对患者的无接触式基于温度的监测制造技术

根据本发明专利技术，一种用于检测患者(7)的至少一个生理信号(1)的方法，其中，所述方法包括以下方法步骤：利用热感相机(5)来监测患者的表面(4)的至少子部段(2)，所述热感相机生成具有被监测的子部段(2)的多个像素(6)的连续视频帧，其中，患者的表面(4)的所述子部段(2)包括所述患者(7)的嘴巴区和/或鼻子区的至少部分作为感兴趣区域(3)；生成所述感兴趣区域(3)的至少一个像素(8)的时间分辨温度值；并且基于所生成的时间分辨温度值来生成心脏信号(9)作为所述生理信号(1)。以这种方式，提供了一种以简单且成本有效的方式对患者进行无接触式基于温度的监测的可能性。于温度的监测的可能性。于温度的监测的可能性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对患者的无接触式基于温度的监测


[0001]本专利技术涉及检测患者的呼吸运动和心脏运动的领域，并且特别涉及在医学成像检查或扫描采集期间对呼吸运动和心脏运动的检测。

技术介绍

[0002]对患者的呼吸运动和心脏运动的检测在常规上是使用应用于患者的传感器来完成的。呼吸和脉搏的生理信号可以通过以RGB模式或IR模式分析患者的实况视频流来提供。为了检测呼吸运动，需要诸如胸部或上腹部之类的目标身体部分的运动具有可见性。在典型的医学成像场景中，线圈、附件、毯子或支撑设备可能会阻挡从特定的固定视角的观察，从而限制了该技术的适用性。对于非干扰性远程心脏生理信号检测，视频数据也能够用于检测由于脉动流引起的皮肤颜色变化。测量原理基于脉冲体积描记原理。信号强度可能由于不同方面而降低，即，由于头顶头发或面部毛发引起的皮肤可见性或者由于生理延迟而降低，所述生理延迟可能因患者而异，或者对于单个患者甚至随时间而异。一般来说，基于视频的脉冲体积描记与多光谱探测器一起工作良好，使得皮肤的吸收属性和反射属性能够针对每个视频帧进行自校准。这种技术的优选设置基于采用白色可见光的可见RGB相机。
[0003]在Hu M、Zhai G、Li D、Fan Y、Duan H、Zhu W等人的“Combination of near
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infrared and thermal imaging techniques for the remote and simultaneous measurements of breathing and heart rates under sleep situation”(PLoS ONE，第13卷，第1期，2018年)中描述了一种远红外成像仪和一种配备有IR
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Cut透镜和红外照明阵列的红外相机。该红外成像系统基于由于血液流动所引起的皮肤吸收变化来检测心率，以便描述睡眠质量。
[0004]美国专利申请US 2014/275832公开了一种用于获得目标(要被检查的患者)的生命体征信息的设备。该已知设备包括例如红外相机以采集患者的皮肤区段的图像数据集。可以根据皮肤区段的颜色变化来导出生命体征信息。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供用于以简单、通用且可靠的方式(尤其是不需要辐照额外的光)至少检测患者的心脏运动的监测方法和监测系统。
[0006]根据本专利技术，该目的由独立权利要求的主题来解决。在从属权利要求中描述了本专利技术的优选实施例。
[0007]因此，根据本专利技术，提供了一种用于检测患者的至少一个生理信号的方法，其中，所述方法包括以下方法步骤：利用热感相机来监测患者的表面的至少子部段，所述热感相机生成具有被监测的子部段的多个像素的连续视频帧，其中，患者的表面的所述子部段包括所述患者的嘴巴(包括嘴唇)区和/或鼻子区的至少部分作为感兴趣区域；生成所述感兴趣区域的至少一个像素的时间分辨温度值；并且基于所生成的时间分辨温度值来生成心脏信号作为所述生理信号。
[0008]如果提到心脏信号，则意味着由胸部中的心肌收缩后的振动波生成的信号。心脏信号所示的心率是心跳的速度，它通常是通过每分钟心跳的次数来测量的。
[0009]该方法适于基于由于呼吸气流引起的温度变化来生成生理信号。这就是为什么感兴趣区域包括嘴巴区和鼻子区或者仅包括嘴巴区或者仅包括鼻子区的原因。
[0010]该方法涉及基于由于呼吸气流引起的温度变化来生成生理信号。这是使用包括嘴巴区和鼻子区或者仅包括嘴巴区或者仅包括鼻子区的感兴趣区域来完成的。热感相机的灵敏度范围为2
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25μm，即，远超近红外和光学波长范围。本专利技术的一个见解是鼻子和嘴巴具有粘膜区，该粘膜区域通常比正常皮肤更潮湿。气流会显著改变这个表面的温度，从而生成高SNR信号，其表示呼吸活动和心脏活动。呼吸信号与吸气气流和呼气气流直接相关。当患者吸入空气时，粘液表面被冷却并且温度显著下降，而当患者从内部呼出热空气时，粘液表面的温度再次升高，从而生成时间信号。
[0011]根据本专利技术的另外的方面，可以例如从热视频帧中容易地自动识别出要被检查的患者的鼻子区和嘴巴区。对鼻子/嘴巴区的自动识别可以利用简单的可商业购买的人脸识别软件来完成，该软件可以在深度学习的基础上实施，目前通常被安装在具有集成的相机的移动电话上。
[0012]本专利技术的更广泛的见解是，从鼻子区和嘴巴区采集长波红外数据使得能够从在长波红外数据中表示的温度变化中导出关于患者的心脏和呼吸运动的准确信息。另外，可以使得工作流程更加高效，因为可以从热或光学视频帧中容易准确地自动识别或辨识鼻子区和嘴巴区。
[0013]根据本专利技术的优选实施例，所述方法还包括基于所生成的时间分辨温度值来生成呼吸信号作为额外的生理信号的方法步骤。
[0014]如果提到呼吸信号，则意味着由患者的呼吸的吸气和呼气过程生成的信号。呼吸速率是一个人例如在每分钟内的呼吸次数。在基于所生成的温度值来生成呼吸信号期间，相对于参考温度的低像素温度指示吸气，而相对于参考温度的高像素温度指示呼气。
[0015]根据本专利技术的优选实施例，所述方法还包括基于所述至少一个生理信号来触发和/或门控扫描采集的方法步骤，其中，所述扫描采集是在利用医学成像设备进行的医学成像检查期间和/或在医学治疗期间执行的。在医学成像检查期间和/或在医学治疗期间，呼吸运动和心脏运动会引起不确定性，这是因为在扫描采集期间，器官或ROI通常会移动。根据呼吸运动和/或心脏运动来触发图像数据采集，使得减少了在扫描采集期间由于移动的ROI引起的不确定性。医学成像设备能够是例如MRI、CT、PET，并且医学治疗能够是例如放射治疗。
[0016]基于由于呼吸气流引起的温度变化来生成生理信号。为了生成由于呼吸气流引起的温度值变化，感兴趣区域包括嘴巴区和鼻子区或者仅包括嘴巴区或者仅包括鼻子区。根据本专利技术的优选实施例，所述至少一个像素来自覆盖所述患者的鼻孔的像素。
[0017]一个优点在于提供了一种方法，其中，在生成所述感兴趣区域的至少一个像素的时间分辨温度值的步骤中，使用单个像素。因此，不一定要生成感兴趣区域的所有像素的时间分辨值。仅单个像素的时间分辨温度值可能就足以生成生理信号。
[0018]另外，根据本专利技术，提供了一种用于检测患者的至少一个生理信号的监测系统。所述监测系统包括热感相机，所述热感相机适于监测患者的表面的至少子部段，所述热感相
机生成具有被监测的子部段的多个像素的连续视频帧。所述患者的表面的所述子部段包括所述患者的嘴巴区和/或鼻子区的至少部分作为感兴趣区域。所述监测系统还包括信号处理单元，所述信号处理单元适于生成所述感兴趣区域的至少一个像素的时间分辨温度值，并且适于基于所生成的时间分辨温度值来生成心脏信号作为所述生理信号。
[0019]根据本专利技术的优选实施例，所述监测系统包括患者支撑件，所述患者支撑件适于以这样的方式保持所述患者，使得可以由所述热感相机监测的所述患者的表面的所述子部段包括所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于检测患者(7)的至少一个生理信号(1)的方法，其中，所述方法包括以下方法步骤：利用热感相机(5)来监测患者的表面(4)的至少子部段(2)，所述热感相机生成具有被监测的子部段(2)的多个像素(6)的连续视频帧，其中，患者的表面(4)的所述子部段(2)包括所述表面的潮湿区段的至少部分作为感兴趣区域(3)，特别是所述患者(7)的嘴巴区和/或鼻子区的至少部分作为感兴趣区域；生成所述感兴趣区域(3)的至少一个像素(8)的时间分辨温度值；并且基于所生成的时间分辨温度值来生成心脏信号(9)作为所述生理信号(1)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述相机检测2μm至25μm的波长区域中的所述视频帧。3.根据权利要求1或2所述的方法，从所述视频帧中自动检测所述患者的鼻子和嘴巴作为所述感兴趣区域。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下方法步骤：基于所生成的时间分辨温度值来生成呼吸信号(10)作为额外的生理信号(1)。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述方法包括以下方法步骤：基于所述至少一个生理信号(1)来触发和/或门控扫描采集，其中，所述扫描采集是在利用医学成像设备(11)进行的医学成像检查期间和/或在医学治疗期间执行的。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述至少一个像素(12)来自覆盖所述患者的鼻孔(13)的像素(6)。7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，在生成所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：