Уменьшение артефактов движения с помощью многоканальных сигналов фпг - заявка 2016151983 на патент на изобретение в РФ

1. Устройство (100, 200) для обработки данных для извлечения требуемого сигнала жизнедеятельности, который содержит компонент физиологической информации, относящийся к исследуемому субъекту, из данных датчика, которые включают в себя изменяющиеся во времени первые данные (PPG1) датчика, содержащие компонент физиологической информации и по меньшей мере один компонент артефакта движения, и изменяющиеся во времени вторые данные датчика, указывающие на положение, скорость или ускорение измеряемой области как функцию времени в одном или более пространственных измерениях, содержащее:
- блок (104, 204) декомпозиции, который выполнен с возможностью приема вторых данных датчика, декомпозиции вторых данных датчика по меньшей мере на два компонента декомпозированных данных датчика и обеспечения, на основе декомпозированных вторых данных датчика, по меньшей мере двух различных наборов опорных данных (MR11,…, MR1m, MR21,…, MR2m) о движении, по меньшей мере в двух различных каналах опорных данных о движении, и
- блок (106, 206) удаления артефактов, который выполнен с возможностью приема первых данных датчика и указанных по меньшей мере двух различных каналов опорных данных о движении, а также с возможностью определения и обеспечения на своем выходе сигнала (V) жизнедеятельности, образованного на основе комбинации первых данных датчика и опорных данных о движении по меньшей мере двух каналов опорных данных о движении.
2. Устройство для обработки данных по п. 1, которое выполнено с возможностью приема первых данных датчика в виде данных фотоплетизмографии, которые указывают на количество электромагнитного излучения, отраженного от измеряемой области исследуемого субъекта или проходящего через неё, как функцию времени по меньшей мере в одном первом спектральном канале, который чувствителен к изменениям объема крови в измеряемой области.
3. Устройство для обработки данных по п. 2, которое выполнено с возможностью приема вторых данных датчика в виде данных фотоплетизмографии, которые указывают на количество электромагнитного излучения, отраженного от измеряемой области исследуемого субъекта или проходящего через неё, как функции времени по меньшей мере в одном втором спектральном канале, который менее чувствителен к изменениям объема крови в измеряемой области, чем первый спектральный канал.
4. Устройство для обработки данных по п. 2 или 3, которое выполнено с возможностью приема вторых данных датчика в виде данных (М1, М2, М3) акселерометра, указывающих на изменение положения, скорости или ускорения акселерометра, расположенного в измеряемой области исследуемого субъекта.
5. Устройство для обработки данных по п. 1, в котором блок (300) декомпозиции выполнен с возможностью фильтрации вторых данных датчика как функции времени относительно их частотных компонентов или фазовых компонентов для обеспечения указанных по меньшей мере двух компонентов декомпозированных вторых данных (MR11, MR12) датчика как функции времени в виде по меньшей мере двух соответствующих частотных компонентов или по меньшей мере двух соответствующих фазовых компонентов вторых данных (М1) датчика.
6. Устройство для обработки данных по п. 1 или 5, в котором блок (400) декомпозиции содержит ступень (402) преобразования Гильберта, которая в качестве входных данных принимает вторые данные (М1) датчика или один из частотных или фазовых компонентов вторых данных датчика, а также выполнена с возможностью обеспечения на своем выходе данных (MR12) преобразования Гильберта, образующих преобразование Гильберта входных данных.
7. Устройство для обработки данных по п. 1, в котором блок (500) декомпозиции содержит блок анализа сингулярного спектра, который выполнен с возможностью декомпозиции вторых данных (PPG2, PPG3) датчика как функции времени с использованием анализа сингулярного спектра на сумму различных компонентов, образующих по меньшей мере два компонента декомпозированных вторых данных датчика.
8. Устройство для обработки данных по п. 1, в котором вторые данные (PPG2) датчика образуют последовательность сэмплов, каждый из которых присвоен соответствующей одной из последовательности основанных на времени величин, причем блок (600) декомпозиции выполнен с возможностью декомпозиции вторых данных датчика путем генерирования множества сдвинутых по времени компонентов (MR11, …, MR1m) на основе вторых данных датчика, причем каждый сдвинутый по времени компонент определен на основе вторых данных датчика путем сдвига присвоения основанным на времени величинам на соответствующее заданное число сэмплов.
9. Устройство для обработки данных по п. 1, в котором блок (700) удаления артефактов выполнен с возможностью определения отдельных весовых коэффициентов (W0, W1, …WL) соответствующих спектральных каналов и каналов опорных данных о движении при условии комбинации с использованием граничного условия, что требует образования оптимального значения меры соответствия, указывающей на соответствие сигнала жизнедеятельности сохраненному нормализованному вектору (b) корреляции, взвешенным вектором, который в качестве своих компонентов вектора имеет указанные отдельные весовые коэффициенты спектральных каналов и каналов опорных данных о движении, подлежащих выбору для комбинации.
10. Устройство для обработки данных по п. 1, которое выполнено с возможностью структурирования входных изменяющихся во времени данных (PPG1, PPG2, PPG3 M1, M2, M3) датчика на кадры, содержащие данные датчика, относящиеся к заданным временным промежуткам, причем блок (104, 204) декомпозиции выполнен с возможностью покадрового декомпозиции вторых данных датчика, а блок (106, 206) удаления артефактов выполнен с возможностью покадрового определения комбинации первых данных датчика и опорных данных (MR11,…, MR1m, MR21,…, MR2m) о движении.
11. Устройство (800) для определения требуемого сигнала (V) жизнедеятельности, содержащего компонент физиологической информации, относящийся к исследуемому субъекту, содержащий:
- блок (802) излучателя, который содержит по меньшей мере один излучатель (802.1, 802.2, 802.3), выполненный с возможностью излучения электромагнитного излучения по меньшей мере в одном спектральном канале, что обеспечивает возможность определения указанного компонента физиологической информации;
- блок (804) датчика, который выполнен с возможностью обнаружения и обеспечения на своем выходе первых данных (PPG1) датчика, которые указывают на количество электромагнитного излучения, отраженного от измеряемой области исследуемого субъекта или проходящего через неё, как функции времени по меньшей мере в одном спектральном канале, который содержит указанный компонент физиологической информации и по меньшей мере один компонент артефакта движения в соответствующей спектральной области электромагнитного спектра, а также с возможностью обнаружения вторых данных (PPG2, PPG3) датчика, которые указывают на положение, скорость или ускорение измеряемой области как функции времени в одном или более пространственных измерениях; и
- устройство для обработки данных по п. 1.
12. Устройство по п. 11, в котором:
- блок (802) излучателя дополнительно выполнен с возможностью излучения электромагнитного излучения по меньшей мере в одном втором спектральном канале, который менее чувствителен к изменениям объема крови в измеряемой области, чем первый спектральный канал,
- блок (804) датчика выполнен с возможностью обнаружения данных, указывающих на количество электромагнитного излучения, отраженного от измеряемой области или проходящего через неё по меньшей мере в одном втором спектральном канале.
13. Способ обработки данных для извлечения требуемого сигнала жизнедеятельности, содержащего компонент физиологической информации, относящийся к исследуемому субъекту, из данных датчика, включающий:
- прием (902) данных датчика, которые включают в себя изменяющиеся во времени первые данные (PPG1) датчика, содержащие компонент физиологической информации и по меньшей мере один компонент артефакта движения, и изменяющиеся во времени вторые данные датчика, указывающие на положение, скорость или ускорение измеряемой области как функцию времени в одном или более пространственных измерениях,
- декомпозиция (904) вторых данных датчика по меньшей мере на два компонента декомпозированных данных датчика и обеспечение, на основе декомпозированных вторых данных датчика, по меньшей мере двух различных наборов опорных данных (MR11,…, MR1m, MR21,…, MR2m) о движении по меньшей мере в двух различных каналах опорных данных о движении,
- определение и обеспечение (906), в качестве выходных данных, сигнала (V) жизнедеятельности, образованного на основе комбинации первых данных датчика и опорных данных о движении по меньшей мере двух каналов опорных данных о движении.
14. Способ по п. 13, также включающий обнаружение (1002) данных датчика, включающих в себя изменяющиеся во времени первые данные датчика, содержащие компонент физиологической информации и по меньшей мере один компонент артефакта движения, и изменяющиеся во времени вторые данные датчика, указывающие на положение, скорость или ускорение измеряемой области как функции времени в одном или более пространственных измерениях.
15. Компьютерная программа, содержащая средства программного кода, обуславливающие выполнение компьютером этапов способа по п. 13 при выполнении указанной компьютерной программы на компьютере.
Наверх