[发明专利]基于血液容积波的多光源探测器连续心率测量方法

权利要求书

1.一种基于血液容积波的多光源探测器连续心率测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)采用M个光源、N个探测器进行PPG信号检测；

2)M个光源轮流打开，N个探测器同时采集信号，获得M×N路数据；

3)对M×N路数据进行同步处理；

4)基于上述步骤3)的处理结果，针对每一路数据进行多模态HRV计算；

5)对每一路数据的HRV数值进行智能加权平均，作为最终检测结果；

所述步骤4)对每一路数据进行多模态HRV计算的方法包括以下步骤：

1)基于脉搏波波形计算心率：从每次心脏收缩开始计算，结果记为HRV_sys；或是从每次心脏舒张开始计算，结果记为HRV_dia；

2)基于脉搏波的一阶导数计算心率，结果记为HRV_{1st_diff}；

3)基于脉搏波的二阶导数计算心率，其以心脏收缩最大力的点计算，结果记为HRV_{2nd_diff_max}；或是以心脏舒张最大力的点计算，结果记为HRV_{2nd_diff_min}；

4)将上述方式得到的HRV计算结果进行智能加权平均，得到最终的HRV，记为HRV_final，具体为；

其中，m＝1，2，3，4，5；N＝5；

HRV_m表示采用不同心率计算方式所得到的结果，f_m为对应于HRV_m的权值，权值为信噪比和线性变换系数的综合；

m表示心率计算方式，m＝1或2时，表示采用基于脉搏波波形计算心率，且HRV₁为HRV_sys，HRV₂为HRV_dia；m＝3时，表示采用基于脉搏波的一阶导数计算心率，且HRV₃为HRV_{1st_diff}；m＝4或5时，表示采用基于脉搏波的二阶导数计算心率，且HRV₄为HRV_{2nd_diff_max}，HRV₅为HRV_{2nd_diff_min}；

所述步骤3)中对M×N路数据进行同步处理的方法具体包括：对于第i路信号，心跳持续时间的序列记为t_{1_i},t_{2_i},t_{3_i}…，对于第j路信号，心跳持续时间的序列记为t_{1_j},t_{2_j},t_{3_j}…，然后计算两者的相关函数g，取相似度最大的Δt，记为时间差：

其中，V_i(t)代表在t时刻第i路信号的探测器所获得的容积波数值，V_j(t)代表在t时刻第i路信号的探测器所获得的容积波数值；

根据上述方法从而计算出M×N路数据彼此之间的时间差，以其中某一路数据为基准，则可将所有路数据的心率序列统一起来，实现M×N路数据的同步。

2.根据权利要求1所述的基于血液容积波的多光源探测器连续心率测量方法，其特征在于，所述步骤2)替换为：M个光源同时打开，N个探测器同时采集信号，获得M×N路数据，每个光源经过频率调制，在探测器端进行解码，不影响测量的时间分辨率。

3.根据权利要求1或2所述的基于血液容积波的多光源探测器连续心率测量方法，其特征在于，其中，M＞1，M个光源分别设置在检测区域的不同位置；N＞1，N个探测器分别设置在检测区域的不同位置。

4.根据权利要求3所述的基于血液容积波的多光源探测器连续心率测量方法，其特征在于，光源数M＝3，探测器数N＝3，共获得9路数据。

5.根据权利要求4所述的基于血液容积波的多光源探测器连续心率测量方法，其特征在于，PPG信号检测中光源和探测器采用反射式或透射式或是反射与透射共存的配准方式进行检测。