生理参数的监测的制作方法
【技术领域】
[0001] 本主题通常涉及监测生理参数，并且特别地而非排他地涉及使用手持式装置来监 测生理参数。
【背景技术】
[0002] 通常在临床设置中进行针对诸如呼吸率、脉搏率、血压和心脏状况等的人的某些 生理参数和生命体征的监测。通常，已经发现，如果人意识到他或她的生理参数正被监测， 则这可能导致该人变得紧张或刻意并且生理参数可能由于人的精神状态而改变，因而可能 无法反映该人的真实医疗状况。因此，已经开发了用于监测生理参数的几个无创性技术。
[0003] 一个这种无创性技术是光电容积描记法（photoplethysmography，PPG)。PPG涉及 光学方法并且基于皮肤下的脉管系统中的血液量变化的动态进行工作。传统上，以各种方 式实现PPG以例如通过以非接触方式记录要测量生理参数的被检体的视频来测量并监测 这些生理参数。
【发明内容】
[0004] 一种用于使用手持式装置130来监测与被检体相关联的生理参数的方法，所述方 法包括以下步骤：从样本被检体的身体部位128的视频获得与所述样本被检体相关联的多 个样本光电容积描记特征即多个样本PPG特征；选择步骤，用于基于针对所述样本被检体 的所述生理参数的标准值来从所述多个样本PPG特征中选择与所述生理参数相关联的至 少一个相关样本PPG特征；以及基于所述至少一个相关样本PPG特征和所述生理参数的标 准值来确定表示所述相关样本PPG特征和所述生理参数之间的相关关系的数学模型，其中 所述数学模型被部署用于实时地监测所述生理参数。
[0005] 一种用于使用手持式装置130来监测与被检体相关联的生理参数的方法，所述方 法包括以下步骤：从样本被检体的身体部位128的视频获得与所述样本被检体相关联的多 个样本光电容积描记特征即多个样本PPG特征；选择步骤，用于基于针对所述样本被检体 的所述生理参数的标准值来从所述多个样本PPG特征中选择与所述生理参数相关联的至 少一个相关样本PPG特征；以及仅基于所述至少一个相关样本PPG特征和所述生理参数的 标准值来确定表示所述至少一个相关样本PPG特征和所述生理参数之间的相关关系的数 学模型，其中所述数学模型被部署用于实时地监测所述生理参数，所述生理参数是血压即 BP和心电图即ECG特征中的至少一个。
[0006] 一种建模系统100,用于监测与被检体相关联的生理参数，所述建模系统100包 括：处理器102 ;处理模块110,其连接至所述处理器102,所述处理模块用于获得与样本被 检体相关联的多个样本光电容积描记特征即多个样本PPG特征，其中所述多个样本PPG特 征是从所述样本被检体的身体部位128的视频中所提取的；特征选择模块112,其连接至所 述处理器102,所述特征选择模块用于基于所述生理参数的标准值来从所述多个样本PPG 特征中选择与所述生理参数相关联的至少一个相关样本PPG特征；以及建模模块116,其连 接至所述处理器102,所述建模模块用于基于所述至少一个相关样本PPG特征和所述生理 参数的标准值来确定表示所述相关样本PPG特征和所述生理参数之间的相关关系的数学 模型，其中所述数学模型用于实时地监测所述生理参数。
[0007] -种生理参数监测装置130,用于监测与被检体相关联的生理参数，所述生理参 数监测装置130包括：处理器；监测模块144,其连接至所述处理器，用于进行以下操作：获 得表示相关样本光电容积描记特征即相关样本PPG特征和要监测的生理参数之间的相关 关系的数学模型，其中所述相关样本PPG特征是基于所述生理参数对多个样本PPG特征的 影响而从所述多个样本PPG特征中所选择的；根据测试被检体的身体部位134的视频来确 定与所述测试被检体相关联的测试PPG特征，其中所述视频是使用所述生理参数监测装置 130的照相机136所拍摄到的；以及基于所述测试PPG特征和所述数学模型来监测针对所 述测试被检体的所述生理参数。
【附图说明】
[0008] 参考附图来进行详细说明。在附图中，附图标记最左边的数字标识了该附图标记 首先出现的附图。在整个附图中使用相同的数字以参考相同的特征和组件。
[0009] 图1示出根据本主题的实现的、与建模系统相连接的用于监测与被检体相关联的 生理参数的生理参数监测装置。
[0010] 图2示出根据本主题的实现的、用于确定用以监测与被检体相关联的生理参数的 数学模型的方法。
[0011] 图3示出根据本主题的实现的、用于从确定数学模型时所用的样本PPG特征中选 择相关样本PPG特征的方法。
[0012] 图4示出根据本主题的实现的、用于使用手持式装置来监测与被检体相关联的生 理参数的方法。
【具体实施方式】
[0013] 本主题涉及使用手持式装置来监测与被检体相关联的生理参数。
[0014] 传统上，以各种方式实现光电容积描记法（PPG)，以测量并监测生理参数。在少数 几个传统技术中，从一定距离拍摄要测量生理参数的被检体的视频，然后分析该视频以确 定生理参数。因而，某些其它传统技术可以涉及确定被检体的身体与摄像机相接触的部位 的位置、然后使用该视频来测量生理特性。
[0015] 为了测量生理参数，通常通过将视频分割成帧来从视频中提取PPG波形，然后在 帧的预定集合中分析一个或多个量化颜色值的峰频率。传统技术通常涉及用于记录视频以 获得PPG波形的视频记录装置。通常将例如用于测量心率的诸如脉搏血氧仪或基于声音的 传感器等的感测装置与用于监测生理参数的视频记录装置相结合地使用。通常将感测装置 所测量到的特征与PPG波形相组合地使用以提高生理参数的测量准确性。然而，尽管通过 除PPG波形以外使用感测装置使得生理参数的测量相当精确，但与用于以这种方式监测生 理参数的设备相关联的成本高。此外，该设备不是便携式的并且可能无法用于移动实现。在 其它传统技术中，从视频中提取两个以上的PPG波形，并将这些PPG波形用于进行生理参数 的测量以提高测量生理参数时的准确性。然而，PPG波形的处理和分析使用大量计算资源 和时间，这样导致该技术麻烦且耗时。
[0016] 本主题说明用以使用生理参数监测装置（这里称为装置）来监测与被检体相关 联的生理参数的方法和装置。根据一方面，本主题涉及实现与以下相组合的光电容积描记 (PPG)技术的实现：对PPG波形和生理参数的已知值之间的相关关系进行建模，然后将该模 型部署在装置上以监测生理参数。生理参数例如可以包括心脏或脉搏率、呼吸率、血压或者 基于心电图（ECG)特征的心脏状况。在示例中，装置可以是诸如智能电话或平板个人计算 机（PC)等的手持式装置。
[0017] 根据实现，使用采样装置、例如使用采样装置的照相机来拍摄样本被检体的身体 部位的视频。例如，采样装置可以是诸如智能电话或平板个人计算机（PC)等的手持式装 置。在所述示例中，在使身体部位抵靠照相机的镜头的情况下拍摄身体部位的视频。例如， 可以拍摄被检体的指尖或耳垂的视频以测量生理参数。此外，处理该视频以获得样本PPG 波形。在一个示例中，可以通过针对视频中的各帧的量化颜色值对视频进行处理、然后确定 帧的预定集合中的各帧的量化颜色值的频率，来获得样本PPG波形。然后，基于该集合中的 帧的频率来确定样本PPG波形。
[0018] -旦判断为PPG波形是连贯的，则从样本PPG波形中提取多个样本PPG特征。在示 例中，可以在时域中提取样本PPG特征；然而，在另一示例中，可以在频域中提取样本PPG特 征。在又一示例中，可以在时域和频域中提取样本PPG特征。在一个情况下，在时域中所提 取的样本PPG特征（还称为时域特征）可以包括针对样本PPG波形中的峰化频率的峰间时 间间隔、脉冲间隔、表示样本PPG波形达到峰化频率所需的时间的峰值时间、增量时间、波 谷到陷波时间、下降时间、陷波到波谷时间、上升斜率、下降斜率和周期下方的面积。此外， 在示例中，在频域中所提取的样本PPG特征（还称为频域特征）可以包括峰频率的位置、主 导峰频率和紧挨峰频率之间的距离、频谱质心和主导峰频率区域的宽度。根据示例，作为一 些样本PPG特征，还可以考虑到与被检者相关联的诸如被检体的体重、被检者的身尚和被 检者的年龄等的身体特征。
[0019] 根据本主题的方面，基于要实现建模的生理参数的实际已知值来从多个样本PPG 特征中选择一个或多个相关样本PPG特征。将生理参数的这些实际已知值称为标准值 (ground truth value)。在实现中，可以