心率变异性反馈训练辅助方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种心率变异性反馈训练辅助方法、装置、设备及存储介质，其方法包括：获取使用者的实时生物信号；提取所述实时生物信号中的特征信号；根据所述特征信号换算出所述使用者的当前压力水平值及正负情绪状态；根据所述当前压力水平值及正负情绪状态判断使用者是否为正常状态；若否，则调用预设的指定人机交互信号协助使用者进行呼吸调整训练。本发明专利技术能够真实地反应人的压力与情绪变化；本发明专利技术可以配合丰富多样的调节训练方法，包括呼吸、冥想、音乐等，可操作性强的流程；互动性强，通过反馈的生物信号控制调节过程，突出强调使用者在整个调节过程中的参与性，提高了其参与的热情和兴趣。

Heart Rate Variability Feedback Training Assistant Method, Device, Equipment and Storage Media

The invention discloses an auxiliary method, device, device and storage medium for feedback training of heart rate variability, which includes: acquiring the real-time biological signal of the user; extracting the characteristic signal in the real-time biological signal; converting the current pressure level and positive and negative emotional state of the user according to the characteristic signal; and according to the current pressure level and positive and negative emotions of the user. If not, the preset designated human-computer interaction signal is used to assist the user in breathing adjustment training. The invention can truly reflect the pressure and emotional changes of people; the invention can cooperate with a variety of adjustment training methods, including breathing, meditation, music and so on, and has a strong operability process; the interaction is strong, and the regulation process is controlled by feedback biological signals, highlighting the user's participation in the whole regulation process, and improving the enthusiasm and interest of participation.

【技术实现步骤摘要】
心率变异性反馈训练辅助方法、装置、设备及存储介质
本专利技术涉及到电子信息领域，特别是涉及到一种心率变异性反馈训练辅助方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
实验证明，心理(情绪)反应和生理(内脏)活动之间存在着一定的关联，心理社会因素通过意识影响情绪反应，使不受意识支配的内脏活动发生异常改变，导致疾病的发生。生物反馈疗法将正常属于无意识的生理活动置于意识控制之下，通过生物反馈训练建立新的行为模式，实现有意识地控制内脏活动和腺体的分泌。反馈是指一个系统的输出信号，重新返回到本系统，对本系统功能起增减作用的现象。运用生物反馈疗法，就是把求治者体内生理机能用现代电子仪器予以描记，并转换为声、光、图像等反馈信号，因而使其根据反馈信号，学习调节自己体内不遂意的内脏机能及其他躯体机能、达到防治身心疾病的目的。由于此疗法训练目的明确、直观有效、指标精确，因而求治者无任何痛苦和副作用。当前的生物反馈治疗仍然依靠专业昂贵的大型生理参数辅助诊断设备或生物反馈仪器，以及心理医生的主观经验判断及专业的训练指导，主要存在以下几个方面问题：1)可操作性差，使用复杂，无论是生物信号的测量、个体的生理状况评价以及针对性的生物反馈训练需要专业人士操作、分析及指导，个人无法有效使用；2)成本高，设备及人力成本昂贵，需要心理医生或专业人士操作；3)实时性、可移动性差，无法长期使用，需要频繁的更换电极，繁琐的电极、传感器和电缆严重影响个体的舒适度；4)缺乏客观的、量化的生物反馈效率评价机制，评价的标准依靠心理医生/专业人士的主观经验及相应的医学标准；5)由于个体差异，缺乏普适性的生物反馈训练方法，需要心理医生根据实际情况定制针对个人的生物反馈训练策略。
技术实现思路
本专利技术的主要目的为提供心率变异性反馈训练辅助方法、装置、设备及存储介质，以解决
技术介绍
中所提出的至少一个技术问题。本专利技术提出一种心率变异性反馈训练辅助方法，包括：获取使用者的实时生物信号；提取上述实时生物信号中的特征信号；根据上述特征信号换算出上述使用者的当前压力水平值及正负情绪状态；根据上述当前压力水平值及正负情绪状态判断使用者是否为正常状态；若否，则调用预设的指定人机交互信号协助使用者进行呼吸调整训练。进一步地，在上述的心率变异性反馈训练辅助方法中，在上述提取上述实时生物信号中的特征信号的步骤之前，还包括：将上述实时生物信号进行去噪处理。进一步地，在上述的心率变异性反馈训练辅助方法中，上述调用预设的指定人机交互信号协助使用者进行呼吸调整训练的步骤，包括：从数据库中查找出上述使用者对应的共振呼吸频率以及上述使用者的人机交互习惯；根据上述共振呼吸频率以及人机交互习惯生成相应的人机交互信号。进一步地，在上述的心率变异性反馈训练辅助方法中，在根据上述共振呼吸频率以及人机交互习惯生成相应的人机交互信号的步骤之后，还包括步骤：抽取上述生物信号中心率信号的心率变异性信号，并通过傅里叶变换或自回归模型的方式计算其功率谱密度值，在通过上述功率密度值计算出用于评价共振频率呼吸训练效率的心率变异性的一致性比率值；抽取上述生物信号中的呼吸信号，并通过上述呼吸信号计算出作为调整共振频率呼吸的实时参考值的瞬时呼吸率；根据上述共振呼吸频率生成的人机交互信号，并根据上述一致性比率值以及瞬时呼吸率实时调整上述共振呼吸频率。进一步地，在上述的心率变异性反馈训练辅助方法中，在上述调用预设的指定人机交互信号协助使用者进行呼吸调整训练的步骤之后，还包括步骤：通过形态学分析方法分析上述心率信号的心率变异性信号的节奏模式和呼吸信号节奏模式的匹配情况，获得匹配值；将上述匹配值转换为图形反馈信号，并以实时给上述使用者；根据上述匹配值换算出反馈训练效率，并生成相应的训练建议评价。进一步地，在上述的心率变异性反馈训练辅助方法中，在获取使用者的实时生物信号的步骤之前，还包括步骤：获取指定数量群体的生物信号以及判断结果，生成判断预训练数据库；通过上述预训练数据库进行判断预训练，获得初始判断机制。本专利技术提出一种心率变异性反馈训练辅助装置，包括：用于获取使用者的实时生物信号的心电传感器和呼吸传感器；用于提取上述实时生物信号中的特征信号的提取电路；用于根据上述特征信号换算出上述使用者的当前压力水平值及正负情绪状，根据上述当前压力水平值及正负情绪状态判断使用者是否为正常状态的控制单元；用于若否，则调用预设的指定人机交互信号协助使用者进行呼吸调整训练的移动人机交互终端；上述心电传感器和呼吸传感器分别与上述提取电路电连接，将获取的心电信号和呼吸信号发送至上述提取电路进行特征提取，上述提取电路采用分时复用的方式对上述心电传感器和呼吸传感器发送的信号进行分时提取；上述提取电路与上述控制单元通过第一射频电路进行无线连接；上述控制单元与移动人机交互终端通过第二射频电路进行无线连接。进一步地，在上述的心率变异性反馈训练辅助装置中，上述提取电路包括用于将上述实时生物信号进行去噪处理的去噪电路，其中，在上述去噪电路中包括分差放大模块、高通滤波模块、低通滤波模块以及主放大模块，上述分差放大模块、高通滤波模块、低通滤波模块以及主放大模块依次连接，上述分差放大模块分别与上述心电传感器和呼吸传感器电连接，上述主放大模块通过上述第一射频电路与上述控制单元无线连接，使上述实时生物信号按照差分放大、高通滤波、低通滤波及主放大的顺序进行信号去噪。本专利技术提出一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，上述处理器执行上述程序时实现如上述实施例中任意一项上述的方法。本专利技术提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述实施例中任意一项上述的方法。本专利技术的心率变异性反馈训练辅助方法、装置、设备及存储介质的有益效果为：本专利技术选择心率和呼吸速率两个生物信号作为调节过程中的反馈信号，能够真实地反应人的压力与情绪变化；而且以上生物信号通俗易懂，便于使用者在没有专业人员时进行自我调节训练；同时可以根据评估结果，结合使用者自身的特点，有针对性地提出调节方案和建议；本专利技术可以配合丰富多样的调节训练方法，包括呼吸、冥想、音乐等，经过标准化，使得每种压力调节方案转化成了简便、可操作性强的流程；而且，系统互动性强，通过反馈的生物信号控制调节过程，突出强调使用者在整个调节过程中的参与性，提高了其参与的热情和兴趣。附图说明图1为本专利技术一实施例的心率变异性反馈训练辅助方法的流程示意图；图2为本专利技术一实施例的压力评价分析示意图；图3为本专利技术一实施例的心率变异性反馈训练辅助方法的流程示意图；图4为本专利技术一实施例的心率变异性反馈训练辅助方法的流程示意图；图5为本专利技术一实施例的心率变异性反馈训练辅助方法的心率变异性节奏模式分析及一致性比率分析示意图；图6为本专利技术一实施例的调整共振呼吸频率的流程示意图；图7为本专利技术一实施例的心率变异性反馈训练辅助装置的模块结构示意图；图8为本专利技术一实施例的心率变异性反馈训练辅助装置的模块结构示意图；图9为本专利技术一实施例的一种计算机设备的结构示意图。1、心电传感器；2、呼吸传感器；3、提取电路；4、控制单元；5、人机交互终端；6、第一射频电路；12、计算机设备；14、外部设备；16、处理单元；18、总线；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种心率变异性反馈训练辅助方法，其特征在于，包括：获取使用者的实时生物信号；提取所述实时生物信号中的特征信号；根据所述特征信号换算出所述使用者的当前压力水平值及正负情绪状态；根据所述当前压力水平值及正负情绪状态判断使用者是否为正常状态；若否，则调用预设的指定人机交互信号协助使用者进行呼吸调整训练。

【技术特征摘要】
1.一种心率变异性反馈训练辅助方法，其特征在于，包括：获取使用者的实时生物信号；提取所述实时生物信号中的特征信号；根据所述特征信号换算出所述使用者的当前压力水平值及正负情绪状态；根据所述当前压力水平值及正负情绪状态判断使用者是否为正常状态；若否，则调用预设的指定人机交互信号协助使用者进行呼吸调整训练。2.根据权利要求1所述的心率变异性反馈训练辅助方法，其特征在于，在所述提取所述实时生物信号中的特征信号的步骤之前，还包括：将所述实时生物信号进行去噪处理。3.根据权利要求1所述的心率变异性反馈训练辅助方法，其特征在于，所述调用预设的指定人机交互信号协助使用者进行呼吸调整训练的步骤，包括：从数据库中查找出所述使用者对应的共振呼吸频率以及所述使用者的人机交互习惯；根据所述共振呼吸频率以及人机交互习惯生成相应的人机交互信号。4.根据权利要求3所述的心率变异性反馈训练辅助方法，其特征在于，在根据所述共振呼吸频率以及人机交互习惯生成相应的人机交互信号的步骤之后，还包括步骤：抽取所述生物信号中心率信号的心率变异性信号，并通过傅里叶变换或自回归模型的方式计算其功率谱密度值，在通过所述功率密度值计算出用于评价共振频率呼吸训练效率的心率变异性的一致性比率值；抽取所述生物信号中的呼吸信号，并通过所述呼吸信号计算出作为调整共振频率呼吸的实时参考值的瞬时呼吸率；根据所述共振呼吸频率生成的人机交互信号，并根据所述一致性比率值以及瞬时呼吸率实时调整所述共振呼吸频率。5.根据权利要求4所述的心率变异性反馈训练辅助方法，其特征在于，在所述调用预设的指定人机交互信号协助使用者进行呼吸调整训练的步骤之后，还包括步骤：通过形态学分析方法分析所述心率信号的心率变异性信号的节奏模式和呼吸信号节奏模式的匹配情况，获得匹配值；将所述匹配值转换为图形反馈信号，并以实时给所述使用者；根据所述匹配值换算出反馈训练效率，并生成相应的训练建议评价。6.根据权利要求1所述的心率变...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乾，吴万庆，
申请(专利权)人：深圳市儿童医院，
类型：发明
国别省市：广东,44