[发明专利]心率测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及心率检测技术领域，具体涉及一种心率测量方法及装置。

背景技术

人们对自身身体病变的发现，传统的方法只能是通过自身的感受以及他人的察觉去发现，速度慢且不能掌握近期的身体状况，使人们的生命面临较大的威胁。心脏活动是人重要生命体征之一，人的心率数据可以反映人身体的多项功能指标，所以长期的心率数据可以反映个人的身体状况。目前市场上有较多心率测量的智能穿戴产品。由于可穿戴设备在人体进行运动时，其与人体的接触距离会发生变化，甚至存在短时间的接触不良、或者外来电磁干扰源导致的信号干扰所引起的原始数字信号序列污染，而计算出错误的心律信息，这些错误的心律信息严重地失去了它本来应有的意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有心率测量装置和方法存在测量误差的问题，提供一种心率测量方法及装置。

为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

心率测量方法，包括如下步骤：

步骤1、利用心率传感器按信号采集周期采集心率数据，得到表征心律特征的原始数字信号序列；

步骤2、将原始数字信号序列通过卡尔曼滤波器去捕捉到该原始数字信号序列的每个上升沿和下降沿，由此获得原始脉冲序列；

步骤3、对原始脉冲序列进行时钟特征提取，即当检测到一个心率脉冲后，记录第一个脉冲出现的时间t₁，并从时间t₁向前估算下一心率脉冲将出现的时间段t₁～t₁+Δt；

步骤4、当下一心率脉冲出现在所估算的时间段t₁～t₁+Δt内时，记录第二个脉冲出现的时间t₂，并从时间t₂向前估算下一心率脉冲将出现的时间段；

步骤5、循环步骤3或4的记录过程，当下一心率脉冲出现在所估算的时间段t_n-1～t_n-1+Δt内时，记录第二个脉冲出现的时间t_n；

步骤6、利用所记录的n个脉冲出现的时间，计算初步心率值f_osc，即

步骤7、根据初步心率值f_osc预测下一心率脉冲将要出现的时间点；当下一心率脉冲出现时，判断此心率脉冲的出现时间是否落在所预测的时间点上；

步骤8、重复步骤7的循环判断过程，

如果在预定的次数范围内，每个心率脉冲的出现时间均落在所预测的时间点上时，则认定初步心率值f_osc为本周期的真实心率值，并开始下一次心率测量周期；

如果在预定的次数范围内，出现至少1个心率脉冲的出现时间均落在所预测的时间点外时，则适当增加循环判断的次数；

若附加的循环判断中，每个心率脉冲的出现时间均落在所预测的时间点上时，则也认定初步心率值f_osc为本周期的真实心率值，并开始下一次心率测量周期；

若附加的循环判断中，出现至少1个心率脉冲的出现时间均落在所预测的时间点外时，则结束本周期的心率测量，同时重新开始下一次心率测量周期。

上述步骤3-5中,时间间隔Δt的取值范围介于0.375秒～1.5秒。

上述步骤3-5中,如果没有在所估算的时间段内出现相应的心率脉冲，则结束本周期的心率测量，同时重新开始下一次心率测量周期。

实现上述方法的心率测量装置，包括心率传感器、ADC转换模块和MCU主控模块；心率传感器的输出端连接到ADC转换模块的输入端，ADC转换模块通过总线与MCU主控模块的输入端相连；心率传感器测量人的心率信号，其输出为模拟电压量的心率数据；ADC转换模块将模拟电压量的心率数据转换为数字量的心率数据；MCU主控模块运用权利要求1所述的算法从心率数据中提取出心率值。

上述心率测量装置还进一步包括通信模块；该通信模块与MCU主控模块相连；通信模块实现与外部扩展设备的通信，并将心率值向外部扩展设备发送。

上述方案中，所述通信模块为串口蓝牙通信模块。

上述方案中，外部扩展设备为手机、平板电脑或计算机。

上述心率测量装置还进一步包括显示器，该显示器与MCU主控模块相连；显示器将心率值进行显示。