心率测量方法技术

本发明专利技术为一种心率测量方法，其包含下列步骤：（ａ）利用一心率监测器在一预定的信号采集期间内采集信号；（ｂ）计算任两个该信号间的间隔时间；（ｃ）以该间隔时间的倒数计算出心率值；（ｄ）将前述步骤计算出的该心率值进行投票，分别投入代表不同心率范围的投票箱中；（ｅ）找出得票数最高的投票箱；以及（ｆ）计算出心跳速率。通过此心率测量方法的多数决投票过程，可滤除噪声并找出真正的脉搏信号，以得出准确的心跳速率值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种，尤其关于一种高可靠度。
技术介绍
心跳速率是人体健康的一个重要参数，不论是运动时或休息时的心跳速 率，都具有重要的人体健康指针意义。例如，有研究指出，不正常的运动心 跳速率及不正常的心跳速率回复速度是猝死的危险预兆，其中，过低的运动 心跳速率具有最高的猝死危险指数；而休息心跳速率越高，或运动后心跳速 率回复越慢的，危险指数也越高。测量心跳速率最佳的方法便是进行心电图(ECG)测量，再利用心电图 的R-R区间(R-R interval)来计算心跳速率。但利用心电图来测量心跳速率 成本过高且过于费事而不可行。目前市面上已发展出多种心率监测器，可用 来监测运动时的心跳速率。心率监测器至少包含两部分，分别为一脉搏感应 单元及一心率显示单元，其中该脉搏感应单元包含电极(或传感器 (transducer))以及一滤波电路。然而，相较于心电图技术，脉搏感应技术较 容易受到人为因素的干扰。为了能精确地感应脉搏信号，心率监测器的电极与皮肤的接触必须要非 常稳定，而这往往取决于使用者的使用方式，然而在测量运动时的心跳速率 时，脉搏感应单元的震动很容易造成噪声的产生。市售的感应单元包含一系列的组件来感应脉搏，如带通滤波器(band pass filter)、峰l直检波器(peak detector)及射频电路(Radio Frequency Circuit) 等。由于其缺乏精密的信号处理，使得心率计算单元可能会将收到的噪声视 为脉搏信号，因此，这些未滤除的噪声会造成心率显示单元显示出错误的心 跳速率值。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出本专利技术。本专利技术的主要目的在于提供一种，其利用多数决投票过程 来滤除噪声，以得出准确的心跳速率值。为达到上述目的，本专利技术的一较广义实施例为提供一种，包含下列步骤(a)利用一心率监测器在一预定的信号采集期间内采集信号； (b)计算任两个该信号间的间隔时间；(C)以该间隔时间的倒数计算出心率值；(d)将前述步骤计算出的该心率值进行投票，分别投入代表不同心率范围的投 票箱中；(e)找出得票数最高的投票箱；以及(f)计算出心跳速率。根据本专利技术上述的方案，其中该信号采集期间优选为2至8秒。 根据本专利技术上述的方案，其中在步骤(a)中所采集到的信号包含脉搏信号 及噪声信号。根据本专利技术上述的方案，其中步骤(b)包含计算该信号与上一个信号采集 期间的最后 一 个信号间的间隔时间。根据本专利技术上述的方案，其中在步骤(d)中仅针对在合理心率范围内的心 率值进行投票，不在合理心率范围内的心率值则不进行投票。而合理心率范 围为50-240。在一实施例中，其中该投票箱的心率范围将合理的R-R区间区分为多个 区间并换算成心率范围而得，而该合理的R-R区间为0.25-1.2秒。在另一实施例中，其中该投票箱的心率范围将合理心率范围以等增加率 区分成多个区间而得。根据本专利技术上述的方案，其中在步骤(e)中所找出的得票数最高的投票箱 为一单一投票箱或为票数相加后得票数最高的两个相邻投票箱。根据本专利技术上述的方案，其中在步骤(e)中，若无法找出得票数最高的投 票箱，则累计票数至下一信号采集期间，重复步骤(a)-(d)以找出得票数最高 的投票箱。根据本专利技术上述的方案，其中步骤(f)计算投入该得票数最高的投票箱的 该心率值的平均值而得出该心跳速率。本专利技术的另一广义实施例为提供一种，包含下列步骤(a) 利用一心率监测器在一预定的信号采集期间内采集信号；(b)计算任两个该信 号间的间隔时间；(c)将前述步骤计算出的该间隔时间进行投票，分别投入代表不同间隔时间范围的投票箱中；(d)找出得票数最高的投票箱；以及(e)计算出心跳速率。根据本专利技术上述的方案，其中在步骤(c)中仅针对在合理之R-R区间内的 间隔时间进行投票，不在合理的R-R区间内的间隔时间则不进行投票。该合 理的R-R区间为0.25-1.2秒，而该投票箱的间隔时间范围系将合理的R-R区 间等分成多个区间而得。根据本专利技术上述的方案，其中步骤(e)以投入该得票数最高的投票箱的该 间隔时间的倒数计算出心率值，并计算该心率值的平均值而得出该心跳速 率。附图说明图l为本专利技术信号采集示意图。图2显示分别用本专利技术投票算法及三导心电图所测得的休息时心率。 图3显示分别用本专利技术投票算法及三导心电图所测得的运动后回复心率。图4显示分别用本专利技术投票算法及十二导心电图所测得的运动时心率。 具体实施例方式体现本专利技术特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。 应理解的是本专利技术能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发 明的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本发 明。有鉴于现有的心率监测器因为无法滤除噪声，而容易得出错误的心跳速 率值，本专利技术提出一种高可靠度，其利用多数决投票过程来重 建R-R区间，以得出准确的心跳速率值。虽然脉搏及噪声在某些情况下无法区分开来，但它们在发生间隔上的表 现是不相同的，例如在一短时间里，R-R区间的变异非常有限，而噪声则否; 换句换说，R-R区间较具规则性，而噪声发生间隔则较不规则。因此，根据 此种差异，本专利技术提出一种投票算法来准确计算心跳速率。以下将进一步说 明本专利技术的投票算法。首先，本专利技术用以测量心率的投票算法是通过一微处理器来执行，该微 处理器系通过一般市售的心率监测器套组来进行信号检测。该心率监测器包 含胸带、腕部显示单元及接收单元，其中该接收单元连接至该微处理器。请参阅图1，其为本专利技术信号采集示意图。如图l所示，ti，t2，…,tn分别表示在一预定的信号采集期间(Signal Collecting Period, SCP)收到信号S，S2，…，Sn的时间点，该信号包括脉搏信号(相当于心跳信号)及噪声信号，其中实线为脉搏信号，而虚线则为噪声信号。另外，t。为此次信号采集期间开始前所收到的最后一个信号sQ，亦即上一个信号采集期间所收到的最后一 个信号。由于噪声的介入，R-R区间已被一或更多噪声切割成数个片段，因 此无法直接利用这些信号区间来重建R-R区间，故须进一步计算任两信号间 的间隔时间，找出真正的脉搏信号，进而得出滤除噪声后的心跳速率值。以图1为例，在信号采集期间共采集到在t,，t2，t3,t4，t5等五个时间点出现 的信号S,，S2，S3,S4,S5，分别计算任两信号的间隔时间，包括<formula>formula see original document page 7</formula>并以间隔时间倒数算出心率，再将介于合理心率范围(50-240)内的心 率数字投票至代表不同间隔时间范围的心率范围投票箱中(例如将合理R-R 区间(0.25秒-1.2秒)等分成多个区间范围，再计算所述区间代表之心率范 围)，亦或是以等增加率区分合理心率范围的心率范围投票箱(例如以增加 率10%而言，投票箱的心率范围分别为、 、 、 ...， 依此类推)，而非介于合理心率范围内的心率数字则不进行投票。待取样的 信号采集期间结束时，审视投票结果，找出得票数最高的投票箱，并认定得 票数最高的投票箱即为真正心率所投入，而产生这些心率的信号即包含了真 正的脉膊。然而，若真正心率在投票箱心率范围的边界时，可能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种心率测量方法，包含下列步骤：（ａ）利用一心率监测器在一预定的信号采集期间内采集信号；（ｂ）计算任两个该信号间的间隔时间；（ｃ）以该间隔时间的倒数计算出心率值；（ｄ）将前述步骤计算出的该心率值进行投票，分别投入代表不同心率范围的投票箱中；（ｅ）找出得票数最高的投票箱；以及（ｆ）计算出心跳速率。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑仁亮，
申请(专利权)人：慈济大学，
类型：发明
国别省市：71[]