[發明專利]運動過程中的心電數據分類與健康特征識別方法

在審

• 申請號: 202210114469.2
• 申請日: 2022-01-30
• 公開（公告）號: CN114469123A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 王宏洲;張穩億;周志雄
• 申請（專利權）人: 北京理工大學;首都體育學院
• 主分類號: A61B5/318
• 分類號: A61B5/318;A61B5/346;A61B5/352;A61B5/353;A61B5/36;A61B5/366;A61B5/358;A61B5/355;A61B5/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪

本發明公開了運動過程中的心電數據分類與健康特征識別方法，本發明針對長時間的運動周期設計了短停的心電數據采集方式，根據多個短停時間段內的心電單拍特征計算單個用戶多個運動周期的心電參數向量序列，并計算向量序列的基準線，再根據心電參數向量序列與基準線的距離，通過每一個參數的距離異常百分比來對運動過程中的心電數據分類與健康特征識別，本發明給出了一種基于整個運動周期的心電數據分類和特征識別方法，可以幫助運動健身者實時掌握身體狀態，減少因心臟原因導致的異常情況發生，對全民運動健身過程中的心電數據分類與健康特征識別具有重要意義。

技術領域

本發明屬于運動健康特征識別的技術領域，具體涉及一種運動過程中的心電數據分類與健康特征識別方法。

背景技術

隨著國民經濟水平的大大提高，全面提高國民體質和健康水平的建設也愈發重要，而運動作為一種全民健身的普遍行為，對運動過程中人的生理健康監測是及其有必要的。心電圖可以記錄人類心臟的生物信號活動，反映心臟狀態在不同時刻的變化，依據心電圖診斷心血管疾病也是目前強有效的診療手段之一。對運動過程中的心電數據加以監測與分析，是運動健康特征識別的重要組成部分，也是醫學診斷測量技術領域的一項重點研究內容。

心電信號是一種非平穩的生理性電信號，通過電極從胸腔肢體等人體表皮采集，不可避免地在采集過程中會有許多干擾與噪聲，如工頻干擾、基線漂移、肌電干擾等。而在運動過程中，心電信號的采集更加困難，也包含了更多的噪聲與干擾，此外，處于運動過程的心臟電信號的傳導規律和變化幅度也與靜態下的大有不同。目前運動過程中的心電信號研究主要集中在便攜式心電信號檢測系統裝置、基于運動心電數據的健康特征分析、心電數據的分類以及心電數據的訓練與識別效果等方面。這些研究成果極大地豐富了運動心電方面的研究內容，也給運動健康監測、心血管疾病診斷、心電信號特征分析帶來了眾多新的靈感與方法。

然而現有技術仍存在一些不足之處，部分研究考慮了人體靜態情況下的心電數據，但缺少針對運動狀態下心電數據的判斷標準及分析方法；而有些技術考慮了短時間，乃至單個心拍的數據分析，但缺少對長時間心電數據的分類和特征識別方法；少數技術研究考慮了運動狀態下的心電數據分析方法，主要在濾波方面做了改進，但對整個運動周期內的心電數據特征分類和識別技術缺少針對性的考慮。針對運動過程中的心電數據，本發明提出了相應的分類與健康特征識別方法。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種運動過程中的心電數據分類與健康特征識別方法，能夠解決人體在運動狀態下，長時間運動過程下整個運動周期心電數據的采樣策略，以及數據的分類、特征識別。

實現本發明的技術方案如下：

一種運動過程中的心電數據分類與健康特征識別方法，包括以下步驟：

步驟1：對長時間的運動過程采取短停的心電數據采集策略；

步驟2：根據RR間期計算每個單拍的時長，并劃分得到心電單拍；計算單拍中的特征參數；計算一個短停時段內多個心拍的上述特征，得到一次運動過程的心電參數向量序列；

步驟3：計算多次運動過程的心電參數向量序列；得到該種運動形式下的個人基準線；

步驟4：將新樣本的心電參數向量序列與基準線一起歸一化，計算新樣本的心電參數向量序列與個人基準線的歐式距離；

步驟5：對當前運動過程即新樣本的心電參數向量序列的距離序列中的每一個距離計算距離異常百分比P，根據P的取值判斷當前序列是否異常。

進一步地，步驟1具體為：采取短停的方式，即將運動的整個周期分成若干時段，每運動若干分鐘就停止活動，采集若干秒的心電數據，得到一次運動過程的多個短停時間段內的心電數據。

進一步地，步驟2具體為：