[發明專利]一種基于多分辨率信號的心跳和呼吸檢測方法

有效

• 申請號: 202110056721.4
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112890795B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 章其波;魏鵬輝
• 申請（專利權）人: 寧波善德電子集團有限公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024
• 代理公司: 上海牧信專利代理事務所(普通合伙) 31416
• 代理人: 馬俊

1.一種基于多分辨率信號的心跳檢測方法，其特征在于，包括如下步驟:

S1、獲取N個心跳信號，得出每個心跳信號Sig對應的信號樣點

Sig_DCR＝Sig-mean(∑Sig),

其中，mean(∑Sig)表示N個心跳信號求和之后的平均值；

S2、對N個信號樣點Sig_DCR采用Db10分析小波進行一級濾波，分別得到

低通信號a＝Sig_DCR*h，

高通信號d＝Sig_DCR*g，

其中h代表低通濾波器，g代表高通濾波器，*表示卷積；

在濾波之后，低通信號a和高通信號d下采樣到原來樣點的一半，即

(u↓2)[k]＝u[2k]

上式中，↓表示下采樣，(u↓2)即表示對信號u進行去半下采樣，亦即，上式給出了對低通信號a和高通信號d的去半下采樣方法。這樣，A1來自(a↓2)[k]，而D1來自(d↓2)[k]；上式中的k和2k為采樣點索引，即如果采樣點u有N個，那么u[2k]為其偶數位置的采樣點，k＝0,1,2,…,(N+1)/2；

這樣就完成了一級分解得到A1和D1，對A1重復該濾波過程得到A2和D2；依次重復可以得在最低級別的近似系數A10以及細節系數D1-D10；在小波分解過程結束時得到的信號可以表示為：

[A10，D10，D9，D8，D7，D6，D5，D4，D3，D2，D1]；

舍棄其中的D1到D4的系數，以及A10和D10的系數后，余下的信號可以表示為：[D9，D8，D7，D6，D5]，即只保留細節信號D5-D9；

S3、對D5子帶進行系數的軟閾值化，軟閾值化的閾值取T＝300，軟閾值化后的D5子帶s＇有如下公式：

其中s∈D5，即s為D5子帶中的一個元素；

S4、對軟閾值化后的D5子帶s＇取平方獲得數據s＇＇＝(s＇)2；

對s＇＇進一步做10級的離散小波變換分解，其分解過程和步驟S2相同；

S5、把s＇＇經步驟S4分解后相應的D1-D5子帶去掉，得到一個參考窗口Rref，參考窗口Rref的選取參照每分鐘的心跳次數在50-150之間，因此Rref要保證包含1次心跳的數據量，以采樣的頻率500Hz為例，Rref取200個樣點；

S6、在每個參考窗口Rref中尋找峰值，一旦峰值超過了閾值T_window，則該峰值對應于心跳，其中閾值T_window由以下公式確定：

由此可得出，對1分鐘內的信號檢測出與心跳對應的峰值，就可以得到每分鐘內的心率。

2.如權利要求1所述的一種基于多分辨率信號的心跳檢測方法，其特征在于，步驟S1中獲取N個心跳信號可通過心跳傳感器獲取。