基于安卓系统的心电图机的实时心率计算系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于安卓系统的心电图机的实时心率计算方法，其特征，包括：第一步，心电计算模块从导联模块发送的导联数据中获取R波；第二步，心电计算模块找出R波的峰值及其阀值；第三步，将R波的值与计算所得的阀值相比较，若大于阀值，则标记为最大值并记录其索引位置；本发明专利技术成功将心率计算应用到安卓系统中，且在不增加额外硬件的基础上，利用软件算法，保证准确性地同时快速计算出心率。按照本发明专利技术，正常心率在2秒钟以内就可以计算出结果，相比传统方法，大大的减少了计算时间，保证了心率的实时性，从而为很多需要知道心率实时变化的心脏疾病提供了重要的医学参考。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于生物医学与计算
，具体涉及一种基于安卓系统的心电图机的实时心率计算系统及其方法。
技术介绍
心率是指正常人安静状态下心脏每分钟心跳的次数，也叫安静心率，是心电图中最易解读的指标。正常心率为60～100次/分钟，可因年龄、性别或其他生理因素产生个体差异。一般来说，年龄越小，心率越快，老年人心跳比年轻人慢，女性的心率比同龄男性快，运动员的心率较普通成人偏慢，一般为50次/分钟左右，这些都是正常的生理现象。心率是机体功能状态的一个窗口，心率变化与心脏疾病密切相关，因此，本专利技术提供一种基于安卓系统的实时心率计算方法是有重要意义的。目前大多数成熟的心率计算方法要么选用专用硬件芯片实现，功能单一，成本比较高；要么采用传统方法实现，算法复杂，实时性不高。随着科技和互联网迅猛发展，所有面向终端的操作都要提高用户体验感。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种基于安卓系统的心电图机的实时心率计算系统及其方法，能够利用现有的数据通过软件算法得出实时心率，减少额外的软硬件开销。本专利技术提供了一种基于安卓系统的心电图机的实时心率计算系统，其特征在于包括用于采集人体实时心率信号的前端数据采集模块、显示模块和主控制板，主控制板设置有中央处理模块、信号转换模块、滤波模块、I导联数据模块、心率计算模块和内部接口模块；前端数据采集模块通过USB线与主控板的内部接口模块电连接，中央处理模块和内部接口模块电连接，中央处理模块通过内部接口模块实现和前端数据采集模块之间进行心率数据的交互；中央处理模块传递心率数据至信号转换模块，信号转换模块实现数据的拼接和电压的转换；信号转换模块将处理后的数据传递至滤波模块电连接，滤波模块实现数据的滤波操作，消除杂波信号；滤波模块将处理后的信号传递至I导联数据模块，I导联数据模块从导联心电数据中提取导联数据；导联模块将导联数据传递至心率计算模块，心率计算模块接收导联数据并实现心率计算，心率计算模块将计算结果通过内部接口模块传递至显示模块显示。本专利技术提供了一种基于安卓系统的心电图机的实时心率计算方法，其特征在于：它包括以下步骤：第一步，心电计算模块从导联模块发送的导联数据中获取R波；第二步，心电计算模块找出R波的峰值及其阀值；第三步，将R波的值与计算所得的阀值相比较，若大于阀值，则标记为最大值并记录其索引位置；第四步，利用下列公式计算心率：HR＝60*1000*2/(Index_R[N]-Index_R[0])，其中，HR指心率，Index_R[0]指第一个最大值的索引位置，Index_R[N]指最后一个最大值的索引位置，N为2。上述技术方案中，第二步中R波的峰值是从2.2s的导联数据中寻找。上述技术方案中，所述R波阀值是通过峰值乘以阀值系数0.707计算得出。上述技术方案中，第三步，从DataLen长度的(DataLen＝timesecend*fs/down)导联数据中找出R波最大值及其索引位置；所述DataLen是指每次用来计算心率数据的个数；所述timesecend是指用来计算N个R波的时间长度(秒)；所述fs是指数据采样频率，即每秒钟采集到的数据个数；所述down是指降采样率。上述技术方案中，还包括从当前数据点后50个数据点中寻找R波最大值，如果找到R波最大值，则R波计数加1并记录当前R波的索引位置，再从当前R波最大值位置向后跳过200个数据点寻找下一个R波最大值；如果没有找到R波最大值，数据点往后移一个，再以50个数据点为一个区间继续寻找R波最大值，直到找到3个R波及其对应的索引位置Index_R[0]、Index_R[1]和Index_R[2]。上述技术方案中，数据采样频率fs为1000Hz；降采样率down为1。本专利技术案例经过在基于安卓系统的心电图机上测试，准确计算出正常人的心率一般都在2s以内，相比传统模式，运算量和计算时间大大缩短，为心率的变化提供了实时的保证。本专利技术基于安卓系统的实时心率计算方法与传统方法相比，具有快速、准确、不增加额外硬件，软件算法精简等特点。本专利技术在心率计算的实时性和准确性方面做了很大提升，特别适用在安卓、Linux等嵌入式、手持式的移动终端上应用，使得实时心率的易用性和实用性大大提高。附图说明图1是为本专利技术专利结构示意图；图2是为本专利技术专利的电气接线图。图3是为本专利技术专利的软件流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，便于清楚地了解本专利技术，但它们不对本专利技术构成限定。本专利技术下面结合具体事例对专利技术做详细介绍：如图1所示，基于安卓系统的心电图机的实时心率计算方法是在安卓系统的心电图机上实现的，包括主控制板、显示模块和前端数据采集模块等。本实施例主控制板中央处理模块所用中央处理器(CPU)采用Fresscalei.MX6Q四核工业级处理器，具有极高的性能、优越的功耗表现、极高的性价比和稳定性。本专利技术包括用于采集人体实时心率信号的前端数据采集模块、显示模块和主控制板，主控制板设置有中央处理模块、信号转换模块、滤波模块、I导联数据模块、心率计算模块和内部接口模块；前端数据采集模块通过USB线与主控板的内部接口模块电连接，中央处理模块和内部接口模块电连接，中央处理模块通过内部接口模块实现和前端数据采集模块之间进行心率数据的交互；中央处理模块传递心率数据至信号转换模块，信号转换模块实现数据的拼接和电压的转换；信号转换模块将处理后的数据传递至滤波模块电连接，滤波模块实现数据的滤波操作，消除杂波信号；滤波模块将处理后的信号传递至I导联数据模块，I导联数据模块从导联心电数据中提取导联数据；导联模块将导联数据传递至心率计算模块，心率计算模块接收导联数据并实现心率计算，心率计算模块将计算结果通过内部接口模块传递至显示模块显示。如图2所示，是本实施例基于安卓系统的心电图机的电气接线图。如图3所示，是本实施例基于安卓系统的心电图机的实时心率计算方法的软件流程图。下面结合具体事例对专利技术做详细介绍：通过定位和统计R波快速准确地计算出心率，其特征在于，包括：基于安卓系统实现的实时心率的一种计算方法。将本专利技术的程序做成一个线程，每DataLen个点执行一次。对系统性能不产生干涉且不影响系统其它功能。上述DataLen表示每次用来计算心率数据的个数，在本专利技术当中DataLen的定义是：DataLen＝statesecend*fs/down；其中，down＝1；//降采样率；fs＝1000；//采样频率Hz；statesecend＝4；//用来计算3个R波的时间长度(秒)。本专利技术是采用滤波后的I导联数据为例来讲述在安卓系统下实时心率计算的方法。也可以选择信号最强的一条胸导来计算心率，或者用几个导联的数据同时计算，只需调整各导联R波阀值系数，选择最大的那个数字作为当前心率，其方法都是一样的。具体步骤为：(1)求R波的最大值及其阀值因为正常人的心跳范围既不应该低于30次/分钟，也不应该高于300次/分钟，经测试，选择从2.2秒的数据即2200个数据点中找到R波的最大值(峰值)。函数为：[R_value,R_index]＝max(dx)；//R_value是指R波的幅值，R_index是指R波的索引位置。其中，m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于安卓系统的心电图机的实时心率计算系统，其特征在于包括用于采集人体实时心率信号的前端数据采集模块、显示模块和主控制板，主控制板设置有中央处理模块、信号转换模块、滤波模块、I导联数据模块、心率计算模块和内部接口模块；前端数据采集模块通过USB线与主控板的内部接口模块电连接，中央处理模块和内部接口模块电连接，中央处理模块通过内部接口模块实现和前端数据采集模块之间进行心率数据的交互；中央处理模块传递心率数据至信号转换模块，信号转换模块实现数据的拼接和电压的转换；信号转换模块将处理后的数据传递至滤波模块电连接，滤波模块实现数据的滤波操作，消除杂波信号；滤波模块将处理后的信号传递至I导联数据模块，I导联数据模块从导联心电数据中提取导联数据；导联模块将导联数据传递至心率计算模块，心率计算模块接收导联数据并实现心率计算，心率计算模块将计算结果通过内部接口模块传递至显示模块显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于安卓系统的心电图机的实时心率计算系统，其特征在于包括用于采集人体实时心率信号的前端数据采集模块、显示模块和主控制板，主控制板设置有中央处理模块、信号转换模块、滤波模块、I导联数据模块、心率计算模块和内部接口模块；前端数据采集模块通过USB线与主控板的内部接口模块电连接，中央处理模块和内部接口模块电连接，中央处理模块通过内部接口模块实现和前端数据采集模块之间进行心率数据的交互；中央处理模块传递心率数据至信号转换模块，信号转换模块实现数据的拼接和电压的转换；信号转换模块将处理后的数据传递至滤波模块电连接，滤波模块实现数据的滤波操作，消除杂波信号；滤波模块将处理后的信号传递至I导联数据模块，I导联数据模块从导联心电数据中提取导联数据；导联模块将导联数据传递至心率计算模块，心率计算模块接收导联数据并实现心率计算，心率计算模块将计算结果通过内部接口模块传递至显示模块显示。2.一种基于安卓系统的心电图机的实时心率计算方法，其特征在于：它包括以下步骤：第一步，心电计算模块从导联模块发送的导联数据中获取R波；第二步，心电计算模块找出R波的峰值及其阀值；第三步，将R波的值与计算所得的阀值相比较，若大于阀值，则标记为最大值并记录其索引位置；第四步，利用下列公式计算心率：HR＝60*1000*2/(Index_R[N]-Index_R[0])，其中，HR指心率，Index_R[0]指第一个最大值的索引位置，Index_R[N]指最后...

【专利技术属性】
技术研发人员：何义飞，杨和平，
申请(专利权)人：武汉吉星医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42