[發(fā)明專利]心跳檢測方法和心跳檢測設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780064250.3
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN109843165B
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 松浦伸昭;桑原啟;小笠原隆行;笠原亮一;藤井孝治
• 申請（專利權(quán)）人: 日本電信電話株式會社
• 主分類號: A61B5/349
• 分類號: A61B5/349;A61B5/352;A61B5/0245
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 倪斌

該心跳檢測設(shè)備包括：時間差值計算單元(3)，用于根據(jù)活體的心電圖波形的采樣數(shù)據(jù)串來計算時間差值；指標(biāo)值計算單元(4)，用于基于時間差值來計算用于心跳檢測的指標(biāo)值；閾值設(shè)置單元(5)，確定是否檢測到超過閾值的指標(biāo)值的波峰，當(dāng)連續(xù)檢測到大于或等于預(yù)定數(shù)目的波峰時，基于這些波峰之中最近的預(yù)定數(shù)目的波峰的平均值來計算閾值候選，當(dāng)閾值候選超過閾值界限值時不更新閾值，該閾值界限值基于可能是該活體的心電圖波形的時間差值的差值界限值，以及當(dāng)閾值候選等于或小于閾值界限值時將閾值候選設(shè)置為新閾值；以及心跳時間確定單元(6)，用于當(dāng)檢測到超過閾值的指標(biāo)值的波峰時，將該波峰的采樣時間確定為心跳時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及從心電圖波形提取諸如心跳間隔(R-R間隔)之類的生物信息的技術(shù)，更具體地，涉及用于在實時獲取心電圖波形時檢測心跳的心跳檢測方法和心跳檢測設(shè)備。

背景技術(shù)

利用能夠測量ECG(心電圖)波形的穿戴在身體上的設(shè)備來測量心跳是很有用的，因為這種測量的心跳可以用來在運動中控制訓(xùn)練的負(fù)荷強度，在日常生活中評估自主神經(jīng)功能等等。近年來，研發(fā)了一種帶電極的襯衫式設(shè)備，使得心跳監(jiān)測在各種場景中更容易實現(xiàn)。

作為根據(jù)ECG波形檢測心跳(R波)的一種方法，檢測時間序列中的波峰是一種方便的方法。也即，針對ECG波形的采樣數(shù)據(jù)的時間序列設(shè)置閾值。當(dāng)采樣數(shù)據(jù)超過閾值時，檢測到R波。

當(dāng)不是基于ECG波形本身而是基于通過計算ECG波形的時間差獲得的數(shù)據(jù)串來檢測R波時，可以實現(xiàn)以下優(yōu)勢：(I)抵消了基線中的波動；以及(II)即使由于個體差異等導(dǎo)致S波比R波大，也可以檢測到波峰。

而且，注意到由Q波、R波和S波產(chǎn)生的波峰的寬度幾乎是恒定的，不存在任何個體差異，計算考慮了在波峰前后形成的間隙的指標(biāo)。當(dāng)使用所計算指標(biāo)的時間序列時，可以更準(zhǔn)確地檢測到R波。

當(dāng)例如使用閾值檢測R波時，提出了一種方法，其基于數(shù)據(jù)串前2秒的最大值設(shè)置閾值，以及基于每五次心跳的波峰值的平均值來更新該閾值(例如參見非專利文獻1)。在此方法中，有可能在閾值上反映信號水平的趨勢。

然而，當(dāng)獲取ECG波形時，波形上可能添加了噪聲。尤其是在由被測者身體穿戴的可穿戴設(shè)備中，更可能發(fā)生對ECG波形的干擾。特別是，由于電極的浮動等，不可能由人的心電位產(chǎn)生的、具有非常大振幅的噪聲可能會混進ECG波形中。當(dāng)添加了這種大的噪聲時，閾值可能由于噪聲的影響而跳躍，并且可能檢測不到此后的R波。

為了解決此問題，專利文獻1公開了一種考慮ECG波形中的噪聲對閾值進行優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。

相關(guān)技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利公開No.07-067844

非專利文獻

非專利文獻1：“ECG Implementation on the TMS320C5515DSP MedicalDevelopment Kit(MDK)with the ADS1298ECG-FE(具有ADS1298ECG-FE的TMS320C5515DSP醫(yī)療開發(fā)工具包上的ECG實現(xiàn))”，德州儀器公司，http://www.ti.com/lit/an/sprabj1/sprabj1.pdf，2011

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的問題

如上所述，在現(xiàn)有的心跳檢測方法中，當(dāng)ECG波形上添加了大的噪聲時，閾值可能由于噪聲的影響而跳躍，并且可能檢測不到此后的R波。為了解決此問題，專利文獻1公開了一種對閾值進行優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。

然而，專利文獻1沒有公開用于確定閾值水平是否為合適水平的檢測結(jié)果信息的細節(jié)，因此，在由于混入了大的噪聲而使閾值跳躍時有可能難以對閾值進行優(yōu)化。