用于去除在呼吸運動監測中由身體運動引起的噪聲的裝置和方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種用于去除在呼吸運動監測中由身體運動引起的噪聲的裝置，其包括：至少兩個加速計，該至少兩個加速計中的第一加速計和第二加速計被放置在腹部或胸部區域的身體相對側；以及處理單元，其用于根據由第一加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az以及由第二加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az來產生不具有噪聲的加速度信號Vacc。本發明專利技術的裝置使得在呼吸監測中由身體運動引起的噪聲能夠被去除，并且使得呼吸運動能夠被增強，從而呼吸運動監測可以更加有效和靈敏。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及呼吸運動監測，并且特別涉及在呼吸運動監測中通過利用互補的加速計來去除由于身體運動引起的噪聲的裝置與方法。
技術介紹
阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)是一種紊亂，該紊亂的特征在于在睡眠期間由于上呼吸道阻塞而引起的呼吸暫停或者吸入氣流減少的重復性發作。多導睡眠描記法(PSG)，又被稱為睡眠研究，是一種在睡眠研究中使用的多參數測試，并且作為在睡眠醫療中的診斷工具。便攜且易用的監測設備可以是作為PSG的一種替代，用于較少精度的診斷，并且典型地經由脈搏血氧計測量四個生理參數，該四個生理參數包括兩個呼吸變量(例如呼吸運動和氣流)、心臟變量(例如心率或者心電圖)以及動脈氧血紅素飽和度。一些設備具有能夠檢測打鼾、確定身體位置或者檢測運動的附加信號。常規地，可以通過圍繞胸部的感測帶來監測反映呼吸運動或努力的腹部和胸部移動信號。現今，加速計傳感器也被用作該用途，因為它有容易佩戴、靈敏并且它也能夠測量身體姿勢。三軸加速計是測量在三個正交方向(感測軸)的加速度的設備。該傳感器被放置在隨著吸氣和呼氣而擴張和收縮的橫膈膜區域的頂部。例如，在標題為“RESPIRATION AND HEART RATE MONITOR” 的 PCT 國際申請 PCT/GB02/03302中，提供了一種用來測量身體的呼吸率的呼吸率監測器，該監測器包括可吸附于身體上部并且被布置為提 供與身體的呼吸率有關的加速計輸出信號的至少一個加速計，以及用來根據加速計輸出信號來確定所述呼吸率和用來提供表示呼吸頻率的監測器輸出的模塊，該模塊包括用來從加速計輸出信號中去除并非身體呼吸結果的偽影的基線濾波器，以便提供去除后的基線信號。然而，在監測OSA或者其他呼吸疾病的睡眠或者日常呼吸期間，類似旋轉、步行等身體運動將引起另外的加速度被添加到胸廓運動信號中。移除這些噪聲是困難的，即使憑借濾波器，而因此這些噪聲將影響測量精度。
技術實現思路
鑒于現有技術中的上述問題，本專利技術的專利技術人認識到需要一種。本領域已知的是，在常規的單加速計解決方案的輸出信號由兩個部分構成，即一部分指示呼吸運動而另一部分指示身體運動。在輸出信號中難以將這兩個部分區分開，這就是為什么常規的單加速計解決方案不能有效地去除由于身體運動所致的噪聲，甚至憑借濾波器也不能。本專利技術的專利技術人發現，如果引入參考(B卩，第二)加速計并且將其放置到與第一加速計相同的身體上，那么，因為根據加速計的工作原理，包括在第二加速計的輸出信號中的指示身體運動的部分與包括在第一加速計的輸出信號中的那個部分相同，所以可以容易地通過從該兩個輸出信號中消除指示身體運動的部分來去除由身體運動引起的噪聲。然而，不能隨意地放置該兩個加速計。例如，如果兩個加速計被放置在身體的同一側上，盡管由于身體運動所致的噪聲仍然能夠被去除，但是有用的信息，即指示呼吸運動的部分，也可能被不利地影響。因此，胸腔膨脹或者收縮的測量結果可能被不利地影響，特別是當兩個加速計相互靠近時，這是因為相減也會去除信號中來自呼吸作用的部分。因此，本專利技術提出一種使用放置在腹部或胸部區域的身體相對側上的兩個互補加速計的裝置和方法。當全身以同一方向運動，類似步行或者其他日常活動的時候，這兩個互補的加速計將輸出完全相同的信號，并且它們將輸出反映腹部或胸部運動(例如呼吸運動)的相反信號，這是因為當這兩個加速計被放置到身體相對側時，胸腔會擴張或者收縮并且給予加速計相反的信號。通過利用根據本專利技術的裝置，可以去除由身體運動引起的噪聲并且可以增強信號中指示呼吸運動的部分。具體地，根據本專利技術的一個方面，提供了一種用于去除在呼吸運動監測中由身體運動引起的噪聲的裝置，其包括至少兩個加速計，該至少兩個加速計中的第一加速計和第二加速計被放置在腹部或胸部區域的身體相對側上；以及處理單元，其用于根據由第一加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az以及由第二加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Αζ，來產生不具有噪聲的加速度信號Vacc。因為根據本專利技術的裝置采用第一加速計和第二加速計，而不像僅采用一個加速計來監測呼吸運動努力的常規解決方案，所以能夠消除或去除由身體運動引起的噪聲。另外，因為第一加速計和第二加速計被放置在腹部或胸部區域的身體相對側上，所以可以增強信號中指示呼 吸運動的部分，并且因此呼吸運動監測可以更加有效和靈敏。至于如何處理由第一加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az以及由第二加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Αζ，以便產生不具有噪聲的加速度信號Vacc，可以采用至少以下兩個算法。例如，根據本專利技術的實施例，處理單元可以通過以下方式來產生不具有噪聲的加速度信號Vacc :從第一加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az中合成第一加速度信號Vlacc ;從第二加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az合成第二加速度信號V2acc ;通過從第二加速度信號V2acc中減去第一加速度信號Vlacc來產生加速度信號Vacc。根據本專利技術的另外實施例，處理單元可以通過以下方式來產生不具有噪聲的加速度信號Vacc :在預定義的坐標系的X、y和z軸中，將由第一加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az進行分解,來產生在該預定義的坐標系的x、y和z軸中的加速度信號分量Ax’、Ay’和Αζ’ ；在該預定義的坐標系的x、y和ζ軸中，將由第二加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az進行分解，以產生在該預定義的坐標系的x、y和ζ軸中的加速度信號分量Αχ”、Ay”和Αζ” ;在該預定義的坐標系的X、y和ζ軸中，分別從加速度信號分量Ax”、Ay”和Αζ”減去加速度信號分量Ax’、Ay’和Az’，以產生剩余的加速度信號分量Ax”’、Ay”’和Αζ”’ ；并且將剩余的加速度信號分量Ax”’、Ay”’和Αζ”’進行合成，以產生加速度信號Vacc。根據本專利技術的實施例，對第一加速計和第二加速計進行定位使得第一加速計的三個軸分別與第二加速計的三個軸平行。在優選的實施例中，對第一加速計和第二加速計進行定位使得該兩個加速計中的每一個加速計的三個軸中的一個是對齊的，并且該兩個加速計中的每一個加速計的剩余的兩個軸相互平行。可替代地，第一加速計的三個軸可以分別在相對于第二加速計的三個軸的不同方向延伸。換句話說，根據本專利技術，不是必須將第一加速計和第二加速計放置在身體相對側的完全相對的點上，并且也不是必須將兩個加速計放置得相互平行，并且因此，本專利技術可以在臨床環境中廣泛地使用。雖然如此，根據另外的實施例，該裝還可以包括用于將兩個加速計固定在優選位置處的身體上的固定單元。例如，因為肺包括兩個部分，當兩個加速計被設置在身體的前側和后側上時，該前位置和后位置優選地與左肺或者右肺的中心線對齊。當然，加速計也可以居中放置在身體上。然而，這樣的話信號可能就不十分顯著根據本專利技術的另一方面，提供了一種去除在呼吸運動監測中由身體運動引起的噪聲的方法，該方法包括通過至少兩個加速計獲取加速度信號分量Ax、Ay和Az的獲取步驟，該至少兩個加速計中的第一加速計和第二加速計被放置在腹部或胸部區域的身體相對側上；產生步驟，其根據第一加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az以及第二加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az，來產生不具有噪聲的加速度信號Vacc。根據本發本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于去除在呼吸運動監測中由身體運動引起的噪聲的裝置（30），包括：至少兩個加速計，其中，所述至少兩個加速計中的第一加速計（11）和第二加速計（12）被放置在腹部或胸部區域的身體相對側上；以及處理單元（31），其用于根據由所述第一加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az以及由所述第二加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az來產生不具有所述噪聲的加速度信號Vacc。

【技術特征摘要】
2011.10.08 CN PCT/CN2011/0805301.一種用于去除在呼吸運動監測中由身體運動引起的噪聲的裝置(30)，包括 至少兩個加速計，其中，所述至少兩個加速計中的第一加速計(11)和第二加速計(12)被放置在腹部或胸部區域的身體相對側上；以及 處理單元(31)，其用于根據由所述第一加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az以及由所述第二加速計獲取的加速度信號分量Ax、Ay和Az來產生不具有所述噪聲的加速度信號 Vacc02.根據權利要求1所述的裝置(30)，其中，所述處理單元(31)通過以下方式產生不具有所述噪聲的所述加速度信號Vacc 從由所述第一加速計(11)獲取的所述加速度信號分量Ax、Ay和Az合成第一加速度信號 Vlacc ； 從由所述第二加速計(12)獲取的所述加速度信號分量Ax、Ay和Az合成第二加速度信號V2acc ;以及 通過從所述第二加速度信號V2acc減去所述第一加速度信號Vlacc,來產生所述加速度信號Vacc。3.根據權利要求1所述的裝置(30)，其中，所述處理單元通過以下方式產生不具有所述噪聲的所述加速度信號Vacc 在預定義坐標系的x、y和z軸中，將由所述第一加速計(11)獲取的所述加速度信號分量Ax、Ay和Az進行分解，以產生在所述預定義坐標系的X、y和ζ軸中的加速度信號分量Ax，、Ay，和 Az ’ ； 在所述預定義坐標系的X，y和Z軸中，將由所述第二加速計(12)獲取的所述加速度信號分量Ax、Ay和Az進行分解，以產生在所述預定義坐標系的x、y和ζ軸中的加速度信號分量 Ax”、Ay” 和 Az”; 在所述預定義坐標系的X、y和ζ軸中，分別從所述加速度信號分量Ax”、Ay”和Az”減去所述加速度信號分量Ax’、Ay’和Az’，以產生剩余的加速度信號分量Ax”’、Ay”’和Az”’ ；以及 通過將所述剩余的加速度信號分量Ax”’、Ay”’和Az ”’進行合成，來產生所述加速度信號 Vacc04.根據權利要求1-3中的任意一項所述的裝置(30)，其中 對所述第一加速計(11)和所述第二加速計(12)進行定位，使得所述第一加速計(11)的三個軸分別與所述第二加速計(12)的三個軸平行。5.根據權利要求4所述的裝置(30)，其中 對所述第一加速計(11)和所述第二加速計(12)進行定位，使得所述兩個加速計中的每個加速計的三個軸之一是對齊的，并且所述兩個加速計中的每個加速計的剩余兩個軸相互平行。6.根據權利要求1-3中的任意一項所述的裝置(30)，其中 所述第一加速計(11)的三個軸分別相對于所述第二加速計(12)的三個軸處于不同方向。7.根據權利要求1所述的裝置(30)，還包括 固定單元，其用于將所述第...

【專利技術屬性】
技術研發人員：S·金，
申請(專利權)人：皇家飛利浦電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：