[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

说明书

本发明公开了一种基于血液容积波的多光源探测器连续心率测量方法，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)M×N路数据进行同步处理；4)针对每一路数据进行多种模式的HRV计算；5)对每一路数据的多模态HRV数值进行智能加权平均，作为最终检测结果。本发明通过获取多路数据信号，能增强鲁棒性，减小波形探测的误差和心电PPG同步的误差；可适应反射式、透射式及反射透射共存的情况，兼容性更强；通过多种方式提取心率，对最终HRV计算数值进行智能加权平均，可反映心脏全周期搏动的变异型，进一步降低误差，具备更佳的临床适用性。

技术领域

本发明涉及心率测量技术领域，特别涉及一种基于血液容积波的多光源探测器连续心率测量方法。

背景技术

心率变异性(HRV)已成为临床诊断中非常有用的工具。HRV的降低与心肌梗塞，充血性心力衰竭和心源性猝死等事件密切相关。

HRV变量测量的金标准是心电，可以用不同时间长度的连续心率数值来评估，心电Holter可持续测量24小时或更长时间，而几分钟的短期测量也相当有用，甚至只有10秒的超短序列也有合理的诊断价值。光电容积脉搏波描记术(PPG)是20世纪30年代开发的一种技术，监测组织微血管床的血容量变化，与心电相比，具有成本低，使用方便的优点。近几十年来，PPG已经成为最常用的临床监测方法。它的基本原理需要光源照射皮下组织(通常LED，即发光二极管)和匹配的探测器(例如光电二极管或光电晶体管)。PPG中使用两种基本配置：透射模式，灌注组织(如指尖或耳垂)放置在源和探测器之间，以及反射模式，两个电子元件并排放置，例如在额头。在两种情况下，探测器都会探测到透射光或反射光的微小变化。

但是使用PPG测量连续心率有若干缺陷。

1)原始波形没有显著尖峰：参考图1，心电信号的R波(尖峰)非常明显(图1中上部的波形图)，因此在计算心率的时候，非常容易滤除噪声影响，并准确获得每一次心跳的起始点和终止点，但是在血液流动过程中，由于管壁的弹性，容积波不会有明显的尖峰(比较钝，图1中下部的波形图)，造成了在寻找心跳起始点和终止点的时候，会出现比较大的误差。

2)血容积的改变与心电信号之间存在时间差t，因此，即使完美的探测到PPG一个心跳的起始点和终止点，如果t并不恒定，那么基于血液容积波的HRV计算仍然会存在不可消除的微小误差。

3)运动、疾病、姿态等都会影响HRV计算的精度，容易造成检测结果误差过大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于血液容积波的多光源探测器连续心率测量方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于血液容积波的多光源探测器连续心率测量方法，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。

优选的是，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。

优选的是，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。