[發明專利]基于壓電傳感器的心率數據點提取算法

在審

• 申請號: 201711051790.6
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN108030485A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 耿曉楊;張敏
• 申請（專利權）人: 上海大愛城數據服務有限公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;A61B5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于壓電傳感器的心率數據點提取算法，首先對原始數據S進行數據預處理，處理后得到新的優化數據數列A，然后在新數列中提取出局部極值點數列B；通過局部極值點數列B，估算本次采集數據中，相鄰心率數據點之間的平均時間間隔I。然后算法可以根據上述估計的平均間隔I，在局部極值點數列B中進行心率數據點數列C的提取；最后，算法根據人體心率特點及原始數據特點進行心率數據缺失的判定，如果存在缺失，則從數列A中選取數據對數列C進行補全，得到最終的心率數據點數列D；該算法對于具有多信號融合、信號擾動大等特點的壓電傳感器采集心率信號具有良好的提取效果。

技術領域：

本發明涉及生物醫學信號處理領域，尤其是一種基于壓電傳感器的心率數據點提取算法。

背景技術：

心率是指心臟跳動的頻率，心臟每分鐘跳動的次數。心率可因年齡、性別其他生理情況而不同。正常成年人安靜時的心率也存在顯著的個體差異。

現有心率數據點提取算法在采集心跳數據后，根據前面測算的平均心率，調整濾波權值，識別心率峰值點作為心率數據點，這種算法存在如下缺點：1.濾波權值受前面心率計算結果的影響，導致計算誤差隨時間累積，實際應用時表現為平均心率的計算結果與實際值的偏差有概率隨時間越來越大，無法收斂；2.心率峰值識別依賴閾值的合適選取，在采集數據擾動較大時，心率峰值有很大概率不滿足閾值要求，從而識別心率峰值出現缺失，進而導致計算平均心率不準確。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種基于壓電傳感器的心率數據點提取算法，從而克服上述現有技術中的缺陷。

為實現上述目的，本發明提供一種基于壓電傳感器的心率數據點提取算法，其步驟包括：

(1)采集原始數據S，通過對濾波進行二次微分進行預處理，得到優化數列A；

(2)在優化數列A中提取出局部極值點數列B，提取方法為：通過滑動時間窗口，選取出局部極值點，保存局部極值點對應的采集時間、數值、索引關系，構成局部極值點數列B；所述局部極值點的判斷步驟如下：

(2.1)通過設定時間窗口，選取時間窗口內的極值a；

(2.2)然后向后滑動窗口，直至窗口起始位置位于極值a處；

(2.3)再次選取新時間窗口內的極值點b；

(2.4)判斷極值b是否與極值a是同一點；

(2.5)如果是，則保存a的位置及數值信息，進行下一個極值點的提取；

(2.6)如果不是，更新a點至b點，重復2.2-2.4步，直至找到局部極值點；

(3)根據數列B中的數據采集時間，進行本次采樣平均心率間隔I的估算，其步驟如下：

a、求取各相鄰局部極值點的時間間隔數列T；

b、在T中求取項ti與其它各項的加權距離di，計算公式如下：