本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)心電圖(ecg)信號(hào)來測量對(duì)象的生理特性的設(shè)備以及一種操作該設(shè)備的方法。

背景技術(shù)：

血壓(bp)下降被認(rèn)為是脫水或心血管功能改變的重要指標(biāo)，但是抽樣檢查常常由于測量要求而被省略，其涉及在臂周圍應(yīng)用可充氣袖帶。作為針對(duì)bp的替代，能夠測量脈搏到達(dá)時(shí)間(pat)，其消除了對(duì)于袖帶的需要。pat被測量為心電圖(ecg)中的r峰與動(dòng)脈脈搏壓力波(通常使用光學(xué)體積描記(ppg)在外圍(例如，在肢體上)測量的)的最底部(foot)之間的時(shí)間。通常要求至少三個(gè)電極以用于pat測量，并且這些電極被放置在胸部上或者被放置在雙腕和一個(gè)腳踝上，其中，ppg傳感器例如被放置在手指、耳朵或前額上。

將ecg和ppg測量整合到單個(gè)無線纜設(shè)備中的設(shè)備是可用的(例如，如在www.scanadu.com上所示的)。這些設(shè)備包括兩個(gè)ecg電極，其中的一個(gè)要由對(duì)象(設(shè)備的用戶)的手指接觸，而另一個(gè)要與對(duì)象的前額相接觸。所述設(shè)備還包括在前額處執(zhí)行ppg測量的ppg傳感器。所述設(shè)備測量手指與前額之間的ecg電勢(經(jīng)由設(shè)備、手指以及對(duì)象的臂、胸部、頸部和頭部之間建立的導(dǎo)電回路)并且還在前額處測量ppg。

盡管該設(shè)備對(duì)于監(jiān)測對(duì)象的pat以及pat導(dǎo)出的血壓是有用的，但是其要求對(duì)象的手指和前額與ecg電極相接觸，這意味著所述設(shè)備必須由對(duì)象自己操作或者否則至少對(duì)象需要在使用設(shè)備時(shí)合作。對(duì)于無意識(shí)的(包括睡眠或服用鎮(zhèn)靜劑的)或者其他方面不合作的對(duì)象(例如，小孩或者身體或精神有缺陷的患者)而言，不能夠使用這種類型的設(shè)備。對(duì)于由另一人(例如，醫(yī)生、護(hù)士、護(hù)理提供者或家庭成員)來操作所述設(shè)備以獲得對(duì)象(例如，患者)的測量結(jié)果是不可能的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決不合作或無意識(shí)的對(duì)象的問題，存在對(duì)于能夠根據(jù)ecg信號(hào)來測量對(duì)象的生理特性(例如，pat或pat導(dǎo)出的血壓)并且由另一人(諸如醫(yī)生、護(hù)士、護(hù)理提供者、家庭成員等)操作或可操作的簡單、容易使用的設(shè)備的需求。這能夠使得其他人能夠執(zhí)行對(duì)所述對(duì)象的所述生理特性的抽樣檢查。在下文中，術(shù)語‘第一對(duì)象’指代其生理特性正在被測量的人，而術(shù)語‘第二對(duì)象’指代在用于獲得第一對(duì)象的生理特性測量結(jié)果的設(shè)備操作中所涉及的人。

因此，期望提供一種能夠由第二對(duì)象操作以從針對(duì)第一對(duì)象的ecg信號(hào)獲得針對(duì)所述第一對(duì)象的生理特性的測量結(jié)果的設(shè)備。

根據(jù)第一方面，提供了一種用于測量第一對(duì)象的生理特性的設(shè)備，所述設(shè)備包括：第一電極，其用于接觸所述第一對(duì)象的身體的一部分；第二電極，其用于接觸第二對(duì)象的身體的一部分；以及控制單元，其用于使用所述電極來獲得心電圖ecg信號(hào)并且用于處理所述ecg信號(hào)以確定所述第一對(duì)象的生理特性的測量結(jié)果；其中，所述信號(hào)包括與所述第一對(duì)象有關(guān)的第一ecg信號(hào)分量以及與所述第二對(duì)象有關(guān)的第二ecg信號(hào)分量，并且所述控制單元被配置為處理從所述電極獲得的所述ecg信號(hào)以提取與所述第一對(duì)象有關(guān)的所述第一ecg信號(hào)分量并且處理所述第一ecg信號(hào)分量以確定所述第一對(duì)象的所述生理特性的測量結(jié)果。

在一些實(shí)施例中，所述第一ecg信號(hào)分量包括與所述第一對(duì)象有關(guān)的r峰，并且所述第二ecg信號(hào)分量包括與所述第二對(duì)象有關(guān)的r峰。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為處理所述ecg信號(hào)以識(shí)別至少與所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)的第一組r峰。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為將所述第一組r峰識(shí)別為以下中的一項(xiàng)：(i)所述ecg信號(hào)中的最大值或高于閾值的最大值；以及(ii)所述ecg信號(hào)中的最小值或低于閾值的最小值。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元還被配置為將與所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的另一個(gè)相對(duì)應(yīng)的第二組r峰識(shí)別為以下中的一項(xiàng)：(i)所述ecg信號(hào)中的最大值或高于閾值的最大值；以及(ii)所述ecg信號(hào)中的最小值或低于閾值的最小值。

在其他實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括用于測量所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的一個(gè)的第二生理特性的傳感器。

在一些實(shí)施例中，所述傳感器被定位為接近于針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的一個(gè)的電極，使得當(dāng)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述一個(gè)的身體的一部分與所述電極相接觸時(shí)，所述傳感器測量所述對(duì)象的所述第二生理特性。

在一些實(shí)施例中，所述傳感器用于測量所述第一對(duì)象的光學(xué)體積描記ppg信號(hào)，并且所述控制單元被配置為使用所述ppg信號(hào)以根據(jù)所提取的第一ecg信號(hào)分量來確定所述第一對(duì)象的血壓。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為使用所述ppg信號(hào)和所提取的第一ecg信號(hào)分量來確定針對(duì)所述第一對(duì)象的脈搏到達(dá)時(shí)間，并且根據(jù)所述脈搏到達(dá)時(shí)間來確定所述第一對(duì)象的血壓。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為使用所述第二生理特性的所述測量結(jié)果以從所述ecg信號(hào)提取與所述第一對(duì)象有關(guān)的所述第一ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，所述第二生理特性是也能夠從所述ecg信號(hào)導(dǎo)出的生理特性。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為：通過從所述ecg信號(hào)導(dǎo)出針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的一個(gè)或兩者的所述第二生理特性的值來提取與所述第一對(duì)象有關(guān)的第一ecg信號(hào)分量；將從所述ecg信號(hào)導(dǎo)出的所述第二生理特性的一個(gè)或多個(gè)值與來自所述傳感器的所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述一個(gè)的第二生理特性的測量結(jié)果進(jìn)行比較；并且將所述ecg信號(hào)中具有與來自所述傳感器的測量結(jié)果最接近的針對(duì)第二生理特性的值的ecg信號(hào)分量識(shí)別為與所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述一個(gè)相對(duì)應(yīng)的ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為：通過使針對(duì)所述第二生理特性的所述一個(gè)或多個(gè)值與所述ecg信號(hào)相關(guān)來提取與所述第一對(duì)象有關(guān)的所述第一ecg信號(hào)分量；并且使用所述相關(guān)的結(jié)果來識(shí)別所述ecg信號(hào)中與所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)的ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，所述第二生理特性是以下中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)：心率、心率變異性、或者心跳的定時(shí)。

在一些實(shí)施例中，所述傳感器用于測量所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述一個(gè)的光學(xué)體積描記ppg信號(hào)，并且所述控制單元被配置為提取所述第一ecg信號(hào)分量作為與所述ppg信號(hào)中的峰相對(duì)應(yīng)的所述ecg信號(hào)中的r峰。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括用于測量所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的另一個(gè)的第二生理特性的第二傳感器。

在一些實(shí)施例中，所述第二傳感器被定位為接近于針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述另一個(gè)的電極，使得當(dāng)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述另一個(gè)的身體的一部分與所述電極相接觸時(shí)，所述傳感器測量所述對(duì)象的所述第二生理特性。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為使用來自所述第二傳感器的所述第二生理特性的測量結(jié)果以從所述ecg信號(hào)提取與所述第一對(duì)象有關(guān)的所述第一ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元還被配置為：在獲得包括與所述第一對(duì)象有關(guān)的所述第一ecg信號(hào)分量以及與所述第二對(duì)象有關(guān)的所述第二ecg信號(hào)分量的所述第一ecg信號(hào)之前，使用所述電極獲得針對(duì)所述第二對(duì)象的第二ecg信號(hào)；并且使用針對(duì)所述第二對(duì)象的所述第二ecg信號(hào)或者從其導(dǎo)出的一個(gè)或多個(gè)生理特性來處理所述第一ecg信號(hào)以提取與所述第一對(duì)象有關(guān)的所述第一ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為處理所述第一ecg信號(hào)分量以確定所述第一對(duì)象的心率或心率變異性的測量結(jié)果。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為分析所述ecg信號(hào)以確定其是否包含針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象的ecg信號(hào)分量，并且如果所述ecg信號(hào)包含針對(duì)僅一個(gè)對(duì)象的ecg信號(hào)分量，則向所述第二對(duì)象提供反饋。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為分析所述ecg信號(hào)，以通過確定所述ecg信號(hào)是否包含彼此具有相反極性的兩組r峰，來確定所述ecg信號(hào)是否包含針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象的ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為分析所述ecg信號(hào)，以通過分析所述ecg信號(hào)的頻譜而識(shí)別所述ecg信號(hào)是否包含具有不同心率的ecg信號(hào)分量，來確定所述ecg信號(hào)是否包含針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象的ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，所述控制單元被配置為向所述第二對(duì)象提供反饋，指示所述設(shè)備正在被不正確地使用和/或指令所述第二對(duì)象以正確的方式使用所述設(shè)備。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備包括殼體，并且所述第一電極和所述第二電極處在所述殼體的外表面上的固定位置。

在一些實(shí)施例中，所述第二電極被布置在所述殼體的所述外表面上，使得當(dāng)所述設(shè)備被把持在所述第二對(duì)象的手中時(shí)，所述第二對(duì)象的身體的一部分將與所述第二電極相接觸。

在一些實(shí)施例中，所述第一電極被布置在所述殼體的所述外表面上，使得當(dāng)所述設(shè)備正被把持在所述第二對(duì)象的手中時(shí)，其能夠被所述第二對(duì)象放置為與所述第一對(duì)象的身體的一部分相接觸。

在一些實(shí)施例中，所述第一對(duì)象的身體的所述部分是前額、頸部、肩部或胸部，并且所述第二對(duì)象的身體的所述部分是手的手指、拇指或其他部分。

根據(jù)第二方面，提供了一種操作設(shè)備以測量第一對(duì)象的生理特性的方法，所述方法包括：使用與所述第一對(duì)象的身體的一部分相接觸的第一電極以及與第二對(duì)象的身體的一部分相接觸的第二電極來獲得心電圖ecg信號(hào)，其中，所述ecg信號(hào)包括與所述第一對(duì)象有關(guān)的第一ecg信號(hào)分量以及與所述第二對(duì)象有關(guān)的第二ecg信號(hào)分量；處理所述ecg信號(hào)以提取與所述第一對(duì)象有關(guān)的所述第一ecg信號(hào)分量；并且處理所述第一ecg信號(hào)分量以確定所述第一對(duì)象的所述生理特性。

在一些實(shí)施例中，所述第一ecg信號(hào)分量包括與所述第一對(duì)象有關(guān)的r峰，并且所述第二ecg信號(hào)分量包括與所述第二對(duì)象有關(guān)的r峰。

在一些實(shí)施例中，處理的所述步驟包括處理所述ecg信號(hào)以識(shí)別至少與所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的一個(gè)相對(duì)應(yīng)的第一組r峰。

在一些實(shí)施例中，處理的所述步驟包括將所述第一組r峰識(shí)別為以下中的一項(xiàng)：(i)所述ecg信號(hào)中的最大值或高于閾值的最大值；以及(ii)所述ecg信號(hào)中的最小值或低于閾值的最小值。

在一些實(shí)施例中，處理的所述步驟包括將與所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的另一個(gè)相對(duì)應(yīng)的第二組r峰識(shí)別為以下中的一項(xiàng)：(i)所述ecg信號(hào)中的最大值或高于閾值的最大值；以及(ii)所述ecg信號(hào)中的最小值或低于閾值的最小值。

在一些實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟：使用傳感器測量所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的一個(gè)的第二生理特性。

在一些實(shí)施例中，所述傳感器被定位為接近于針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述一個(gè)的電極，使得當(dāng)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述一個(gè)的身體的一部分與所述電極相接觸時(shí)，所述傳感器測量所述對(duì)象的所述第二生理特性。

在一些實(shí)施例中，所述傳感器用于測量所述第一對(duì)象的光學(xué)體積描記ppg信號(hào)，并且處理的所述步驟包括使用所述ppg信號(hào)以根據(jù)所提取的第一ecg信號(hào)分量來確定所述第一對(duì)象的血壓。

在一些實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟：使用所述ppg信號(hào)和所提取的第一ecg信號(hào)分量來確定針對(duì)所述第一對(duì)象的脈搏到達(dá)時(shí)間，并且根據(jù)所述脈搏到達(dá)時(shí)間來確定所述第一對(duì)象的血壓。

在一些實(shí)施例中，處理的所述步驟包括使用所述第二生理特性的所述測量結(jié)果以從所述ecg信號(hào)提取與所述第一對(duì)象有關(guān)的所述第一ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，所述第二生理特性是也能夠從所述ecg信號(hào)導(dǎo)出的生理特性。

在一些實(shí)施例中，處理的所述步驟包括：從所述ecg信號(hào)導(dǎo)出針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的一個(gè)或兩者的所述第二生理特性的值；將從所述ecg信號(hào)導(dǎo)出的針對(duì)所述第二生理特性的一個(gè)或多個(gè)值與來自所述傳感器的針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述一個(gè)的所述第二生理特性的測量結(jié)果進(jìn)行比較；并且將所述ecg信號(hào)中具有與來自所述傳感器的所述測量結(jié)果最接近的針對(duì)所述第二生理特性的值的所述ecg信號(hào)分量識(shí)別為與所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述一個(gè)相對(duì)應(yīng)的ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，處理的所述步驟包括：使針對(duì)所述第二生理特性的所述一個(gè)或多個(gè)值與所述ecg信號(hào)相關(guān)；并且使用所述相關(guān)的結(jié)果來識(shí)別所述ecg信號(hào)中與所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述一個(gè)相對(duì)應(yīng)的ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，所述第二生理特性是以下中的任意一項(xiàng)或多項(xiàng)：心率、心率變異性、或者心跳的計(jì)時(shí)。

在一些實(shí)施例中，測量的所述步驟包括測量所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述一個(gè)的光學(xué)體積描記ppg信號(hào)，并且處理的所述步驟包括提取所述第一ecg信號(hào)分量作為與所述ppg信號(hào)中的峰相對(duì)應(yīng)的所述ecg信號(hào)中的r峰。

在一些實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟：使用第二傳感器來測量所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的另一個(gè)的所述第二生理特性。

在一些實(shí)施例中，所述第二傳感器被定位為接近于針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述另一個(gè)的所述電極，使得當(dāng)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象中的所述另一個(gè)的身體的一部分與所述電極相接觸時(shí)，所述傳感器測量所述對(duì)象的所述第二生理特性。

在一些實(shí)施例中，處理的所述步驟包括使用來自所述第二傳感器的所述第二生理特性的測量結(jié)果以從所述ecg信號(hào)提取與所述第一對(duì)象有關(guān)的所述第一ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟：在獲得包括與所述第一對(duì)象有關(guān)的第一ecg信號(hào)分量以及與所述第二對(duì)象有關(guān)的第二ecg信號(hào)分量的所述第一ecg信號(hào)之前，使用所述電極獲得針對(duì)所述第二對(duì)象的第二ecg信號(hào)，并且處理的所述步驟包括使用針對(duì)所述第二對(duì)象的所述第二ecg信號(hào)或者從其導(dǎo)出的一個(gè)或多個(gè)生理特性來處理所述第一ecg信號(hào)以提取與所述第一對(duì)象有關(guān)的所述第一ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，處理的所述步驟包括處理所述第一ecg信號(hào)分量以確定所述第一對(duì)象的心率或心率變異性的測量結(jié)果。

在一些實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟：分析所述ecg信號(hào)以確定其是否包含針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象的ecg信號(hào)分量；并且如果所述ecg信號(hào)包含針對(duì)僅一個(gè)對(duì)象的ecg信號(hào)分量，則向所述第二對(duì)象提供反饋。

在一些實(shí)施例中，分析所述ecg信號(hào)以確定其是否包含針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象的ecg信號(hào)分量的所述步驟包括確定所述ecg信號(hào)是否包含彼此具有相反極性的兩組r峰。

在一些實(shí)施例中，分析所述ecg信號(hào)以確定其是否包含針對(duì)所述第一對(duì)象和所述第二對(duì)象的ecg信號(hào)分量的所述步驟包括分析所述ecg信號(hào)的頻譜以識(shí)別所述ecg信號(hào)是否包含具有不同心率的ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，所述方法還包括以下步驟：向所述第二對(duì)象提供反饋，指示所述設(shè)備正在被不正確地使用和/或指令所述第二對(duì)象以正確的方式使用所述設(shè)備。

在一些實(shí)施例中，所述第一對(duì)象的身體的所述部分是前額、頸部、肩部或胸部，并且所述第二對(duì)象的身體的所述部分是手的手指、拇指或其他部分。

根據(jù)第三方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，在所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中已包含有計(jì)算機(jī)可讀代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀代碼被配置使得在由適合的計(jì)算機(jī)、處理器或控制單元運(yùn)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)、所述處理器或所述控制單元執(zhí)行上文所描述的方法實(shí)施例中的任一個(gè)。

根據(jù)第四方面，提供了一種使用設(shè)備來測量第一對(duì)象的生理特性的方法，所述設(shè)備包括第一電極和第二電極，所述方法包括：通過將所述第一電極與所述第一對(duì)象的身體的一部分相接觸、將所述第二電極與所述第二對(duì)象的身體的一部分相接觸、并且在所述第一對(duì)象與所述第二對(duì)象之間建立接觸，而在所述第一對(duì)象、所述設(shè)備、以及控制所述設(shè)備的第二對(duì)象之間創(chuàng)建導(dǎo)電回路；并且操作所述設(shè)備以根據(jù)經(jīng)由所述第一電極和所述第二電極獲得的心電圖ecg信號(hào)來測量所述第一對(duì)象的生理特性，所述ecg信號(hào)包括與所述第一對(duì)象有關(guān)的第一ecg信號(hào)分量以及與所述第二對(duì)象有關(guān)的第二ecg信號(hào)分量。

在一些實(shí)施例中，在所述第一對(duì)象與所述第二對(duì)象之間建立接觸的所述步驟包括所述第二對(duì)象把持所述第一對(duì)象的手、臂或肩部。

在一些實(shí)施例中，所述第二對(duì)象將所述第二電極與其左手或右手的手指、拇指或其他部分相接觸，并且使用所述第二對(duì)象的另一只手與所述第一對(duì)象建立接觸。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)所述第二對(duì)象正在將所述第二電極與其左手的手指、拇指或其他部分相接觸時(shí)，所述第二對(duì)象的右手與所述第一對(duì)象的右手、右臂或右肩部建立接觸。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)所述第二對(duì)象正在將所述第二電極與其右手的手指、拇指或其他部分相接觸時(shí)，所述第二對(duì)象的左手與所述第一對(duì)象的左手、左臂或左肩部建立接觸。

在一些實(shí)施例中，操作所述設(shè)備的所述步驟包括根據(jù)上文所闡述的方法實(shí)施例中的任一個(gè)來操作所述設(shè)備。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備是如在以上設(shè)備實(shí)施例中的任一個(gè)中所描述的。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明并且更清楚地示出可以如何實(shí)施本發(fā)明，現(xiàn)在將僅以舉例的方式參考附圖，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的設(shè)備的框圖；

圖2是根據(jù)第一方面的設(shè)備的特定實(shí)施例的圖示；

圖3是圖示了使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備來測量第一對(duì)象的生理特性的方法的流程圖；

圖4是圖示了在由第一對(duì)象和第二對(duì)象的使用中的根據(jù)第一方面的設(shè)備的示圖；

圖5是圖示了操作根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備以測量第一對(duì)象的生理特性的方法的流程圖；

圖6圖示了用于在彼此頂部上繪制的針對(duì)不同對(duì)象的兩個(gè)ecg信號(hào)分量；

圖7是第一示范性傳感器陣列的圖示；

圖8是第二示范性傳感器陣列的圖示；

圖9圖示了用于在彼此頂部上繪制的針對(duì)不同對(duì)象的兩個(gè)ecg信號(hào)分量以及針對(duì)第一對(duì)象的ppg信號(hào)；

圖10示出了由根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備所獲得的示范性ecg信號(hào)和ppg信號(hào)；

圖11圖示了針對(duì)對(duì)象的示范性ecg信號(hào)和ppg信號(hào)以及示出了pat與血壓之間的關(guān)系的圖形；

圖12圖示了反向ppg信號(hào)利用指示心率、呼吸率、ppv和hrv的不同調(diào)制覆蓋兩個(gè)完整呼吸周期的范例；并且

圖13是圖示皇家內(nèi)科醫(yī)學(xué)院的國家早期預(yù)警評(píng)分的表。

具體實(shí)施方式

如上文所指出的，術(shù)語‘第一對(duì)象’指代其一個(gè)或多個(gè)生理特性正在被測量的人，并且術(shù)語‘第二對(duì)象’指代在獲得第一對(duì)象的生理特性測量結(jié)果的設(shè)備操作中所涉及的人。

簡言之，提供了一種能夠由第二對(duì)象操作以從第一對(duì)象的ecg測量結(jié)果獲得針對(duì)所述第一對(duì)象的生理特性的測量結(jié)果的設(shè)備。經(jīng)由通過第二對(duì)象與第一對(duì)象相接觸(例如，由第二對(duì)象把持第一對(duì)象的手)、被放置為與所述第一對(duì)象相接觸(例如，在其前額、頸部、肩部或胸部處)的第一電極、以及被放置為與所述第二對(duì)象的一部分(例如，手的手指、拇指或手掌)相接觸的第二電極所建立的導(dǎo)電回路來獲得該ecg測量結(jié)果。完成所述導(dǎo)電回路的第二對(duì)象與第一對(duì)象之間的接觸能夠是皮膚接觸，其能夠通過第一對(duì)象和第二對(duì)象中的一個(gè)或兩者在接觸點(diǎn)處穿戴導(dǎo)電部件來改善或優(yōu)化。例如，第一對(duì)象和/或第二對(duì)象能夠穿戴導(dǎo)電手套或把持導(dǎo)電桿。還將意識(shí)到，導(dǎo)電部件，諸如導(dǎo)電手套，還能夠由第二對(duì)象穿戴在正把持所述設(shè)備的手上，以便改善與設(shè)備的第二電極的導(dǎo)電接觸。

假如第一對(duì)象的心臟是該導(dǎo)電回路的一部分(參見例如下面圖4)，所述設(shè)備將通過所述導(dǎo)電回路來測量包括與第一對(duì)象的心臟的活動(dòng)相對(duì)應(yīng)的第一ecg信號(hào)分量以及與第二對(duì)象的心臟的活動(dòng)相對(duì)應(yīng)的第二ecg信號(hào)分量的ecg電勢或信號(hào)。所述設(shè)備處理所述ecg信號(hào)以識(shí)別或提取針對(duì)所述第一對(duì)象的ecg信號(hào)分量，并且然后根據(jù)所提取的ecg信號(hào)分量來確定第一對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)生理特性(該生理特性在本文中還被稱為ecg導(dǎo)出的生理特性)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，能夠從針對(duì)對(duì)象的ecg信號(hào)確定或?qū)С龅母鞣N生理特性。在某些實(shí)施例中，所述生理特性例如能夠是心率、心率變異性、或血壓(當(dāng)與來自另一生理特性傳感器的脈搏到達(dá)時(shí)間(pat)的測量結(jié)果相組合時(shí))。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一方面的設(shè)備2的框圖。設(shè)備2包括第一電極4和第二電極6(分別還被稱為第一ecg電極4和第二ecg電極6)，其被連接到控制單元8。當(dāng)由電極4、6以及第一對(duì)象和第二對(duì)象形成導(dǎo)電回路時(shí)，控制單元8操作用于通過第一電極4和第二電極6來測量ecg電勢或ecg信號(hào)。通過使用兩個(gè)ecg電極4、6所獲得的ecg電勢或信號(hào)包含足夠的信息以使得能夠檢測到對(duì)r峰的計(jì)時(shí)并且用于要被檢測的其他ecg特性。

控制單元8執(zhí)行對(duì)測量到的ecg電勢或信號(hào)的分析以根據(jù)下文所描述的技術(shù)來確定所述第一對(duì)象的生理特性的測量結(jié)果?？刂茊卧?能夠包括一個(gè)或多個(gè)處理器、處理單元、多核處理器或處理模塊，其被配置為或者被編程為控制設(shè)備2并且執(zhí)行下文所描述的對(duì)測量到的ecg信號(hào)的分析。盡管在圖1中未示出，但是設(shè)備2還能夠包括存儲(chǔ)器模塊，用于存儲(chǔ)能夠由控制單元8運(yùn)行以執(zhí)行這些操作的程序代碼。所述存儲(chǔ)器模塊還能夠被用于存儲(chǔ)在操作期間由設(shè)備2做出或獲得的信號(hào)或測量結(jié)果。

第一ecg電極4和第二ecg電極6能夠是用于獲得來自對(duì)象的ecg信號(hào)的任何適合類型的電極，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到能夠被用在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備2中的各種類型的電極。

第一ecg電極4用于接觸第一對(duì)象的身體的一部分，并且第二ecg電極6用于接觸第二對(duì)象的身體的一部分。

在一些實(shí)施例中，第一ecg電極4和/或第二ecg電極6經(jīng)由導(dǎo)聯(lián)被附接到控制單元8，使得第一ecg電極4和/或第二ecg電極6能夠分別被容易地附接到第一對(duì)象和第二對(duì)象的期望的部分。

然而，在優(yōu)選實(shí)施例中，第一ecg電極4和第二ecg電極6處在設(shè)備2的殼體的外表面上的固定位置。在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，設(shè)備2的殼體和第二ecg電極6被布置為使得當(dāng)設(shè)備2由第二對(duì)象把持時(shí)第二ecg電極6與第二對(duì)象的身體的一部分(例如，第二對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)手指或者第二對(duì)象的手的手掌和手背)相接觸，并且第一ecg電極4被布置在所述殼體的外表面上，使得在設(shè)備2由第二對(duì)象把持時(shí)，所述第一ecg電極4能夠被放置為與第一對(duì)象的身體的一部分相接觸。

在以上實(shí)施例中的任一個(gè)中，第一電極4和第二電極6彼此電位分離。

圖2圖示了根據(jù)以上優(yōu)選實(shí)施例的設(shè)備2的特定實(shí)施例。在該實(shí)施例中，設(shè)備2被形成為具有與標(biāo)準(zhǔn)鋼筆或鉛筆相似尺寸的形狀。因此，設(shè)備2的殼體10總體是圓柱形的，其中，在當(dāng)設(shè)備2由第二對(duì)象把持時(shí)，第一ecg電極4被放置在圓柱形殼體10的一個(gè)端部處的面11上，而第二ecg電極6被放置在圓柱體的主體上使得第二ecg電極6能夠由第二對(duì)象的手指或拇指接觸的位置中。在備選實(shí)施例中，第二ecg電極6例如可以被定位在圓柱形殼體10的與承載第一ecg電極4的面11相對(duì)的端部處。在該備選方案中，可能適當(dāng)?shù)氖堑诙?duì)象使用其拇指來接觸第二ecg電極6。

在圖2中所圖示的實(shí)施例的備選實(shí)施例中，設(shè)備2可以具有移動(dòng)電話、智能電話、平板計(jì)算機(jī)或其他便攜式電子設(shè)備的形狀或者被形成為其一部分，其中，第一電極4和第二電極6以適合的方式被布置在那些設(shè)備的外表面上，以在第二對(duì)象正在使用設(shè)備2時(shí)，使得第一電極4能夠與第一對(duì)象相接觸并且第二電極6能夠與第二對(duì)象相接觸。在一些實(shí)施例中，設(shè)備2能夠被人類工程學(xué)地設(shè)計(jì)為使得其能夠僅由第二對(duì)象的手之一(即，左手或右手)舒適地把持和使用。

將意識(shí)到，圖1僅示出了圖示本發(fā)明的該方面所要求的部件，并且在實(shí)際的實(shí)施方案中，設(shè)備2將包括對(duì)于所示的那些部件的額外部件。例如，設(shè)備2可以包括：電池或其他電源，其用于對(duì)設(shè)備2供電；通信模塊，其用于使得第一對(duì)象的(一個(gè)或多個(gè))生理特性的測量結(jié)果能夠被傳送到針對(duì)設(shè)備2的基單元或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)；和/或一個(gè)或多個(gè)用戶接口部件，其允許用戶(例如，第二對(duì)象)對(duì)設(shè)備2進(jìn)行交互和控制。作為范例，所述一個(gè)或多個(gè)用戶接口部件可以包括開關(guān)、按鈕、或者用于激活和去激活設(shè)備2和/或測量過程的其他控制單元。所述用戶接口部件還能夠是或備選地包括用于向第二對(duì)象和/或第一對(duì)象提供關(guān)于設(shè)備2的操作(包括顯示(一個(gè)或多個(gè))生理特性的測量結(jié)果)信息的顯示器或其他視覺指示器。

另外，如下文更詳細(xì)描述的，設(shè)備2還可以包括用于測量第一對(duì)象和/或第二對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)其他生理特性(即，除要從第一對(duì)象的ecg信號(hào)獲得的生理特性之外的一個(gè)或多個(gè)生理特性)的一個(gè)或多個(gè)傳感器。在一些實(shí)施例中，來自該傳感器或這些傳感器的測量結(jié)果能夠提供關(guān)于第一對(duì)象的健康的額外信息(即，對(duì)于由從ecg信號(hào)所獲得的生理特性的測量結(jié)果所提供的信息額外的)，并且例如能夠包括第一對(duì)象的溫度或呼吸率。然而，在優(yōu)選實(shí)施例(下文中還對(duì)其更詳細(xì)地描述)中，第一對(duì)象和/或第二對(duì)象的一個(gè)或多個(gè)其他生理特性的測量結(jié)果能夠由控制單元8用于從ecg信號(hào)提取與第一對(duì)象有關(guān)的ecg信號(hào)分量。適合的生理特性包括，但不限于：心率、心臟跳動(dòng)的特定時(shí)間、心率變異性、以及脈搏到達(dá)時(shí)間。

在圖1中的虛線框(其指示它們是可選的特征)中示出了第一生理特性傳感器12和第二生理特性傳感器14。將意識(shí)到，在某些實(shí)施例中，可以在設(shè)備2中提供僅一個(gè)生理特性傳感器，而在其他實(shí)施例中，可以存在比所示的兩個(gè)生理特性傳感器更多的生理特性傳感器。這些傳感器12和14可以被用于測量第一對(duì)象和第二對(duì)象中的一個(gè)或兩者的一個(gè)或多個(gè)具體生理特性。在一些實(shí)施例中，每個(gè)傳感器能夠與電極4、6共同地定位或者以其他方式被定位在設(shè)備2上，使得當(dāng)?shù)谝粚?duì)象或第二對(duì)象(在適當(dāng)時(shí))與電極相接觸并且ecg信號(hào)正在經(jīng)由電極4、6獲得時(shí)，所述傳感器能夠?qū)ι硖匦赃M(jìn)行測量。

在一些實(shí)施例中，(一個(gè)或多個(gè))生理特性傳感器12、14能夠包括以下中的任一項(xiàng)：光學(xué)體積描記(ppg)傳感器、(近)紅外光源和/或傳感器、血氧飽和度(spo2)傳感器、溫度計(jì)、以及麥克風(fēng)(例如，用于測量心音)。

圖3中的流程圖圖示了使用如上文所描述的設(shè)備2測量第一對(duì)象的生理特性的方法。該方法通常由第二對(duì)象執(zhí)行。在第一步、即步驟101中，第二對(duì)象將第一電極4放置為與第一對(duì)象的身體的一部分相接觸。在下一步、即步驟103中，第二對(duì)象將第二電極6與其身體的一部分相接觸。在步驟105中，第二對(duì)象例如通過把持第一對(duì)象的手來創(chuàng)建與第一對(duì)象相接觸。如上文所指出的，該接觸完成了第一對(duì)象、第二對(duì)象以及設(shè)備2之間的導(dǎo)電回路。第一對(duì)象與第二對(duì)象之間的接觸能夠是皮膚接觸，但是能夠通過第一對(duì)象和第二對(duì)象中的一個(gè)或兩者在接觸點(diǎn)處穿戴導(dǎo)電部件來優(yōu)化或改善接觸的導(dǎo)電性。例如，第一對(duì)象和/或第二對(duì)象能夠穿戴導(dǎo)電手套或把持導(dǎo)電桿。

因此，跟隨步驟101、103和105(其能夠以任何順序而不是僅在圖3中所示的順序執(zhí)行)，將創(chuàng)建第一對(duì)象、設(shè)備以及第二對(duì)象之間的導(dǎo)電回路，其使得ecg信號(hào)能夠由設(shè)備2來測量。

在下一步、即步驟107中，第二對(duì)象操作設(shè)備2以測量第一對(duì)象的生理特性。如上文所指出的，并且如下文更詳細(xì)描述的，操作設(shè)備2導(dǎo)致經(jīng)由第一電極和第二電極獲得的ecg信號(hào)，所述ecg信號(hào)包括與第一對(duì)象有關(guān)的第一ecg信號(hào)分量以及與第二對(duì)象有關(guān)的第二ecg信號(hào)分量，其中，設(shè)備2提取所述第一ecg信號(hào)分量并且根據(jù)所提取的第一ecg信號(hào)分量來確定所述生理特性的測量結(jié)果。

圖4圖示了由第二對(duì)象18示范性使用設(shè)備12來測量第一對(duì)象16的生理特性。因此，第二對(duì)象18正在把持設(shè)備2，使得其手指或拇指與第二電極6相接觸(遵循步驟103)并且其正在把持第一電極4抵靠著第一對(duì)象的前額(遵循步驟101)。第二對(duì)象18還正在把持第一對(duì)象16的手(遵循步驟105)，使得該皮膚接觸創(chuàng)建了使用所述電極從這兩個(gè)對(duì)象獲得包含ecg信號(hào)分量的ecg信號(hào)所要求的導(dǎo)電回路(但是如上文所指出的，導(dǎo)電部件可以被用于改善對(duì)象16、18之間的接觸)。通過虛線箭頭20在圖4中指示導(dǎo)電回路。將意識(shí)到，假如第一對(duì)象16的心臟處在導(dǎo)電回路20中(即，在接觸點(diǎn)之間)，針對(duì)皮膚接觸以及第一電極4與第一對(duì)象16之間的接觸的其他位置是可能的。

在一些實(shí)施例中，在稍后更詳細(xì)地描述的，為了使得能夠從測量到的ecg信號(hào)提取針對(duì)第一對(duì)象16的ecg信號(hào)分量，有必要以特定的方式來形成導(dǎo)電回路20。例如，當(dāng)?shù)诙?duì)象18正在利用其左手把持設(shè)備2時(shí)，其右手應(yīng)當(dāng)把持或者以其他方式與第一對(duì)象16的右手、右臂或右肩部相接觸。在圖4中圖示了該配置。如上文所指出的，將意識(shí)到，假如第一對(duì)象16的心臟處在導(dǎo)電回路20中(即，在接觸點(diǎn)之間)，針對(duì)所述接觸以及第一電極4與第一對(duì)象16之間的接觸的其他位置是可能的。因此，例如，第一對(duì)象16的右側(cè)上或者在第一對(duì)象16的心臟下方的其他位置是可能的。

與圖4中所示的配置相反的配置也是可能的(因此，第二對(duì)象18利用其右手把持設(shè)備2，并且其左手應(yīng)當(dāng)把持或者以其他方式與第一對(duì)象16的左手、左臂或左肩部相接觸)。

在控制單元8運(yùn)行不同算法以從測量到的ecg信號(hào)提取針對(duì)第一對(duì)象16的第一ecg信號(hào)分量(其在下文還更詳細(xì)地描述)的其他實(shí)施例中，存在關(guān)于第二對(duì)象18應(yīng)當(dāng)如何創(chuàng)建與第一對(duì)象16的導(dǎo)電回路20的較少的限制。具體而言，假如第二對(duì)象18將第一對(duì)象16與第一電極4相接觸并且以使第一對(duì)象16的心臟處在設(shè)備2與第二對(duì)象的手(或者與第一對(duì)象16相接觸的其他身體部分)之間的導(dǎo)電回路20中的這樣的方式獲得與第一對(duì)象16相接觸，其包括先前兩個(gè)段落中所描述的配置中的任一個(gè)，所獲得的ecg信號(hào)將包括針對(duì)第一對(duì)象16的ecg信號(hào)分量，其能夠被分析以確定生理特性的測量結(jié)果。

第二對(duì)象18對(duì)設(shè)備2的不正確的使用，其中第一對(duì)象16的心臟未處于導(dǎo)電回路20中，將導(dǎo)致測量到的ecg信號(hào)僅包括針對(duì)第二對(duì)象18的ecg信息，并且其將意味著不能夠確定第一對(duì)象16的生理特性的測量結(jié)果。

圖5圖示出是根據(jù)本發(fā)明的一方面操作設(shè)備2的流程圖。將意識(shí)到，通常通過控制單元8或者在控制單元8的控制下執(zhí)行圖5的方法中的步驟。

在步驟111中，當(dāng)設(shè)備2被激活并且導(dǎo)電回路20存在于第一電極4與第二電極6之間時(shí)，設(shè)備2測量ecg信號(hào)(即，電極4、6之間的電勢)。假如導(dǎo)電回路20已經(jīng)由第二對(duì)象18以正確的方式與設(shè)備2和第一對(duì)象16形成，由設(shè)備2測量到的ecg信號(hào)將包括與第一對(duì)象有關(guān)的第一ecg信號(hào)分量以及與第二對(duì)象有關(guān)的第二ecg信號(hào)分量。亦即，測量到的ecg信號(hào)是針對(duì)第一對(duì)象的ecg信號(hào)(即，表示第一對(duì)象的心臟的電活動(dòng)的信號(hào))和針對(duì)第二對(duì)象的ecg信號(hào)(即，表示第一對(duì)象的心臟的電活動(dòng)的信號(hào))的復(fù)合信號(hào)。

由設(shè)備2在一時(shí)間段期間測量ecg信號(hào)，所述時(shí)間段例如是數(shù)秒，或者是足夠的時(shí)間以覆蓋第一對(duì)象16的數(shù)次心跳，其提供足夠長度的ecg信號(hào)以使得能夠確定第一對(duì)象的生理特性。

一旦已經(jīng)測量了ecg信號(hào)，則控制單元8處理所述ecg信號(hào)以提取與第一對(duì)象有關(guān)的第一ecg信號(hào)分量(步驟113)。優(yōu)選地，步驟113包括識(shí)別ecg信號(hào)中的ecg信號(hào)r峰，并且識(shí)別ecg信號(hào)中與第一對(duì)象16相對(duì)應(yīng)的r峰。

下文更詳細(xì)地描述了步驟113的各種實(shí)施例。

在步驟115中，所提取的第一ecg信號(hào)分量被處理以確定第一對(duì)象16的所要求的生理特性。在優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)針對(duì)第一對(duì)象16的所識(shí)別的r峰來確定所要求的生理特性。

現(xiàn)在描述用于執(zhí)行步驟113(處理所述ecg信號(hào)以提取與第一對(duì)象16有關(guān)的第一ecg信號(hào)分量)的一些示范性技術(shù)：

用于執(zhí)行步驟113的最簡單的技術(shù)要求在第一對(duì)象16、第二設(shè)備18以及設(shè)備2之間建立導(dǎo)電回路20，如在圖4中所示的，或者其中第二對(duì)象18利用其右手把持設(shè)備2并且其左手正在把持或者以其他方式與第一對(duì)象16的左手、左臂或左肩部相接觸的相反的配置。圖6圖示了用于在彼此頂部上繪制的針對(duì)不同對(duì)象的兩個(gè)ecg信號(hào)分量(因此，將意識(shí)到，由設(shè)備2實(shí)際測量到的ecg信號(hào)將是這些ecg信號(hào)分量的復(fù)合)。在圖9的左下跡線中示出了由該配置中的設(shè)備2所測量到的示范性復(fù)合ecg信號(hào)。利用導(dǎo)電回路20的該配置，與第一對(duì)象16有關(guān)的ecg信號(hào)分量中的r峰將相對(duì)于與第二對(duì)象18有關(guān)的ecg分量中的r峰指向相反的方向(換言之，針對(duì)第一對(duì)象16的ecg信號(hào)分量是與針對(duì)第二對(duì)象18的ecg信號(hào)分量相反極性的)。具體而言，當(dāng)?shù)诙?duì)象18的右手正在把持第一對(duì)象16的右手(右臂或右肩部)時(shí)，如在圖4中所示的，針對(duì)第一對(duì)象16的r峰指向下，而針對(duì)第二對(duì)象18的r峰指向上，其能夠在圖6和圖9中看到。在與圖4中所示的配置相反的配置中(其中，第二對(duì)象18的左手正在把持第一對(duì)象16的左手、左臂或左肩部)，針對(duì)第一對(duì)象16的r峰指向上，而針對(duì)第二對(duì)象18的r峰指向下。

因此，在用于執(zhí)行步驟113的最簡單的技術(shù)中，控制單元8分析所述ecg信號(hào)以將針對(duì)第一對(duì)象16的r峰識(shí)別為指向針對(duì)第一對(duì)象16的適當(dāng)?shù)姆较?或者具有適當(dāng)?shù)臉O性)的ecg信號(hào)中的峰。基于第一對(duì)象16與第二對(duì)象18之間的導(dǎo)電回路的配置的知識(shí)、例如基于由第二對(duì)象18對(duì)設(shè)備2的輸入、或者通過對(duì)設(shè)備2的形狀進(jìn)行配置以使得其能夠僅由第二對(duì)象18的特定手舒適地操作(即，通過對(duì)設(shè)備2進(jìn)行人類工程學(xué)地成形以使得其適配左手或右手)，能夠確定適當(dāng)?shù)姆较颉?/p>

在一個(gè)實(shí)施例中，能夠通過找到ecg信號(hào)中的最大值或局部最大值(或者具有高于閾值的幅度以避免ecg信號(hào)中的每個(gè)局部最大值都被認(rèn)為是r峰的最大值)來識(shí)別r峰。將意識(shí)到，該技術(shù)能夠備選地使用與上文所描述的分析相似的分析來識(shí)別針對(duì)第二對(duì)象18的r峰，但是在其中識(shí)別ecg信號(hào)中的最小值或局部最小值(低于閾值以避免所有最小值都被識(shí)別為r峰)。在備選實(shí)施例中，能夠通過分析ecg信號(hào)中的特性的序列來檢測r峰。具體地，r峰跟隨p波，因此，r峰能夠被檢測為跟隨檢測到的p波的峰。在另外的備選實(shí)施例中，能夠通過使用更復(fù)雜的信號(hào)處理技術(shù)，諸如基于小波變換的那些信號(hào)處理技術(shù)，來檢測r峰。

如果第二對(duì)象18建立導(dǎo)電回路20(其中，第一對(duì)象16的心臟處在回路20中)但是并不如在圖4中所示的或者其中第二對(duì)象18的左手接觸第一對(duì)象16的左手(或左臂或左肩部)的相反配置那樣來接觸第一對(duì)象16，那么ecg信號(hào)將包含針對(duì)第一對(duì)象16和第二對(duì)象18兩者的ecg信號(hào)分量，但是ecg信號(hào)分量的ecg特性將以相同的方式進(jìn)行取向(即，這兩個(gè)信號(hào)分量的r峰將具有相同的極性)，其意味著不能夠通過根據(jù)以上所描述的技術(shù)識(shí)別最大值和/或最小值來識(shí)別與第一對(duì)象16相對(duì)應(yīng)的ecg信號(hào)分量。

因此，在一些實(shí)施例中，如果控制單元8不能夠從ecg信號(hào)提取ecg信號(hào)分量(例如，如果控制單元8確定r峰全部以相同的方式指向或者不能在這兩個(gè)方向上識(shí)別r峰(即，其全部具有相同的極性))，則控制單元8能夠向第二對(duì)象18提供反饋，指示設(shè)備2正在被不正確地使用或者第二對(duì)象18需要不同地接觸第一對(duì)象16(例如，第二對(duì)象18需要把持第一對(duì)象16的另一只手或臂)。例如能夠經(jīng)由用戶接口(例如，顯示器或報(bào)警燈)可視地和/或可聽地(例如，經(jīng)由揚(yáng)聲器)提供該反饋。在一些情況下，所述反饋能夠簡單地是存在錯(cuò)誤或者設(shè)備2正在被不正確地使用的指示，但是在其他情況下，所述反饋能夠包括把持設(shè)備2和/或不同地或以特定的方式接觸第一對(duì)象16的指令或建議。

在用于執(zhí)行步驟113的更優(yōu)選的技術(shù)中，使用對(duì)于ecg信號(hào)的分立的傳感器所獲得的第一對(duì)象或第二對(duì)象的生理特性的測量結(jié)果被用于識(shí)別ecg信號(hào)中的所要求的ecg信號(hào)分量。優(yōu)選地，利用分立的傳感器所獲得的測量結(jié)果是也能夠從ecg信號(hào)導(dǎo)出的生理特性的測量結(jié)果，因?yàn)檫@意味著所述測量結(jié)果能夠被用于在所測量到的ecg信號(hào)中的ecg信號(hào)分量(其應(yīng)當(dāng)具有針對(duì)所述物理特性的不同的值，因?yàn)槠涫菑牟煌膶?duì)象獲得的)之間進(jìn)行區(qū)分。該技術(shù)能夠在如在圖4所示的或者相反的配置中建立導(dǎo)電回路20時(shí)使用，并且在一些實(shí)施方案中，其還能夠在第二對(duì)象18正在把持第一對(duì)象16的相對(duì)手或相對(duì)側(cè)時(shí)使用(即，第二對(duì)象18的左手正在把持第一對(duì)象16的右手，并且反之亦然)，因此r峰全部指向相同的方向。

因此，這技術(shù)要求設(shè)備2包括至少第一生理特性傳感器12，所述第一生理特性傳感器12被布置為當(dāng)ecg信號(hào)被測量時(shí)測量第一對(duì)象和第二對(duì)象之一的生理特性。在一些實(shí)施例中，第一生理特性傳感器12能夠被定位為接近于適當(dāng)?shù)碾姌O4、6，使得當(dāng)電極4、6與適當(dāng)?shù)膶?duì)象相接觸時(shí)，傳感器12能夠測量所述生理特性。在圖7示出了示范性感測陣列22，其中，額外的傳感器12是ppg傳感器，其被布置為接近于第一電極4，使得其能夠測量針對(duì)第一對(duì)象16的ppg信號(hào)。如由本領(lǐng)域技術(shù)人員所意識(shí)到的，ppg傳感器12能夠包括光源24以及對(duì)至少由光源24所發(fā)射的光的(一個(gè)或多個(gè))波長敏感的光傳感器26(諸如光電探測器)。在示范性非限制性實(shí)施方案中，所述光源能夠是發(fā)射500-600nm的范圍內(nèi)的波長處的綠色發(fā)光二極管(led)，并且光電探測器能夠?qū)π∮?000nm的波長處的光敏感。

在圖8中示出了另一示范性感測陣列30，其包括spo2傳感器(即，血氧飽和度傳感器)形式的額外的傳感器12。在該范例中，spo2傳感器12包括多個(gè)光源36(在所圖示的實(shí)施例中為四個(gè))以及對(duì)至少由光源36所發(fā)射的光的波長敏感的光傳感器38。光源36能夠包括例如發(fā)射800-1000nm的范圍內(nèi)的波長處的光的近紅外led以及發(fā)射600-700nm的范圍內(nèi)的波長處的光的紅色led，并且光傳感器38能夠?qū)π∮?000nm的波長處的光敏感。

圖9圖示了來自圖6的ecg信號(hào)分量，連同針對(duì)第一對(duì)象16的示范性ppg信號(hào)。圖10示出了在左下跡線中的示范性的測量到的ecg信號(hào)(其中，針對(duì)兩個(gè)對(duì)象的r峰處在相反的方向上；但是將意識(shí)到，在該技術(shù)中不要求這一點(diǎn))，在右下跡線中的針對(duì)第一對(duì)象的示范性的測量到的ppg信號(hào)，以及疊加到單個(gè)視圖中的所測量到的ecg信號(hào)和ppg信號(hào)(圖10中的頂跡線)。

如上文所指出的，使用分立的傳感器12所獲得的第一對(duì)象或第二對(duì)象的生理特性的測量結(jié)果(其在本文中還被稱為‘額外的測量結(jié)果’)被用于識(shí)別ecg信號(hào)中的所要求的ecg信號(hào)分量。在一些實(shí)施例中，所述額外的測量結(jié)果是也能夠從ecg信號(hào)導(dǎo)出的生理特性(諸如心率、心率變異性、或者心跳發(fā)生的時(shí)間(例如，如由ecg信號(hào)中的r峰的計(jì)時(shí)所指示的))的測量結(jié)果。能夠從ppg信號(hào)或者任何其他適合的信號(hào)或任何其他類型的傳感器來獲得該測量結(jié)果。

在該更優(yōu)選的技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案中，ecg信號(hào)被分析以識(shí)別與額外的生理特性測量結(jié)果相對(duì)應(yīng)的r峰。例如，在額外的測量結(jié)果是心率的測量結(jié)果的情況下，ecg信號(hào)能夠被分析以識(shí)別與相同的心率相對(duì)應(yīng)(或者與該心率最接近對(duì)應(yīng))的一組r峰。在圖9中能夠看到，從ppg信號(hào)導(dǎo)出的心率最接近地匹配向下方向上的r峰的頻率，由于ppg信號(hào)是從第一對(duì)象16測量的(因?yàn)槠浔欢ㄎ粸榻咏诘谝浑姌O4)，其指示向下方向中的r峰與第一對(duì)象16的那些r峰相對(duì)應(yīng)。類似地，在圖10中，針對(duì)一組“向上”r峰的心率是66bpm，并且針對(duì)一組“向下”r峰的心率是75bpm，并且由于針對(duì)第一對(duì)象16的ppg信號(hào)給出了66bpm的心率，因而能夠確定ecg信號(hào)中的所述一組“向上”的峰是與第一對(duì)象16有關(guān)的那些峰。被發(fā)現(xiàn)與第一對(duì)象16有關(guān)的所述一組r峰然后能夠被用在步驟115中以確定第一對(duì)象16的所要求的生理特性(例如，pat導(dǎo)出的血壓，其中，應(yīng)指出，從第一對(duì)象的r峰和ppg信號(hào)獲得的pat被示出在圖10的右手側(cè))。在這兩個(gè)對(duì)象16、18的r峰指向相同方向的情況下，額外的測量結(jié)果和ecg信號(hào)(或者表示從ecg信號(hào)導(dǎo)出的適當(dāng)?shù)膮?shù)的信號(hào))的互相關(guān)性能夠被用于識(shí)別與第一對(duì)象16和第二對(duì)象18相對(duì)應(yīng)的ecg信號(hào)的部分。

以類似的方式，并非明確地計(jì)算針對(duì)ecg信號(hào)的心率，針對(duì)第一對(duì)象16的ppg信號(hào)能夠與ecg信號(hào)進(jìn)行比較(例如，如在圖10中的頂部跡線中所示的)以將ppg信號(hào)中的每個(gè)峰或最小值匹配到ecg信號(hào)中的r峰(利用匹配ppg信號(hào)中的峰/最小值的峰形成針對(duì)第一對(duì)象16的一組r峰)。

將意識(shí)到，以上兩種技術(shù)能夠被組合以改善r峰識(shí)別的魯棒性。因此，在一些實(shí)施方案中，所述分析能夠包括根據(jù)從ecg信號(hào)和ppg信號(hào)所確定的心率并且通過將ppg信號(hào)中的峰匹配到ecg信號(hào)中的峰來識(shí)別r峰。

在備選方法中，能夠識(shí)別ppg信號(hào)的最大值和/或最小值，并且能夠根據(jù)所述最大值和/或所述最小值來確定心率和心率變異性。對(duì)于ecg信號(hào)中的所有r峰而言，能夠確定pat，并且基于心率、心率變異性、pat和pat變異性，能夠識(shí)別針對(duì)第一對(duì)象16的r峰和/或?qū)?yīng)的pat值。

將意識(shí)到，在一些實(shí)施例中，額外的傳感器12可以被定位為靠近要被接觸到第二對(duì)象18的第二電極6，使得其測量第二對(duì)象18而非第一對(duì)象16的生理特性。在這種情況下，分析與上文所描述的分析相同，但是將意識(shí)到，與來自額外的傳感器12的測量結(jié)果的特性相對(duì)應(yīng)的一組r峰將是與第二對(duì)象18相對(duì)應(yīng)的那些r峰，其意味著ecg信號(hào)中的剩余的r峰能夠被假定為與第一對(duì)象16相對(duì)應(yīng)。

將意識(shí)到，該技術(shù)還能夠利用以下事實(shí)：第一對(duì)象和第二對(duì)象的r峰可以處在相反的方向上(當(dāng)如在圖4中所示的或者以相反的配置來建立導(dǎo)電回路20時(shí))，在這種情況下，該技術(shù)可以基于r峰的方向執(zhí)行將ecg信號(hào)初始‘分離’為兩個(gè)ecg信號(hào)分量(即，兩組r峰)，針對(duì)每個(gè)對(duì)象一個(gè)ecg信號(hào)分量，并且然后使用來自傳感器12的測量結(jié)果來確定ecg信號(hào)分量中的哪一個(gè)與所要求的對(duì)象相對(duì)應(yīng)。

在另一實(shí)施例中，其能夠在以任意配置(因此，當(dāng)?shù)谝粚?duì)象16和第二對(duì)象18的r峰處在相同或相反的方向上時(shí))建立導(dǎo)電回路20時(shí)使用，第一對(duì)象16的r峰能夠通過以下操作來識(shí)別：(1)基于ppg信號(hào)來確定針對(duì)每個(gè)r峰的脈搏到達(dá)時(shí)間(pat)(因此，確定針對(duì)每個(gè)r峰的pat，而不管其是針對(duì)第一對(duì)象16還是針對(duì)第二對(duì)象18)；(2)確定所確定的pat的分布；(3)識(shí)別與第一對(duì)象16的(均值)平均pat相對(duì)應(yīng)的分布中的峰(由于從第一對(duì)象的r峰導(dǎo)出的pat與ppg信號(hào)同步時(shí)比從與ppg信號(hào)異步的第二對(duì)象18的r峰導(dǎo)出的pat恒定得多)；(4)利用與分布中的所識(shí)別的峰偏離超過閾值量的pat拒絕所有r峰；(5)拒絕關(guān)于其(逐次心跳)心率(變異性)不規(guī)則的所有r峰。如在以上其他實(shí)施例中，第一對(duì)象16的血壓然后能夠通過確定剩余的r峰(其應(yīng)當(dāng)是第一對(duì)象16的那些r峰)的pat的分布、識(shí)別與第一對(duì)象的平均pat相對(duì)應(yīng)的分布中的峰、并且經(jīng)由校準(zhǔn)函數(shù)或表將第一對(duì)象的pat與第一對(duì)象的血壓相關(guān)來確定的。

在步驟113的另外的實(shí)施例中，分立的生理特性傳感器被提供用于每個(gè)對(duì)象，使得針對(duì)每個(gè)對(duì)象獲得生理特性的測量結(jié)果。所述額外的傳感器能夠被定位為靠近適當(dāng)?shù)碾姌O4、6，使得當(dāng)正在獲得ecg信號(hào)時(shí)，能夠進(jìn)行測量。該實(shí)施例中的分析類似于上文所描述的分析，但是針對(duì)這兩個(gè)對(duì)象的生理特性的測量結(jié)果的可用性改善了針對(duì)每個(gè)對(duì)象的r峰的識(shí)別的準(zhǔn)確度。

在另一實(shí)施例(其能夠與用于分離ecg信號(hào)分量的上文所描述的技術(shù)分離地使用或組合地使用)中，設(shè)備2能夠利用針對(duì)第二對(duì)象的已知ecg特性，以便改善或使得能夠?qū)⑨槍?duì)第一對(duì)象16的ecg信號(hào)分量與ecg信號(hào)的分離。具體而言，在校準(zhǔn)階段期間或否則恰在使用設(shè)備2測量第一對(duì)象16的生理特性之前，能夠獲得(例如，通過第二對(duì)象18將第二電極6與其手相接觸并且將第一電極4把持到其前額、頸部、胸部或另一只手)并且存儲(chǔ)針對(duì)第二對(duì)象18的ecg信號(hào)。該ecg信號(hào)、或者能夠從ecg信號(hào)導(dǎo)出的ecg或其他生理特性能夠被用于識(shí)別包含與針對(duì)這兩個(gè)對(duì)象的信號(hào)分量的ecg信號(hào)中的與第二對(duì)象18有關(guān)的ecg信號(hào)分量。在此所要求的處理類似于針對(duì)使用從分立的傳感器12獲得的生理特性的測量結(jié)果的其他分離技術(shù)的上文所描述的處理。將意識(shí)到，在該實(shí)施例中，由于ecg信號(hào)能夠獨(dú)有地識(shí)別個(gè)體(由于ecg會(huì)是生物計(jì)量的)，因而在使用設(shè)備2測量第一對(duì)象12的生理特性之前針對(duì)第二對(duì)象18所獲得的ecg信號(hào)能夠被用于識(shí)別正在使用設(shè)備2的特定第二對(duì)象18，并且該信息例如能夠被用于輔助將針對(duì)第一對(duì)象16的測量到的生理特性鏈接到適當(dāng)?shù)尼t(yī)學(xué)文件。

在以上實(shí)施例中的一些實(shí)施例中，在步驟113之前或之后，控制單元8能夠分析所述ecg信號(hào)以評(píng)估其是否包含針對(duì)兩個(gè)對(duì)象(即，第一對(duì)象16和第二對(duì)象18)的ecg信號(hào)，并且因此評(píng)估設(shè)備2是否正在被第二對(duì)象18正確地使用。具體地，由于第一對(duì)象16的心率不太可能與第二對(duì)象18的心率完全相同，因而控制單元8能夠分析所述ecg信號(hào)以確定ecg信號(hào)是否包含具有不同心率的ecg信號(hào)分量。在一些實(shí)施例中，控制單元8能夠在頻率域中分析所述ecg信號(hào)以識(shí)別不同的心率。所述ecg信號(hào)的頻譜(例如，快速傅里葉變換fft譜)將具有與由ecg信號(hào)中的任意ecg信號(hào)分量所表示的心率相對(duì)應(yīng)的峰，因此，控制單元8能夠確定ecg信號(hào)的fft并且識(shí)別頻帶中(典型的心率落在其中)(例如，30-140bpm，但是實(shí)際上能夠使用其他帶)的fft譜中的峰。因此，如果設(shè)備2未被正確地使用并且第一對(duì)象16的心臟不處在導(dǎo)電回路20中，則將僅存在一個(gè)峰(與一個(gè)心率相對(duì)應(yīng))，但是如果設(shè)備2正在被正確地使用，則將存在兩個(gè)峰。用于分析ecg信號(hào)以評(píng)估其是否包含針對(duì)兩個(gè)對(duì)象的ecg信號(hào)的其他技術(shù)能夠利用峰檢測、小波、以及與還能夠從ecg信號(hào)導(dǎo)出的生理特性測量結(jié)果的互相關(guān)性(例如，如上文所描述的)。

如果控制單元8不能夠在測量到的ecg信號(hào)中檢測兩個(gè)不同的心率，那么可能第一對(duì)象的心率不是導(dǎo)電回路20的一部分，并且控制單元8將不能夠確定針對(duì)第一對(duì)象16的生理特性。如果控制單元8不能夠檢測兩個(gè)不同的心率，則控制單元8能夠向第二對(duì)象18提供反饋，指示設(shè)備2正在被不正確地使用或者第二對(duì)象18需要不同地接觸第一對(duì)象16(例如，第二對(duì)象18需要把持第一對(duì)象16的手或臂)。例如能夠經(jīng)由用戶接口(例如，顯示器或報(bào)警燈)視覺地和/或可聽地(例如，經(jīng)由揚(yáng)聲器)提供該反饋。

如上文所指出的，在步驟115中，針對(duì)第一對(duì)象的所提取的ecg信號(hào)分量被分析以確定生理特性的測量結(jié)果。在其中在設(shè)備2中不存在額外的生理傳感器12、14的實(shí)施例中，針對(duì)第一對(duì)象的生理特性是能夠從ecg信號(hào)自身完整地導(dǎo)出的一個(gè)。例如，所述生理特性能夠是心率或心率變異性(其兩者能夠通過計(jì)算連續(xù)r峰之間的時(shí)間間隔來確定)。然而，在優(yōu)選實(shí)施例中，所述生理特性是組合另一生理特性的測量結(jié)果能夠從ecg信號(hào)導(dǎo)出的血壓或另一特性。

盡管本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到能夠從ecg信號(hào)以及使用距對(duì)象的心臟外圍地定位的ppg傳感器所獲得的脈搏到達(dá)時(shí)間(pat)的測量結(jié)果(例如，在手指處或在前額上)導(dǎo)出血壓的方式，但是下文提供了簡要的細(xì)節(jié)。

圖11圖示了在短時(shí)間段期間(例如，數(shù)秒)針對(duì)單個(gè)對(duì)象的示范性ecg信號(hào)和ppg信號(hào)、以及示出pat與血壓之間的關(guān)系的圖形。ecg信號(hào)中的r峰之一連同ppg信號(hào)上的最小值點(diǎn)和最大值點(diǎn)被標(biāo)記。能夠以不同的方式測量pat。在一種方法中，通過r峰與ppg信號(hào)的最底部或最小值之間的時(shí)間給出pat。在另一方法中，通過r峰與ppg信號(hào)中的峰之間的時(shí)間給出pat。pat對(duì)血壓的圖形示出了pat與血壓成反比，即，血壓的下降導(dǎo)致pat的增加。pat與bp之間的該關(guān)系受年齡、性別、身高和體重影響，因此，一系列校準(zhǔn)函數(shù)或表能夠被用于根據(jù)特定pat測量結(jié)果來確定血壓。

在設(shè)備2包括用于測量針對(duì)第一對(duì)象16的ppg信號(hào)的ppg傳感器12的實(shí)施例中，設(shè)備2能夠確定對(duì)于從針對(duì)第一對(duì)象16的ecg信號(hào)分量導(dǎo)出的(一個(gè)或多個(gè))生理特性而言針對(duì)第一對(duì)象16的額外的生理特性。這些額外特性包括，但不限于：心率、呼吸/呼吸率、心率變異性(hrv)、脈搏壓力變異性(ppv)。圖12圖示了覆蓋兩個(gè)完整呼吸周期的反向ppg信號(hào)并且指示反向ppg信號(hào)能夠如何包含關(guān)于心率(圖12(a)中的峰/最小值的頻率)、呼吸率(圖12(b)中的較低頻率調(diào)制分量)、脈搏壓力變化(圖12(c)中所示的幅度調(diào)制)、以及心率變異性(圖12(d)中所示的峰峰間隔調(diào)制)的信息。將意識(shí)到，盡管在圖12中的不同的信號(hào)中示出了指示心率、呼吸率、ppv和hrv的不同的調(diào)制，但是實(shí)際的ppg信號(hào)將同時(shí)地包括這些調(diào)制中的每個(gè)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到用于根據(jù)ppg信號(hào)來確定心率、hrv、呼吸/呼吸率和ppv的各種技術(shù)，并且因此在本文中未提供進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。

在一些實(shí)施例中，補(bǔ)充地或者替代地將測量到的(一個(gè)或多個(gè))生理特性的指示提供給第二對(duì)象(18)(例如，經(jīng)由設(shè)備2上的顯示器或者通過諸如智能電話、平板電腦或計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程設(shè)備)，設(shè)備2能夠?qū)y量結(jié)果與參考值(例如，針對(duì)健康個(gè)體的正常值或者針對(duì)第一對(duì)象16的先前的測量結(jié)果)進(jìn)行比較以確定偏差的量。這些偏差或備選地(一個(gè)或多個(gè))生理特性自身的測量結(jié)果能夠被加權(quán)并且被組合以提供指示第一對(duì)象16的總體健康的‘得分’。

例如，設(shè)備2能夠計(jì)算‘基礎(chǔ)健康得分’或‘完全健康得分’，其與圖13中所示的皇家內(nèi)科醫(yī)學(xué)院的國家早期預(yù)警評(píng)分相似。在圖13中，已經(jīng)劃掉非生理參數(shù)“任何補(bǔ)充氧氣”和“意識(shí)水平”，因?yàn)槠洳皇悄軌蛴伤枋龅膶?shí)施例測量的特性。然而，在備選實(shí)施例中，這兩個(gè)特性的值能夠被手動(dòng)地錄入設(shè)備2中，因此，其能夠被用于計(jì)算健康得分。根據(jù)圖13中的范例得分系統(tǒng)，‘基礎(chǔ)健康得分’的范圍從0到9并且基于三個(gè)參數(shù)：心率、呼吸率和pat導(dǎo)出的bp(其能夠全部根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例被導(dǎo)出)并且‘完全健康得分’的范圍從0到12(其要求心率、呼吸率、pat導(dǎo)出的bp、氧飽和(其能夠使用雙波長ppg來測量)以及溫度)，其在這兩種類型的得分的情況下，更高的得分指示針對(duì)第一對(duì)象16的更差的健康條件。

將意識(shí)到，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備2能夠使用對(duì)于上文所提到的那些參數(shù)的其他或另外的參數(shù)(諸如血液動(dòng)力學(xué)變異性指數(shù)(心率變異性、脈搏壓力變異性和pat變異性))來計(jì)算得分。

因此，提供了能夠由第二對(duì)象操作以根據(jù)針對(duì)第一對(duì)象的ecg信號(hào)來獲得針對(duì)第一對(duì)象的生理特性的測量結(jié)果的設(shè)備的各種實(shí)施例。

盡管在附圖和前述描述中已經(jīng)詳細(xì)說明和描述了本發(fā)明，但是這樣的說明和描述將被認(rèn)為是說明性或示范性而非限制性的；本發(fā)明并不限于所公開的實(shí)施例。

通過研究附圖、說明書和隨附的權(quán)利要求書，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所主張的本發(fā)明時(shí)可以理解和實(shí)現(xiàn)所公開的實(shí)施例的變型。在權(quán)利要求中，詞語“包括”不排除其他元件或者步驟，并且不定冠詞“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其他單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中記載的若干項(xiàng)目的功能?；ゲ幌嗤膹膶贆?quán)利要求中記載了特定措施的僅有事實(shí)并不指示不能有利地使用這些措施的組合。計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)/分布在諸如連同其他硬件或者作為其一部分提供的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或者固態(tài)介質(zhì)的適合的介質(zhì)上，而且還可以以諸如經(jīng)由因特網(wǎng)或其他有線或無線電信系統(tǒng)的其他形式來分布。權(quán)利要求中的附圖標(biāo)記不得被解釋為對(duì)范圍的限制。