[發(fā)明專利]一種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心率變化數(shù)據(jù)特征分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210114478.1
• 申請(qǐng)日: 2022-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN114469041A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏洲;張穩(wěn)億;周志雄
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué);首都體育學(xué)院
• 主分類號(hào): A61B5/0245
• 分類號(hào): A61B5/0245;A61B5/318;A61B5/346;A61B5/352;A61B5/00
• 代理公司: 北京理工大學(xué)專利中心 11120
• 代理人: 田亞琪

1.一種運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心率變化數(shù)據(jù)特征分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：在開始運(yùn)動(dòng)前，在可穿戴設(shè)備上設(shè)定運(yùn)動(dòng)種類，并啟動(dòng)心電圖記錄功能，以固定時(shí)間長(zhǎng)度記錄每次運(yùn)動(dòng)過(guò)程的心電圖數(shù)據(jù)；

步驟2：對(duì)心電圖數(shù)據(jù)中的R波進(jìn)行定位，并計(jì)算心電單拍長(zhǎng)度；對(duì)心電單拍長(zhǎng)度序列做移動(dòng)平均處理；計(jì)算心率值得到該次運(yùn)動(dòng)過(guò)程的心率時(shí)間序列；

步驟3：根據(jù)步驟2計(jì)算所有運(yùn)動(dòng)過(guò)程的心率時(shí)間序列，構(gòu)成個(gè)人心率時(shí)間序列數(shù)據(jù)集；根據(jù)心率時(shí)間序列數(shù)據(jù)的取值、變化幅度、變化速率方面的時(shí)序特點(diǎn)計(jì)算該次運(yùn)動(dòng)過(guò)程的心率時(shí)序特征序列；計(jì)算所有運(yùn)動(dòng)過(guò)程的特征，得到多個(gè)心率時(shí)序特征序列；

步驟4：根據(jù)步驟3得到的心率時(shí)序特征序列計(jì)算心率時(shí)間序列數(shù)據(jù)集的特征均值中心點(diǎn)；對(duì)心率時(shí)序特征序列進(jìn)行聚類分析，計(jì)算心率時(shí)間序列數(shù)據(jù)集的特征聚類中心點(diǎn)；

步驟5：對(duì)于新的運(yùn)動(dòng)過(guò)程，重復(fù)上述步驟1-3得到心率時(shí)序特征序列；計(jì)算其與特征均值中心點(diǎn)的距離以及特征聚類中心點(diǎn)的距離，對(duì)該兩個(gè)距離加權(quán)得到組合距離；

步驟6：計(jì)算心率時(shí)間序列數(shù)據(jù)集內(nèi)數(shù)據(jù)到特征均值中心點(diǎn)及特征聚類中心點(diǎn)的組合距離；計(jì)算當(dāng)前序列與心率時(shí)間序列數(shù)據(jù)集的距離異常百分比，根據(jù)該值判定當(dāng)前運(yùn)動(dòng)過(guò)程的心率變化數(shù)據(jù)異常。

2.如權(quán)利要求1所述的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心率變化數(shù)據(jù)特征分析方法，其特征在于，步驟2具體為：

首先，對(duì)心電圖數(shù)據(jù)中的R波進(jìn)行定位，得到整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程心電圖的R波所在時(shí)間點(diǎn)，以兩個(gè)R波的間距為一個(gè)心電單拍的時(shí)間長(zhǎng)度，計(jì)算運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每一個(gè)心電單拍的時(shí)間長(zhǎng)度，得到一個(gè)心電單拍長(zhǎng)度序列L(l₁,l₂,…,l_m+u)；

其次，對(duì)該序列做移動(dòng)平均處理得到L′(l₁′,l₂′,…,l_m′)，其中l(wèi)₁′＝(l₁+…+l_u)/u，l_m′＝(l_m+1+…+l_m+u)/u，u為移動(dòng)平均處理的項(xiàng)數(shù)；

最后，以t₁、t₂、…、t_m分別對(duì)應(yīng)心電單拍時(shí)間長(zhǎng)度序列L′(l₁′,l₂′,…,l_m′)的時(shí)間，再計(jì)算一分鐘內(nèi)存在的心跳單拍個(gè)數(shù)作為t_j的心率值x_j(j＝1,2,…,m)，分別計(jì)算時(shí)間段t₁、t₂、…、t_m的心率得到該次運(yùn)動(dòng)過(guò)程的心率時(shí)間序列X(x₁,x₂,…,x_m)。

3.如權(quán)利要求2所述的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心率變化數(shù)據(jù)特征分析方法，其特征在于，步驟3具體為：

首先，根據(jù)步驟2，T₁、T₂、…、T_n共n次運(yùn)動(dòng)過(guò)程可得到n個(gè)時(shí)間序列X₁、X₂、…、X_n，其中運(yùn)動(dòng)過(guò)程T_i的心率時(shí)間序列X_i為(x_i1,x_i2,…,x_im)，i＝1,2,…,n；

其次，計(jì)算X_i的平均心率、最大心率、最小心率差值均值、差值最大值、百分比變化均值、百分比變化最大值共p個(gè)指標(biāo)，得到運(yùn)動(dòng)過(guò)程T_i的心率時(shí)序特征序列H_i(y_i1,y_i2,…,y_ip)；

最后分別計(jì)算n次運(yùn)動(dòng)過(guò)程的特征可得到n個(gè)心率時(shí)序特征序列H₁、H₂、…、H_n。