速度计放置在人的胸部上并记录信号。随后获得102多个片段，其中每个片段对应于一个心跳或一个心动周期。接下来是对准108和滤波114。这里，采用具有大约0.1hz的下截止频率和大约200hz的上截止频率的带通滤波器。随后，从多个片段确定118平均片段。

在形成平均片段的情况下，确定120时间特征。进而使用时间特征来确定122测量值。下面描述时间特征和测量值的实例。随后基于所确定的测量值提供128输出信息。在一个实施方式中，输出信息是在上述指示器25上显示的数字。

该方法的另外细节显示在图3的流程图中。获得102多个片段的步骤包括用加速度计记录104信号以及将记录的信号分成106多个片段的子步骤，例如通过us8235912b2和us8469896b2中描述的依赖于加速度计信号的可听部件的技术。

在替代实施方式中，同时获取心电图(ecg)信号与加速度计信号，并且ecg信号用于该加速度计信号的分段。例如，可以使用如jensen等人所述的分段(在心脏病学中的计算2014；41：29-32)。

当获得102多个片段时，采用与jensen等人描述的方法类似的方法来删除噪声片段。将具有65hz的下截止的高通滤波器施加到片段，并且随后通过已知技术确定第一心音s1的开始。类似地，将具有50hz的下截止的高通滤波器施加到片段，并且随后通过已知技术确定第二心音s2的开始。随后根据确定的第二心音s2将片段对准。在替代实施方式中，替代地使用第一心音。

通过将对准的片段与单个片段相加并将得到的信号强度或幅度除以总和中的片段数来确定116平均片段。

图4a示出了已经经受上述带通滤波的片段。横坐标表示以g(ms^-2)为单位的加速度，并且纵坐标表示以毫秒(ms)为单位的时间。这里，g与来自加速计14的电压成比例。纵坐标的零点对应于同时记录的ecg信号片段中的r峰值。图4a中指示了许多时间特征，这些特征将在下面进一步描述。

图4b示出了已经经受具有50hz的下截止的高通滤波器的片段，如上所述。横坐标表示信号强度x(无单位)，并且纵坐标表示以毫秒(ms)为单位的时间。后者已经通过同时记录的ecg信号片段以与关于图4a所述相同的方式对准。在图4b中示出第一心音(s1)和第二心音(s2)的开始。

在确定118平均片段中的第一时间特征和确定120第二时间特征120的步骤中，在平均片段中识别以下时间特征：等容运动(im)、主动脉瓣打开(ao)和主动脉瓣闭合(ac)。

例如，在参见图4b第一时间点被确定为第一心音(s1)的开始的情况下，等容运动(im)被确定为第一时间点之后的第一局部最小值(im)并且主动脉瓣打开(ao)被确定为第一时间点之后的局部最大值。例如，可以通过类似于us8235912b2和us8469896b2中描述的技术的技术来确定第一时间点。在替代实施方式中，等容运动(im)被确定为局部最小值，并且主动脉瓣打开(ao)被确定为平均片段的局部最大值。

确定主动脉瓣打开(ao)和主动脉瓣闭合(ac)的幅度或信号强度的测量值或值，以及主动脉瓣打开(ao)和等容收缩(im)的幅度或信号强度的差。

随后以在指示器的lcd显示器上显示206的值的形式提供128输出，其中值表示在上面的实例中确定的信号强度和时间差。

图5示出了关于图1描述的系统12的替代实施方式，唯一的区别在于支撑件26形成外壳28的一部分，使得外壳28覆盖加速度计14的至少一部分。在该实施方式中，外壳28放置在人的胸部上，这意味着加速度计14也放置在人的胸部上。

图6是示出在关于图1或图5描述的系统中采用的替代方法的步骤的流程图。非暂态存储器中的程序代码指令使处理器20执行图6所示的方法。首先将加速度计14放置在人的胸部上，并且通过用加速度计14记录204信号来首先获得202信号部分。随后从覆盖完整心动周期的信号形成206信号部分。针对信号部分采用具有大约0.1hz的下截止频率和大约200hz的上截止频率的带通滤波器。

随后确定206信号部分中的最大值。实际上，最大值对应于主动脉瓣打开(ao)的幅度或第一时间特征，其可以在图4a中看到。在图6中未示出的一个实施方式中，提供最大值作为指示心肺健康的输出信息。

还确定208信号部分中的最小值。实际上，最小值对应于等容运动(im)的幅度或第二时间特征。

最大值对应于心动周期中的第一时间特征的峰值。类似地，最小值对应于心动周期中的第二时间特征的峰值。第一时间特征和第二时间特征属于同一心动周期。第一时间特征紧接在第二时间特征之后，并且第一时间特征的峰值与第二时间特征的峰值相差在100ms内，如图4a中可见。

随后提供120指示心肺健康的输出信息作为最大值与最小值之间的差。

在替代实施方式中，该系统包括用于向处理器输入信息的接口。该方法还包括通过接口获得指示人的bmi的信息的步骤，并且指示心肺健康的输出信息还基于bmi的指示，例如作为bmi校正的一部分。

概念验证

开发了一种定制的轻量级8g压电加速度计以用于采集scg信号。低重量提供更好的信号，并且小型化允许加速度计并入在另一个装置中。加速度计用于如上关于图1-图4所述的系统中。应注意，系统识别ao、im和ac。

该系统用于一组17名未经训练的女性，她们正在进行为期8周的健身计划。所有受试者在进入该计划之前和之后使用传统的vo2最大值测试(包括ecg记录)和休息时的scg记录进行测试。通过将平均vo2最大值从28.7ml/min/kg增加至31.2ml/min/kg(p＝0.002)，锻炼计划的效果显着。在17名受试者中，13名(76％)中vo2最大值增加了。

该研究显示，下表中列举的vo2最大值与scg测量值之间存在很强的关联性，表明scg能够确定一个人的心肺健康。

表1显示了所选特征与vo2最大值的关联性。这里，峰值ao是ao特征的最大值，峰值im是im特征的最小值，峰值ac是ac特征的最大值，底值ac是ac特征的最小值。可以设想，峰值ao-峰值im之间的差对应于ao特征和im特征的峰值-峰值幅度，并且峰值ac-底值ac之间的差对应于ac特征的峰值-峰值幅度。bmi是身体质量指数。

本发明的可行修改

本发明不仅限于上面结合附图描述的实施方式，这些实施方式主要具有说明性和示例性的目的。本专利申请旨在覆盖本文所述优选实施方式的所有调整和变型，因此本发明由所附权利要求及其等同物的措辞限定。因此，可以在所附权利要求和详细描述的范围内以各种方式修改设备。