[发明专利]利用惯性频率减少生理指标误差

说明书

利用惯性频率减少生理指标误差。在此公开的心率监视器在步进率近似于心率的时候，通过使用一个或多个滤波技术从测量的心率中去除步进率部分。通常，步进率与心率的差值是确定的，步进率根据该差值的函数从心率中过滤出来。

背景技术

个人健康监视器通过使用户监视在运动、田径运动训练、休息、日常生活活动、理疗等过程中的心率或者其它的生理信息从而为用户提供监测他们的整体健康和健身的能力。由于这些装置变得越来越小和越来越具有便携性，它们变得越来越流行。

心率监视器为个人健康监视器的一个例子。普通类型的心率监视器使用了胸带，该胸带包括用于从心脏检测肌肉动作电位的表面电极。因为该表面电极提供了相对的无噪声信号，使用了表面电极的监视器产生的信息是高度精确的。然而，大多数使用者发现胸带监视器不舒服和不方便。

另一种类型的心率监视器使用了设置在耳塞处的PPG传感器。耳朵是放置监视器的理想位置，因为耳朵处是一个相对静止的平台，不会妨碍人们的移动和视线。靠近耳朵的PPG传感器，例如，可获取下列位置的信息：内耳道和鼓膜(用于测量身体核心温度)，肌肉组织(用于测量肌肉张力)，耳廓和耳垂(用于监视血气等级)，耳朵后面的区域(用于测量皮肤温度和皮肤电反应)，以及颈内动脉(用于测量心肺功能)。耳朵还位于或者靠近身体暴露于感兴趣的环境中的呼吸毒素(挥发性有机化合物、污染等)的点，耳朵受到的噪声污染的点，眼睛受到的光照条件的点等。进一步地，因为耳道自然用于传输声能，耳朵是监视内部声音的良好位置，例如心跳、呼吸率、嘴的运动等。

PPG传感器测量相对的血流，通过使用红外光或者其它光源投射完全传输通过组织或者从组织反射回的光来测量相对的血流，该光随后被光电探测器检测到，并进行量化。例如，高的血流的流速将导致更多的光被血流散射，这将大大增加到达光电检测器的光强。通过处理光电检测器输出的信号，使用PPG传感器的监视器可测量血容量脉冲(每次心跳的血容量的相性变化)，心率，心率变化，和其它的生理信息。

PPG传感器通常是很小的并且可被封装，因此它们不会有其它的传统健康传感器舒适性和/或便利性的问题。然而，PPG传感器比其它许多类型的传感器对于运动伪影噪声更加敏感，因此更容易出现精度问题。例如，用户的一个动作要素，比方说慢跑者的步进率，常常与心率要素同样强或比心率更强，这有可能使心率测量出错。美国7144375号专利公开了一种可行的解决这个问题的方案，该专利公开了利用加速计作为监视器，用于验证PPG传感器输出的可能步进率。当该步进率近似于心率时，’375号专利揭示了光谱转换步进率和心率波形，例如，通过采样窗口，分别由步进率和心率传感器提供步进率光谱和心率光谱。若该光谱转换操作采用6秒的窗口，转换操作的平均延迟为3秒。进行光谱转换后，’375号专利减除了该步进率光谱和心率光谱。’375号专利还保存了光谱减除的前十个峰值的记录，用于在确定心率和步进率是否跨接和确定哪个光谱峰值对应心率之前，执行各种统计学分析以达到理想的精确性。因此，’375号专利后续实施的转换操作会导致额外的潜在处理，例如需要10秒，而这是不合需要的。所以，有必要提供一种可选择的方案，使步进率近似于心率时，能提供精确的心率，且延迟较少。

发明内容

本发明公开的方案通过使用一个或多个滤波技术，在步进率与心率近似于的时候，去除测量的心率中的步进率。通常，步进率和心率的差值是确定的，步进率根据该差值从心率中过滤出来。

一个示例性的实施例中，步进处理器根据步进传感器提供的波形计算使用者的步进率，心率处理器根据心率传感器提供的波形计算使用者的第一心率。噪音处理器继而计算该步进率和心率的差值，根据该差值来计算使用者的第二心率，并输出该第二心率。例如，该噪音处理器可根据该差值对心率进行滤波。

更广义地，一种示例性的生理监护仪包括惯性传感器、惯性处理器、生理传感器、生理处理器和噪音处理器。该惯性处理器根据惯性传感器提供的惯性波形计算使用者的惯性频率。该生理处理器根据生理传感器提供的生理波形计算使用者的第一生理指标。该噪音处理器计算惯性频率和第一生理指标的差值，根据该差值计算使用者的第二心率，并输出该第二心率。