本發(fā)明涉及血壓和其他血液動力學參數(shù)的測量領(lǐng)域中的偽影檢測。

背景技術(shù)：

1、us2021121073a1涉及一種在確定血壓和/或脈搏率時與可穿戴袖帶一起使用的設(shè)備和操作所述設(shè)備的方法。

2、生理信號向醫(yī)療保健專業(yè)人員的臨床決策提供了重要的輸入。然而，所收集的信息的準確性取決于所記錄的數(shù)據(jù)的質(zhì)量。

3、不可靠的信號或不良信號質(zhì)量可能導致不正確的測量、錯誤的警報和/或不適當?shù)呐R床決策。

4、測量誤差的一個來源是信號偽影。一些偽影可能是極其短暫的，而其他偽影可能是持久的。

5、作為非限制性示例，在基于袖帶的血壓測量(和/或其他血液動力學參數(shù))的背景內(nèi)的偽影可能具有不同的原因，諸如：患者運動；測量期間的袖帶移動；以及，由于袖帶開裂引起的測量技術(shù)偽影，其中，袖帶緊固件的突然松動導致袖帶體積的突然增加和隨后所測量的壓力信號的降低。

6、在一些情況下，偽影在手術(shù)期間可能不會被醫(yī)療護理人員注意到，這可能導致不準確的測量、錯誤的數(shù)據(jù)和潛在不適當?shù)呐R床評估?？赡軙裱贿m當?shù)奶幹?或不適當?shù)娜狈μ幚?。

7、在一些其他情況下，偽影可能僅在測量完成之后才被注意到。在這些情況下，解決方案取決于每種特定情況。例如，可能需要重復測量，這增加了額外的工作流程步驟和額外的時間。此外，如果偽影的實際原因未知，則重復測量可能導致重復出現(xiàn)相同的偽影。

8、此外，通過重復測量，患者的舒適度受到損害，因為血液動力學測量會花費平均90秒并且可能對患者來說是不舒服的。

9、需要一種用于檢測偽影并且優(yōu)選地用于采取或推薦動作以補救偽影的裝置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、由獨立的權(quán)利要求限定本發(fā)明。從屬權(quán)利要求限定有利實施例。

2、根據(jù)本發(fā)明的一個方面的示例，提供了一種在由血液動力學參數(shù)測量裝置測量血壓和/或其他血液動力學參數(shù)期間使用的方法?？梢耘c所述方法一起使用的血液動力學參數(shù)測量裝置可以包括用于圍繞用戶的身體的部分纏繞的袖帶，并且其中，所述袖帶包括可充氣氣囊形式的氣動致動器，以用于改變由袖帶施加到身體部分的壓力，并且所述血液動力學參數(shù)測量裝置還可以包括被布置用于感測用戶的身體部分的表面與袖帶之間的壓力的組織壓力傳感器，以及用于感測所述氣動致動器的操作參數(shù)的操作參數(shù)感測裝置。例如，所述操作參數(shù)傳感器可以包括用于感測所述可充氣氣囊內(nèi)的壓力的致動壓力傳感器。例如，所述袖帶可以被配置為使得所述組織壓力傳感器的至少壓敏部分在使用中被布置在所述身體部分與所述袖帶之間。

3、所述方法本身包括從血液動力學參數(shù)測量裝置接收一組傳感器信號，其中，所述一組傳感器信號包括：組織壓力信號，其指示用戶的身體部分的表面與袖帶之間的所述壓力；以及，致動器操作信號，其指示氣動致動器的操作參數(shù)。所述方法還包括利用偽影檢測模塊處理這兩種信號，以基于所述信號的組合來檢測預定義的一組不同類型的偽影事件中的任一個的發(fā)生，每個偽影事件類型對應(yīng)于影響傳感器讀數(shù)的物理事件。所述方法還可以包括基于檢測到的(一個或多個)偽影事件生成輸出。例如，所述方法可以包括生成指示任何一個或多個檢測到的偽影事件的所述類型的報告，并且優(yōu)選地將報告導出為數(shù)據(jù)項。

4、因此，本發(fā)明的實施例基于以下構(gòu)思：基于對應(yīng)用于組織壓力信號和氣動致動器的至少一個操作參數(shù)信號的分析來檢測與測量裝置或患者相關(guān)聯(lián)的導致信號偽影的物理事件(諸如物理干擾)。之前尚未提出將這兩個信號用于檢測偽影。通過實驗和模擬，發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，與裝置或患者相關(guān)聯(lián)的某些物理干擾事件導致兩個先前提到的信號波形內(nèi)的可檢測特征，并且因此提供了一種用于檢測偽影以及可能采取的行動以改進測量或至少利用可能存在偽影處的警告標記來注釋測量的方式。

5、測量裝置可以用于測量血壓和/或一個或多個其他血液動力學參數(shù)，諸如心輸出量和/或心搏出量。

6、例如，上述組織壓力傳感器可以包括傳感器墊，所述傳感器墊被布置為當穿戴袖帶時由袖帶施加在身體部分上。傳感器墊可以是填充流體的傳感器墊。流體墊可以與組織壓力傳感器的壓力換能器流體連通，其中，所述壓力換能器適于將流體墊內(nèi)的流體壓力的變化轉(zhuǎn)換成電子壓力讀出。所述壓力換能器可能位于袖帶的外部，并且所述墊可以被布置為袖帶的一部分。

7、例如，偽影事件所對應(yīng)的上述物理事件可以是裝置的物理干擾(諸如氣動供應(yīng)的袖帶或管道，或?qū)⒔M織壓力傳感器所包括的填充流體的傳感器墊連接到壓力換能器的袖帶或流體管)或患者的物理干擾(例如，患者的移動)。

8、在一些實施例中，在諸如血壓測量的血液動力學參數(shù)測量期間實時執(zhí)行所述方法。這允許在患者仍然存在時采取補救措施來校正偽影(諸如重復測量)。

9、在一些實施例中，基于檢測到一個或多個接收到的傳感器信號的波形中的一個或多個特性特征來執(zhí)行偽影檢測。這可以使用經(jīng)典的信號處理技術(shù)來完成。額外地或備選地，還可能使用機器學習算法基于包括所述一組傳感器信號的輸入來檢測一個或多個偽影事件的發(fā)生。這可以通過利用訓練數(shù)據(jù)對算法進行適當訓練來實現(xiàn)，所述訓練數(shù)據(jù)包括根據(jù)信號波形是否與特定的一個或多個偽影相關(guān)聯(lián)而注釋的樣本傳感器信號波形。

10、在一些實施例中，偽影檢測包括基于以下來檢測運動偽影：對致動器操作信號進行高通濾波；以及，檢測經(jīng)高通濾波的信號中超過預定義閾值的功率?！肮β省笨梢砸庵咐缃?jīng)高通濾波的信號的ac分量的強度。例如，這可以被計算為時間窗口上的經(jīng)高通濾波的信號樣本的平方的平均值。備選地，它可以被計算為時間窗口上的經(jīng)高通濾波的樣本的絕對值的平均值。在任一情況下，所得到的度量指示信號的ac分量的強度，即信號的功率。

11、在一些實施例中，偽影檢測包括：基于計算組織壓力信號的自相關(guān)度量來檢測運動偽影；以及，檢測到自相關(guān)度量下降到閾值以下。

12、自相關(guān)量度指示所述組織壓力信號隨時間推移與其自身相關(guān)的程度。

13、在一些實施例中，檢測包括基于以下對運動偽影的檢測：第一檢測，其包括對致動器操作信號進行高通濾波，并且檢測經(jīng)高通濾波的信號中在任何時間點處的功率超過預定義閾值；以及，第二檢測，其包括計算組織壓力信號的自相關(guān)度量，并且檢測所述自相關(guān)度量在任何時間點處下降到閾值以下。在第一檢測對應(yīng)的時間點和第二檢測對應(yīng)的時間點在彼此的預定義接近范圍內(nèi)的事件中，可以檢測到運動偽影。時間點可以相同，或者在彼此的閾值時間范圍內(nèi)。

14、在一些實施例中，所述一組傳感器信號還包括指示患者的姿態(tài)和/或運動的位置和/或運動傳感器信號。

15、所述方法可以包括例如使用指示患者的姿態(tài)和/或運動的位置和/或運動傳感器信號來檢測包括患者的姿態(tài)或患者的運動的變化的偽影事件的發(fā)生。

16、在一些實施例中，組織壓力傳感器包括填充流體的傳感器墊，所述填充流體的傳感器墊被布置為使得用戶的身體部分的表面與袖帶之間的壓力被施加到填充流體的墊上。填充流體的傳感器墊可以在使用中被布置在袖帶的致動器與用戶的身體部分之間。填充流體的墊可以通過流體管線被流體地連接到壓力換能器，并且其中，被施加到流體墊的壓力由壓力換能器電子地轉(zhuǎn)換成壓力讀數(shù)。

17、在一些實施例中，偽影檢測包括檢測對應(yīng)于用戶觸摸流體管線或管的偽影事件，所述流體管線或管將組織壓力傳感器所包括的填充流體的傳感器墊連接到壓力換能器。這里，檢測可以包括：計算組織壓力信號在時間段內(nèi)的自相關(guān)度量；以及，計算致動器操作信號的噪聲度量，所述噪聲度量指示在所述時間段內(nèi)信號相對于平滑斜坡函數(shù)的變化的程度?？梢皂憫?yīng)于組織壓力信號的自相關(guān)低于預定義閾值以及致動器操作信號的噪聲度量低于預定義閾值來檢測對流體管線的觸摸。

18、為了解釋，如果意外地觸摸組織壓力測量系統(tǒng)的填充流體的管，則這將導致組織壓力信號中的“振鈴圖案”，盡管預期不會影響致動器操作參數(shù)信號。可以在組織壓力信號中根據(jù)相關(guān)信號的減少來識別“振鈴圖案”，所述相關(guān)信號示出組織壓力信號隨時間與自身相關(guān)的程度。

19、備選地，由于“振鈴圖案”取決于管長度和流體類型，因此可以定義預期的“振鈴圖案”(例如，諧振頻率和阻尼系數(shù))的模板或特征，可以使用所述模板或特征來識別組織壓力信號中的此類“振鈴圖案”。在組織壓力信號中檢測到這種“振鈴圖案”的情況下，盡管致動器操作參數(shù)信號保持不受影響時，獲得已經(jīng)觸摸填充流體的管的指示。

20、可以通過評估致動器操作信號是否采取斜坡信號的形式(即，平滑地增加壓力)來檢測致動器操作信號中不存在偽影，所述斜坡信號隨時間增加而不存在任何(振蕩)信號分量或拐點。

21、因此，在一些實施例中，偽影檢測可以包括檢測對應(yīng)于用戶觸摸流體管線的偽影事件，所述流體管線將由組織壓力傳感器所包括的填充流體的傳感器墊連接到由組織壓力傳感器所包括的壓力換能器，并且其中，檢測包括檢測組織壓力信號的波形內(nèi)的一個或多個預定義特性波形圖案。

22、在一些示例中，檢測還可以取決于檢測致動器操作信號中不存在所述波形圖案和/或檢測致動器操作信號(或操作信號的基線)中不存在任何振蕩分量或拐點。

23、在一些實施例中，袖帶包括多個至少部分重疊的層或?qū)硬糠郑缙湎鄬τ诒舜丝苫瑒?，以改變袖帶的直徑。在實施例中，偽影檢測包括檢測對應(yīng)于與所述重疊的層相關(guān)的粘滑事件的偽影事件。例如，在一些實施例中，袖帶可以包括殼體結(jié)構(gòu)，其中，所述殼體結(jié)構(gòu)被布置為當袖帶被穿戴在身體部分上時位于氣動致動器與身體部分之間，并且被布置為當袖帶被穿戴時圍繞身體部分。所述殼體結(jié)構(gòu)可以包括至少部分重疊的部分，并且其中，所述殼體結(jié)構(gòu)的至少部分重疊的部分可以相對于彼此移動或滑動，從而響應(yīng)于增加由氣動致動器施加的壓力而減小殼體結(jié)構(gòu)的直徑。偽影檢測可以包括檢測對應(yīng)于與所述至少部分重疊的部分有關(guān)的粘滑事件的偽影事件。

24、在一些實施例中，所述殼體結(jié)構(gòu)可以包括被卷成管狀形狀的單個片材或?qū)釉⑶移渲?，成卷的片材或?qū)拥膱A周端部重疊，以形成至少部分重疊的(一個或多個)部分。

25、可以基于以下來檢測粘滑事件：檢測組織壓力信號中的向上拐點超過第一預定義梯度閾值，以及檢測致動器操作信號中的向下拐點超過第二預定義梯度閾值。特別地，拐點可以是相應(yīng)信號的基線中的拐點。

26、在粘滑偽影期間，在殼體內(nèi)存在摩擦，所述摩擦阻止殼體的周長隨時間逐漸減小。在規(guī)律的時刻，該摩擦被釋放/移除，并且發(fā)生以下連鎖反應(yīng)：殼體周長突然減??；致動器操作參數(shù)(例如致動器壓力)突然減??；組織壓力突然增加。

27、在一些實施例中，偽影檢測包括檢測對應(yīng)于袖帶緊固裝置的滑動或松動的偽影事件。這里的檢測可以基于：檢測致動器操作信號中的向下拐點超過第一預定義梯度閾值；以及，檢測組織壓力信號中的向下拐點超過第二預定義梯度閾值。特別地，拐點可以是相應(yīng)信號的基線中的拐點。

28、特別地，在某些時候，袖帶氣囊的尼龍搭扣可能會松動，因此殼體會獲得(稍微)更大的周長。這在本領(lǐng)域中被稱為袖帶“開裂”。由于較大的周長，預期將觀察到：組織壓力信號突然減?。灰约?，致動器操作參數(shù)(諸如致動器壓力)突然減小。

29、在一些實施例中，檢測還包括檢測組織壓力和致動器操作信號中的每一個的向下拐點，隨后是每個相應(yīng)信號中的信號部分，所述信號部分表示相對于向下拐點之前的所述相應(yīng)信號的負偏移；并且其中，檢測還包括確定所述信號部分的持續(xù)時間是否超過預定義閾值。

30、在偽影之后，組織壓力和致動器操作參數(shù)(例如，致動器壓力)二者均示出額外的持續(xù)(負)偏移。

31、在一些實施例中，致動器操作參數(shù)感測裝置包括用于感測可充氣氣囊內(nèi)的壓力的致動壓力傳感器。在一些實施例中，致動器操作信號包括指示可充氣氣囊內(nèi)的壓力的致動器壓力信號。

32、在一些實施例中，致動器操作信號包括指示氣動致動器的泵的泵送功率水平或泵送速率的致動器活動信號。

33、作為更一般的陳述，致動器操作信號可以是直接的信號或指示致動器的致動狀態(tài)的信號，例如指示致動器的物理位置或充氣狀態(tài)的信號。

34、在一些實施例中，響應(yīng)于偽影的檢測，所述方法包括生成用于輸出到血液動力學參數(shù)測量裝置的控制信號，以控制所述裝置中止當前的血液動力學參數(shù)測量。

35、在一些實施例中，所述方法還包括基于將推薦模塊應(yīng)用于偽影檢測模塊的輸出來確定用戶要采取的推薦響應(yīng)動作。在一些實施例中，所生成的報告還指示針對每個檢測到的偽影的推薦響應(yīng)動作。

36、在一些實施例中，推薦響應(yīng)動作是重復血液動力學參數(shù)測量。額外地或備選地，在一些實施例中，推薦響應(yīng)動作是將血液動力學參數(shù)測量裝置的袖帶重新適配(例如，重新定位或重新纏繞)到用戶并且重復血液動力學參數(shù)測量。額外地或備選地，在一些實施例中，推薦響應(yīng)動作是用新的袖帶替換血液動力學參數(shù)測量裝置的袖帶并且重復血液動力學參數(shù)測量。

37、在一些實施例中，在血液動力學參數(shù)測量裝置的完整測量周期結(jié)束時生成和導出報告，或者在在血液動力學參數(shù)測量周期期間檢測到給定偽影事件時立即生成和導出報告。

38、本發(fā)明的另一方面是一種計算機程序產(chǎn)品，所述計算機程序產(chǎn)品包括代碼單元，所述代碼單元被配置為在被可操作地耦合到血液動力學參數(shù)測量裝置的處理器上運行，所述血液動力學參數(shù)測量裝置包括用于圍繞用戶的身體的部分纏繞的袖帶，并且其中，所述袖帶包括可充氣氣囊形式的氣動致動器，以用于改變由袖帶施加到身體部分的壓力，并且所述血液動力學參數(shù)測量裝置還包括組織壓力傳感器和操作參數(shù)感測裝置，所述組織壓力傳感器被布置用于感測用戶的身體部分的表面與袖帶之間的壓力，所述操作參數(shù)感測裝置用于感測氣動致動器的操作參數(shù)。所述代碼單元被配置為在運行時使處理器執(zhí)行根據(jù)本文件中描述的任何實施例或示例或根據(jù)本技術(shù)的任何權(quán)利要求的方法。在一些實施例中，操作參數(shù)感測裝置可以是用于感測可充氣氣囊內(nèi)的壓力的致動壓力傳感器。在一些實施例中，致動器操作信號包括指示氣動致動器的泵的泵送功率水平或泵送速率的致動器活動信號。

39、本發(fā)明的另一方面是一種用于血液動力學參數(shù)測量裝置的處理單元，包括：輸入部/輸出部，用于在使用中與血液動力學參數(shù)測量裝置可操作地耦合，所述血液動力學參數(shù)測量裝置包括用于圍繞用戶的身體的部分纏繞的袖帶，并且其中，所述袖帶包括可充氣氣囊形式的氣動致動器，以用于改變由袖帶施加到身體部分的壓力，并且所述血液動力學參數(shù)測量裝置還包括組織壓力傳感器和操作參數(shù)感測裝置，所述組織壓力傳感器被布置用于感測用戶的身體部分的表面與袖帶之間的壓力，所述操作參數(shù)感測裝置用于感測氣動致動器的操作參數(shù)；以及，一個或多個處理器，其被配置為執(zhí)行方法。在一些實施例中，操作參數(shù)感測裝置可以是用于感測可充氣氣囊內(nèi)的壓力的致動壓力傳感器。在一些實施例中，致動器操作信號包括指示氣動致動器的泵的泵送功率水平或泵送速率的致動器活動信號。袖帶可以被配置為使得，當用戶穿戴袖帶時，組織壓力傳感器的至少壓敏部分被布置在身體部分與致動器之間。組織壓力傳感器可以包括填充流體的感測墊，所述填充流體的感測墊被流體連通到壓力換能器，以讀出施加到傳感器墊的壓力的變化。袖帶可以被配置為使得，當用戶穿戴袖帶時，填充流體的傳感器墊被布置在袖帶的致動器與身體部分之間。

40、所述方法包括：經(jīng)由輸入部/輸出部從血液動力學參數(shù)測量裝置接收一組傳感器信號，其中，所述一組傳感器信號包括：組織壓力信號，其指示用戶的身體部分的表面與袖帶之間的所述壓力；以及，致動器操作信號，其指示氣動致動器的操作參數(shù)。所述方法還包括利用偽影檢測模塊處理這兩個信號，以基于這些信號的組合來檢測預定義的一組不同類型的偽影事件中的任一個的發(fā)生，每個偽影事件類型對應(yīng)于影響傳感器讀數(shù)的物理事件。所述方法還可以包括基于檢測到的任何(一個或多個)偽影事件的發(fā)生來生成輸出。所述方法可以例如包括生成指示任何一個或多個檢測到的偽影事件的類型的報告，并且經(jīng)由輸入部/輸出部將報告導出為數(shù)據(jù)項。

41、本發(fā)明的另一方面是一種系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括根據(jù)本公開中描述的任何實施例的處理單元，例如根據(jù)上面概述的處理單元。所述系統(tǒng)還包括與處理單元可操作地耦合的血液動力學參數(shù)測量裝置，所述血液動力學參數(shù)測量裝置包括用于圍繞用戶的身體的部分纏繞的袖帶，并且其中，所述袖帶包括可充氣氣囊形式的氣動致動器，以用于改變由袖帶施加到身體部分的壓力，并且所述血液動力學參數(shù)測量裝置還包括組織壓力傳感器和致動操作參數(shù)感測裝置，所述組織壓力傳感器被布置用于感測用戶的身體部分的表面與袖帶之間的壓力，所述致動操作參數(shù)感測裝置用于感測氣動致動器的操作參數(shù)，例如用于感測可充氣氣囊內(nèi)的壓力或指示氣動致動器的泵的泵送功率水平或泵送速率的致動器活動信號的致動器壓力傳感器。袖帶可以被配置為使得，當用戶穿戴袖帶時，組織壓力傳感器的至少壓敏部分被布置在身體部分與致動器之間。組織壓力傳感器可以包括填充流體的感測墊，所述填充流體的感測墊被流體連通到壓力換能器，以讀出被施加到傳感器墊的壓力的變化。袖帶可以被配置為使得，當用戶穿戴袖帶時，填充流體的傳感器墊被布置在袖帶的致動器與身體部分之間。參考下文描述的實施例，本發(fā)明的這些和其他方面將是顯而易見的并且進行闡明。