[發明專利]心率監測器

無效

• 申請號: 201110424362.X
• 申請日: 2011-12-13
• 公開（公告）號: CN103156591A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 詹姆斯·布赫海姆;阿恩·亨尼格
• 申請（專利權）人: 史考契工業公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 姜燕;邢雪紅

技術領域

本公開大致涉及健康監測系統及方法，尤其涉及在各種運動(exercise)情況下對心率的監測。

背景技術

脈搏是心臟跳動的速率，以每分鐘跳動數(bpm)來度量(measure)。基礎(basil)脈搏是在休息時測量的脈搏。在進行體育活動期間測量的脈搏通常高于基礎(basil)脈搏，在體力消耗期間脈搏加快是對心臟效率響應于供血需求的度量。

根據運動是否旨在維持健康、保持/減輕體重、或訓練心血管等，參加體育活動的人經常希望通過脈搏測量來監測心率以監測和/或調節用力(exertion)程度。

手動測量脈搏的標準方法是向動脈接近于表層的皮膚處(例如，在手腕、脖子、太陽穴部位、腹股溝、膝蓋后部或腳面)施加輕微的壓力。然而，在運動期間這樣測量脈搏通常是不可行的。因此，許多裝置提供使用以某種方式連附到身體的多種傳感器中的任意一種來進行的脈搏測量。常見的是將連附到手腕、胸部、腳踝以及上臂的監測器優選地布置在接近皮膚的動脈上方。測量方法可能涉及皮膚接觸電極。

現有的無線心率監測器由胸帶傳感器-發射器和腕表式接收器組成。在運動期間，胸帶傳感器必須圍繞胸部來佩戴。它有兩個電極，這兩個電極與皮膚持續接觸，以檢測來自心臟的電性活動(electrical?activity)。一旦胸帶傳感器-發射器已經捕捉到心臟信號，則它將該信息以無線方式持續地傳輸至腕表。然后，計算每分鐘心跳數并將其數值顯示在腕表上。

根據胸帶傳感器-發射器向腕表傳輸信息所采用的無線技術，無線心率監測器還可以進一步細分為數字式和模擬式。帶有模擬胸帶傳感器-發射器的無線心率監測器是一種普遍類型的心率監測器。然而，如果有其他模擬心率監測器用戶在附近運動，則可能會有信號干擾(串擾)。如果發生這種事情的話，腕表就可能無法準確地顯示佩戴者的心率。

一種模擬胸帶傳感器-發射器傳輸編碼后的模擬無線信號。編碼后的模擬傳輸用于在保持與遠端心率監測器設備的交互能力的同時減輕(但不是完全消除)串擾程度。

數字式胸帶傳感器-發射器消除了當另外的心率監測器用戶靠近時的串擾問題。基于其本質特性，數字式胸帶傳感器發射器被設計為只能與它自己的接收器(例如腕表)交流。

無帶式心率監測器是腕表式裝置，由于其便利性及兼具計時特征，該腕表式裝置可能是參加體育訓練的用戶的優選裝置。在某些情況下，用戶需要按壓裝置表面上的導電觸點來激活基于指尖處電性感測的脈搏測量序列。然而，這可能需要用戶中斷體育活動，而且不能一直提供“進行中(in-process)”的測量，因此，可能無法在持續用力期間對心率進行準確確定。

有兩種子類型的無帶式心率監測器。第一類型的監測器通過檢測電脈沖來測量心率。有些腕表式裝置具有位于裝置底面與皮膚直接接觸的電極。這些監測器是精確的(經常稱為ECG或EKG精確性)，然而可能更為昂貴。第二種類型的監測器通過使用光學傳感器檢測經過皮膚附近小血管的脈搏來測量心率。這些基于光學傳感器的監測器沒有ECG類型的監測器準確，但是可能相對比較便宜。

也可以使用與脈搏血氧相關的光學感測。心率傳感器的布置和顯示可以與上述裝置類似。測量方法是基于照射皮膚表層并且在脈搏周期期間對皮下紅血球密度變化敏感的光的反向散射(backscatter)強度。傳感器的位移可能帶來混淆信號的噪聲。

補償和消除運動期間由于光學脈搏傳感器相對于皮膚的位移引起的噪聲給脈搏監測裝置帶來額外的硬件和信號處理負擔。補償和消除混淆實際脈搏的噪聲并提供用戶友好型裝置(例如不需要胸部或腳踝傳感器或不需要設置于動脈上方)的信號處理設備和方法將是有利的，并且更便于進行體育訓練。

發明內容