[发明专利]一种运动心率检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种运动心率检测装置，包括：信号光发射模块，用于发射可被人体血液吸收的信号光；参考光发射模块，用于发射人体血液吸收率低于预设最低阈值的参考光；光电传感模块，用于同步采集并处理信号光发射模块和参考光发射模块反射回来的光信号，获取信号光反射信号和参考光反射信号；信号处理模块，用于根据光电传感模块获取的信号光反射信号和参考光反射信号，滤除运动伪差，获取用户的运动心率。此外，本发明还公开了一种运动心率检测方法。本发明能够有效采集PPG信号，并能够辅助抑制运动伪差，最终实现心率信号的提取。

技术领域

本发明涉及心率检测领域，尤其涉及一种运动心率检测装置及方法。

背景技术

光电容积脉搏波描记法(PPG)常常被用于计算心率，特别是运动心率。

当光照射到皮肤表面以后，一部分光被皮肤和身体吸收，一部分被血液吸收，剩余的被反射回来。其中被血液吸收的部分呈周期性变化，变化周期反映的即是心率。

而运动会带来设备与皮肤的距离以及贴合程度的变化，从而影响反射回来的光强。因此，运动状态下，光电(PPG)信号通常带有很强的运动伪差。运动伪差通常较脉搏波更强，从而淹没了心率信息。

现有的运动心率检测技术中，采用了加速度传感器，用以辅助去除运动伪差。但是加速度与运动伪差之间并非强相关，二者存在很大程度上的不一致性。例如当设备被很好地贴合在皮肤表面并受到较强的束缚时，运动不一定带来相应的运动伪差。又例如，当设备被弹性物质束缚在皮肤表面时，由于弹性物质的应力，设备的运动轨迹和方向可能和人体的运动方向不一致，也可能存在时间上的不同步。这时候，带有加速度传感器的装置并不能很好地去除运动干扰，并正确计算心率值。

另外在设备上，加速度传感器数据通常不止被用于心率计算，还需要被用作计步、运动姿态判定等其他用途，需要的采样率往往与光电传感器不相同，两者的同步性难以保证。

因此，需要一种装置，能够获取直接的运动干扰信息，从而更好地计算运动心率。

发明内容

本发明提供一种运动心率检测装置，用以解决现有技术中运动伪差造成心率信息不准确的技术问题，通过直接获取运动干扰信息，抑制运动伪差，从而获取准确的运动心率。具体的，本发明的技术方法如下：

一方面，本发明公开了一种运动心率检测装置，包括：信号光发射模块，用于发射可被人体血液吸收的信号光；参考光发射模块，用于发射人体血液吸收率低于预设最低阈值的参考光；光电传感模块，用于同步采集并处理所述信号光发射模块和参考光发射模块反射回来的光信号，获取信号光反射信号和参考光反射信号；信号处理模块，用于根据所述光电传感模块获取的信号光反射信号和参考光反射信号，滤除运动伪差，获取用户的运动心率。

优选地，所述信号光发射模块包括：至少一个红外光LED和/或至少一个绿光LED；所述参考光发射模块包括：至少一个红光LED。

优选地，所述光电传感模块包括：控制子模块，用于控制所述信号光发射模块和参考光发射模块的发射；接收子模块，用于同步接收所述信号光发射模块反射回来的信号光和参考光发射模块反射回来的参考光；光电转换子模块，用于将所述反射回来的信号光和参考光转变为相应的电信号，获得信号光反射电信号和参考光反射电信号。

优选地，所述信号处理模块包括：模数转换子模块，用于将所述光电传感器获取的信号光反射电信号和参考光反射电信号进行模数转换，获取信号光反射数字信号和参考光反射数字信号；去干扰子模块，用于在时域上或频域上求取所述信号光反射数字信号与参考光反射数字信号的差来滤除运动伪差，获得脉搏波信号；心率提取子模块，用于从所述脉搏波信号中提取心率信息，获得用户的运动心率。

优选地，所述的运动心率检测装置还包括：显示模块，用于显示所述信号处理模块获取的用户的运动心率；提醒模块，用于当所述信号处理模块获取的用户的运动心率超过预设心率值时，向用户发出提醒信息。