[发明专利]心率侦测系统与使用其的穿戴式装置

说明书

本发明公开一种心率侦测系统与使用其的穿戴式装置，包括发光单元、光传感器与处理器。发光单元发射一光线至人体表面，光传感器侦测所述光线的反射光，并根据反射光产生第一电信号。处理器根据第一电信号计算出一低频噪声，并将所述低频噪声由第一电信号中扣除，且根据第一电信号计算出一高频噪声，并将所述高频噪声由第一电信号中扣除。接着，处理器以第一取样率对第一电信号进行峰值侦测，以计算出第一电信号中复数个峰值，再根据第一取样率与第一电信号的峰值，计算出第一电信号的峰值间的复数个时间间隔，最后根据时间间隔计算出一心率。

技术领域

本发明乃涉及一种心率侦测系统与使用其的穿戴式装置，特别是指一种能够降低由环境因素所造成的测量噪声的心率侦测系统与使用其的穿戴式装置。

背景技术

近年来，穿戴式电子装置的种类越来越多，举例来说，运动手环就是很受用户欢迎的产品之一。普遍来说，除了与应用程序的结合，运动手环所配备的基本功能不外乎有计步功能、心律侦测功能、睡眠侦测功能…等。

就心律侦测功能来说，目前业内常用的是光体积变化描记图法(Photoplethysmography；PPG)。简单来说，当使用者的心脏跳动时，使用者全身的血管都会有微小波动，光体积变化描记图法的工作原理即为，射出一束光到使用者的手腕上，并用传感器感测反射的光，传感器所感测到的光量有微小变化，就视为心脏跳动一次。

更详细地说，人体皮肤肌肉组织等对光的吸收在整个血液循环中是恒定不变的，但皮肤内的血液容积在心脏收缩与舒张的过程中下则会变化。当心脏收缩时，外周血液容积最多，光吸收量也最大，因此传感器所能检测到的光强度最小，然而在心脏舒张时，外周血液容积最少，光吸收量也最小，因此传感器所能检测到的光强度最大。如此一来，透过测器感测反射光的光强度变化就可以计算出使用者的心律。光体积变化描记图法自1938年被提出以来就已经广泛地被应用。

单单将光体积变化描记图法应用于运动型手环时，就侦测使用者心律的相对变化而言是准确的。举例来说，当使用者心律为每分钟70下时，运动型手环所侦测到的心律可能为每分钟80下，而当使用者心律为每分钟90下时，运动型手环所侦测到的心律可能为每分钟100下。于此举例中，虽然就量测使用者的实时心率而言，存在有一定的误差，但就使用者的心律随时间的相对变化而言则是准确的。

运动型手环量测使用者的实时心率时通常会出现误差的主要是因为光体积变化描记图法容易受到外界因素干扰，如：汗水、与皮肤接触的程度…等。因此，将光体积变化描记图法应用于运动型手环时，通常需要搭配修正或补偿的机制来排除外界因素所带来的噪声。若修正或补偿的机制越完备，则运动型手环越能准确地侦测到使用者的实时心律。

发明内容

本发明提供一种心率侦测系统，此种心率侦测系统包括至少一发光单元、光传感器与处理器。发光单元用以发射一光线至人体表面，且光传感器用以侦测所述光线的一反射光，并根据所述反射光产生第一电信号。处理器连接于发光单元与光传感器，并用以：将第一电信号由时域信号转为频域信号；根据第一电信号计算出一低频噪声，并将所述低频噪声由第一电信号中扣除；根据第一电信号计算出一高频噪声，并将所述高频噪声由第一电信号中扣除；将第一电信号由频域信号转回时域信号；以第一取样率对第一电信号进行峰值侦测，以计算出第一电信号中复数个峰值；根据第一取样率与第一电信号的所述多个峰值，计算出第一电信号的所述多个峰值之间的复数个时间间隔，并根据所述多个时间间隔计算出一心率。