Система и способ определения информации об основных показателях состояния организма

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта. Система содержит маркер, прикрепленный к телу субъекта и/или одежде субъекта и сконфигурированный с возможностью отражения или испускания света, причем упомянутый маркер содержит машиночитаемую информацию; осветительное устройство для освещения субъекта светом; регистрирующее устройство для приема света, отраженного от субъекта в первой и второй фазе; блок обработки данных для обнаружения местонахождения области интереса в первой фазе с возможностью обнаружения упомянутого маркера в свете и без помощи маркера; блок управления для управления упомянутым осветительным устройством; блок анализа для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта из света, отраженного от упомянутой области интереса, зарегистрированного в упомянутой второй фазе, с помощью дистанционной фотоплетизмографии. Данную систему используют в способе определения информации об основных показателях состояния организма субъекта. Способ содержит следующие этапы: освещают субъекта светом, в первом частотном диапазоне в первой фазе и в, по меньшей мере, втором частотном диапазоне во второй фазе; принимают свет, отраженный от субъекта; обнаруживают местонахождение области интереса в первой фазе; управляют упомянутым освещением, чтобы локально заданно освещать во второй фазе только обнаруженную область интереса светом; определяют информацию об основных показателях состояния организма субъекта из света, отраженного от упомянутой области интереса, зарегистрированного в упомянутой второй фазе, с помощью дистанционной фотоплетизмографии. Для выполнения этапов способа используют машиночитаемый носитель, на котором хранится компьютерная программа, содержащая средство программного кода. Группа изобретений обеспечивает точные и надежные измерения основных показателей состояния организма, в том числе в условиях темноты или слабого света, с минимизацией любого беспокойства для субъекта, в частности человека или животного, и других соседних лиц. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системе, способу и компьютерной программе для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта, в частности, частоты дыхания, частоты пульса и/или насыщении кислородом крови человека.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ненавязчивый мониторинг основных показателей состояния организма с помощью видеокамеры или дистанционной PPG (фотоплетизмографии), как наглядно показано, подходит для мониторинга пациента. Дистанционная фотоплетизмографическая визуализация описана, например, в работе Wim Verkruysse, Lars O. Svaasand, and J. Stuart Nelson, «Remote plethysmographic imaging using ambient light», Optics Express, Vol. 16, No. 26, December 2008. Данная визуализация основана на принципе, в соответствии с которым временные изменения объема крови в коже приводят к изменениям поглощения света кожей. Упомянутые изменения можно регистрировать видеокамерой, которая снимает изображения участка кожи, например, лица, а обработка данных вычисляет среднее значение пикселей по выбранной области (обычно, части щеки в данной системе). Посредством наблюдения за периодическими изменениями упомянутого среднего сигнала можно выделить частоту сердечных сокращений и частоту дыхания. При этом, существует большое число дополнительных публикаций и патентных заявок, которые описывают детали устройств и способов для получения основных показателей состояния организма пациента с помощью дистанционной PPG.

Таким образом, пульсация артериальной крови вызывает изменения поглощения света. Данные изменения, наблюдаемые фотоприемником (или матрицей фотоприемников) формируют PPG- (фотоплетизмографический) сигнал (называемый также, помимо прочего, плетизмографической волной). Пульсация крови вызывается сокращениями сердца, т.е. пики PPG-сигнала соответствуют отдельным сокращениям сердца. Поэтому, PPG-сигнал является, по сути, сигналом сердечных сокращений. Нормированная амплитуда упомянутого сигнала различается для разных длин волн, и для некоторых длин волн упомянутая амплитуда является также функцией оксигенации крови или других веществ, находящихся в крови или ткани.

Хотя обычные видеоданные, как оказалось, дают подходящие основные показатели состояния организма (иногда также называемые биометрическими сигналами, например, частоту сердечных сокращений или пульса, частоту дыхания, насыщение кислородом и т.п.), во многих случаях, получение изображений в проблемных случаях, например, при интенсивном движении, низких уровнях света, небелом освещении, нуждается в дополнительном усовершенствовании. Известные способы и устройства, обычно, надежны при движении и в разных условиях внешнего освещения, пока присутствует один доминирующий источник света. В данных условиях PPG-технология оказалась точной и надежной настолько, что ее можно применять на беговой дорожке во время физической подготовки.

Одна серьезная проблема мониторинга основных показателей состояния организма по изображениям (например, полученным камерой) возникает, когда в окружающей среде отсутствует доминирующий свет. Кроме того, конкретное освещение не всегда оптимально для всех измерений, например, для кожи разных типов, положений тела или после перемещений тела.

Другим сложным сценарием является измерение информации об основных показателях состояния организма в темноте или в условиях слабого света. Например, при почти непрерывном мониторинге информации об основных показателях состояния организма, например, насыщении кислородом, пациента в отделении интенсивной терапии (ICU), подходящее освещение (например, предпочтительно, в видимом спектральном диапазоне, предпочтительно, в зеленом и/или красном спектральном диапазоне) требуется включать каждый раз, когда в помещении выполняется измерение. Однако, данное требование может нарушать ночной сон пациента или других пациентов.

Заявка US 2012/0022348 A1 раскрывает бесконтактный датчик физиологических движений и монитор, которые могут включать в себя использование доплеровского эффекта. Непрерывное электромагнитное излучение может излучаться к одному или более субъектам, и принятые сигналы с доплеровским сдвигом могут оцифровываться и/или затем обрабатываться для выделения информации, относящееся к кардиопульмональному движению у одного или более субъектов. Выделенную информацию можно использовать, например, для определения приступов апноэ и/или обеспечения терапии апноэ у субъектов, при использовании в связи с устройством для терапии апноэ.

Заявка EP 2380493 A1 раскрывает устройство обнаружения дыхательных движений для обнаружения дыхательного движения человека. Осветитель освещает человека с некоторым распределением освещения, детектор регистрирует распределение освещения на человеке с течением времени. Временной сигнал дыхательного движения, характеризующий дыхательное движение человека, определяют по регистрируемому распределению освещения посредством блока определения сигнала дыхательного движения. Распределение освещения значительно деформируется при небольших перемещениях человека. Таким образом, блок определения сигнала дыхательного движения выполнен с возможностью определения временного сигнала дыхательного движения по регистрируемому распределению освещения.

Заявка US 2009/0196475 A1 раскрывает способы и системы для автоматического формирования маски, ограничивающей область интереса в пределах кожи, содержащей изображение.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является создание системы и способа для точных и надежных измерений основных показателей состояния организма даже в условиях темноты или слабого света, с минимизацией любого беспокойства для субъекта, в частности, человека или животного, и других соседних лиц.

В первом аспекте настоящего изобретения предлагается система для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта, содержащая:

- осветительное устройство для освещения субъекта светом,

- регистрирующее устройство для приема света, отраженного от субъекта,

- блок обработки данных для обнаружения местонахождения области интереса в первой фазе,

- блок управления для управления упомянутым осветительным устройством, чтобы локально заданно освещать во второй фазе только обнаруженную область интереса светом, допускающим определение информации об основных показателях состояния организма, и

- блок анализа для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта из света, отраженного от упомянутой области интереса, обнаруженной в упомянутой второй фазе, с помощью дистанционной фотоплетизмографии.

В дополнительном аспекте настоящего изобретения предлагается способ для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта, содержащий следующие этапы:

- освещают субъекта светом,

- принимают свет, отраженный от субъекта,

- обнаруживают местонахождение области интереса в первой фазе,

чтобы локально заданно освещать во второй фазе только обнаруженную область интереса светом, допускающим определение информации об основных показателях состояния организма, и

- определяют информацию об основных показателях состояния организма субъекта из света, отраженного от упомянутой области интереса, зарегистрированного в упомянутой второй фазе, с помощью дистанционной фотоплетизмографии.

В еще одном аспекте настоящего изобретения предлагается компьютерная программа, которая содержит средство программного кода для назначения компьютеру задания выполнять этапы обнаружения местонахождения, управления и определения предложенного способа, когда упомянутая компьютерная программа выполняется в компьютере. Кроме того, предлагается долговременный машиночитаемый носитель записи, который хранит сам по себе упомянутый компьютерный программный продукт, который, при выполнении процессором, задает выполнение упомянутых этапов способа, раскрытого в настоящей заявке.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения. Следует понимать, что заявленные способ, компьютерная программа и носитель имеют предпочтительные варианты осуществления, подобные и/или идентичные предпочтительным вариантам осуществления заявленной системы и определенные в зависимых пунктах формулы изобретения.

Настоящее изобретение основано на идее направления заданного (т.е. локального) освещения только на область интереса, в частности, на участок кожи (например, плечо/предплечье, кисть, шею, лицо или грудь), с которого снимается оптическое измерение. Данный подход обеспечивает минимизацию светового загрязнения в помещении и сохранение самого человека (например, пациента), а также других лиц по соседству, не потревоженными видимым освещением, чтобы они могли, например, спать при как можно меньшем беспокойстве.

На первом этапе обнаруживают местонахождение области интереса. Обнаружение местонахождения можно выполнять известными методами обработки изображений с использованием анатомических свойств субъекта. Первый пример будет состоять в идентификации контура пациента и/или контура разных частей тела (головы, рук, ног, груди, живота или спины), например, по сравнению с матрацем, или посредством поиска участков цвета кожи. Алгоритм распознавания лица может поддерживать данный процесс посредством идентификации лица и обеспечения возможности идентификации положения пациента (лежа лицом вверх или лицом вниз).

В одном варианте осуществления идентифицированное лицо намеренно исключают как область интереса, чтобы избежать беспокойства для пациента. В другом варианте осуществления используют идентифицированные глаза и рот для обнаружения местонахождения лба в качестве области интереса относительно глаз и рта. В другом варианте осуществления используют маркер для обнаружения местонахождения области интереса или для поддержки обнаружения местонахождения области интереса.

После того, как местонахождение области интереса обнаружено, данную информацию используют для направления заданного освещения только на область интереса, в частности, на участок кожи (например, плечо/предплечье, кисть, шею, лицо или грудь), с которого снимается оптическое измерение. Данный подход обеспечивает минимизацию светового загрязнения в помещении и сохранение самого человека (например, пациента), а также других лиц по соседству, не потревоженными видимым освещением, чтобы они могли, например, спать при как можно меньшем беспокойстве.

Во многих случаях обнаружение местонахождения области интереса в первой фазе возможно с использованием освещения, существующего в помещении, т.е. в первой фазе не требуется никакого дополнительного освещения. Однако, в предпочтительном варианте осуществления, в помещении обеспечивают, например, непрерывно или с перерывами, освещение в невидимом оптическом спектральном диапазоне или в небеспокоящем низкоуровневом видимом оптическом спектральном диапазоне, например, инфракрасным светом или со слабо видимой (глазами человека) интенсивностью света. Данное освещение не будет беспокоить человека или нарушать сон человека. Соответственно, в варианте осуществления блок управления сконфигурирован с возможностью управления упомянутым осветительным устройством, чтобы освещать, в упомянутой первой фазе, упомянутого субъекта невидимым или низкоуровневым видимым светом для создания возможности или поддержки обнаружения местонахождения области интереса.

В дополнительном варианте осуществления, на теле субъекта, одежде субъекта и/или окружении субъекта закрепляют маркер, сконфигурированный с возможностью отражения или испускания света, и упомянутый блок обработки данных сконфигурирован с возможностью обнаружения упомянутого маркера в свете, зарегистрированном в первой фазе, и обнаружения местонахождения области интереса в предварительно заданном относительном местонахождении по отношению к упомянутому маркеру или в местонахождении, указанном упомянутым маркером. Упомянутый маркер функционирует также в используемом оптическом спектральном диапазоне (например, на инфракрасной длине волны, используемой в предпочтительном варианте осуществления). Благодаря применению маркера, искомая область интереса может отыскиваться и/или отслеживаться (например, непрерывно) блоком обработки данных по свету, регистрируемому регистрирующим устройством, например, видеокамерой с компьютерным управлением, в первой фазе.

Когда во второй фазе следует выполнять измерение основных показателей состояния организма, пространственно ограниченный пучок света (например, видимого света в зеленой и/или красной спектральной области и, в зависимости от практической задачи, невидимого света в инфракрасной спектральной области) временно включают (в качестве дополнения или альтернативы к освещению, используемому в первой фазе) и направляют на область интереса, предпочтительно, только на данную область. Область интереса можно находить, как поясняется выше, другим способом, например, с помощью маркера, который (прямо или косвенно) указывает положение области интереса, и который может быть также сконфигурирован с возможностью активного испускания света. Таким образом, маркер может нести информацию, заложенную в маркер, которую можно извлекать в первой фазе и можно использовать для определения (относительного) местонахождения области интереса по отношению к маркеру для направления освещения во второй фазе. В другом варианте осуществления относительное местонахождение области интереса по отношению к маркеру является предварительно заданным и фиксированным, т.е. блоку управления известно упомянутое относительное местонахождение, и, после того, как положение маркера идентифицировано, оказывается известно, где находится область интереса.

В предпочтительном варианте осуществления упомянутое осветительное устройство содержит первый осветительный блок для освещения субъекта светом в первом частотном диапазоне в упомянутой первой фазе и второй осветительный блок для освещения упомянутой области интереса субъекта светом в, по меньшей мере, втором частотном диапазоне в упомянутой второй фазе, и упомянутое регистрирующее устройство содержит первый регистрирующий блок для приема первого света, отраженного от субъекта в упомянутом первом частотном диапазоне в упомянутой первой фазе и второй регистрирующий блок для приема второго света, отраженного от, по меньшей мере, упомянутой области интереса субъекта в упомянутом втором частотном диапазоне в упомянутой второй фазе. Таким образом, для освещения в первой фазе и во второй фазе применяются два разных частотных диапазона. Регистрирующие блоки выполнены, соответственно, с возможностью регистрации соответствующего света.

В варианте осуществления упомянутый первый регистрирующий блок и упомянутый второй регистрирующий блок реализованы посредством общего блока формирования изображений, в частности, видеокамеры, которая может регистрировать свет в обоих частотных диапазонах. Общий блок формирования изображений может, например, записывать данные изображений (например, видеоданные), в которых можно обнаружить положение маркера (например, с помощью общеизвестных алгоритмов обнаружения объектов), и которые можно использовать для получения информации об основных показателях состояния организма известным образом. В альтернативном варианте осуществления используются раздельные блоки формирования изображений, например, инфракрасная камера и цветная (RGB-) камера.

В альтернативном варианте осуществления упомянутый блок управления сконфигурирован с возможностью управления упомянутым осветительным устройством, чтобы освещать упомянутую область интереса сфокусированным светом с уровнем интенсивности, повышенным в сравнении со светом, используемым для освещения в первой фазе. Таким образом, в данном варианте осуществления осветительное устройство, в общем, содержит единственный осветительный блок только для освещения субъекта и области интереса по-разному в разных фазах.

В другом варианте осуществления упомянутый маркер содержит машиночитаемую информацию, включающую в себя информацию о положении области интереса, в частности, графический рисунок. Следовательно, позиционную информацию о положении области интереса можно кодировать в маркере. Кроме того, графический рисунок позволяет системе определять ориентацию и/или местонахождение маркера. Упомянутую ориентацию можно использовать для более точного определения положения области интереса.

Таким образом, маркер используют косвенно в качестве указателя, который указывает на подлежащую оценке область интереса (ROI). Например, маркер помещают на плечо пациента около груди. В данном примере, маркер, по существу, не двигается. Однако, область ROI находится в известном положении относительно маркера. Следовательно, ориентация и положение маркера указывают на то, какую область изображения следует оценивать для определения основных показателей состояния организма.

В предпочтительном варианте, маркер является графическим рисунком с высоким контрастом изображения, например, черно-белым рисунком. В качестве альтернативы, графический рисунок содержит разные цвета, которые можно четко различать. В подходящем случае, графический рисунок оптимизирован, чтобы быть машиночитаемым, например, штриховым кодом, матричным штриховым кодом или QR-кодом (двумерным штриховым кодом) или чем-то подобным. В подходящем случае применяют графический рисунок, который оптимизирован для создания возможности его обнаружения.

В предпочтительном варианте система дополнительно содержит пользовательский интерфейс для введения информации об относительном местонахождении области ROI по отношению к упомянутому маркеру. Это дает возможность пользователю сначала поместить маркер на субъекте и затем ввести в систему информацию о местонахождении области ROI по отношению к маркеру.

Осветительное устройство, в частности, второй осветительный блок, обеспеченный в варианте осуществления, может быть реализовано разными способами, при условии, что упомянутое устройство может быть управляемым, как поясняется, и испускать свет в подходящем частотном диапазоне, допускающем выделение информации об основных показателях состояния организма из регистрируемого света, который отражен от области ROI. В предпочтительном варианте осуществления упомянутое осветительное устройство (или упомянутый второй осветительный блок) содержит жидкокристаллический проектор (ЖК-проектор), источник света на светодиодах (СД-источник света) или матрицу источников света.

В другом варианте осуществления система дополнительно содержит манипуляционный блок для механического или электронного перемещения и/или фокусирования светового пучка, испускаемого упомянутым осветительным устройством (в частности, упомянутым вторым осветительным блоком) и/или для изменения положения и/или ориентации упомянутого осветительного устройства (в частности, упомянутого второго осветительного блока). Таким образом, освещение во второй фазе можно точно направлять на область ROI, исключая, тем самым, какое-либо беспокойство самого человека или других лиц в окружении воздействием видимого света.

В предпочтительном варианте осуществления упомянутое осветительное устройство (в частности, упомянутый второй осветительный блок) сконфигурировано с возможностью испускания кодированного или модулированного видимого света. Это обеспечивает дополнительную устойчивость к другому возможному мешающему освещению, например, от других источников света, и дополнительно ослабляет помехи.

Обычно, с помощью настоящего изобретения можно получить основные показатели состояния организма нескольких видов, включая физиологические параметры в общем, а также любые производные параметры (т.е. параметры, выводимые из физиологического параметра или основного показателя состояния организма). В предпочтительном варианте, блок анализа сконфигурирован с возможностью определения частоты дыхания, частоты пульса и/или насыщения кислородом субъекта в качестве информации об основных показателях состояния организма, в частности, с использованием общеизвестных принципов предложенной выше дистанционной PPG.

В предпочтительном варианте, маркер располагают в среде, окружающей пациента, например, на ткани, которая предназначена для контакта с субъектом, или на медицинском изделии, которое предназначено для контакта с субъектом. Маркер может быть, например, напечатан или выткан на одеяле, простыне, тенниске, ползунках или одежде, или на аналогичных изделиях.

В качестве альтернативы, маркер расположен на изделии, которое выполнено с возможность контакта с субъектом. В общем, можно использовать любое изделие, которое имеет фиксированное или, по меньшей мере, относительно фиксированное положение по отношению к области ROI подлежащего оценке субъекта. Примеры включают в себя, но без ограничения, приспособление любого типа, носимое пациентом, кровать, тележку или медицинское измерительное оборудование.

Для повышения эффективности трудового процесса, маркер, содержащий графический рисунок, можно добавлять к другим изделиям, которые уже используются в процессе лечения пациента, например, больничной рубашке, манжете для измерения артериального давления или в гипс.

В варианте осуществления маркер позиционируют на или вблизи лица, груди, плеча/предплечья, кисти или шеи, т.е. фрагмента кожи, субъекта, что позволяет применять принципы дистанционной PPG для получения требуемой информации об основных показателях состояния организма.

В особом случае маркер можно прикреплять к коже человека (например, лейкопластырем), и основной показатель состояния организма, подлежащий измерению, может быть оксигенацией крови или другими составляющими веществами крови. В случае насыщения кислородом, его можно получать из происходящих с частотой пульса, периодических изменений отражения/цвета кожи на маркере или вблизи него. Для данного измерения кожу следует освещать светом с, по меньшей мере, двумя конкретными оптическими длинами волн, например, красным и зеленым светом или красным и инфракрасным светом.

Ориентация и/или местонахождение маркера могут дополнительно способствовать определению подлежащего оценке относительного местоположения для измерения основных показателей состояния организма. Например, положение части плеча/предплечья или лица пациента можно оценить из положения и/или ориентации маркера на манжете для измерения артериального давления. Временное изменение цвета кожи плеча/предплечья или лица можно оценивать для определения частоты пульса пациента.

В соответствии с дополнительным вариантом осуществления настоящего изобретения, маркер дополнительно содержит кодированные данные. Кодированные данные включают в себя данные, относящиеся к пациенту, например, имя пациента, больничную палату, идентификатор пациента. Кодированные данные могут быть уникальным идентификационным кодом, который позволяет блоку обработки изображений автоматически выбирать конкретный маркер из нескольких маркеров. Одновременно можно контролировать несколько пациентов, например, носящих, каждый, тенниску с отдельным маркером. Кроме того, пациента можно автоматически распознавать во время перемещения по больнице, например, при переводе из одного помещения в другое помещение. Кроме того, кодированные данные могут быть персональными данными пациента, например, весом, ростом и т.п., что может способствовать идентификации пациента или, в качестве альтернативы, помогать при определении подходящей области интереса для выделения параметров основных показателей состояния организма. Кроме того, можно воспользоваться кодом исправления ошибок или применить шифрование для сохранения врачебной тайны о пациенте. Кодированные данные можно дополнительно использовать для проверки маркеров от производителя комплектного оборудования.

В дополнительном варианте осуществления машиночитаемая информация, например, графический рисунок, маркера является невидимым для субъекта. Например, маркер можно обнаружить только инфракрасной камерой. В качестве альтернативы, маркер содержит сочетание видимых и невидимых признаков. Например, невидимый графический рисунок объединяют с видимым указателем ориентации. Видимый указатель ориентации указывает медсестре, как размещать маркер, а невидимый графический рисунок можно контролировать с помощью инфракрасной камеры, даже если пациент спит. Видимый и/или инфракрасный источники света можно применять для обеспечения достаточного освещения и контраста изображения.

В еще одном варианте осуществления упомянутый блок обработки данных сконфигурирован с возможностью обнаружения местонахождения глаз субъекта в первой фазе, и упомянутый блок управления сконфигурирован с возможностью управления упомянутым осветительным устройством для освещения участка лица субъекта, но не глаз, во второй фазе. Данное решение обеспечивает, чтобы глаза никогда не освещались прямо, и чтобы освещалась только кожа, что допускает очень низкие уровни окружающего света, например, в инкубаторе или спальне.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Приведенные и другие аспекты изобретения будут очевидны из последующего пояснения со ссылкой на нижеописанные варианты осуществления. На следующих чертежах:

Фиг. 1 - первый вариант осуществления системы для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 2 - первый пример маркера с графическим рисунком;

Фиг. 3 - второй пример маркера с графическим рисунком;

Фиг. 4 - второй вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 5 - схема последовательности операций первого варианта осуществления способа для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 6 - третий вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 7 - схема последовательности операций второго варианта осуществления способа для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 8 - четвертый вариант осуществления системы в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 9 - пояснение существенных этапов, выполняемых системой, показанной на фиг. 8, и

Фиг. 10 - изображения лица, освещаемого одним или двумя источниками освещения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фиг. 1 представляет первый вариант осуществления системы 1 для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта в соответствии с настоящим изобретением. Субъект 100, в настоящем примере пациент, лежит в кровати 101, при этом голова субъекта 100 находится на подушке 102, и субъект 100 укрыт одеялом 103. Система 1 содержит (дополнительный) первый осветительный блок 2 для освещения субъекта 100 невидимым излучением 20 в первом частотном диапазоне и второй осветительный блок 3 для освещения области интереса (ROI) 300 субъекта 100 видимым светом 30 во втором частотном диапазоне. Первый регистрирующий блок 4 обеспечен для приема первого излучения, испускаемого и/или отраженного от субъекта 100 в упомянутом первом частотном диапазоне, и второй регистрирующий блок 5 обеспечен для приема второго излучения, испускаемого и/или отраженного от, по меньшей мере, упомянутой области ROI 300 субъекта 100 в упомянутом втором частотном диапазоне.

Первый осветительный блок 2 и второй осветительный блок 3 установлены, например, на расстоянии, например, на потолке или стене помещения, в котором находится кровать 101. Совершенно аналогично, первый регистрирующий блок 4 и второй регистрирующий блок 5 могут быть установлены, например, на расстоянии, например, на потолке или стене помещения, в котором находится кровать 101. В одном варианте осуществления первый осветительный блок 2 является источником инфракрасного света, и первый регистрирующий блок 4 является инфракрасной камерой. В варианте осуществления второй осветительный блок 3 является источником сфокусированного света, например, сфокусированной/ным/ными СД лампой, ЖК-проектором или матрицей источников света, и второй регистрирующий блок 5 является стандартной камерой, например, видеокамерой или цветной (RGB-) камерой.

Маркер 200 закреплен к телу субъекта или одежде субъекта. В приведенном примере маркер 200 закреплен к плечу пациента в виде манжеты для измерения артериального давления, гипса или повязки, или даже расположен на манжете для измерения артериального давления. Маркер 200 сконфигурирован с возможностью испускания и/или отражения излучения в упомянутом первом частотном диапазоне. Блок 6 обработки данных обеспечен для обнаружения упомянутого маркера 200 в регистрируемом первом излучении, например, в изображении, построенном из первого излучения или представляющем упомянутое первое излучение. Блок 7 управления управляет упомянутым вторым осветительным блоком 3, чтобы освещать упомянутую область ROI 300 на основании обнаруженного маркера 200. Упомянутая область ROI 300 находится в предварительно заданном относительном местонахождении по отношению к упомянутому маркеру 200 или в местонахождении, указанном упомянутым маркером 200, которое может быть определено заранее и/или зависит от вида маркера. И наконец, блок 8 анализа определяет информацию об основных показателях состояния организма субъекта 100 из обнаруженного второго излучения или из сочетания первого и второго излучений.

Таким образом, приведенный вариант осуществления системы 1 содержит устройство 50 для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта 100 в соответствии с настоящим изобретением и маркера 200.

Дополнительный первый осветительный блок 2 может быть включен непрерывно, поскольку испускаемое излучение (например, инфракрасный свет) не беспокоит пациента 100 даже во время сна. Когда требуется получить информацию об основных показателях состояния организма (например, с равномерными промежутками времени), маркер 200 обнаруживается, и область ROI 300 освещается вторым (видимым) излучением, чтобы регистрировать излучение, отраженное от области ROI 300 (которое является предпочтительно участком кожи на коже пациента). Затем зарегистрированное излучение используется для получения информации об основных показателях состояния организма, например, частоте пульса, артериальном давлении, насыщении кислородом пациента или другой информации об основных показателях состояния организма, которую можно вывести из регистрируемых сигналов, например, с помощью, обычно, алгоритма дистанционной PPG, как изложено выше.

В предпочтительном варианте, второй регистрирующий блок 5 также управляется так, как указано штриховой линией управления на фиг. 1, чтобы регистрировать только излучение от области ROI, которая освещается вторым осветительным блоком 3. В еще одном варианте осуществления второй осветительный блок 3 и второй регистрирующий блок могут быть жестко связаны, например, они могут быть встроены в общий корпус или закреплены на общей раме, чтобы ими можно было управлять как общим блоком по единственной линии управления и единственным управляющим сигналом.

Фиг. 2 показывает первый вариант осуществления маркера 200a, содержащего графический рисунок 211 и указатель ориентации 212 для указания ориентации маркера. В приведенном примере, графический рисунок 211 является, так называемым QR-кодом. QR-код отличается тремя структурными элементами 213, 214, 215, которые допускают машиночитаемое определение ориентации и/или местонахождения рисунка 211. Для облегчения правильного размещения маркера 200a на теле субъекта 100, вдоль графического рисунка 211 можно ввести дополнительный указатель 212 ориентации. В приведенном примере, указатель ориентации является пиктограммой человека, которая указывает положение 216, в которое следует поместить маркер 200a. Тем самым, относительное положение области ROI 300 по отношению к маркеру 200a заранее задано, например, область ROI находится чуть выше маркера 200a на верхней стороне плеча. Поэтому, блок 7 управления управляет вторым осветительным блоком 3, чтобы освещать данную зону, положение которой определяется, как только блоком 6 обработки данных точно найдены местонахождение и ориентация маркера.

Маркер 200a можно изготовить из бумаги, ткани, резины или подобного материала. Например, маркер можно представить ковриком под компьютерную мышь, который имеет каучукообразную нижнюю поверхность, которая не допускает его сдвиг. Тогда графический рисунок 211 будет напечатан на верхней поверхности «коврика для мыши».

Графический рисунок 211 можно сформировать с помощью компьютерной программы и можно отпечатать на материале. В случае QR-кода, данные, персональные данные пациента могут быть кодированы вместе с защитой от ошибок или шифрованием данных. В качестве альтернативы можно применить другие типы машиночитаемых графических рисунков.

В другой реализации маркер на субъекте может быть маркировкой, непосредственно нанесенной на субъекта или одежду, например, маркировкой, нарисованной ручкой (например, простым знаком (например, кружком или стрелкой), нанесенной медсестрой. Кроме того, в варианте осуществления маркер может быть сконфигурирован с возможностью активного испускания излучения (например, видимого света), чтобы допускать обнаружение местонахождения маркера.

Фиг. 3 представляет альтернативный вариант осуществления маркера 200b с графическим рисунком в форме штрихового кода 221. Кроме того, маркер 200b содержит указатель ориентации со стрелкой 223 и пиктограммой 222 лица, который следует выставлять так, чтобы направлять на лицо субъекта 100. Данные кодированы в штриховом коде 221 и, в варианте осуществления, напечатаны в виде текста 218. Таким образом, в данном варианте осуществления стрелка 223 обнаруживается блоком обработки данных и указывает положение области ROI (например, в данном случае, фрагмента щеки пациента), которая находится немного выше около острия стрелки 223. Таким образом, блок 7 управления управляет вторым осветительным блоком 3, чтобы освещать данный участок.

Как показано на фиг. 1, маркер 200 можно закрепить непосредственно к телу субъекта 100, например, размещением его на или вблизи фрагмента кожи, например, предплечья/плеча, кисти, груди, шеи и т.п. субъекта 100. В других вариантах осуществления маркер 200 может быть закреплен или включен во фрагмент ткани, например, одежды субъекта, одеяла или чего-то еще, находящегося на пациенте, например, медицинского изделия.

В предпочтительном альтернативном варианте осуществления маркер содержит машиночитаемую информацию, включающую в себя информацию о положении (и, в конечном итоге, размере) области ROI 300 по отношению к маркеру 200. Следовательно, данная информация считывается блоком 6 обработки данных и передается в блок 7 управления, чтобы управлять вторым осветительным блоком 3 подходящим образом в соответствии с информацией, содержащейся на маркере.

Фиг. 4 представляет второй вариант осуществления системы 1' по настоящему изобретению, содержащей второй вариант осуществления устройства 50' для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта 100 в соответствии с настоящим изобретением. В данном варианте осуществления первый регистрирующий блок 4 и второй регистрирующий блок 5 реализованы общим блоком 45 формирования изображений, в частности, видеокамерой. В общем, первый и второй осветительные блоки 2 и 3 могут быть реализованы также общим осветительным блоком (не показанным), при условии, что можно переключаться между разными режимами освещения, реализуемыми двумя осветительными блоками.

Кроме того, обеспечен пользовательский интерфейс 9 для ввода информации об относительном местонахождении области ROI 300 по отношению к маркеру 200 в блок 7 управления. Таким образом, пользователь может программировать блок 7 управления, чтобы позиционировать второй осветительный блок 3 на запрограммированном участке по отношению к положению маркера 200, на некотором расстоянии в сантиметрах в некотором направлении. Таким образом, положение области ROI 300 можно определять отдельно после того, как маркер закреплен к субъекту 100.

Дополнительно обеспечен манипуляционный блок 10 для механического или электронного перемещения и/или фокусирования светового пучка, испускаемого упомянутым вторым осветительным блоком 3 и/или для изменения положения и/или ориентации упомянутого второго осветительного блока 3. Упомянутый манипуляционный блок 10 может включать в себя силовой привод или электродвигатель, который может манипулировать вторым осветительным блоком 3. В качестве альтернативы и/или дополнения, манипуляционное средство можно реализовать внутри второго осветительного блока 3, например, как фокусирующее средство для оптического изменения фокусировки и/или направления пучка 30 излучения. Манипуляционный блок 10' (или отдельное манипуляционное средство) можно дополнительно использовать для манипулирования регистрирующим блоком 45 (или вторым регистрирующим блоком 5) так же, как показано на фиг. 6.

В еще одном варианте осуществления, предпочтительно второй осветительный блок 3 сконфигурирован с возможностью испускания кодированного или модулированного видимого света для исключения, предпочтительно, любых помех или нарушений от других источников света. Кроме того, в видимом свете может быть закодирована дополнительная информация, например, относящаяся к пациенту.

Фиг. 5 представляет схему последовательности операций для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта в соответствии с вариантом осуществления. Субъект освещают (этап S1) видимым излучением в первом частотном диапазоне, и принимают (S2) первое излучение, испускаемое и/или отражаемое от субъекта в упомянутом первом частотном диапазоне. В регистрируемом первом излучении обнаруживают (S3) маркер, который закреплен к телу субъекта или одежде субъекта и сконфигурирован с возможностью испускания и/или отражения излучения в упомянутом первом частотном диапазоне. Дополнительно, область интереса субъекта освещают (S4) видимым светом во втором частотном диапазоне. Данным освещением управляют (S5) на основании обнаруженного маркера, при этом упомянутая область интереса располагается в предварительно заданном относительном местонахождении по отношению к упомянутому маркеру или в местонахождении, указанном упомянутым маркером. Регистрируют (S6) второе излучение, испускаемое и/или отраженное от, по меньшей мере, упомянутой области интереса субъекта в упомянутом втором частотном диапазоне, из которого определяют (S7) информацию об основных показателях состояния организма субъекта.

Фиг. 6 представляет третий вариант осуществления системы 1'' по настоящему изобретению, содержащей третий вариант осуществления устройства 50'' для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта 100 в соответствии с настоящим изобретением. В данном варианте осуществления система содержит единственное осветительное устройство 11 для освещения субъекта 100 излучением и единственное регистрирующее устройство 45 для приема излучения, отраженного от субъекта 100. Дополнительный маркер 200 закреплен к телу субъекта или одежде субъекта и сконфигурирован с возможностью отражения излучения. Блок 7 управления сконфигурирован с возможностью управления упомянутым осветительным устройством 11 для освещения упомянутого субъекта 100 в первой фазе невидимым или низкоуровневым видимым излучением 20, допускающим обнаружение области интереса (при желании, с использованием упомянутого маркера), и освещения обнаруженной области 300 интереса во второй фазе излучением 30, допускающим определение информации об основных показателях состояния организма.

Если используют маркер 200, как показано на фиг. 6, то обнаружение местонахождения области 300 интереса основано на обнаруженном маркере 200, при этом упомянутая область 300 интереса расположена в предварительно заданном относительном местоположении по отношению к упомянутому маркеру или в местоположении, указанном упомянутым маркером. Блок 6 обработки данных обнаруживает упомянутый маркер в излучении, регистрируемом в первой фазе, и блок 8 анализа определяет информацию об основных показателях состояния организма субъекта из излучения, отраженного от упомянутой области 300 интереса и зарегистрированного в упомянутой второй фазе.

Блок 7 управления управляет, в частности, упомянутым осветительным устройством 11, чтобы локально освещать упомянутую область 300 интереса сфокусированным излучением с уровнем интенсивности, повышенным по сравнению с излучением, применяемым для освещения в первой фазе. Таким образом, осветительным устройством 11 можно управлять, предпочтительно, по его интенсивности и его углу освещения (например, с помощью линз, фильтров, диафрагм, матрицы светоизлучателей, которыми можно селективно управлять, и т.п.). В другом варианте осуществления осветительное устройство 11 состоит из разных осветительных элементов, одного, который обеспечивает широкоугольное освещение низкой интенсивности в первой фазе, и второго осветительного элемента с более сфокусированным освещением более высокой интенсивности для области интереса во второй фазе. Кроме того, в варианте осуществления осветительным устройством 11 можно управлять в его частотном диапазоне, используемом для освещения. В предпочтительном варианте осуществления освещение, применяемое в первой фазе, является таким, что оно не беспокоит субъекта и может применяться с некоторыми интервалами или даже непрерывно. Затем, можно включать освещение во второй фазе дополнительно или в качестве альтернативы к освещению, применяемому в первой фазе.

В еще одном варианте осуществления не применяют никаких маркеров. В данном варианте осуществления блок 6 обработки данных сконфигурирован с возможностью определения местонахождения области интереса в первой фазе без помощи маркера. Например, можно воспользоваться известными методами обработки изображений, которые могут идентифицировать анатомические свойства субъекта 100 и определять местонахождение области интереса на основании идентифицированных анатомических свойств. В первой фазе можно применять дополнительное освещение излучением (например, инфракрасным светом или низкоуровневым видимым светом), или можно использовать только окружающий свет, чтобы выполнять определение местонахождения области 300 интереса.

Кроме того, в данном варианте осуществления блок 7 управления сконфигурирован с возможностью управления упомянутым осветительным устройством 11, чтобы локально освещать во второй фазе обнаруженную область интереса излучением, допускающим определение информации об основных показателях состояния организма. Таким образом, информация о местонахождении обнаруженной области интереса оценивается для обеспечения заданного освещения области 300 интереса.

Фиг. 7 представляет схему последовательности операций способа для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта в соответствии с другим вариантом осуществления. Освещают (этап S11) субъекта излучением, и принимают (S12) излучение, отраженное от субъекта. Упомянутым освещением управляют (S13), чтобы освещать в первой фазе упомянутого субъекта невидимым или низкоуровневым видимым излучением, допускающим определение местонахождения области интереса, например, посредством обнаружения упомянутого маркера. Местонахождение области интереса, например, маркера, определяют (S14) в излучении, регистрируемом в первой фазе. С учетом упомянутого местонахождения управляют (S15) освещением, чтобы локально освещать (S16) во второй фазе обнаруженную область интереса излучением, допускающим определение информации об основных показателях состояния организма.

Когда применяют оптический маркер, область интереса находят (т.е. определяют ее местонахождение) путем обнаружения маркера (S14) в первой фазе, и, по обнаруженному маркеру, упомянутую область интереса определяют в предварительно заданном относительном местонахождении по отношению к упомянутому маркеру или в местонахождении, указанном упомянутым маркером, при этом упомянутый маркер закреплен к телу субъекта или одежде субъекта и сконфигурирован с возможностью отражения излучения. И наконец, определяют (S17) информацию об основных показателях состояния организма субъекта из излучения, отраженного от упомянутой области интереса и регистрируемого в упомянутой второй фазе.

В приведенном контексте следует отметить, что, в частности, видимый свет может не только беспокоить человека, но также может быть опасен, если превышает некоторый уровень на глазах (человека или животного), даже (или особенно) когда человек не распознает его как видимый свет. Поэтому, настоящее изобретение дополнительно представляет важный признак защиты в выбранных областях применения (например, при использовании в контексте мониторинга неонатальных пациентов), если уровень света, который необходим для точного измерения, превышает безопасные пределы для глаз.

Настоящее изобретение можно эффективно применять для мониторинга SpO2 (насыщения кислородом артериальной крови). Измерение SpO2 можно выполнять с помощью камеры, подобно тому, как данная задача выполняется в контактном датчике, т.е. посредством измерения света, отраженного от кожи субъекта. Упомянутый свет модулируется пульсирующими артериями и амплитуда модуляции содержит информацию об уровнях насыщения крови. На практике, SpO2 вычисляется измерением упомянутой PPG-амплитуды (вызванной пульсирующей кровью в артериях) на двух различных длинах волн. Отношение между PPG-амплитудами (нормированное по постоянной составляющей (DC)) двух длин волн дает следующее уравнение для вычисления SpO2:

,

где

и .

Приведенный метод измерения требует, чтобы кожа освещалась красной и инфракрасной (IR) длинами волн. В принципе, можно применять внешнее освещение, но низкие уровни освещения на требуемых длинах волн (IR, в частности) и низкая временная стабильность приводят к выводу, что специальное освещение является предпочтительным.

При специальном освещении, временной характеристикой интенсивности (либо стабильностью, либо модуляцией) можно управлять, и можно обеспечить, чтобы освещение содержало достаточно инфракрасной (IR) составляющей. Однако, при чувствительности современных камер, требуются значительные уровни (видимого) красного света. Это часто нежелательно потому, что основные показатели состояния организма часто следует измерять почти в темноте (например, в отделениях интенсивной терапии неонатальных пациентов (NICU) или спальнях).

Обычно применяемая осветительная установка содержит одну или более ламп накаливания. Упомянутая, обычно применяемая установка не делает различия между кожей (на которой измеряют основные показатели состояния организма) и другими структурами, которые не следует освещать, например, глазами, всей верхней частью тела и некожными структурами, на которых невозможно измерять SpO2. Однако, освещение одежды и одеяла не вносит вклада в измерение SpO2. Фактически, данное освещение может создавать помехи измерению, когда упомянутые объекты перемещаются. Кроме того, свет, отраженный от упомянутых объектов, добавляется к уровню общего внешнего освещения, причиняя возможный дискомфорт для всякого, находящегося в данном помещении.

В соответствии с настоящим изобретением обеспечивают более рациональное освещение, которое может делать упомянутое различение и освещает только лицо, но не глаза. Это позволяет использовать уровни освещения, достаточно высокие для измерения SpO2, без причинения дискомфорта субъекту или другим лицам в результате либо прямого освещения глаза, либо высокого уровня общего внешнего освещения. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления идентифицируют местонахождение лица и глаз, и затем освещают только лицо (исключая освещение одеял и других объектов), но без освещения глаз.

Фиг. 8 представляет четвертый вариант осуществления системы 1''', содержащей четвертый вариант осуществления устройства 50''' для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта 100 в соответствии с настоящим изобретением. Приведенная система содержит одну (или более) камеру(камер) и один (или более) проектор(ов) (= источников света). Камера 45 снимает изображение субъекта (как показано на фиг. 9A) в инфракрасном свете IRdet 20, обеспечиваемом осветительным устройством 11. На данном изображении идентифицируются лицо и местонахождение глаз (как показано на фиг. 9B) посредством блока 6 обработки данных. Упомянутая идентификация может выполняться с помощью стандартных алгоритмов распознавания лица или с помощью известных алгоритмов отслеживания глаз на основании выбора первоначальной области интереса, который может выполняться вручную (например, при посредстве дополнительно обеспеченного пользовательского интерфейса 9) или автоматически. Данная информация служит для управления осветительным устройством 11, чтобы освещать только лицо, например, участок 310 щек, исключая глаза, (как показано на фиг. 9C) светом 30, необходимым для получения требуемых основных показателей состояния организма, например, видимым красным светом для получения информации об SpO2.

Освещение IRdet (для обнаружения лица и глаз) отделяют от инфракрасного света IRmeas, применяемого для измерения, либо последовательностью во времени, либо разделением диапазона длин волн. В предпочтительном варианте, интенсивность IRdet назначают такой, чтобы не вызвать поражения глаз (или чего-то другого).

Упомянутая система 1''' может содержать также несколько источников освещения, подобно вышеописанным системам 1 и 1'. Один недостаток наличия всего одного источника освещения состоит в том, что освещение для измерения SpO2 происходит из точечного источника. В таком случае, облучение кожи сильно зависит от ориентации кожи по отношению к источнику освещения. С несколькими источниками освещения, освещающими кожу в диапазоне углов, упомянутый эффект существенно ослабляется, как показано на фиг. 10. Если отсутствует движение (ориентация кожи относительно источника освещения остается постоянной), то описанная проблема не имеет большого значения, но даже при самом небольшом движении (ориентация кожи относительно источника освещения изменяется), чувствительные PPG-сигналы могут легко возмущаться помехами. Данные помехи можно существенно ослабить освещением под разными углами. Лицо, освещаемое точечным источником (слева от лица), как показано на фиг. 10A, создает сравнительно большие градиенты освещения вследствие сильной зависимости от ориентации кожи относительно источника освещения. Несколько источников освещения вокруг лица существенно уменьшают резкие градиенты освещения, как показано на фиг. 10B.

Следует отметить, что четвертый вариант осуществления, представленный на фиг. 8-10, не ограничен определением SpO2, но может также применяться для определения других основных показателей состояния организма. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает требование, чтобы точные и надежные измерения основных показателей состояния организма можно было выполнять в темноте или в условиях слабого света, без причинения какого-либо беспокойства самому субъекту, в частности, человеку или животному, и другим лицам поблизости.

Измеренная информация об основных показателях состояния организма может автоматически представляться врачу или в больничную компьютерную систему. Предлагаемая система для определения основного показателя состояния организма субъекта предназначена для применения в больнице, в клинике, у врача или для мониторинга пациентов на дому. Систему можно, например, установить в больничном помещении, а также в инкубаторе, например, в отделении интенсивной терапии неонатальных пациентов (NICU), например, для измерения SpO2 в отделении NICU. Однако, в общем, возможны другие (не обязательно медицинские) применения изобретения.

Предполагается, что бесконтактный мониторинг исключительно важен для недоношенных детей с очень чувствительной кожей в отделениях NICU и для пациентов с пораженной (например, ожогами) кожей, но может быть также более удобен, чем контактные датчики, применяемые в общей палате. Другим применением может быть домашний уход, когда субъекта, время от времени, необходимо контролировать в темноте. Настоящее изобретение обеспечит условие, чтобы субъекту причинялось минимальное беспокойство, и уровни освещения были достаточными для надлежащего измерения. Другим применением является измерение основных показателей состояния организма в автомобильных устройствах. Обеспечение непопадания света в глаза субъекта будет устранять любые риски во время вождения.

Хотя изобретение подробно представлено на чертежах и охарактеризовано в вышеприведенном описании, упомянутые чертежи и описание следует считать наглядными или примерными, а не ограничивающими; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Специалистами в данной области техники, в процессе практического применения заявленного изобретения, на основании изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения, могут быть разработаны и реализованы другие варианты раскрытых вариантов осуществления.

В формуле изобретения, формулировка «содержащий» не исключает других элементов или этапов, и признак единственного числа (в виде неопределенного артикля в оригинале) не исключает множественного числа. Единственный элемент или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Очевидное обстоятельство, что некоторые признаки упомянуты во взаимно различающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не означает невозможность применения комбинации упомянутых признаков в подходящем случае.

Компьютерная программа может храниться/распространяться на подходящем носителе, например, оптическом носителе данных или полупроводниковом носителе, поставляемом совместно с другими аппаратным обеспечением или в его составе, но может также распространяться в других формах, например, по сети Интернет или в других проводных или беспроводных телекоммуникационных системах.

Никакие позиции в формуле изобретения нельзя считать ограничивающими объем изобретения.

1. Система (1, 1', 1'') для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта (100), содержащая:

- маркер (200), прикрепленный к телу субъекта и/или одежде субъекта и сконфигурированный с возможностью отражения или испускания света, причем упомянутый маркер (200) содержит машиночитаемую информацию, в частности графический рисунок (211, 221), включающую в себя информацию о положении области интереса, и/или расположен на ткани (103), которая предназначена для контакта с субъектом (100), или на медицинском изделии, которое предназначено для контакта с субъектом (100),

- осветительное устройство (2, 3; 11) для освещения субъекта (100) светом, причем осветительное устройство содержит первый осветительный блок (2) для освещения субъекта (100) светом в первом частотном диапазоне в первой фазе и второй осветительный блок (3) для освещения упомянутой области (300) интереса субъекта (100) светом в, по меньшей мере, втором частотном диапазоне во второй фазе,

причем осветительное устройство выполнено с возможностью обеспечения широкоугольного освещения низкой интенсивности в первой фазе и сфокусированного освещения более высокой интенсивности для области интереса во второй фазе,

причем освещение в первой фазе применяется периодически или непрерывно,

- регистрирующее устройство (4, 5; 45) для приема света, отраженного от субъекта в первой и второй фазе,

- блок (6) обработки данных для обнаружения местонахождения области интереса в первой фазе, причем указанная область интереса представляет собой участок кожи на коже субъекта,

причем упомянутый блок (6) обработки данных сконфигурирован с возможностью обнаружения упомянутого маркера в свете, зарегистрированном в первой фазе, и обнаружения местонахождения области интереса в предварительно заданном местонахождении по отношению к упомянутому маркеру или в местонахождении, указанном упомянутым маркером, или упомянутый блок (6) обработки данных сконфигурирован с возможностью определения местонахождения области интереса в первой фазе без помощи маркера на основании идентифицированных с использованием обработки изображений анатомических свойств, характеризующих местонахождение области интереса,

- блок (7) управления для управления упомянутым осветительным устройством, чтобы локально заданно освещать во второй фазе только обнаруженную область интереса светом, допускающим определение информации об основных показателях состояния организма, причем

блок (7) управления сконфигурирован с возможностью управления упомянутым осветительным устройством путем задания интенсивности освещения или угла освещения,

причем блок (7) управления сконфигурирован с возможностью управления упомянутым осветительным устройством (11), чтобы освещать упомянутую область интереса сфокусированным светом с уровнем интенсивности, повышенным в сравнении с излучением, используемым для освещения в первой фазе.

- блок (8) анализа для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта из света, отраженного от упомянутой области интереса, зарегистрированного в упомянутой второй фазе, с помощью дистанционной фотоплетизмографии.

2. Система (1, 1') по п. 1,

в которой упомянутый блок (7) управления сконфигурирован с возможностью управления упомянутым осветительным устройством, чтобы освещать, в упомянутой первой фазе, упомянутого субъекта невидимым или низкоуровневым видимым светом для создания возможности или поддержки обнаружения местонахождения области интереса.

3. Система (1, 1') по п. 2,

в которой упомянутое регистрирующее устройство содержит первый регистрирующий блок (4) для приема первого света, отраженного от субъекта (100), в упомянутом первом частотном диапазоне в упомянутой первой фазе и второй регистрирующий блок (5) для приема второго света, отраженного от, по меньшей мере, упомянутой области (300) интереса субъекта (100), в упомянутом втором частотном диапазоне в упомянутой второй фазе.

4. Система (1, 1') по п. 3,

в которой упомянутый первый регистрирующий блок (4) и упомянутый второй регистрирующий блок (5) реализованы посредством общего блока (45) формирования изображений, в частности видеокамеры.

5. Система (1, 1') по п. 3,

в которой упомянутый первый осветительный блок (2) сконфигурирован с возможностью освещения субъекта (100) инфракрасным светом.

6. Система (1, 1', 1'') по п. 1,

дополнительно содержащая пользовательский интерфейс (9) для ввода информации об местонахождении области (300) интереса по отношению к упомянутому маркеру.

7. Система (1, 1', 1'') по п. 1,

в которой упомянутое осветительное устройство (2, 3; 11) содержит жидкокристаллический проектор (ЖК-проектор), источник света на светодиодах (СД-источник света) или матрицу источников света.

8. Система (1, 1', 1'') по п. 1,

дополнительно содержащая манипуляционный блок (10) для механического или электронного перемещения и/или фокусирования светового пучка, испускаемого упомянутым осветительным устройством (3; 11) и/или для изменения положения, и/или ориентации упомянутого осветительного устройства (3; 11).

9. Система (1, 1', 1'') по п. 1,

в которой упомянутое осветительное устройство (2, 3; 11) сконфигурировано с возможностью испускания кодированного или модулированного видимого света в упомянутой второй фазе.

10. Система (1, 1', 1'') по п. 1,

в которой упомянутый блок (6) обработки данных сконфигурирован с возможностью обнаружения местонахождения глаз субъекта (100) в первой фазе, и упомянутый блок (7) управления сконфигурирован с возможностью управления упомянутым осветительным устройством (11) для освещения участка лица субъекта, но не глаз, во второй фазе.

11. Способ определения информации об основных показателях состояния организма субъекта (100) с использованием системы по п. 1, содержащий следующие этапы:

- освещают субъекта (100) светом, в первом частотном диапазоне в первой фазе и в, по меньшей мере, втором частотном диапазоне во второй фазе,

- принимают свет, отраженный от субъекта,

- обнаруживают местонахождение области интереса в первой фазе, причем указанная область интереса представляет собой участок кожи на коже субъекта,

- управляют упомянутым освещением, чтобы локально заданно освещать во второй фазе только обнаруженную область интереса светом, допускающим определение информации об основных показателях состояния организма, и

- определяют информацию об основных показателях состояния организма субъекта из света, отраженного от упомянутой области интереса, зарегистрированного в упомянутой второй фазе, с помощью дистанционной фотоплетизмографии.

12. Машиночитаемый носитель, на котором хранится компьютерная программа, содержащая средство программного кода, сконфигурированный для выполнения компьютером этапов способа по п. 11, когда упомянутая компьютерная программа выполняется на компьютере, включая следующие этапы:

- обнаруживают местонахождение области интереса в первой фазе,

- управляют упомянутым освещением, чтобы локально заданно освещать во второй фазе только обнаруженную область интереса светом, допускающим определение информации об основных показателях состояния организма, и

- определяют информацию об основных показателях состояния организма субъекта из света, отраженного от упомянутой области интереса, зарегистрированного в упомянутой второй фазе, с помощью дистанционной фотоплетизмографии.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к видеонаблюдению, в частности к отслеживанию движущегося объекта, при котором отображают на устройстве отображения видео, которое захвачено камерами и сохранено в средстве накопления видео.

Изобретение относится к видеонаблюдению, в частности к отслеживанию движущегося объекта, при котором отображают на устройстве отображения видео, которое захвачено камерами и сохранено в средстве накопления видео.

Изобретение относится к области навигационных систем и может быть использовано для позиционирования наземных подвижных объектов на основе видеоинформации, получаемой от двух и более пространственно разнесенных видеокамер.

Группа изобретений относится к способу для обнаружения и отслеживания царапин транспортного средства и транспортному средству. На транспортном средстве размещены изолированные провода, расположенные под внешней поверхностью, устройство связи, камера, чтобы захватывать изображение области около внешней поверхности, и датчик царапин.

Группа изобретений относится к способу для обнаружения и отслеживания царапин транспортного средства и транспортному средству. На транспортном средстве размещены изолированные провода, расположенные под внешней поверхностью, устройство связи, камера, чтобы захватывать изображение области около внешней поверхности, и датчик царапин.

Изобретение относится к системам, аналогичным радиолокационным следящим системам, работающим в оптическом диапазоне волн, в частности к устройству для автоматического сопровождения объекта слежения, и может быть использовано в сенсорах робототехнических систем, например в робототехнических системах сельского хозяйства.

Изобретение относится к системам камеры для моторных транспортных средств. Узел скрытой камеры для моторного транспортного средства содержит крышку, камеру, приводной электродвигатель с широтно-импульсной модуляцией, передаточный механизм и систему управления.

Изобретение относится к оценке расстояния между транспортными средствами. Техническим результатом является повышение точности оценки расстояния между транспортными средствами.

Изобретение относится к устройству и способу вычисления, обеспечивающим невизуальную обратную связь. Технический результат заключается в обеспечении невизуальной обратной связи для предупреждения наблюдателя устройства отображения о том, что было запущено визуальное изменение, с использованием данных отслеживания взгляда от системы отслеживания взгляда для определения того, что наблюдатель меняет местоположение взгляда.

Изобретение относится к системам видеонаблюдения. Техническим результатом является предоставление интерфейса оператору, позволяющего снизить вероятность потери из поля зрения отслеживаемого движущегося объекта.

Изобретение относится к области оптического наблюдения в условиях недостаточной освещенности. Система инфракрасного ночного видения включает источник света видимого диапазона, головной блок управления, блок переключения источника света видимого диапазона в инфракрасный диапазон, камеру ночного видения, светоотражающий экран и средство вывода графической информации на светоотражающий экран.

Изобретение относится к телевизионной технике и ориентировано на использование в телевизионных камерах, выполненных на базе однокристального «кольцевого» телевизионного сенсора по технологии комплементарных структур «металл-окисел-полупроводник» (КМОП).

Изобретение относится к вакуумной фотоэмиссионной электронике и может быть использовано при конструировании приборов и устройств ночного и ультрафиолетового видения.

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и предназначено для автоматизированного измерения параметров тепловизионных каналов (ТПВК) в процессе изготовления.

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и предназначено для автоматизированного измерения параметров тепловизионных каналов (ТПВК) в процессе изготовления.

Изобретение относится к области обработки цифровых изображений и касается способа компенсации геометрического шума инфракрасных изображений от сенсоров с вертикальным расположением линеек фоточувствительных элементов.

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и предназначено для автоматизированного измерения параметров тепловизионных каналов (ТПВК). Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей стенда за счет обеспечения возможности автоматизированного измерения параметров ТПВК, при которых необходимо выполнять изменение и измерение значения углов поворота и наклона оптической оси ТПВК относительно оптической оси ИКК.

Изобретение относится к оптико-электронному приборостроению и предназначено для автоматизированного измерения параметров тепловизионных каналов (ТПВК). Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей стенда за счет обеспечения возможности автоматизированного измерения параметров ТПВК, при которых необходимо выполнять изменение и измерение значения углов поворота и наклона оптической оси ТПВК относительно оптической оси ИКК.

Изобретение относится к преобразователям энергии излучения в электрический сигнал. Технический результат – упрощение процедуры выявления электронного портрета тепловизионной камеры и возможность осуществлять ее в полевых условиях.

Изобретение относится к преобразователям энергии излучения в электрический сигнал. Технический результат – упрощение процедуры выявления электронного портрета тепловизионной камеры и возможность осуществлять ее в полевых условиях.

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии, и может быть использовано для определения диастолической дисфункции правого желудочка. У пациентов с отсутствием в анамнезе заболеваний печени проводят полигепатографическое исследование портопеченочной гемодинамики.

Группа изобретений относится к медицине и может быть использована для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта. Система содержит маркер, прикрепленный к телу субъекта иили одежде субъекта и сконфигурированный с возможностью отражения или испускания света, причем упомянутый маркер содержит машиночитаемую информацию; осветительное устройство для освещения субъекта светом; регистрирующее устройство для приема света, отраженного от субъекта в первой и второй фазе; блок обработки данных для обнаружения местонахождения области интереса в первой фазе с возможностью обнаружения упомянутого маркера в свете и без помощи маркера; блок управления для управления упомянутым осветительным устройством; блок анализа для определения информации об основных показателях состояния организма субъекта из света, отраженного от упомянутой области интереса, зарегистрированного в упомянутой второй фазе, с помощью дистанционной фотоплетизмографии. Данную систему используют в способе определения информации об основных показателях состояния организма субъекта. Способ содержит следующие этапы: освещают субъекта светом, в первом частотном диапазоне в первой фазе и в, по меньшей мере, втором частотном диапазоне во второй фазе; принимают свет, отраженный от субъекта; обнаруживают местонахождение области интереса в первой фазе; управляют упомянутым освещением, чтобы локально заданно освещать во второй фазе только обнаруженную область интереса светом; определяют информацию об основных показателях состояния организма субъекта из света, отраженного от упомянутой области интереса, зарегистрированного в упомянутой второй фазе, с помощью дистанционной фотоплетизмографии. Для выполнения этапов способа используют машиночитаемый носитель, на котором хранится компьютерная программа, содержащая средство программного кода. Группа изобретений обеспечивает точные и надежные измерения основных показателей состояния организма, в том числе в условиях темноты или слабого света, с минимизацией любого беспокойства для субъекта, в частности человека или животного, и других соседних лиц. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Наверх