[發(fā)明專利]基于GPS與心率結(jié)合的運(yùn)動狀態(tài)監(jiān)測方法

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• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN111297340A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉東昌;趙麗麗;王家棟
• 申請（專利權(quán)）人: 中網(wǎng)聯(lián)金樂盟科技（北京）有限公司;中科愛思（天津）科技有限公司
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205;A61B5/11;A61B5/00;G01S19/19;A61B5/0402
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 王利文

本發(fā)明涉及一種基于GPS與心率結(jié)合的運(yùn)動狀態(tài)監(jiān)測方法，其技術(shù)特點(diǎn)是：心電采集處理模塊通過電極采集人體心電信號，經(jīng)過模擬信號處理后輸出至數(shù)字部分；心電采集處理模塊的數(shù)字部分進(jìn)行心率值計(jì)算；將心率值與GPS定位模塊獲得的定位信息相結(jié)合，使佩戴者的運(yùn)動軌跡呈現(xiàn)在地圖上，當(dāng)心值率出現(xiàn)異常情時自動報警。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，其將GPS定位與心率結(jié)合在一起實(shí)時監(jiān)測佩戴者的運(yùn)動狀態(tài)和身體狀態(tài)，可以將佩戴者的運(yùn)動軌跡呈現(xiàn)在地圖上，當(dāng)佩戴者心進(jìn)入偏僻區(qū)域或者不常活動的區(qū)域時，結(jié)合使用者當(dāng)時的心率，實(shí)現(xiàn)自動報警功能，可廣泛用于人體運(yùn)動狀態(tài)監(jiān)測。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于心率測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種基于GPS與心率結(jié)合的運(yùn)動狀態(tài)監(jiān)測方法。

背景技術(shù)

心電監(jiān)護(hù)的歷史可以追溯到上世紀(jì)初。1903年，“心電圖之父”荷蘭教授Einthoven通過1500米的電纜線，記錄了世界上第一份完整人體心電圖，這在后來被廣泛認(rèn)為是心電監(jiān)護(hù)的雛形。20世紀(jì)中晚期，動態(tài)心電圖(Holter)、床旁心電監(jiān)護(hù)儀先后發(fā)明并在臨床得到應(yīng)用。日常的心臟監(jiān)護(hù)成為保證病人生命安全的重要手段，通過日常監(jiān)護(hù)預(yù)先發(fā)現(xiàn)異常征兆，及時給予救治。心電圖是診斷心臟疾病、評價心臟功能的重要依據(jù)之一。正常情況下，成年人的心率有顯著的個體差異，一般安靜時為60～100次/分。心率可因年齡、性別及其他生理情況而改變。心動過速和過緩都會影響健康，尤其對老人和心臟有問題的人，心率是一個非常重要的參數(shù)，如何有效監(jiān)測其運(yùn)動狀態(tài)及身體狀態(tài)是目前迫切需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于GPS與心率結(jié)合的運(yùn)動狀態(tài)監(jiān)測方法，將心電檢測技術(shù)與GPS相結(jié)合在一起實(shí)現(xiàn)運(yùn)動異常報警功能。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于GPS與心率結(jié)合的運(yùn)動狀態(tài)監(jiān)測方法，包括以下步驟：

步驟1、心電采集處理模塊通過電極采集人體心電信號，經(jīng)過模擬信號處理后輸出至數(shù)字部分；

步驟2、心電采集處理模塊的數(shù)字部分進(jìn)行心率值計(jì)算；

步驟3、將心率值與GPS定位模塊獲得的定位信息相結(jié)合，使佩戴者的運(yùn)動軌跡呈現(xiàn)在地圖上，當(dāng)心值率出現(xiàn)異常情時自動報警。

而且，所述步驟1的具體實(shí)現(xiàn)方法為：心電采集處理模塊的模擬部分通過標(biāo)準(zhǔn)的一次性心電紐扣電極采集人體心電信號，該心電信號經(jīng)導(dǎo)聯(lián)線進(jìn)入到前置放大電路，經(jīng)過一個電壓跟隨器完成心電采集處理模塊的阻抗匹配，再通過低通濾波濾除高頻信號并通過二級放大及電平抬升后輸入至數(shù)字部分。

而且，所述步驟2的具體實(shí)現(xiàn)方法為：心電采集處理模塊的數(shù)字部分采用全相位FFT濾波進(jìn)行心電信號預(yù)處理、采用差分絕對值的QRS波檢測算法進(jìn)行心電特征波形識別、特征提取及心率值計(jì)算。

而且，所述全相位FFT濾波進(jìn)行心電信號預(yù)處理的方法包括以下步驟：

⑴用前窗F＝[f₀f₁···f_N-1]^T對輸入數(shù)據(jù)x(n)進(jìn)行加窗；

⑵用正變換把加窗后的各數(shù)據(jù)矢量變換到頻率域；

⑶在頻率域里用矢量H＝[H₀H₁···H_N-1]^T改變頻率特性；

⑷通過反變換把頻率域的數(shù)據(jù)變換回時域；

⑸用后窗b＝[b₀b₁···b_N-1]^T對反變換后的數(shù)據(jù)向量進(jìn)行加窗，再逐個移位疊加取平均輸出。

而且，所述差分絕對值的QRS波檢測算法進(jìn)行心電特征波形識別、特征提取及心率值計(jì)算的方法包括以下步驟：