[发明专利]一种运动状态下心率的处理方法和监测装置

说明书

技术领域

本发明属于运动负荷的评价方法和装置，具体涉及一种运动状态下心率的处理方法和检测装置。

背景技术

心率是反应运动强度与能量消耗的重要指标之一，可以通过心率表收集运动心率和时间，并推算能量消耗水平，因此，监测运动过程中的心率变化状况是反映运动负荷有效的手段之一，其通常的操作是先将体表不同部位的电信号检测出来，再用放大器加以放大，并用记录器描记下来，就可得到心电图形，然后根据心电图形所反映的R波计算出心率值；因此，心率计算的问题实际上也就是正确识别心电信号中R波的问题。但由于运动过程中，由于运动伪差的干扰，R波存在着大量的误检漏检，因此大多数方法对于心率的提取存在不准确的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种运动状态下心率的处理方法和监测装置，采用该方法和装置，能够准确的识别运动状态下心电信号中R波，并根据R波计算出心率值。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

技术方案一：

一种运动状态下心率的处理方法，包括以下步骤：

步骤一、设定采样频率和缓冲区域的采样时间，所述缓冲区域的采样时间为0.5秒的整数倍，且大于1.5秒，然后采集运动状态下缓冲区域内的心电数字信号；

步骤二、采用巴特沃斯带通滤波器，滤除了心电数字信号中的基线漂移，工频干扰，肌电噪声以及P波和T波，只保留QRS波；

步骤三、采用类方差滤波计算方法继续加强R波的幅值，得到加强后的心电信号；

步骤四、确定区间阀值：首先将缓存区域的采样时间分成N＇个区间，N＇≥3，查找每个区间内的采样点幅值最大值V'_max，将N＇个区间的V'_max进行从小到大的排序，去掉排序末位的值，然后将其余V'_max做一个平均，得到的平均值即为区间阈值Vth；

步骤五、定位R波：在缓冲区域内从前到后依次对每一个采样点的幅值V'_i进行判断，找出高度大于等于区间阈值Vth的第一个采样点，则以第一个采样点为起点，查找向后0.12秒内的最大值点，即峰值点，该峰值点即为缓冲区域内的第一个R波，记录缓冲区域内的第一个R波出现的时间点Tr₁；

步骤六、记录下Tr₁后，并向后跳过一个不应期，然后继续按照步骤五所述步骤查找高度大于等于阀值的下一个采样点，并找出下一个R波出现的时间Tr，直到缓冲区域的尾端为止，最后计算缓冲区域内存在的R波的个数Rcount，以及缓冲区域内最后一个R波出现的时间点Tr_R；

步骤七、确定了所有R波的位置后，计算缓冲区域的实时心率，

其中：HR为实时心率值，Tr_R为缓冲区间内最后一个R波出现的时间点，Tr₁为缓冲区间内第一个R波出现的时间点，R_count为缓冲区域内R波的总个数。

进一步的，所述类方差滤波的计算方法为：采集到的第i个采样点的心电信号幅值为V_i，缓冲区域内总采样点个数N，N≥3，对每个采样点前后取n个采样点进行平均幅值的计算，n≥1；

2n+1个采样点的平均幅值为：V_mean＝(V_i-n+V_i-n+1+V_i-n+2+...+V_i+...+V_i+n)/(2n+1)；

加强后的心电信号幅值为：V'_i＝(V_i-n-V_mean)²+(V_i-n+1-V_mean)²+...+(V_i-V_mean)²+...+(V_i+n-V_mean)²；

进一步的，所述不应期的时间为60秒/200，即0.3秒。

技术方案二：