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CN105007816A - 用于确定对象的生命体征的系统和方法 - Google Patents

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CN105007816A CN201480008633.5A CN201480008633A CN105007816A CN 105007816 A CN105007816 A CN 105007816A CN 201480008633 A CN201480008633 A CN 201480008633A CN 105007816 A CN105007816 A CN 105007816A
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Abstract

本发明涉及一种用于确定对象(100)的生命体征的系统(1、1’、1”)，通过所述系统减少生成并输出虚假警报的可能性。所述系统包括：生命体征处理器(30、30a)，其用于处理由被附接到对象以获得所述对象的生命体征的传感器(10、10’、10a、10b)测得的生命体征信息信号；图像分析单元(50)，其用于根据由成像单元(40)从包含所述传感器(10、10’、10a、10b)的至少成像区域获得的图像数据来检测被附接到所述传感器的标记(20、20’、20a、20b)的运动；以及警报单元(60)，其用于基于所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征并且基于所检测到的所述标记的运动来生成并输出警报信号。

Description

用于确定对象的生命体征的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定对象的生命体征的系统和方法以及用于在这样的系统和方法中使用的传感器。本发明具体地涉及例如如在医院的重症监护室中使用的患者监测系统和方法。
背景技术
人的生命体征，例如心率(HR)、呼吸率(RR)或氧饱和度(即SpO2)用作对象(即人或动物)的当前状态的指示器和严重医学事件的强大预测器。为了这个原因，在住院患者和门诊患者护理机构、在家或在另外的健康、休闲和健身机构中监测生命体征。各种传感器因此能够被用于测量生命体征信息信号，从所述生命体征信息信号能够获得对应的生命体征。
测量生命体征的一个方式是体积描记法。体积描记法通常指对器官或身体部分的体积改变的测量并且具体地指对由于随每次心跳行进通过对象的身体的心血管脉冲波的体积改变的检测。光电体积描记法(PPG)是评估感兴趣的区域或体积的光反射系数或透射系数的时变改变的光学测量技术。PPG基于血液比周围组织吸收更多光的原理，因此随每次心跳的血液体积的变化对应地影响透射系数或反射系数。除了关于心率的信息之外，PPG波形能够包括能归因于呼吸和另外的生理现象的另外的嵌入信息。通过评估在不同波长(通常红和红外)的透射率和/或反射率，能够确定血氧饱和度。
用于测量对象的心率和氧饱和度的常规脉搏血氧计被附接到对象的皮肤，例如指尖、耳垂或前额。因此，它们被称为‘接触式’PPG设备。典型的脉搏血氧计包括作为光源的红和红外LED和用于检测已经透射通过患者组织的光的光电二极管。通过时分多路传输来测量在红和红外光谱范围的透射率。一段时间内的透射率给出了红和红外PPG波形。
众所周知，医院中的虚假医学警报，例如，由重症监护室(ICU)中的患者监测设备生成的警报的频发呈现严重且未解决的问题，这是因为其导致护理者对警报脱敏。另外，已知现代患者监测系统的高灵敏度导致在当今普通ICU中大约80dB的警报噪声水平，其可比得上在主街道上的交通噪声。然而，多达90％的登记警报是医学上不相关的。构成所有警报的约22％的技术警报常常归因于由于患者运动的差传感器信号。这尤其是与SpO2有关的警报的情况，其构成技术警报的79％。
因此，获得关于传感器的运动的有关信息并且利用该信息来减少虚假警报的可能性是有益的。结合其中患者能够在医院自由地四处移动的“较少线缆患者”途径是特别重要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于确定对象的生命体征的改进的系统和方法，通过所述改进的系统和方法可靠地且大大地减少虚假警报的可能性。本发明的另一目的是提供一种用于在这样的系统和方法中使用的传感器。
在本发明的第一方面中，提出了一种用于确定对象的生命体征的系统，所述系统包括：
-生命体征处理器，其用于处理由被附接或能附接到对象以获得所述对象的生命体征的传感器测得的生命体征信息信号，
-图像分析单元，其用于根据由成像单元从包含所述传感器的至少成像区域获得的图像数据来检测被附接到所述传感器的标记的运动，以及
-警报单元，其用于基于所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征并且基于所检测到的所述标记的运动来生成并输出警报信号。
在本发明的另一方面中，提出了一种用于确定对象的生命体征的方法，所述方法包括：
-处理所述对象的测得的生命体征信息信号，
-根据从包含所述传感器的至少成像区域获得的图像数据来检测被附接到所述传感器的标记的运动，并且
-基于所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征并且基于所检测到的所述标记的运动来生成并输出警报信号。
在本发明的又一方面中，提供了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所提出的方法的步骤。另外，提出了一种在其中存储这样的计算机程序产品的非暂态计算机可读记录介质，当由处理器执行所述计算机程序产品时，所述计算机程序产品使得本文中公开的方法的所述步骤被执行。
在从属权利要求中限定了本发明的优选实施例。应当理解，要求保护的方法、计算机程序和介质具有与要求保护的系统以及与在从属权利要求中限定的相似和/或相同的优选实施例。
使用视频摄像机用于尤其在医院中的患者监控变得越来越普遍。因此，图像数据(例如，连续的视频数据)能够被用于使用远程光电体积描记法(例如如在Wim Verkruysse，Lars O.Svaasand和J.Stuart Nelson的“Remoteplethysmographic imaging using ambient light”(Optics Express，第16卷，第26号，2008年12月)中描述的远程PPG)的原理来直接(非干扰且无接触地)测量生命体征信息或用于例如通过视频体动记录仪来获得关于患者状态的更一般的非生命体征信息。在后一种情况下，视频分析可以揭露患者移动的一些全局信息，但是其对于做出关于来自患者的特定传感器信号的可靠性的判断可能是不充分的信息。
因此，本发明提出对具有(医学)传感器的标记的集成。通过使用(例如远程PPG系统或视频体动记录仪系统的)常常已经可用的成像单元来获得传感器所处的特定成像区域的图像数据，使得能够根据检测到的在图像数据中识别的标记的的运动来可靠地且准确地确定传感器的移动。因此，能够根据提供关于传感器的运动和信号可靠性的直接证据的图像数据来进行对所述标记的运动轨迹的实时分析。然后该证据能够由警报单元使用以减少虚假警报的可能性。
根据实施例，所述警报单元被配置为在所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时并且在所检测到的所述标记的运动满足第二条件时生成并输出警报信号。这些条件一般被预先确定并且取决于以下因素中的一个或多个，所述因素包括传感器的种类、标记的种类、传感器附接到对象的身体的位置、虚假警报抑制的期望准确度等。例如，对于SpO2传感器，一般使用与对于心率传感器不同的第一条件。所述条件也可以能够用于由用户进行的修改。
根据另一实施例，所述警报单元被配置为在所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时生成并输出警报信号，其中，基于所检测到的所述标记的运动来调整所述第一条件。因此，例如，如果所述标记正在较强烈地移动，则所述第一条件被调整使得虚假警报被抑制，或在给出了警报真实存在的更高的可能性时仅仅生成并输出警报。
根据另一实施例，所述警报单元被配置为在测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时生成警报信号，其中，在所检测到的所述标记的运动满足第二条件时抑制对所述警报信号的输出。因此，根据该实施例提供了控制警报的生成并输出的另一方式。
所述警报单元优选地被配置为使用所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征的水平的下阈值和/或上阈值作为第一条件。例如，在使用了对应的传感器时可以使用心率上限和/或心率下限或氧饱和度下限。
更进一步地，所述警报单元优选地被配置为使用指示所述标记的所述运动的强度、频率和/或样式的运动阈值作为第二条件。因此，例如可以取决于传感器的种类和定位来选择合适的条件。
有利地，所述警报单元包括用于将所述警报信号传达到用于指示警报的警报指示单元的通信接口。尽管所述警报单元可以直接输出警报例如作为视觉信号和/或听觉信号，但是优选所述警报被指示在单独的指示单元上。该指示单元可以以显示器、扬声器、移动电话等的形式，在所述指示单元上所述警报被发出例如作为闪光信号、大的警报声音或电话呼叫。对于这样的指示单元存在各种其他实施例，所述指示单元可以被布置在远程位置处，例如被布置在中央监控室或医院站的护士室。
存在能够根据本发明使用的标记的各种实施例。在第一实施例中，所述标记是包括图形样式的无源标记。所述图形样式优选地被设计使得能够根据所述图像数据尽可能好地检测到所述标记的运动。另外，在实施例中，所述图形样式优选是机器可读的(例如QR码、条形码或简单图形符号或字母)，尤其是在所述图形样式被配置为包含关于所述对象和/或所述传感器的信息并且其中所述图像分析单元被配置为根据所述图形样式来确定所述信息的情况下，如在另一实施例中所提出的。然后能够利用所述成像单元来跟踪所述标记。这样的机器可读标记也能够被改造以适应现有传感器。例如，所述标记能够被部署为贴纸，所述贴纸能够被放在现有SpO2接触指探头或血压袖带等上。
在第二实施例中，所述标记是被配置为发射光的有源标记。例如，能够使用有源光源(例如LED)，或能够在所述标记中或上使用自发光材料(例如，荧光或磷光材料)。所述有源标记能够被认为是灯标，所述灯标向环境中发射光。所述光的强度能够是时变的，即，能够发射被编码的光。利用被编码的光，能够播放关于特定传感器和/或患者的信息，例如，如在优选实施例中所提出的，每个传感器可以发射其自己唯一的签名光代码，根据所述优选实施例，所述有源标记被配置为发射包含关于所述对象和/或所述传感器的信息的光，并且其中，所述图像分析单元被配置为根据所发射的光来确定所述信息。所发射的光可以对人眼可见或不可见(例如，红外光)。借助于所发射的光签名，传感器之后能够由所述成像单元来唯一地识别和跟踪。
在第三实施例中，所述标记可以包括如上所述的有源标记元件和无源标记元件两者。
优选地，所述图像分析单元被配置为根据所述图像数据来检测被附接到一个或多个另外的传感器和/或被附接到所述对象的身体的所述标记和一个或多个额外的标记的位置。另外，所述警报单元被配置为在检测到传感器未被附接或不正确地被附接到所述对象的身体或被附接到所述对象的身体的错误部分和/或被附接到错误的对象时生成并输出警报信号。因此，通过使用若干标记，能够容易地区分若干传感器和对象，并且也能够检测到传感器的错误使用或故障的某些情形。
更进一步地，在实施例中，所述警报单元被配置为在不能够在所述成像区域中检测到所述标记时生成并输出警报信号。这使得能够检测当传感器例如被毯子覆盖或从患者上掉落的情形或甚至当患者根本不再处于成像区域中的情形，例如从床上掉落的情形。
应当注意，如在本发明的上下文中使用的术语‘生命体征’指对象的生理参数。具体而言，术语‘生命体征’包括心率(HR)、心率变化性、Traube Hering Mayer波、呼吸率(RR)、体温、血压、诸如氧饱和度或血糖水平的血液和/或组织中的物质的浓度。因此，如本文中使用的‘传感器’是能够测量一个或多个生命体征信息信号的传感器，从所述一个或多个生命体征信息信号能够获得这样的生命体征，即直接表示生命体征或者能够被处理或被分析以获得生命体征。
更进一步地，应当注意，用于感测(一个或多个)生命体征信息信号的(一个或多个)所述传感器和用于获得包含所述传感器的至少成像区域的图像数据的所述成像单元一般不是所提出的系统的基本部分。然而，在优选实施例中，(一个或多个)所述传感器和/或所述成像单元是所提出的系统的一部分。
在优选实施例中，所述传感器是包括用于向由所述传感器覆盖的皮肤上发射光的至少一个光源的体积描记传感器，其中，所述传感器被设计使得来自至少一个光源的光在远离所述皮肤的方向上被发射，使得所述光源用作有源标记。因此，提出重新使用一个或多个光源(例如，LED，例如不可见红外LED)，所述一个或多个光源已经被集成到所述传感器中，沿着其现有连线来促进灯标功能。
优选地，在实施例中，承载所述一个或多个光源的传感器外壳的至少部分由半透明材料制成。这确保能够从许多(优选所有)方向看到所述传感器，即对(作为标记的)所述光源的检测不(非常)取决于所述对象的手的实际位置。作为额外的作用，所述传感器的大表面充当光发射器并且实现较接近360度的发射样式。
更进一步地，用于驱动所述光源的电流或电压被配置使得其被调制在比所述对象的心率更高的频率上。因此，在没有所述传感器或所述连线中的额外的硬件成本的情况下实现高频编码的光发射。因此，光调制不干扰SpO2测量处理，只要与心率相比较光调制在高频带(例如在30Hz以上)中。SpO2测量和被编码的光发射也能够以快速时分多路传输样式顺序地进行。
在本发明的再一方面中，提出了一种体积描记传感器，所述传感器包括：至少一个光源，其用于向由所述传感器覆盖的对象的皮肤上发射光；以及光检测器，其用于接收从所述对象的皮肤反射和/或通过所述对象的皮肤透射的光，其中，所述传感器被设计使得来自至少一个光源的光在远离所述皮肤的方向上被发射。
附图说明
本发明的这些和其他方面将参考下文描述的(一个或多个)实施例变得显而易见并将参考下文描述的(一个或多个)实施例得以阐述。在以下附图中：
图1示出了用于确定对象的生命体征的系统的第一实施例，
图2示出了用于确定对象的生命体征的系统的第二实施例，
图3示出了用于确定对象的生命体征的系统的第三实施例，
图4示出了用于确定对象的生命体征的方法的流程图，以及
图5示出了用于在根据本发明的系统中使用的传感器的另一实施例。
具体实施方式
图1示意性地示出了用于确定对象100的生命体征的系统1的第一实施例。对象100，在该范例中为患者，躺在床101中，其中，对象100的头部被定位在枕头102上，并且对象100被用毯子103覆盖。传感器10被固定到对象100以用于测量所述对象的生命体征信息信号。此处，传感器10是被布置在对象的上部的血压袖带，血压袖带用于测量对象100的血压。
标记20被附接到传感器10，例如被印刷在血压袖带的外表面上或以贴纸的形式被附接到其。在该实施例中，标记20是包括图形样式21的无源标记，图形样式21此处为所谓的QR码。QR码可以以允许对图形样式21的取向和/或位置的机器可读确定的不同的结构元素为特征。标记20可以对人眼是可见或不可见的，例如通过使用特定(例如红外或荧光)墨水印刷，使得其仅仅能够通过使用特殊成像单元和/或在照明之后利用特定光源(例如利用红外光)来检测。
系统1包括生命体征处理器30，生命体征处理器30用于处理由传感器10测得的生命体征信息信号以获得所述对象的生命体征，即，以获得血压(具体而言收缩压和舒张压)，对于所述血压由传感器10输出的信号可能需要被处理或可以已经包含该信息，即生命体征信息信号可以直接表示生命体征，或可能需要特定处理来获得生命体征。
成像单元40被提供用于获得包含传感器20的至少成像区域41的图像数据。成像单元40优选是照相机，例如摄像机(例如CCD照相机或红外照相机)，其具有指向传感器20所处的期望成像区域的视场42。优选地，视场42被配置为监控较大的区域，例如包含完整对象100的区域。在某些实际情形下，例如在医院的ICU中，这样的成像单元40已经可用于例如监控对象100，或用于使用远程光电体积描记法的原理来非干扰地确定生命体征。
如果使用特殊标记，其要求特定照明能由成像单元40检测到，例如要求通过红外光照明，则可以另外提供对应的照明单元(例如，红外LED)(在图1中未示出)。
系统1还包括图像分析单元50，图像分析单元50用于根据由成像单元40获得的所述图像数据来检测被附接到传感器10的标记20的运动。图像分析单元50可以是例如使用适于检测在图像数据中的标记20的位置和/或取向并且能够以高准确度检测标记20的运动的目标检测或图像识别算法的图像处理器。例如能够检测标记20的运动轨迹，即在一段时间内的运动，其反映传感器10在一段时间内的的运动。
最后，系统1包括警报单元60，警报单元60用于基于所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征并且基于所检测到的标记20的运动来生成并输出警报信号。警报单元60可以是用于处理所述信号以确定是否应当生成并输出警报的处理器。
一般地，在所述生命体征信息信号和/或所述生命体征满足预定的第一条件时生成警报，所述预定的第一条件可以由用户或监控人(例如护士或医师)来预先确定。在血压作为生命体征的范例中，所述第一条件可以是收缩压和/或舒张压的下限值和/或上限值，其中，限值一般取决于患者和他的健康状况。例如，如果超过收缩压的预定上限值，则应当生成并输出警报以(例如，经由在诸如在中央监控室中的显示器的警报指示器上的信号)通知监控人所述人需要特别关注，例如给予特定药物或医学处置。
在实际情形中，由于各种原因可能篡改或破坏由传感器10测得的生命体征信息信号。一个主要原因是一般不能够阻止的对象100的移动。这样的移动对于血压测量结果可能不是非常关键的，但是对于SpO2测量是相当关键的，在SpO2测量中实际上它们常常导致虚假警报。
根据本发明，以高可靠性大大减少虚假警报的数量，由此不抑制真实警报。这通过由警报单元60额外地考虑检测到的标记20的运动以及因此的传感器10的运动来实现。一般地，如果传感器10在生命体征信息信号的测量期间移动太多，则这将导致警报，警报被认为是虚假警报，或者采取进一步的测量以得到没有(或具有很少的)传感器移动的测量结果，或调整第一条件以确保真实地存在用于生成并输出‘真实’警报的条件，而不是所述移动篡改所述测量结果使得其看起来像在真实警报情形中的情形。
具体而言，在一个实施例中，在所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时并且在所检测到的标记20的运动满足第二条件时警报单元60生成并输出警报信号。一般地，所述第一条件可以是所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征的水平的下阈值和/或上阈值(在以上范例中为收缩压的上水平)。所述第二条件可以是指示所述标记的运动的强度、频率和/或样式的运动阈值。因此，如果所述标记已经被移动少于由所述第二条件‘允许’的(即具有仅仅很小的强度或甚至根本没有)，则在满足第一条件时生成并输出警报，否则即使满足第一条件也不生成和/或输出警报。
在另一实施例中，在所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时警报单元60生成并输出警报信号，其中，基于所检测到的所述标记的运动来调整所述第一条件。例如，如果检测到所述标记的运动，则在以上范例中可以增加收缩压的上水平，其必须被实现以判断血压测量结果作为证实警报生成并输出的关键。
在又一实施例中，在所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时警报单元60生成并输出警报信号，其中，在所检测到的所述标记的运动满足第二条件时抑制对所述警报信号的输出。例如，如果所述标记已经被移动多于由所述第二条件‘允许’的，即使满足第一条件也不输出警报。
由警报单元60对警报的输出应当被理解使得至少输出指示已经生成警报并且应当以合适的方式对警报发信号的信号。因此，对警报单元60的信号输出至少是一种控制信号，所述控制信号控制另一(可能远程的)实体70，例如显示器、扬声器、寻呼器或移动电话来指示警报，例如示出被分配给表示特定室或患者的图标的闪光信号。为了这个目的，警报单元60任选地包括用于(例如经由(有线或无线)计算机网络连接、电话网络、移动电话网络等)将所述警报信号传达到用于指示警报的警报指示单元70(所述另一实体)的通信接口61。
图2示意性地示出了用于确定对象100的生命体征的系统1’的第二实施例。在该实施例中，以手指夹形式的脉搏血氧计被用作传感器10’，传感器10’被布置在患者的手指104处以连续地测量氧饱和度(SpO2)作为生命体征。在本领域中一般已知并且本文中将不再更详细地描述这样的脉搏血氧计。
在传感器10’中或上布置有源标记20’，有源标记20’此处以光源，例如发射可见或红外光的LED的形式。在图像数据内，成像单元40能够检测到有源标记20’，并且能够检测到有源标记20’(以及因此的传感器10’)在一段时间内的移动。系统的其他元件基本上对应于图1中所示的系统1的对应元件。
标记20’能够被认为是灯标，所述灯标向环境中发射光。光的强度能够是时变的，即，能够发射被编码的光。利用被编码的光，能够播放关于特定传感器20’和/或对象100的信息。在使用若干传感器的情况下，每个传感器被提供具有其单个标记，每个标记优选地发射其自己的唯一签名的光编码。借助于发射的光签名，传感器之后能够利用成像单元40，例如摄像机系统来唯一地识别和跟踪。对来自图像数据的灯标的运动轨迹的实时分析提供关于传感器的运动和信号可靠性的直接证据。如上所述然后该证据能够在警报单元中使用以减少虚假警报的可能性。
另外，在该实施例中，警报单元60包括用于直接输出例如以视听信号的形式的警报的警报指示单元62，例如显示器和/或扬声器。
常规体积描记传感器具有内置光源。例如，SpO2接触式传感器(例如手指夹传感器或耳夹传感器)具有照射光通过附接身体部分的红色LED和红外LED和用于接收从组织反射和/或通过组织透射的光的光电检测器。这样的传感器的外壳一般由非半透明材料制成以在光学上屏蔽光电检测器免受可能存在于在环境中的其他(干涉)光源干扰。
在根据本发明的系统的实施例中使用的图5中所示的传感器10”的另一实施例中，使用这样的传感器，但传感器外壳被设计使得来自光源(优选可见IR光源)中的一个的光，即在远离皮肤的方向上也被发射到环境中。在图5中描绘的这样的传感器10”(被设计为手指夹传感器或SpO2传感器)的实施例的横截面示出了任选隔离的光电检测器11、LED光源12、外壳的半透明外部分13和外壳的不透明内部分14(作为围绕光电检测器11的部分的光屏蔽)。在光电检测器11与LED光源12之间的中间布置组织106(即手指)。由于布线等同于常规SpO2传感器的布线，未示出任何布线。
LED光源12本身应当允许太多的杂散光从环境通过到组织106中，则在另一实施例中能够使用两个光学分开的LED(未示出)(但是即在没有额外的连线的情况下并行电连接)。然后一个LED光源(图5中向下)照明组织106，并且然后另一LED光源(在图5中向上)照明传感器外壳的半透明部分13。
因此，与其使用额外的光源用作如图2中所示的标记20’，不如使用(一个或多个)已经可用的光源中的一个作为如上所述的允许对传感器10”的移动的检测的有源标记。
因此，包括这样的传感器10”的用于确定对象的生命体征的系统的实施例可以被配置为包括：
-体积描记传感器，其包括用于向由所述传感器覆盖的对象的皮肤发射光的至少一个光源和用于接收从所述对象的皮肤反射和/或通过所述对象的皮肤透射的光的光检测器，其中，所述传感器被设计使得来自至少一个光源的光在远离所述皮肤的方向上被发射，
-生命体征处理器，其处理由所述传感器测得的生命体征信息信号，
-图像分析单元，其根据由成像单元从包含所述传感器的至少成像区域的获得的图像数据来检测所述传感器的运动，以及
-警报单元，其基于所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征并且基于所检测到的所述传感器的运动来生成并输出警报信号。
另外，在又一改进中，利用用于光编码生成的高频信息信号来调制供应给光源(在图2中)20’或(在图5中)12的电流或电压。在高频远高于心率时该高频调制对实际SpO2测量过程没有影响。
因此，在没有传感器中的任何额外的连线、硬件或电路的情况下，所述光源能够容易地被转变成发射被编码的光的灯标。如上所述然后这能够被用于虚假警报抑制。另外，传感器的这样的实施例确保充当灯标的光源从任何方向并且在其中患者可能握住他的手的任何位置下(尽可能)是可见的。优选地，在这样的实施例中，光源以全方位(360度)的样式发射(优选被编码的)光。
图3示意性地示出了用于确定对象100的生命体征的系统1”的第三实施例。在该实施例中，系统1”包括，除图1中所示的系统1的元件之外，额外的传感器10a、10b，额外的传感器10a、10b是被附接到对象100的胸部105以用于测量ECG信号的ECG电极。电极信号被提供到额外的生命体征处理器30a(或，备选地被提供到生命体征处理器30)，在那里电极信号被评估以获得ECG信号作为额外的生命体征，该额外的生命体征也被提供到警报单元60。
所述额外传感器10a、10b中的每个被提供具有各自的标记20a、20b，如上所述，标记20a、20b可以是有源标记或无源标记。标记21a、21b也由成像单元40来监控以检测它们的运动以及因此的传感器10a、10b的运动。因此，对于每个单个的传感器10、10a、10b，能够判断由各自的传感器测得的信号可靠性如何。另外，通过联合地分析属于特定对象100的若干传感器的检测到的位置，能够识别当特定传感器从对象上脱离(掉落)、传感器未被附接到传感器(例如在传感器未处于成像单元40的视场中或传感器离所述对象的其他传感器太远时)、或传感器错误地被附接到不同/错误的对象时的情形。如果检测到这样的情况，则能够生成并输出合适的警报。
应当注意，尤其在ICU机构中，一般暴露传感器，即，它们不被毯子等覆盖，但它们处于成像单元的视场中，例如所述成像单元被安装在天花板上。在所述标记被毯子覆盖并且不能够在图像数据中检测到所述标记的情况下，不能够检索位置信息。该信息(即，“传感器是不可见的”)仍然能够被传送到警报单元60，然后警报单元60能够以常规模式操作。然而，在所有其他时期，即当传感器和其标记是可见的，关于传感器运动的信息是可用的并且能够被用于减少虚假警报。
图4示出了用于确定对象的生命体征的方法的流程图。在第一步骤S10中，测得的所述对象的生命体征信息信号被处理以获得所述对象的生命体征。在第二步骤S12中，根据从包含所述传感器的至少成像区域获得的图像数据来检测被附接到所述传感器的标记的运动。最后，在第三步骤S14中，基于所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征并且基于所检测到的所述标记的运动来生成并输出警报信号。
所述方法的这些步骤可以由(例如运行对应算法的)单个处理器或计算机或由若干单独的处理器或计算机或由为该目的设计的专用硬件来执行。
在下文中将描述示范性情景。将考虑躺在床上睡着的ICU患者，他的手/臂在毯子的上面。患者具有手指夹传感器，所述手指夹传感器被装备具有被附接到他的手指中的一根的标记以促进连续心率(HR)监测。当例如由于患者移动这样的传感器移动时，由于信号伪影HR测量(下文中被称为HR信号)是相当不可靠的。在这样的移动期间，(虚假)导出的HR能够在可接受边界之外。
患者不时地调整他在床上的位置并且在过程期间移动他的手。这能够花费许多秒。在移动期间HR信号继续包含伪影。由于在HR信号中的虚假峰值检测，导出的HR连续是高的(例如200BPM)。这在可接受HR范围之外，并且将生成警报。然而，根据本发明，在监控患者的视频数据流中同时检测快速的传感器运动。然而，因为HR在边界外并且传感器正在移动两者，所以警报单元(例如运行用于令处理器执行所提出的方法的步骤的计算机程序的处理器)决定不生成警报，即阻止虚假警报。
一旦患者移动结束，患者状况恶化并且HR实际上增大超过安全水平。在这种情形下，在视频数据流中检测不到传感器运动。HR估计被确定为可靠的。然后，因为HR太高并且传感器没有正在移动，所以正确地生成并输出警报。
类似的情景被应用到具有被装配具有标记的袖口的无创血压测量(NIBP)，其中仅仅当患者不移动时测量结果是可靠的。将再次考虑在床上的ICU患者。通过系统来触发NIBP测量。如果患者在过程期间移动，则传感器/标记将移动。如果移动强度超过特定阈值，则将丢弃不可靠的NIBP测量结果并且将不发出警报。代替地，不久以后能够开始另一测量。
尽管在附图和前面的描述中已经详细说明并描述了本发明，但这样的说明和描述被认为是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、说明书和权利要求书，本领域技术人员在实践所主张的本发明的过程中，能够理解和实现所公开的实施例的变型。
在权利要求中，“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实现权利要求中记载的若干项目的功能。在互不相同的从属权利要求中记载特定措施并不指示不能有利地使用这些措施的组合。
计算机程序可以存储/分布在与其他硬件一起提供或作为其他硬件的部分提供的诸如光学存储介质或固态介质的适当的介质上，但是计算机程序也可以以其他的形式分布，例如经由因特网或其他有线或无线的远程通信系统。
权利要求中的任何附图标记不得被解释为对范围的限制。

Claims (17)

1.一种用于确定对象(100)的生命体征的系统(1、1’、1”)，包括：
-生命体征处理器(30、30a)，其用于处理由能附接到对象以获得所述对象的生命体征的传感器(10、10’、10a、10b)测得的生命体征信息信号，
-图像分析单元(50)，其用于根据由成像单元(40)从包含所述传感器(10、10’、10a、10b)的至少成像区域获得的图像数据来检测被附接到所述传感器的标记(20、20’、20a、20b)的运动，以及
-警报单元(60)，其用于基于所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征并且基于所检测到的所述标记的运动来生成并输出警报信号。
2.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述警报单元(60)被配置为在所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时并且在所检测到的所述标记的运动满足第二条件时生成并输出警报信号。
3.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述警报单元(60)被配置为在所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时生成并输出警报信号，其中，基于所检测到的所述标记的运动来调整所述第一条件。
4.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述警报单元(60)被配置为在所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征满足第一条件时生成警报信号，其中，在所检测到的所述标记的运动满足第二条件时抑制对所述警报信号的输出。
5.根据权利要求2、3或4所述的系统，
其中，所述警报单元(60)被配置为使用所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征的水平的下阈值和/或上阈值作为第一条件。
6.根据权利要求2或4所述的系统，
其中，所述警报单元(60)被配置为使用指示所述标记的所述运动的强度、频率和/或样式的运动阈值作为第二条件。
7.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述警报单元包括用于将所述警报信号传达到用于指示警报的警报指示单元(70)的通信接口(61)。
8.根据权利要求1所述的系统，
包括标记，其中，所述标记是包括图形样式(21)的无源标记(20)或被配置为发射光的有源标记(20’)。
9.根据权利要求8所述的系统，
其中，所述标记是包括图形样式(21)的无源标记(20)，其中，所述图形样式(21)被配置为包含关于所述对象和/或所述传感器的信息，并且其中，所述图像分析单元(50)被配置为根据所述图形样式来确定所述信息。
10.根据权利要求8所述的系统，
其中，所述标记是被配置为发射光的有源标记(20’)，其中，所述有源标记(20’)被配置为发射包含关于所述对象和/或所述传感器的信息的光，并且其中，所述图像分析单元(50)被配置为根据所发射的光来确定所述信息。
11.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述图像分析单元(50)被配置为根据所述图像数据来检测被附接到一个或多个另外的传感器和/或被附接到所述对象的身体的所述标记和一个或多个额外的标记的位置，并且
其中，所述警报单元(60)被配置为在检测到传感器未被附接或不正确地被附接到所述对象的身体或被附接到所述对象的身体的错误部分和/或被附接到错误的对象时生成并输出警报信号。
12.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述警报单元(60)被配置为在不能够在所述成像区域中检测到所述标记时生成并输出警报信号。
13.根据权利要求1所述的系统，
其中，所述传感器是包括用于向由所述传感器覆盖的皮肤上发射光的至少一个光源(12)的体积描记传感器(10”)，其中，所述传感器被设计使得来自至少一个光源的光在远离所述皮肤的方向上被发射。
14.根据权利要求1所述的系统，
其中，承载所述一个或多个光源的传感器外壳(13)的至少部分由半透明材料制成。
15.一种体积描记传感器(10”)，包括：至少一个光源(12)，其用于向由所述传感器覆盖的对象的皮肤上发射光；以及光检测器(11)，其用于接收从所述对象的皮肤反射和/或通过所述对象的皮肤透射的光，其中，所述传感器被设计使得来自至少一个光源的光在远离所述皮肤的方向上被发射。
16.一种用于确定对象(100)的生命体征的方法，包括：
-处理所述对象的测得的生命体征信息信号，
-根据从包含所述传感器(10、10’、10a、10b)的至少成像区域获得的图像数据来检测被附接到所述传感器的标记(20、20’、20a、20b)的运动，并且
-基于所测得的生命体征信息信号和/或所获得的生命体征以及基于所检测到的所述标记的运动来生成并输出警报信号。
17.一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，所述程序代码模块令所述计算机执行根据权利要求16所述的方法的步骤。
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