一种心率呼吸检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种心率呼吸检测方法及系统，包括：获取心率呼吸检测装置采集的心率呼吸信号；其中，心率呼吸检测装置包括用于固定在承载人体的承载结构上且具有弹性的布体、以及加速度传感器，加速度传感器设置在布体上；对心率呼吸信号进行卡尔曼滤波和带通巴特沃斯滤波器处理，得到去噪后的心率呼吸信号；判断去噪后的心率呼吸信号是否有效，若无效，则继续获取检测装置采集的心率呼吸信号；否则，将有效的心率呼吸信号分成两路分别进行处理，一路用于获取心率信息；另一路用于获取呼吸信息。本发明专利技术无需佩戴笨拙繁重的穿戴设备，也不会对人体造成辐射等伤害，使用方便便捷。

A heart rate breathing detection method and system

The invention relates to a method and a system for detecting heart rate and respiration, including acquiring the heart rate and respiration signals collected by a heart rate and respiration detection device, wherein the heart rate and respiration detection device comprises a flexible cloth for fixing on a bearing structure of a human body, and an acceleration sensor, wherein the acceleration sensor is arranged on the cloth. Firstly, Kalman filter and band-pass Butterworth filter are used to process the heart rate and respiration signals to get the heart rate and respiration signals after denoising, and then to judge whether the heart rate and respiration signals after denoising are effective or not. If not, the heart rate and respiration signals collected by the detection device will continue to be obtained; otherwise, the effective heart rate and respiration signals will be divided into two channels. They are processed separately, one way is used to obtain heart rate information, and the other is used to obtain respiratory information. The invention does not need to wear clumsy and heavy wearing equipment, nor does it cause radiation damage to human body, and is convenient to use.

【技术实现步骤摘要】
一种心率呼吸检测方法及系统
本专利技术涉及一种心率呼吸检测方法及系统，尤其涉及一种非接触式的心率呼吸检测方法及系统。
技术介绍
心率和呼吸是人体最重要的生理参数，现有对心率和呼吸的检测方式主要有以下两种：(1)通过穿戴式设备穿戴在人体上，通过直接接触人体的方式测量并显示人体当前的心率和呼吸。但是，现有的穿戴式设备通常比较繁重，人体穿着穿戴式设备时，感觉笨拙且不舒服。(2)基于雷达的生理运动传感器进行检测，通过非接触式人体的方式从辐射源生成电磁辐射，然后接收从人体反馈回来的每一帧的信号，对信号进行处理，进而获取人体当前的心率和呼吸。但是，雷达辐射对人体存有危害，反而会影响人体的健康。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于，提供一种心率呼吸检测方法，其具有无需佩戴笨拙繁重的穿戴设备，也不会对人体造成辐射等伤害，只需要通过将有弹性的布体放置在承载人体的承载结构上，就可以通过设置在布体上的加速度传感器准确便捷地获取心率和呼吸信号的优点。一种心率呼吸检测方法，包括如下步骤：获取心率呼吸检测装置采集的心率呼吸信号；其中，所述心率呼吸检测装置包括用于固定在承载人体的外界承载结构上且具有弹性的布体、以及加速度传感器，所述加速度传感器设置在所述布体上；对所述心率呼吸信号进行卡尔曼滤波和带通巴特沃斯滤波器处理，得到去噪后的心率呼吸信号；判断去噪后的心率呼吸信号是否有效，若无效，则继续获取检测装置采集的心率呼吸信号；否则，将有效的心率呼吸信号分成两路分别进行处理，一路有效的心率呼吸信号依序进行形态滤波、自相关运算和峰峰间期提取处理，获取心率信息；另一路有效的心率呼吸信号通过两次低通滤波处理，获取呼吸信息。相比于现有技术，本专利技术通过将有弹性的布体放置在承载人体的外界承载结构如床或椅子上，就可以通过设置在布体上的加速度传感器准确便捷地获取心率和呼吸信号，进而无需佩戴笨拙繁重的穿戴设备，也不会对人体造成辐射等伤害，使用方便便捷；而且通过有弹性的布体可将人体心率呼吸的信号进行放大，进而可大大提高获取的心率和呼吸信号的准确性。进一步地，所述去噪后的心率呼吸信号包括加速度传感器反馈的X轴加速度信号、Y轴加速度信号、Z轴加速度信号和Y角速度信号；所述判断去噪后的心率呼吸信号是否有效的方式为：判断X轴加速度信号是否小于或等于第一阈值，若否，则说明该去噪后的心率呼吸信号无效；若是，则判断Y轴加速度信号是否小于或等于第二阈值，若否，则说明该去噪后的心率呼吸信号无效；若是，则判断Z轴加速度信号是否小于或等于第三阈值，若否，则说明该去噪后的心率呼吸信号无效；若是，则判断Y角速度信号是否满足大于第四阈值而小于第五阈值，若否，则说明该去噪后的心率呼吸信号无效；若是，则判断该去噪后的心率呼吸信号有效。通过将获取的心率呼吸信号进行有效性判断，进一步提高测量的准确性。进一步地，在获取心率信息和呼吸信息后，还将所述心率信号和呼吸信息上传至云平台，以实现数据的共享，方便私人医生或者社区医生实时获取在家的用户群体的心率和呼吸信息进一步地，在将所述心率信号和呼吸信息上传至云平台后，还将电脑终端或者其他可视化终端与云平台进行连接，通过电脑终端或者其他可视化终端中实时显示出心率信息和呼吸信息，以实现在远程终端实时可视化的获取心率信息和呼吸信息。本专利技术还提供一种心率呼吸检测系统，包括心率呼吸检测装置、与该心率呼吸检测装置连接的处理器和存储器；所述心率呼吸检测装置包括有弹性的布体和加速度传感器，所述加速度传感器设置在所述布体上；所述存储器，适于存储多条指令；所述指令适于由所述处理器加载并执行：获取心率呼吸检测装置采集的心率呼吸信号。对所述心率呼吸信号进行卡尔曼滤波和带通巴特沃斯滤波器处理，得到去噪后的心率呼吸信号。判断去噪后的心率呼吸信号是否有效，若无效，则继续获取检测装置采集的心率呼吸信号；否则，将有效的心率呼吸信号分成两路分别进行处理，一路有效的心率呼吸信号依序进行形态滤波、自相关运算和峰峰间期提取处理，获取心率信息；另一路有效的心率呼吸信号通过两次低通滤波处理，获取呼吸信息。相比于现有技术，本专利技术通过将有弹性的布体放置在承载人体的外界承载结构如床或椅子上，就可以通过设置在布体上的加速度传感器准确便捷地获取心率和呼吸信号，进而无需佩戴笨拙繁重的穿戴设备，也不会对人体造成辐射等伤害，使用方便便捷；而且通过有弹性的布体可将人体心率呼吸的信号进行放大，进而可大大提高获取的心率和呼吸信号的准确性。进一步地，所述心率呼吸检测装置还包括用于承载人体的承载结构，所述承载结构为椅子或床；所述椅子或床上设有用于与人贴合的弹性布件；所述布件上远离人体的一侧设置所述布体。人可以直接坐在椅子或床上后，通过有弹性的布件和布体可将人体心率呼吸的信号进行放大，使加速度传感器获取的心率和呼吸信号更加方便和准确。进一步地，所述布体为条状，其两端分别设有卡齿；所述布体通过所述卡齿相互卡合固定，以将布体包绕在人体，进而可实现随时随地测量人体的心率呼吸信号。进一步地，所述加速度传感器上设有卡扣体，所述卡扣体上设有突出的卡块；所述布体上有卡座，所述卡座上设有用于容置卡扣体的第一卡槽和用于容置卡块的第二卡槽；所述加速度传感器通过所述卡块卡扣在所述第二卡槽上可拆卸地固定在所述布体上；或者，所述布体上固定有第一磁性件，所述加速度传感器上固定有与第二磁性件；所述加速度传感器通过第一磁性件和第二磁性件可拆卸地固定在所述布体上，进而可更好的清洗或替换布体。进一步地，所述布体上设有尼龙绒带，所述承载结构上设有尼龙钩带；所述布体通过所述尼龙钩带和尼龙绒带可拆卸地固定在承载结构上，进而可更好的清洗或替换布体。为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本专利技术。附图说明图1为本专利技术实施例中的心率呼吸检测方法的流程图；图2为本专利技术实施例中的加速度传感器的空间角坐标结构示意图；图3为本专利技术实施例中的心率呼吸检测系统的结构示意图；图4为心率呼吸检测装置的其中一种结构的结构示意图；图5为心率呼吸检测装置中布体上的卡座的结构示意图；图6为心率呼吸检测装置中传感器上的卡扣体的结构示意图。具体实施方式请参阅图1，其为本专利技术实施例中的心率呼吸检测方法的流程图。该心率呼吸检测方法，包括如下步骤：步骤S1：获取心率呼吸检测装置采集的心率呼吸信号；其中，所述心率呼吸检测装置包括用于固定在承载人体的外界承载结构上且具有弹性的布体、以及加速度传感器，所述加速度传感器设置在所述布体上。在一个实施例中，所述布体优选为帆布等具有一定弹性的布，通过将加速度传感器设置在布体上，再将布体设置在承载人体的承载结构如尼龙床底下或者帆布椅子底下，进而通过有弹性的布体可防止人体突然坐和/或躺在承载结构时，将加速度传感器从承载结构上弹出脱离；进一步地，人坐和/或躺在承载结构上时，其心率跳动和呼吸产生的较小幅度的振动将通过有弹性的布体进行放大，进而可通过加速度传感器获取该心率的振动和呼吸振动即心率呼吸信号。而通过将有弹性的布体对人体心率跳动和呼吸产生的较小幅度的振动进行放大，相比于直接将加速度传感器设置在承载结构测量人体心率跳动和呼吸产生的较小幅度的振动的方式更加准确。在一个实施例中，所述加速度传感器采用灵敏度较强的传感器，具体是型号为MPU6050的六轴传感器。步骤S2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种心率呼吸检测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取心率呼吸检测装置采集的心率呼吸信号；其中，所述心率呼吸检测装置包括用于固定在承载人体的外界承载结构上且具有弹性的布体、以及加速度传感器；所述加速度传感器设置在所述布体上；对所述心率呼吸信号进行卡尔曼滤波和带通巴特沃斯滤波器处理，得到去噪后的心率呼吸信号；判断去噪后的心率呼吸信号是否有效，若无效，则继续获取检测装置采集的心率呼吸信号；否则，将有效的心率呼吸信号分成两路分别进行处理，一路有效的心率呼吸信号依序进行形态滤波、自相关运算和峰峰间期提取处理，获取心率信息；另一路有效的心率呼吸信号通过两次低通滤波处理，获取呼吸信息。

【技术特征摘要】
1.一种心率呼吸检测方法，其特征在于，包括如下步骤：获取心率呼吸检测装置采集的心率呼吸信号；其中，所述心率呼吸检测装置包括用于固定在承载人体的外界承载结构上且具有弹性的布体、以及加速度传感器；所述加速度传感器设置在所述布体上；对所述心率呼吸信号进行卡尔曼滤波和带通巴特沃斯滤波器处理，得到去噪后的心率呼吸信号；判断去噪后的心率呼吸信号是否有效，若无效，则继续获取检测装置采集的心率呼吸信号；否则，将有效的心率呼吸信号分成两路分别进行处理，一路有效的心率呼吸信号依序进行形态滤波、自相关运算和峰峰间期提取处理，获取心率信息；另一路有效的心率呼吸信号通过两次低通滤波处理，获取呼吸信息。2.根据权利要求1所述的心率呼吸检测方法，其特征在于，所述去噪后的心率呼吸信号包括加速度传感器反馈的X轴加速度信号、Y轴加速度信号、Z轴加速度信号和Y角速度信号；所述判断去噪后的心率呼吸信号是否有效的方式为：判断X轴加速度信号是否小于或等于第一阈值，若否，则说明该去噪后的心率呼吸信号无效；若是，则判断Y轴加速度信号是否小于或等于第二阈值，若否，则说明该去噪后的心率呼吸信号无效；若是，则判断Z轴加速度信号是否小于或等于第三阈值，若否，则说明该去噪后的心率呼吸信号无效；若是，则判断Y角速度信号是否满足大于第四阈值而小于第五阈值，若否，则说明该去噪后的心率呼吸信号无效；若是，则判断该去噪后的心率呼吸信号有效。3.根据权利要求1所述的心率呼吸检测方法，其特征在于，在获取心率信息和呼吸信号后，还将所述心率信号和呼吸信号上传至云平台。4.根据权利要求3所述的心率呼吸检测方法，其特征在于，在将所述心率信号和呼吸信号上传至云平台后，还将电脑终端或者其他可视化终端与云平台进行连接，通过电脑终端或者其他可视化终端中实时显示出心率信号和呼吸信号。5.一种心率呼吸检测系统，其特征在于：包括心率呼吸检测装置、与该心率呼吸检测装置连接的处理器和存储器；所述心率呼吸检测装置包括具有弹性的布体和加速度传感器，所述加速度传感器设置在所述布体上；所述存储器，适于存储多条指令；所述指令适于由所述处理器加载并执行：获取心率呼吸检测装置采集的心率呼吸信号；对所述心率呼吸信号进行卡尔曼滤波和带通巴特沃斯滤波器处理，得到去噪...

【专利技术属性】
技术研发人员：冼杰森，张涵，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东,44