Маркер со светоизлучающей областью для использования в определении информации о показателях жизнедеятельности

Маркер со светоизлучающей областью для использования в определении информации о показателях жизнедеятельности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к маркеру для использования в определении информации о показателях жизнедеятельности субъекта. Кроме того, настоящее изобретение относится к подходам оптических измерений, которые могут быть использованы для удаленного определения показателей жизнедеятельности наблюдаемого субъекта. В этом контексте, оптическое измерение может относиться к фотоплетизмографии (PPG) и, в частности, к пульсовой оксиметрии.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Показатели жизнедеятельности человека, например, частота сердечных сокращений (HR), частота дыхания (RR) или насыщенность крови кислородом, служат индикаторами текущего состояния человека и как мощные прогностические средства серьезных медицинских явлений. Поэтому, показатели жизнедеятельности экстенсивно контролируются в стационарных и амбулаторных условиях, на дому или при дополнительном лечении, на отдыхе и при физических упражнениях.

Один из вариантов измерения показателей жизнедеятельности – это плетизмография. Плетизмография в целом относится к измерению изменений объема органа, или части тела и в частности, к регистрации изменений объема вследствие кардио-сосудистой пульсовой волны, распространяющейся через тело субъекта с каждым сердечным ударом.

Фотоплетизмография (PPG) представляет собой оптическую измерительную методику, которая оценивает изменение во времени коэффициента отражения света или коэффициента пропускания света обследуемой области или объема. Методика PPG основана на том принципе, что кровь поглощает свет больше чем окружающая ткань, так, что вариации объема крови с каждым сердечным ударом влияют на коэффициент пропускания или коэффициент отражения, соответственно. Помимо информации о частоте сердцебиений, форма волны PPG может содержать информацию, относящуюся к дополнительному физиологическому явлению, например, дыханию. Оценивая коэффициент пропускания и/или коэффициент отражения на различных длинах волн (обычно красного и инфракрасного света), может быть определена насыщенность крови кислородом.

Обычные пульсовые оксиметры для измерения частоты сердцебиений и насыщенности кислородом субъекта прикрепляются к коже субъекта, например, к кончику пальца, мочке уха или на лбу. Поэтому, они обозначаются как «контактные» устройства PPG. Типичный пульсовой оксиметр содержит СИД красного свечения и СИД инфракрасного свечения в качестве источников света, и один фотодиод для регистрации света, который прошел через ткань пациента. Коммерчески доступные пульсовые оксиметры быстро переключаются между измерениями на красной и инфракрасной длинах волн и, тем самым, измеряют коэффициент пропускания одной и той же области или объема ткани на двух различных длинах волн. Это обозначается как мультиплексирование с временным уплотнением. Коэффициент пропускания во времени на каждой длине волны дает формы волны PPG для красной и инфракрасной длин волн. Хотя контактный PPG рассматривается как в основном неинвазивная методика, контактное измерение PPG часто оказывается неприятным, поскольку пульсовой оксиметр непосредственно прикрепляется к субъекту, и различные кабели ограничивают свободу движения.

AU 2012203576 A1, WO 2011/076886 A2 и US 2007/0142715 A1 раскрывают беспроводные, переносные PPG устройства, содержащие беспроводной передатчик, так, что кабель более не требуется. Беспроводные PPG устройства дополнительно содержат источник света и фотодетектор, а также соединенные с ними электронные и обрабатывающие схемы. Все эти компоненты, т.е. источник света, фотодетектор, электронные устройства и беспроводной передатчик осуществлены в единственном устройстве в виде пластыря или привязного ремня, которые могут прикрепляться к телу субъекта.

Недавно, были введены бесконтактные удаленные устройства PPG для незаметных измерений. Удаленный PPG использует источники света или, в общем случае, радиационные источники, расположенные удаленно от обследуемого субъекта. Аналогично, также детектор, например, камера или фотодетектор, могут быть расположены удаленно от обследуемого субъекта. Поэтому, удаленные фотоплетизмографические системы и устройства считаются незаметными и хорошо подходящими для медицинских так же как немедицинских каждодневных применений.

В Verkruysse и др., «Удаленная плетизмографическая визуализация с использованием окружающего света» («Remote plethysmographic imaging using ambient light»), Optics Express, 16 (26), 22 декабря 2008, стр. 21434-21445, показано, что фотоплетизмографические сигналы могут быть измерены удаленно с использованием окружающего света и обычной потребительской видеокамеры.

Бесконтактные физиологические измерения с камерой требуют достаточного количества света соответствующих длин волн для извлечения желаемой информации о показателях жизнедеятельности. Это может быть достигнуто обеспечением того, что окружающее освещение установлено соответственным образом. Однако во время засыпания может возникнуть большой дискомфорт для пациентов или других контролируемых объектов, если свет оказывается включенным во время измерения. Кроме того, важно, чтобы оптический спектр света соответствовал требованиям. Например, для измерения насыщенности крови кислородом важно иметь свет определенных длин волн, обычно красных и инфракрасных.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения заключается в получении бесконтактных измерений показателей жизнедеятельности в темных помещениях, например, ночью, или в случаях, когда оптический спектр окружающего света не содержит длин волн, которые требуются для определенного измерения.

В первом объекте настоящего изобретения представлен маркер для использования в системе для определения информации о показателях жизнедеятельности субъекта, причем система содержит удаленный блок регистрации для регистрации излучения, испускаемого маркером по направлению к коже субъекта и отраженного от кожи субъекта, причем маркер содержит область маркера для испускания света по направлению к коже субъекта для удаленного определения информации о показателях жизнедеятельности из отраженного света, и средство прикрепления для прикрепления маркера к субъекту.

В дополнительном объекте настоящего изобретения представляется система для определения информации о показателях жизнедеятельности субъекта, которая содержит маркер, как описано выше, удаленный блок регистрации для регистрации излучения, испускаемого маркером по направлению к коже субъекта и отраженного от кожи субъекта, и аналитический блок для определения информации о показателях жизнедеятельности субъекта из зарегистрированного излучения, отраженного от кожи субъекта.

В дополнительном объекте настоящего изобретения представляется устройство для использования с маркером, как описано выше, которое содержит удаленный блок регистрации для регистрации излучения, испускаемого маркером по направлению к коже субъекта и отраженного от кожи субъекта, и аналитический блок для определения информации о показателях жизнедеятельности субъекта из зарегистрированного излучения, отраженного от кожи субъекта.

В дополнительном объекте настоящего изобретения представляется способ для определения информации о показателях жизнедеятельности субъекта, который содержит этапы применения маркера, как описано выше, к субъекту, регистрации излучения, испускаемого маркером по направлению к коже субъекта и отраженного от кожи субъекта, и определения информации о показателях жизнедеятельности субъекта из зарегистрированного излучения, отраженного от кожи субъекта.

Предпочтительные варианты реализации изобретения заданы в зависимых пунктах формулы. Следует понимать, что предлагаемые система, устройство и способ имеют подобные и/или идентичные предпочтительные варианты реализации как и предлагаемый маркер, и как определено в зависимых пунктах формулы.

Авторы установили, что оказывается предпочтительным выборочно освещать обследуемую область кожи субъекта, для которого должна быть определена информация о показателях жизнедеятельности. В частности, ночью это позволяет осуществлять незаметные измерения показателей жизнедеятельности. Вместо того, чтобы освещать всю площадь, достаточно осветить только обследуемую область. В соответствии с изобретением, это достигается маркером, содержащим область маркера для испускания света по направлению к коже субъекта. Маркер дополнительно содержит средство прикрепления для прикрепления маркера к субъекту. Следовательно, маркер непосредственно накладывается на обследуемую область и испускает свет по направлению к коже субъекта непосредственно, где это необходимо. Светоизлучающий маркер может быть приложен к одежде, одеялу, простыне или любому элементу вблизи субъекта. Предпочтительно то, что маркер непосредственно накладывается на кожу субъекта. Поскольку светоизлучающий маркер непосредственно накладывается на кожу субъекта, правильная обследуемая область ткани кожи оказывается освещенной также при движении пациента.

Маркер испускает свет по направлению к коже субъекта. Часть света проникает через кожу субъекта, в частности, в верхние слои кожной ткани, и отражается внутри ткани. Отраженный свет имеет различную во времени интенсивность вследствие различного во времени поглощения и/или пропускания света внутри ткани. Эта различная во времени интенсивность анализируется для определения информации о показателях жизнедеятельности наблюдаемого субъекта. Поглощение и/или пропускание изменяются вследствие изменений объема кровеносных сосудов из-за сердечнососудистой пульсовой волны, распространяющейся через тело субъекта с каждым сердечным ударом.

Взаимодействие света с биологической тканью сложно и включает в себя оптические процессы (многократного) рассеяния, обратного рассеяния, поглощения, пропускания и (диффузного) отражения. Термин «отражает», используемый в данном контексте, не следует рассматривать как ограниченный зеркальным отражением, но содержит вышеупомянутые типы взаимодействия света с тканью и любые комбинации этого.

Термин «показатель жизнедеятельности», используемый в контексте настоящего изобретения, относится к физиологическому параметру субъекта и к производным параметрам. В частности, термин «показатель жизнедеятельности» содержит частоту сердечных сокращений (HR) (иногда также называемую частота пульса), изменчивость частоты сердечных сокращений (изменчивость частоты пульса), пульсовое давление, перфузию, индикатор перфузии, изменчивость перфузии, волны Траубе Херинга Мэйера, частоту дыхания (RR), температуру тела, кровяное давление, концентрация вещества в крови и/или ткани, например, насыщенность кислорода или уровень глюкозы.

Термин «информация о показателе жизнедеятельности», используемая в контексте настоящего изобретения, содержит один или несколько измеряемых показателей жизнедеятельности, как определено выше. Кроме того, термин «информация о показателе жизнедеятельности» содержит данные, относящиеся к физиологическому параметру, соответствующему изменению формы сигнала или данным, относящимся к физиологическому параметру во времени, который может служить для последующего анализа.

Термин «область», используемый в контексте настоящего изобретения, также содержит множество подобластей, которые не обязательно связаны друг с другом.

Согласно предпочтительному варианту реализации, область маркера содержит флуоресцентные пигменты и/или люминесцентные пигменты для испускания света по направлению к коже субъекта. Предпочтительно то, что, область маркера для испускания света по направлению к коже субъекта содержит вещество, которое освещает измеряемую сторону люминесценцией, таким образом, в частности, хемилюминесценцией вследствие химической реакции или, альтернативно, фосфоресценцией.

Альтернативно, область маркера для испускания света по направлению к коже субъекта содержит вещество, которое преобразовывает длины волн от падающего окружающего света до другой длины волны посредством флюоресценции. Флуоресцентные пигменты преобразовывают свет с первой длинной волны, в свет со второй длинной волны. Предпочтительно то, что, упомянутая первая длина волны представляет собой длину волны невидимого света. Используя флюоресценцию, оказывается возможным осветить измеряемую сторону невидимым окружающим светом, например, ультрафиолетовым или инфракрасным светом, не тревожа пациента в течение ночи. При необходимости, флуоресцентные и люминесцентные пигменты объединяются в том же самом маркере в тех же самых или отдельных областях маркера.

Преобразование длин волн флюоресценцией также помогает в измерениях показателя жизнедеятельности в течение дневного времени, когда спектр окружающего света не содержит длины волн, которые требуются для измерения. Например, обычные газоразрядные лампы часто не содержат достаточно инфракрасного света, чтобы выполнить измерение насыщенности крови кислородом. Флуоресцентные пигменты могут преобразовать энергию от произвольных доступных длин волн до определенных длин волн, необходимых для измерения.

Используемый здесь термин «длина волны» относится также и к полосе длин волн, или участку длин волн. Это следует понимать как спектральный диапазон, имеющий ограниченную спектральную ширину. Например, для оптического фильтра термин «длина волны» относится к полосе пропускания фильтра. Следовательно, термин «длина волны» не ограничивается единственной длиной волны, но также используется для диапазона длин волн, например, в несколько нанометров или в несколько десятков нанометров, вокруг центральной длины волны. Кроме того, термин «длина волны» в контексте фильтра может также относиться к множественным дискретным спектральным диапазонам одного и того же элемента фильтра.

В соответствии с дополнительным вариантом реализации настоящего изобретения, маркер содержит первую область маркера для испускания света с первой длинной волны и/или вторую область маркера для испускания света со второй длинной волны. Первая область маркера и вторая область маркера могут быть отдельными, непосредственно смежными, перекрывающимися или могут также совпадать. Использование, по меньшей мере, частично отдельной первой области маркера и второй области маркера предпочтительно, поскольку первая область маркера и вторая область маркера, тем самым, задают пространственно отдельные области, которые могут быть оценены для определения информации о показателях жизнедеятельности. Каждая область маркера сконфигурирована для испускания света с различной длиной волны так, чтобы концентрация вещества могла быть определена на основании сравнения света, отраженного от ткани, на двух различных длинах волн. Использование этого вида маркера имеет преимущество в том, что не требуется какая-либо дополнительная фильтрация в блоке регистрации, таком как камера. Различные области различных длин волн могут быть разделены в блоке регистрации, блоке обработки изображения или блоке анализа посредством пространственного разложения. Таким образом, единственный блок регистрации может получить всю необходимую информацию, что является предпочтительным из-за низкой стоимости системы.

Возможно так, что маркер содержит дополнительные области маркера, которые сконфигурированы для испускания света с дополнительными длинами волн. Необходимые длины волн также содержат длины волн невидимого электромагнитного излучения, включая в себя длины волны инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов.

В еще одном варианте реализации, маркер дополнительно содержит область пропускания для пропускания света. Это предпочтительно не только для регистрации света, который отражается от ткани, внешне окружающей маркер, но также и от областей, которые заключены маркером. Область пропускания может быть отверстием в маркере. Альтернативно, область пропускания представляет собой область маркера для пропускания света с желаемой длиной волны, или просто прозрачную, например, по всему видимому, инфракрасному и ультрафиолетовому спектру. Область пропускания также обозначается как «окно» или «оптическое окно». Область пропускания может содержать оптический фильтр, например, пластинчатый оптический фильтр, который гарантирует, что пропускается только свет желаемой длины волны. Типы пластинчатых фильтров включают в себя фильтры поглощения, а также диэлектрические фильтры.

В соответствии с вариацией этого варианта реализации, маркер содержит первую область пропускания для пропускания света с первой длинной волны и/или второй области пропускания для пропускания света со второй длинной волны. Первая область пропускания и вторая область пропускания, тем самым, задают пространственно разделенные области для определения информации о показателях жизнедеятельности. Каждая область пропускания сконфигурирована для передачи света с отличающейся длиной волны, так, чтобы концентрация вещества могла быть определена на основании сравнения света с двумя различными длинами волн с преимуществами, рассмотренными выше.

В дополнительном варианте реализации, маркер содержит непрозрачную область маркера. Предпочтительно то, что непрозрачная область маркера гарантирует, что свет от области маркера для испускания света по направлению к коже субъекта только, или, по меньшей мере, преобладающе испускается по направлению к коже субъекта. Непрозрачная область маркера может рассматриваться как световой экран на вершине светоизлучающей области маркера или участок маркера, который, по меньшей мере, блокирует свет с длиной волны, или длинами волн, испускаемых светоизлучающей областью маркера, или областями. Свет, непосредственно исходящий из светоизлучающей области маркера может быть намного более интенсивным, чем свет, отраженный от кожи субъекта. Таким образом, в процессе регистрации могут возникать проблемы с динамическим диапазоном детектора или проблемы с эффектами утечки от одного пикселя детектора в соседний пиксель, если непрозрачная область маркера не используется. Кроме того, непрозрачная область маркера может быть использована для разделения областей маркера для эмиссии или для пропускания света для различных длин волн.

В дополнительном варианте реализации, маркер содержит опорную область с заданной характеристикой отражения. Эта опорную область может быть использована для калибровки, поскольку характеристику отражения для заданного диапазона длин волн известна. В частности, когда используется дополнительный источник света для освещения маркера и дополнительный блок управления для управления упомянутым источником света, опорная область может служить для регулировки чувствительности детектора и/или для регулировки интенсивности и/или спектра источника света. Маркер может также содержать больше чем одну опорную область, причем каждая опорная область имеет отличающуюся характеристику отражения. Например, красная опорная область используется для определения оптической интенсивности в красной спектральной области, затем как опорная область, которая отражает свет в инфракрасном спектре, используется для определения оптической интенсивность в инфракрасной спектральной области. На основании этих измерений может быть отрегулирована чувствительность блока регистрации. Альтернативно, регулируется время измерения, чтобы достигнуть достаточно хорошего отношения сигнал-шум.

Кроме того, опорная область может быть использована для определения каких-либо временных или спектральных возмущений окружающего света и/или искусственного источника света, например, медленных изменений в течение дня или систематических воздействий, например, нежелательного мерцания с частотой 50/60 Герц или широтно-импульсной модуляции источника света. Измеренная интенсивность от первой и/или второй области маркера может быть скорректирована для таких возмущений.

В еще одном варианте реализации, маркер дополнительно содержит графический рисунок. Предпочтительно, графический рисунок имеет высокий контраст изображения, например, это черно-белый рисунок. Альтернативно, графический рисунок содержит различные цвета, которые можно ясно различить. Предпочтительно, графический рисунок оптимизирован, чтобы быть машинно-читаемым, такой как штриховой код, матричный штриховой код, алфавитно-цифровые символы, QR-код или подобное. Для регистрации способами обработки изображения, проще регистрировать определенный графический рисунок в наблюдаемом месте, чем анализировать неопределенные признаки изображения. Возможно так, что, графический рисунок представляет собой машинно-читаемый код, который хранит информацию, такую как идентификатор пациента, чтобы приписать измеренную информацию о показателях жизнедеятельности пациенту или части тела пациента. Закодированная информация может дополнительно содержать данные конфигурации для конфигурирования системы для определения информации о показателях жизнедеятельности, например, необходимую чувствительность, или информацию об измеряемой информации о показателях жизнедеятельности. Альтернативно, графический рисунок предоставляет информацию о местоположении обследуемой области для определения информации о показателях жизнедеятельности, например, местоположение относительно местоположения маркера. Расположение области маркера, а также размера и/или формы маркера, может также рассматриваться как графический рисунок. Кроме того, графический рисунок может быть также сделан флуоресцентным или люминесцентным, чтобы сделать его читаемым в неосвещенной среде.

В дополнительном варианте реализации маркера в соответствии с настоящим изобретением, эмиссия света активизируется химической реакцией. Эмиссия света люминесценцией вследствие химической реакции также обозначается как хемилюминесценция. Это может быть, например, достигнуто ламинированием. В этом примере маркер содержит отдельные части или слои, которые произведены и ориентированы независимо и затем прикреплены или склеены друг с другом непосредственно перед использованием. Каждая из отдельных частей содержит одно из веществ, которые затем реагируют друг с другом для испускания света посредством люминесценции. Как только вещества входят в контакт физически, начинается реакция.

В дополнительном примере, по меньшей мере, одно из веществ представляет собой компонент чернил, которые печатаются на маркере, как только эмиссия света от маркера необходима. Маркер содержит несущий материал, который содержит второй компонент, необходимый для реакции люминесценции. Подход печати также работает для двух различных чернил, содержащих каждое из веществ для химической реакции, которые затем смешиваются в процессе печати.

В дополнительном примере, маркер представляет собой первый основной компонент, тогда как второй компонент содержится в текучей среде. Реакция начинается, как только текучая среда попадает на поверхность маркера, например, распылением или нанесением текучей среды на нее.

В предпочтительном варианте реализации изобретения, маркер содержит несущий слой для обеспечения механической стабильности маркера, светоизлучающий слой, содержащий флуоресцентные и/или люминесцентные пигменты для испускания света по направлению к коже субъекта, и прикрепляющий слой, содержащий адгезив для прикрепления маркера к субъекту. В целом, несущий слой можно рассматривать как элемент, который обеспечивает механическую стабильность маркера. Например, несущий элемент может быть выполнен из материала группы материалов, содержащих бумагу, ткань, каучук или дополнительные материалы, в частности, материалы, используемые для пластырей в медицинских применениях. Предпочтительно то, что, адгезив представляет собой биологически совместимый адгезив, в частности, для медицинских применений.

В альтернативном варианте реализации, светоизлучающий маркер непосредственно прикладывается к коже субъекта. Например, тип краски, чернил или красителя, или в целом текучая среда или жидкость, которые содержат светоизлучающее вещество, непосредственно наносятся на кожу субъекта, чтобы сформировать область маркера для испускания света по направлению к коже субъекта, так, что не требуется дополнительная механическая стабилизация. Кожа субъекта обеспечивает необходимую механическую стабилизацию. В этом контексте, средство прикрепления относится к несущей текучей среде, которая содержит светоизлучающее вещество.

В объекте настоящего изобретения, представляется аппликатор для нанесения маркера, как описано выше, на кожу субъекта. Аппликатор используется для нанесения светоизлучающего маркера непосредственно на кожу субъекта. Например, имеется аппликатор типа авторучки или тестового маркера, который содержит несущую текучую среду и светоизлучающее вещество. Альтернативно, аппликатор представляет собой штамп для штамповки или резину, печатающую вещество для области маркера для испускания света по направлению к коже субъекта непосредственно на коже субъекта. Возможно так, что эмиссия света активизируется химической реакцией, когда маркер нанесен на кожу субъекта. Альтернативно, двое чернил с компонентами для люминесцентной реакции приводятся в контакт на коже субъекта резиной, печатающей их одни поверх других.

Контекст настоящего изобретения - это система для определения информации о показателях жизнедеятельности субъекта, содержащая маркер как описано выше, блок регистрации и аналитический блок.

Используемый здесь термин «блок регистрации» относится к устройству для регистрации электромагнитного излучения. Оно сконфигурировано для регистрации излучения, испускаемого маркером по направлению к коже субъекта и отраженного от кожи субъекта. Следовательно, свет, который проник в кожную ткань субъекта и отражен из нее, может быть зарегистрирован. Это отраженное излучение содержит представляющую интерес информацию о показателе жизнедеятельности. В предпочтительном варианте реализации, блок регистрации – это камера с датчиком изображения, таким как датчик изображения ПЗС или КМОП, который содержит матрицу светочувствительных пикселей. Выход блока регистрации обозначается как данные излучения. Например, данные излучения представляют собой ряд изображений во времени, таким образом, видео поток. Камера может быть монохромной или цветной камерой.

Принятое излучение, в частности, излучение, принятое от окружения области маркера для испускания света по направлению к коже субъекта, и также от любой возможной области пропускания, содержит свет, который проникает в кожу и отражается внутри ткани. Это принятое излучение имеет изменяющуюся во времени интенсивность вследствие изменяющегося во времени поглощения и/или пропускания света внутри ткани.

Возможно так, что система дополнительно содержит источник света. Источник света может быть с длиной волны, которая оценивается в определении информации о показателях жизнедеятельности субъекта и/или с длиной волны, в частности, с длиной волны невидимого света, которая затем преобразуется в желаемую для измерения длину волны посредством флуоресцентных пигментов области маркера для испускания света по направлению к коже субъекта. Кроме того, возможно, чтобы система содержала блок управления для управления интенсивностью света так, чтобы блок регистрации мог работать в своей оптимальной рабочей точке, в частности, так, чтобы, например, шум или эффекты насыщения не мешали измерению.

Аналитический блок сконфигурирован для определения информации о показателях жизнедеятельности субъекта из зарегистрированного излучения, отраженного от кожи субъекта. Аналитический блок принимает данные излучения от блока регистрации. Для определения частоты сердцебиений субъекта достаточно оценить изменяющееся во времени излучение, принятое на единственной длине волны. Однако, для определения концентрации вещества, например, для определения насыщенности крови кислородом, или уровня глюкозы, требуется анализ излучения на различных длинах волн.

В еще одном варианте реализации, система дополнительно содержит блок обработки изображения для идентификации маркера в регистрируемом излучении. Блок обработки изображения представляет собой дополнительный элемент, который располагается между блоком регистрации и аналитическим блоком. Блок обработки изображения принимает данные излучения, например, видео поток, от блока регистрации. Блок обработки изображения содержит средство обработки изображения для идентификации маркера в принятых данных излучения. Например, маркер имеет специфические признаки, которые могут быть идентифицированы в изображении видео потока. Способы анализа, известные из технологии обработки изображений и видео анализа, могут быть применены. Блок обработки изображения может предоставить на аналитический блок обработанные данные излучения, которые содержат информацию о местоположении маркера в данных излучения. В частности, в темноте, излучение, вызванное светоизлучающим маркером, может быть легко идентифицировано. Например, блок обработки изображения идентифицирует пиксель, или группу пикселей, которые отображают участки датчика изображения, который принял свет от маркера или отраженный свет от окружения маркера. Возможно так, что, блок обработки изображения включен в аналитический блок.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти и другие объекты изобретения будут очевидны из пояснений в отношении описанного ниже варианта (-ов) реализации. На нижеследующих чертежах:

Фиг. 1 изображает примерный вариант реализации системы для определения информации о показателях жизнедеятельности субъекта в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 2a- виду сбоку первого варианта реализации маркера;

Фиг. 2b - вид сверху первого варианта реализации маркера;

Фиг. 3a - вид сверху второго варианта реализации маркера;

Фиг. 3b - виду снизу второго варианта реализации маркера;

Фиг. 4 - вид сбоку третьего варианта реализации маркера;

Фиг. 5 - определение информации о показателях жизнедеятельности с системой в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг. 6 - вид сбоку четвертого варианта реализации маркера;

Фиг. 7 - вид сбоку пятого варианта реализации маркера;

Фиг. 8a - вид сверху шестого варианта реализации маркера;

Фиг. 8b - виду снизу шестого варианта реализации маркера;

Фиг. 9a - вид сверху седьмого варианта реализации маркера;

Фиг. 9b - виду снизу седьмого варианта реализации маркера.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг. 1 показан примерный вариант реализации системы 1 для определения информации о показателях жизнедеятельности субъекта, которая содержит маркер 10 и устройство 13 для использования с упомянутым маркером. Маркер 10 содержит область 11 маркера для испускания света по направлению к коже субъекта. Свет испускается по направлению к коже субъекта для определения информации о показателях жизнедеятельности из отраженного света. Устройство 13 для использования с маркером 10 содержит блок 2 регистрации и аналитический блок 6 как основные компоненты. В этом примере, система для определения информации о показателях жизнедеятельности субъекта используется в клинической установке, где субъект 100 находится в постели 103.

Блок 2 регистрации приспособлен для регистрации излучения, испускаемого маркером 10 по направлению к коже субъекта 100 и отраженного от кожи субъекта 100. Иначе говоря, свет испускается маркером 10 по направлению к коже субъекта, где, по меньшей мере, часть его отражается. Отраженный свет затем регистрируется блоком 2 регистрации. В этом примере, блок 2 регистрации соединен с дополнительным блоком 4 обработки изображения. Блок 2 регистрации предоставляет данные 3 излучения, которые отображают зарегистрированное излучение в блок 4 обработки изображения в форме видео потока. Блок 4 обработки изображения идентифицирует маркер 10 в данных 3 излучения. Блок 4 обработки изображения, в свою очередь, соединен с аналитическим блоком 6. Блок 4 обработки изображения предоставляет предварительно обработанные данные 5 излучения на аналитический блок 6. Предварительно обработанные данные 5 излучения в этом примере содержат информацию о том, какая область изображений видео потока в данных 3 излучения изображает маркер 10 и окружение маркера 10. Аналитический блок 6, в свою очередь, определяет информацию 7 о показателях жизнедеятельности субъекта из изменяющейся во времени интенсивности излучения, принятого от окружения маркера 10, то есть, той области кожи, откуда отражается свет, испущенный маркером по направлению к коже. В этом примере с единственной областью маркера, информация о показателе жизнедеятельности содержит частоту сердечных сокращений.

Блок 4 обработки изображения для идентификации маркера 10 может также быть включен в аналитический блок 6. Альтернативно, данные 3 излучения непосредственно предоставляются на аналитический блок 6. В этом случае, маркер 10 может быть определен ручным выбором маркера 10 и окружающей области в изображениях видео потока. Альтернативно, субъект 100 с маркером 10 располагается в заданном положении в пределах поля блока 2 регистрации так, что маркер 10 располагается в заданном положении. Однако, автоматизированная идентификация маркера 10 в данных 3 излучения блоком 4 обработки изображения предпочтительна.

В показанном примере, маркер 10 непосредственно накладывается на открытую кожу лба 101 субъекта 100. Альтернативный маркер 10’ располагается в левом предплечье 102 субъекта 100. Размер и форма маркера 10, 10’ могут быть приспособлены в зависимости от анатомического местоположения.

Маркер 10 на лбу 101 субъекта 100 дополнительно содержит область 12 пропускания для пропускания света. Таким образом, свет, отраженный от ткани субъекта в области 12 пропускания также может быть зарегистрирован блоком 2 регистрации и оценен аналитическим блоком 6.

В системе в соответствии с техникой предшествующего уровня, место освещается источником излучения, например, солнечным светом 7a, или искусственным источником света 7b. Источник 7a, 7b излучения прямо или косвенно испускает излучение 8a, 8b по направлению к субъекту 100.

С системой 1 в соответствии с настоящим изобретением, такие источники 7a, 7b света более не требуются; по меньшей мере, источники излучения не содержат длины волн, которые требуются для определенных измерений показателя жизнедеятельности. Для случая, когда маркер 10 содержит люминесцентные пигменты для испускания света по направлению к коже субъекта, окружающие источники света вовсе не необходимы. Для случая, когда маркер 10 содержит флуоресцентные пигменты для испускания света по направлению к коже субъекта 100, могут быть ослаблены требования относительно спектра окружающего света. Также возможно использовать дополнительный системный источник света 7c, который испускает излучение 8c в направлении к субъекту. Предпочтительно то, что, излучение 8c, испускаемое системным источником света, освещает измеряемую сторону невидимым светом в ультрафиолетовой или инфракрасной спектральной области. Тем самым, субъект 100 оказывается не потревоженным, например, в течение ночи. Флуоресцентные пигменты преобразовывают энергию от поглощенного света 8c до определенной длины волны, необходимой для измерения показателя жизнедеятельности.

Дополнительный блок 9 управления приспособлен для управления чувствительностью блока 2 регистрации и/или для управления интенсивностью дополнительного системного источника света 7c. Поскольку динамический диапазон детектора или датчика изображения, который используется как блок 2 регистрации, ограничен, заслонки и/или электронные затворы, возможно придется регулировать в соответствии с ситуацией освещения наблюдаемого места. Системный источник света 7c может быть частью контура управления для установки оптимальной рабочей точки датчика изображения и блока 2 регистрации. Оптимальный в этом контексте относится к выходному сигналу без отсечки, отсутствию насыщения отдельных детекторов датчиков изображения и к хорошему отношению си