定描述所述 特征信号的质量的质量度量。由于已经针_对生理^号的所有样本确定了模型信号，因此可 以将质量度量的计算限制于其中存在模型信号的那些值。例如，如果在区段的边界处的样 本还未被建模，则质量度量的确定可以被限制于模型信号的最左侧样本和最右侧样本之间 的范围，因此：
[0145]
[0146] 如上面计算的质量度量能够直接用于指示特征信号的质量，或者能够用在用于评 估生理信号的分类器中。例如，能够使用分类器树： 中小签二 如果(波形的能量 < 边界1)，. 如果(峰峰变化<边界2或者质量度量C边界3X
[0147] 标签=1; 结束 结束
[0148] 有利地，生理信号的能量应当低于某一边界(边界1)，以便避免在由加速度计测量 的大运动，例如，周期性行走信号的情况下的分类。
[0149] 峰峰变化能够被用于在规律信号，即没有心律不齐的信号的情况下的分类，而根 据本发明的方面的分类器能够被用在心率不齐的情况下。
[0150] 参考图12和13描述了根据本发明的方面的处理装置9的另外的有利应用。
[0151] 图12示出了用于移除肌电图（EMG)测量中的心电图（ECG)交叠的系统。EMG表示肌 肉活动，例如，与呼吸努力有关的胸骨旁肌肉活动。因此，能够从EMG信号中提取指示呼吸活 动，尤其是指示人进行呼吸必须完成多少困难的参数。例如，当在人胸部的第二肋间隙处测 量EMG，也被已知为胸骨旁EMG测量时，EMG信号与胸骨旁肌肉的活动量有关。然而，所测量的 生理信号6包括由于胸骨旁肌肉活动的期望EMG信号以及由于心搏活动的ECG信号两者。ECG 信号能够相对于EMG信号占据主导。
[0152] 图12所示的系统包括:特征检测器8、根据本发明的方面的处理装置9以及加法器 19。特征检测器8在输入部处接收所测量的生理信号6,并且在输出部处提供描述生理信号6 中的特征的出现的特征信号12。在该实施例中，特征检测器8被配置为峰检测器，其被配置 为执行QRS峰检测，以对ECG波的R峰进行定位。例如，所述峰检测器使用Pan-Tomkins算法 (J?Pan，W?J?Tomkins的"A real-time QRS detection a 1gorithm"，IEEE Trans.Biomed.Eng.1985，第32卷、第230-236页）。
[0153] 处理装置9获得包含源自于心搏活动(ECG信号)和呼吸(EMG信号）的至少两个波周 期的生理信号6,以及来自特征检测器8的特征信号12。在处理装置9的输出部处提供模型信 号18。在该实施例中，特征信号12指示心脏搏动的出现。因此，所得到的模型信号18包括生 理信号的心脏搏动的出现处的生理信号6的平均波形。因此，模型信号18表示ECG信号的模 型。
[0154] 能够利用加法器19从生理信号6减去模型信号18,其中，在加法器19的反相输入部 处提供所述模型信号。所述输出信号是有效摆脱ECG信号的差异信号或剩余信号20。能够对 差异信号进行评估，以例如确定呼吸率或者呼吸努力。模型信号18还能够用于另外的处理， 或者例如作为清洁ECG信号被呈现到对象或医师。
[0155] 图13示出了具有ECG信号的主导贡献的测量的生理信号6、由交叉指示的特征信号 12以及移除了 ECG的剩余信号20。上方和中间曲线图中的横轴指代以秒为单位的时间T，而 纵轴表示幅度。中间曲线图示出了来自上方曲线图的区段的放大图。下方曲线图示出了生 理信号6和剩余信号20的谱。
[0156]在剩余信号20中消除了由心脏搏动的ECG波。这还能够从图13的下方曲线图所示 的谱中看到，其中，与生理信号6相比，剩余信号20的功率已经降低了约15-20dB。根据本发 明的方面的该信号处理的优点在于，EMG信号保持不受ECG移除技术影响（图3的上方和中间 曲线图）。这与其中EMG波形由滤波过程修改的常规滤波技术(例如，低通滤波或中值滤波或 Sav i t sky-Go 1 ay滤波)相反。尽管已经针对ECG/EMG信号图示了区分生理信号中的不同贡献 的能力，但是应当指出，这样的图示应当被视为示范性的，而非限制性的。
[0157] 总而言之，本发明提出了一种处理装置、处理方法和设备，其用于基于所获得的生 理信号和描述生理信号中的特征的出现的所获得的特征信号，通过确定生理信号中的特征 的所述出现周围的生理信号的平均波形，并且通过确定包括生理信号中的特征的出现处的 生理信号的平均波形的幅度缩放的实例的模型信号，来处理生理信号。因此，所提出的处理 装置提供了模型信号，所述模型信号例如能够被用于甚至在心率不齐的情况下以及也在波 动幅度的情况下确定特征信号（其形成用于确定对象的生命体征的基础）的质量。此外，所 述模型信号能够服务于区分针对生理信号的不同贡献。
[0158] 尽管在附图和前面的描述中已经详细图示和描述了本发明，但是这些图示和描述 应被视为说明性或示范性的而非限制性的;本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、 公开内容以及权利要求书，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时能够理解和实现 对所公开的实施例的其他变型。
[0159] 在权利要求书中，"包括"一词不排除其他元件或步骤，并且词语"一"或"一个"不 排除多个。单个元件或其他单元可以履行权利要求书中所记载的若干项目的功能。尽管在 互不相同的从属权利要求中记载了特定措施，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的 组合。
[0160] 计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起提供或作为 其他硬件的部分提供的光学存储介质或固态介质，但计算机程序可也可以以其他形式来分 布，例如经由因特网或者其他有线或无线电信系统分布。
[0161] 权利要求书中的任何附图标记不应被解读为对范围的限制。
【主权项】
1. 一种用于处理生理信号(6)的处理装置(9)，其被配置为执行以下步骤： -获得所述生理信号(6)，其包含源自于生理过程的至少两个波周期， -获得描述所述生理信号(6)中的特征(P)的出现的特征信号（12)， -确定在所述生理信号（6)中的所述特征(P)的所述出现周围的所述生理信号（6)的平 均波形，并且 -确定模型信号（18)，其包括被放置于所述生理信号（6)中的所述特征(P)的所述出现 处的所述生理信号(6)的所述平均波形的幅度缩放的实例。2. 根据权利要求1所述的处理装置， 其中，所述生理信号(6)是描述生理运动的运动信号。3. 根据权利要求1所述的处理装置， 其中，所述生理信号的所述特征(P)是所述生理信号的峰。4. 根据权利要求1所述的处理装置， 还被配置为执行将所述模型信号（18)与所述生理信号(6)进行比较的步骤。5. 根据权利要求4所述的处理装置， 其中，所述比较的步骤包括对所述模型信号（18)与所述生理信号（6)之间的差异信号 的计算。6. 根据权利要求5所述的处理装置， 其中，所述比较的步骤还包括对描述所述特征信号（12)或所述生理信号（6)的质量的 所述差异信号的能量的计算。7. 根据权利要求1所述的处理装置， 其中，确定所述平均波形的步骤包括确定在所述特征(P)的出现处的所述生理信号(6) 的值与所述生理信号(6)的近邻样本的值之间的平均相对变化的步骤。8. 根据权利要求7所述的处理装置， 其中，确定所述平均波形的步骤包括针对所述特征(P)的出现之前和/或之后的不同近 邻样本，重复确定平均相对变化的步骤。9. 根据权利要求8所述的处理装置， 其中，执行所述重复，直到达到停止准则，尤其是直到针对在具有最小时间间隔的所述 特征(P)的至少一对相继出现之间的所述生理信号的所有样本已经确定了相对变化。10. 根据权利要求1所述的处理装置， 其中，确定所述模型信号（18)的步骤还包括对在所述平均波形的实例之间的所述模型 信号（18)进行插值的步骤。11. 根据权利要求1所述的处理装置， 其中，所述处理装置还被配置为评估所述特征信号（12)中的特征(P)的出现的时间间 隔的变化。12. 根据权利要求1所述的处理装置， 其中，所述处理装置还被配置为在时域中评估所述生理信号（6)和/或所述特征信号 (⑵。13. -种用于处理生理信号(6)的处理方法，包括以下步骤： -获得所述生理信号（S11 )，其包含源自于生理过程的至少两个波周期， -获得描述所述生理信号的特征(P)的出现的特征信号（12)(S12)， -确定在所述生理信号（6)的所述特征(P)的所述出现周围的所述生理信号（6)的平均 波形(S13)，并且 -确定模型信号（18)(S14)，其包括被放置于所述生理信号(6)的所述特征(P)的所述出 现处的所述生理信号(6)的所述平均波形的幅度缩放的实例。14. 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根据权利要求13所述的方法的步骤。15. -种用于确定对象的生命体征的系统（1)，包括： -传感器(5)，其用于测量生理信号(6)，以及 -处理单元(7)，其包括用于确定描述所述生理信号（6)的特征(P)的出现的特征信号 (12)的第一处理装置(8)以及用于处理生理信号(6)的第二处理装置(9)，其中，所述第二处 理装置是被配置为确定模型信号（18)的根据权利要求1所述的处理装置， 其中，所述处理单元（7)还被配置为在考虑所述模型信号（18)的情况下基于所述生理 信号(6)来确定所述对象的生命体征。
【专利摘要】提出了一种用于处理生理信号的处理装置。所述处理装置被配置为执行以下步骤：获得所述生理信号(6)，其包含源自于生理过程的至少两个波周期(6b)；获得描述所述生理信号(6)中的特征(P)的出现的特征信号(12)；确定所述生理信号(6)中的所述特征(P)的所述出现周围的所述生理信号(6)的平均波形；并且确定模型信号(18)，其包括被放置于所述生理信号(6)中的所述特征(P)的所述出现处的所述生理信号(6)的所述平均波形的幅度缩放的实例。此外，还提出了一种对应的处理方法、一种包括所述处理装置的用于确定对象的生命体征的系统(1)以及一种计算机程序。
【IPC分类】A61B5/00, A61B5/113, A61B5/11
【公开号】CN105578960
【申请号】CN201480053263
【发明人】R·M·M·德克斯, C·P·扬瑟
【申请人】皇家飞利浦有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年9月17日
【公告号】WO2015044010A1