[發明專利]實現呼吸頻率測量的系統及方法

在審

• 申請號: 201510519077.4
• 申請日: 2015-08-21
• 公開（公告）號: CN105147293A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發明（設計）人: 姚麗峰
• 申請（專利權）人: 姚麗峰
• 主分類號: A61B5/08
• 分類號: A61B5/08;A61B5/0265;A61B5/0205
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔;鄭暄

技術領域

本發明涉及數據監測領域，尤其涉及呼吸頻率測量技術領域，具體是指一種實現呼吸頻率測量的系統及方法。

背景技術

呼吸作為人體的生命體征之一，對呼吸的監測十分重要。目前常用的監測呼吸狀態的方法有：

1、通過檢測呼吸音響及頻率來評估呼吸狀態，該方法由于對聲音比較敏感，不適合在日常活動中使用，常用于睡眠中的呼吸監測；

2、通過將電容傳感器放在腹部，通過檢測隨腹部運動而變化的電容值來測量呼吸，測量時需要刻意將測量裝置放在腹部，如果長期佩戴，又會引起不適感。

3、如專利CN201410267577.9中，所述光學傳感器是采用血氧傳感器模塊，且通過跟蹤監測血氧飽和度值的長期連續變化，并記錄血氧飽和度值對應的人體呼吸頻率和強度的變化規律，來獲得人體呼吸頻率；且光源選用紅光和紅外光。

發明內容

本發明的目的是克服了上述現有技術的缺點，提供了一種能夠實現通過白光光學照射和血流變化監測得到實時的呼吸頻率、周圍環境變化對測量的影響很小、可以應用于智能手環等智能穿戴設備、具有更廣泛應用范圍的實現呼吸頻率測量的系統及方法。

為了實現上述目的，本發明的實現呼吸頻率測量的系統及方法具有如下構成：

該實現呼吸頻率測量的系統，其主要特點是，所述的系統包括：

血流變化采集模塊，用以使用白色LED燈照射皮膚表面并采集人體心臟跳動引起的血流變化信號；

呼吸波信號獲取模塊，用以從所述的血流波變化信號處理獲取呼吸波信號；

呼吸頻率計算模塊，用以對所述的呼吸波信號進行處理得到呼吸頻率。

較佳地，所述的血流變化采集模塊包括白色LED燈和光學傳感器或攝像頭模組，所述的光學傳感器或攝像頭模組用以采集人體心臟跳動引起的血流變化信號。

較佳地，所述的呼吸波信號獲取模塊包括數字信號轉換單元和信號處理單元，所述的數字信號轉換單元用以將所述的血流變化信號采用A/D轉換器和/或放大器轉換成數字信號，所述的信號處理單元用以將所述的數字信號進行濾波去噪處理得到呼吸波信號。

較佳地，所述的呼吸頻率計算模塊用以對所述的呼吸波信號進行峰值檢測或頻譜分析得到呼吸頻率。

本發明還涉及一種基于所述的系統實現呼吸頻率測量的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟：

(1)所述的血流變化采集模塊使用白色LED燈照射皮膚表面并采集人體心臟跳動引起的血流變化信號；

(2)所述的呼吸波信號獲取模塊從所述的血流波變化信號處理獲取呼吸波信號；

(3)所述的呼吸頻率計算模塊對所述的呼吸波信號進行處理得到呼吸頻率。

較佳地，所述的呼吸波信號獲取模塊包括數字信號轉換單元和信號處理單元，所述的呼吸波信號獲取模塊從所述的血流波變化信號處理獲取呼吸波信號，包括以下步驟：

(2-1)所述的數字信號轉換單元將所述的血流變化信號采用A/D轉換器和/或放大器轉換成數字信號；

(2-2)所述的信號處理單元將所述的數字信號進行濾波去噪處理得到呼吸波信號。

更佳地，所述的信號處理單元將所述的數字信號進行濾波去噪處理得到呼吸波信號，具體為：

所述的信號處理單元對所述的數字信號進行帶通濾波和/或運動補償的處理得到呼吸波信號。

更進一步地，所述的帶通濾波的通帶截止頻率為0.05～0.5Hz。

更進一步地，所述的運動補償為采用三軸加速器計獲取的運動信號進行信號補償。

較佳地，所述的呼吸頻率計算模塊對所述的呼吸波信號進行處理得到呼吸頻率，具體為：

所述的呼吸頻率計算模塊對所述的呼吸波信號進行峰值檢測或頻譜分析得到呼吸頻率。

采用了該發明中的實現呼吸頻率測量的系統及方法，可以將上述功能模塊應用于人體多種適合測量的位置，通過白光光學照射和血流變化監測得到實時的呼吸頻率，周圍環境變化對測量的影響很小，可以應用于智能手環等智能穿戴設備，而不會因為佩戴和測量造成不適，具有更廣泛的應用范圍。

附圖說明

圖1為本發明的實現呼吸頻率測量的方法的流程圖。

具體實施方式

為了能夠更清楚地描述本發明的技術內容，下面結合具體實施例來進行進一步的描述。

本發明實施例提供一種通過光學方法測量呼吸頻率的系統和方法。

其中本發明的實現呼吸頻率測量的系統包括：