[發(fā)明專利]一種基于微波感知的心率監(jiān)測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910594524.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-03
• 公開（公告）號(hào): CN110327029B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊玉勇;彭志科;李松旭;王冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/024
• 分類號(hào): A61B5/024;A61B5/113;A61B5/00
• 代理公司: 上海旭誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種基于微波感知的心率監(jiān)測(cè)方法，具體包括以下步驟：

步驟1、提取胸壁起伏運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間序列；

步驟2、對(duì)所述胸壁起伏運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間序列進(jìn)行平滑濾波預(yù)處理，然后進(jìn)行一階和二階微分運(yùn)算，得到一階和二階微分時(shí)間序列；

步驟3、采用帶通濾波器對(duì)所述一階和二階微分時(shí)間序列進(jìn)行帶通濾波處理，得到濾波后的一階和二階微分時(shí)間序列；

步驟4、從所述濾波后的一階和二階微分時(shí)間序列中篩選出最佳微分時(shí)間序列；

步驟4中，篩選所述最佳微分時(shí)間序列的方法步驟包括：

4.1、對(duì)所述帶通濾波后的二階微分時(shí)間序列x″(i)做傅里葉變換，得到其幅頻譜；

4.2、對(duì)所述幅頻譜，取步驟3中所述帶通濾波器通帶頻段范圍的幅頻段，并提取所述幅頻段的最大值與平均值；

4.3、所述幅頻段的最大值與平均值的比值，如果所述比值大于閾值，則選擇所述濾波后的二階微分時(shí)間序作為所述最佳微分時(shí)間序列，否則，則選擇所述濾波后的一階微分時(shí)間序列為所述最佳微分時(shí)間序列；

步驟5、對(duì)所述最佳微分時(shí)間序列進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算，得到自相關(guān)函數(shù)序列；

步驟6、對(duì)所述自相關(guān)函數(shù)序列進(jìn)行極大值搜索，提取極大值點(diǎn)中的極大值取最大所對(duì)應(yīng)的索引m，得到心跳頻率f_h。

2.如權(quán)利要求1所述的基于微波感知的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟1中，所述位移時(shí)間序列是胸壁起伏運(yùn)動(dòng)位移x(t)的離散時(shí)間序列，x(t)通過以下公式求取：

其中，t為時(shí)間；λ為載波波長(zhǎng)；θ(t)為基帶信號(hào)在t時(shí)刻的相位；

位移時(shí)間序列x(i)為t＝iΔt時(shí)刻x(t)的離散數(shù)值，Δt為采樣間隔時(shí)間。

3.如權(quán)利要求1所述的基于微波感知的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟2中，一階微分時(shí)間序列x′(i)和所述二階微分時(shí)間序列x″(i)，其第i個(gè)元素x′(i)和x″(i)具體分別滿足如下公式：

其中，x′(i)為所述一階微分時(shí)間序列中的第i個(gè)元素；x″(i)為所述二階微分時(shí)間序列中的第i個(gè)元素；x(i)為所述位移時(shí)間序列中第i個(gè)元素；Δt為采樣間隔時(shí)間。

4.如權(quán)利要求1所述的基于微波感知的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟3中，所述帶通濾波器的頻段范圍為0.8-6Hz。

5.如權(quán)利要求1所述的基于微波感知的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，所述閾值為6。

6.如權(quán)利要求1所述的基于微波感知的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟5中，對(duì)所述最佳微分時(shí)間序列進(jìn)行滑動(dòng)窗處理，對(duì)每個(gè)滑動(dòng)窗的微分時(shí)間序列都進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算。

7.如權(quán)利要求1所述的基于微波感知的心率監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟6中所述心跳頻率f_h的計(jì)算方法滿足如下公式：

其中，f_h為所述心跳頻率；m為所述索引；Δt為采樣間隔時(shí)間。