[發明專利]估計心率的方法和對應系統

有效

• 申請號: 201811230190.0
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN109381175B
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: S·塞維尼
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

本公開的實施例涉及估計心率的方法和對應系統。使用例如用戶手腕的身體器官上的光電容積脈搏波估計心率的方法包括：光學地從所述身體器官獲取心搏信號；獲取表示所述身體器官的加速的加速信號；選擇獲取的心搏信號和加速信號的數據塊；通過加速信號補償所述心搏信號；基于所述補償心搏信號計算心率值。

本申請是申請日為2015年6月8日、國家申請號為201510311911.0、發明名稱為“估計心率的方法和對應系統”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于估計心率的技術。

各個實施例可以在健身/健康應用中應用于例如可佩戴(尤其是手腕可佩戴)設備，用于連續地監控心率。

背景技術

在估計對象的心率的方法中，一種最常用的方法使用光學裝置來基于光電容積脈搏波(PPG)檢測心搏來估計心率。光電容積脈搏波包括光學地獲取器官的容積測量值(容積描記圖)。通常通過使用照射皮膚并測量光吸收的變化的脈搏血氧計來獲取血管容積圖。傳統的脈搏血氧計監控血液灌注到皮膚的真皮和皮下組織。

歷史上，PPG在醫療應用中首先利用指夾使用。后來的PPG也被用在手腕、手臂、前臂上以使其適合于健康應用。

PPG技術通常能夠容易估計休息時的心率。然而，在運動條件下，PPG信號被非常低的SNR(信噪比)和SIR(信號干擾比)所影響。在這種具體條件下，SNR是指心率(例如，表示心率的信號S)與所有其他信號(例如，噪聲N)的比率。其可以通過使對象佩戴有氧運動頻率計和PPG設備來測量。與有氧運動頻率計測量的有氧運動頻率最接近的由PPG設備測量的頻率分量(峰值)的功率是信號S。總功率T為T＝(S+N)。因此，對于SNR，其為S/N＝S/(T-S)。作為信號S相對于I(最強非有氧運動頻率分量的功率)的比率來獲取SIR值。

有時通過已知的頻域技術或時域技術(包括自適應濾波技術)處理PPG信號得到較差的性能。

因此，影響PPG的問題是較強的運動偽差，由于運動偽差而導致較低的SNR、較低SIR，由于運動導致所檢測信號中的尖峰。

在本領域已知的狀態下，為了補償上述運動對SNR和SIR的影響和信號檢測的其他方面，為了光學地從身體器官獲取心率信號，獲取表示這種身體器官的加速的加速信號，選擇所述獲取的心率信號和加速信號的數據塊，在時域中通過加速信號補償心率信號。

類似于現有技術描述的以下公開用于減少偽差：

Yuta Kuboyama，“Motion Artifact Cancellation for WearablePhotoplethismography Sensor”，MIT，2009；

K.Ashoka eddy、V.Jagadeesh Kumar，“Motion Artifact Reduction inPhotoplethysmographic Signals using Singular Value Decomposition”，儀器和測量技術會議，波蘭，2007年5月1-3日；

H.Han、M.Kim、J.Kim，“Development of real-time motion artifact reductionalgorithm for a wearable photoplethismography”，Proceedings of the 29th AnnualInternational Conference of the IEEE EMBS CitèInternationale，法國里昂，2007年8月23-26日；