[发明专利]估计心率的方法和对应系统

说明书

使用例如用户手腕的身体器官上的光电容积脉搏波估计心率的方法包括：光学地从所述身体器官获取心搏信号；获取表示所述身体器官的加速的加速信号；选择获取的心搏信号和加速信号的数据块；通过加速信号补偿所述心搏信号；基于所述补偿心搏信号计算心率值。

技术领域

本发明涉及用于估计心率的技术。

各个实施例可以在健身/健康应用中应用于例如可佩戴(尤其是手腕可佩戴)设备，用于连续地监控心率。

背景技术

在估计对象的心率的方法中，一种最常用的方法使用光学装置来基于光电容积脉搏波(PPG)检测心搏来估计心率。光电容积脉搏波包括光学地获取器官的容积测量值(容积描记图)。通常通过使用照射皮肤并测量光吸收的变化的脉搏血氧计来获取血管容积图。传统的脉搏血氧计监控血液灌注到皮肤的真皮和皮下组织。

历史上，PPG在医疗应用中首先利用指夹使用。后来的PPG也被用在手腕、手臂、前臂上以使其适合于健康应用。

PPG技术通常能够容易估计休息时的心率。然而，在运动条件下，PPG信号被非常低的SNR(信噪比)和SIR(信号干扰比)所影响。在这种具体条件下，SNR是指心率(例如，表示心率的信号S)与所有其他信号(例如，噪声N)的比率。其可以通过使对象佩戴有氧运动频率计和PPG设备来测量。与有氧运动频率计测量的有氧运动频率最接近的由PPG设备测量的频率分量(峰值)的功率是信号S。总功率T为T＝(S+N)。因此，对于SNR，其为S/N＝S/(T-S)。作为信号S相对于I(最强非有氧运动频率分量的功率)的比率来获取SIR值。

有时通过已知的频域技术或时域技术(包括自适应滤波技术)处理PPG信号得到较差的性能。

因此，影响PPG的问题是较强的运动伪差，由于运动伪差而导致较低的SNR、较低SIR，由于运动导致所检测信号中的尖峰。

在本领域已知的状态下，为了补偿上述运动对SNR和SIR的影响和信号检测的其他方面，为了光学地从身体器官获取心率信号，获取表示这种身体器官的加速的加速信号，选择所述获取的心率信号和加速信号的数据块，在时域中通过加速信号补偿心率信号。

类似于现有技术描述的以下公开用于减少伪差：

Yuta Kuboyama，“Motion Artifact Cancellation for WearablePhotoplethismography Sensor”，MIT，2009；

K.Ashoka eddy、V.Jagadeesh Kumar，“Motion Artifact Reduction inPhotoplethysmographic Signals using Singular Value Decomposition”，仪器和测量技术会议，波兰，2007年5月1-3日；

H.Han、M.Kim、J.Kim，“Development of real-time motion artifact reductionalgorithm for a wearable photoplethismography”，Proceedings of the 29th AnnualInternational Conference of the IEEE EMBS Citè Internationale，法国里昂，2007年8月23-26日；

P.Wei、R.Guo、J.Zhang、Y.T.Zhang，“A New Wristband Sensor Using AdaptiveReduction Filter to Reduce Motion Artifact”，第5届生物医学信息技术与应用国际会议，中国深圳，2008年5月30-31日。

发明内容