[发明专利]基于可穿戴设备数据的静息心率计算方法

说明书

本申请提出一种基于可穿戴设备数据的静息心率计算方法，其包括：数据预处理步骤：加速度静息判断步骤：利用三轴加速度信号差分和判断与该三轴加速度信号对应的心电信号是否为静息状态并确定心电信号的初步静息段，基于初步静息段的长短和间隔筛选出基于加速度信号的静息段；心率恢复判断步骤：自心电信号获得逐秒心率趋势；计算心率趋势下降上升拐点，该拐点即为心率恢复点；静息段心率计算步骤：心率恢复点到基于加速度信号的静息段的结束点为加速度联合心率的静息段；计算出加速度联合心率的静息段的静息心率；静息心率聚合步骤：将一天中所有加速度联合心率的静息段的静息心率使用中位数进行聚合，得到一天的静息心率。

技术领域

本申请涉及静息心率的计算方法。

背景技术

临床静息心率指南中规范受试者休息5分钟后坐姿下通过触摸外周桡动脉来计数心率得到静息心率或躺姿下进行12导联心电图机静息心率测量。

静息心率的一种计算方法为在一定的时间窗口内，进行步数判断，具体为如10分钟时间窗口内少于5步，该窗口记录的心率作为静息心率。

为了避免与睡眠周期HR产生混淆，该种方法删除了夜间(晚上10点到早上6点)的数据。

这种方法心率测量与步数测量时间戳信息不匹配，心率是每秒记录一次，步数是每分钟记录一次。为了在每次步数测量获得时间上最接近的心率测量，该方法只考虑了步数测量后一分钟内的心率测量值，这种时间分辨率不统一的问题会排除部分有用的心率段，例如一分钟最开始10s走了10步，而后50s是静息状态的情况下，由于步数测量时间分辨率问题导致不能从后50s开始考虑纳入同步心率，而是后面一分钟的心电信号就都被舍弃，不纳入整个10min的窗口。此外，步数判断一般为体动大于一定的阈值，而在无步数情况下的微运动对心率也会有影响；即使一段10分钟没有步数并不代表该段全部可以被纳入作为静息心率段，比如剧烈运动后休息的10分钟，该种方法也不能排除这种情况。

发明内容

本发明旨在提供一种基于可穿戴设备数据的静息心率计算方法，该方法使用可穿戴设备收集的连续心电和三轴加速度信号估计日常自然状态下佩戴者的静息心率，而不需要佩戴者按照标准流程来获取静息心率。

本申请的基于可穿戴设备数据的静息心率计算方法，其包括：

数据预处理步骤：对自可穿戴设备获得的心电信号和加速度信号进行预处理；其中加速度信号为三轴加速度信号；

加速度静息判断步骤：利用三轴加速度信号差分和判断与该三轴加速度信号对应的心电信号是否为静息状态并确定心电信号的初步静息段，基于初步静息段的长短和间隔筛选出基于加速度信号的静息段；

心率恢复判断步骤：自心电信号获得逐秒心率趋势；在基于加速度信号的静息段所对应的时间段，计算心率趋势下降上升拐点，该拐点即为心率恢复点；

静息段心率计算步骤：心率恢复点到基于加速度信号的静息段的结束点为加速度联合心率的静息段；计算出加速度联合心率的静息段的静息心率；

静息心率聚合步骤：将一天中所有加速度联合心率的静息段的静息心率使用中位数进行聚合，得到一天的静息心率。

优选地，在数据预处理步骤中,

对心电信号使用EP Limited心率检测算法检测心博位置，得到心电信号RR间期序列，由RR间期序列得到心率序列；EP Limited心率检测算法首先将心电信号进行滤波，而后根据检测规则将每个信号波峰分为QRS波或噪声；对三轴加速度信号进行滤波。

优选地，心电信号的初步静息段的确定过程中：