用于测量心率的方法和装置制造方法及图纸

一种用于对个体的心率进行测量的方法被公开，其包括下列步骤：（ａ）预设置至少包括最高阀值和最低阀值的多个离散检测阀值；（ｂ）预设置用于改变检测阀值的第一个条件；（ｃ）对ＥＣＧ波形中的信号流进行检测；（ｄ）通过应用第一个检测阀值对ＥＣＧ波形中的ＱＲＳ波群进行检测；以及（ｅ）如果在步骤（ｄ）中第一个条件被满足，通过更换到应用与第一个检测阀值不同的第二个阀值，对ＥＣＧ波形中的ＱＲＳ波群进行检测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于测量心率的方法和装置，特别是，这种方法和装置适于通过对个体的被检测的心电图信号(ECG)的QRS波群进行检测而对个体的心率进行测量。
技术介绍
当个体的心脏搏动时，电信号(被称为“ECG信号”)流过心脏，其可以通过连接到个体的皮肤上的适当装置被获取。典型和完整的ECG信号包括被认为由P波、Q波、R波、S波和T波构成的完整波形，其中，Q波、R波和S波有时被共同称为形成“QRS波群”。一般而言，P-波由心房的去极化产生，QRS波群由心室的去极化产生，以及，T波由心室肌肉的再极化产生。通常，R波是整个ECG信号的波形中最显著的波。因此，个体的心率(或心搏的速率)可以通过对ECG信号的连续的R波之间的时间间隔进行检测和测量而被确定。因此，多种心率监视器已经被提供用于在体表对这种R波或QRS波群进行检测，用于对戴有这种装置的个体的心率进行监视，用于运动和/或医学应用。这种装置可以具有戴在个体的胸部周围的胸带(chestbelt)的形式，其具有被安置在靠近个体的心脏的皮肤上、用于获取ECG信号的电极。可选的，该装置可以具有戴在用户的手腕上的腕表(wristwatch)的形式(无论具有或不具有普通表的功能)，以便通过被安置成与用户的手腕相连接的电极而获取ECG信号。不过，ECG信号及其噪声水平因人而异。即使对于同一个人，它们也会随时间而变化。此外，有些人的ECG信号较弱，即，QRS峰值非常小。对于具有强ECG信号的人，他们也具有很可能被错误地识别为R波的高的T波。虽然为了解决这个问题，已经有多种方法和装置被提出，但是大多数这种方法和装置非常复杂，其增加了相关的硬件和软件的复杂性，导致电路尺寸的增大，或增加了对微控制器(MCU)的要求。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于对个体的心率进行测量的方法和装置，其中，上述缺点得以减轻，或至少为商业和公众提供一种有用的选择方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种对个体的心率进行测量的方法，包括下列步骤(a)预设置至少包括最高阀值和最低阀值的多个离散检测阀值；(b)预设置用于改变检测阀值的至少第一个条件；(c)对ECG波形中的信号流进行检测；(d)通过应用所述预设置检测阀值的第一个阀值对所述ECG波形中的QRS波群进行检测；以及，(e)在所述步骤(d)中，如果所述至少第一个条件被满足，则通过更换到应用与所述第一个检测阀值不同的所述预设置检测阀值的第二个阀值，对所述ECG波形中的QRS波群进行检测。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于对个体的心率进行测量的装置，其包括用于预设置至少包括最高阀值和最低阀值的多个离散检测阀值的装置；以及用于对ECG波形中的信号流进行检测的装置；其中，所述装置适合通过应用所述预设置检测阀值的第一个阀值对所述ECG波形中的QRS波群进行检测；其特征在于，如果至少第一个预设置条件被满足，则所述装置适合通过更换到应用与所述第一个检测阀值不同的所述预设置检测阀值的第二个阀值对所述ECG波形中的QRS波群进行检测。附图说明本专利技术的实施例将参考附图仅通过示例的方式进行描述，其中图1示出了根据本专利技术的测量心率的第一种方法的流程图；图2示出了通过图1的方法被检测的示例性ECG波形；图3是根据本专利技术的第一个示例性心率测量装置的功能框图；图4是根据本专利技术的第二个示例性心率测量装置的功能框图；图5是根据本专利技术的心率测量装置的软件实现的功能框图；图6是根据本专利技术的心率测量装置的硬件实现的功能框图；以及图7示出了根据本专利技术的测量心率的第二种方法的流程图。具体实施例方式参考图1和图2，在根据本专利技术的实施例的用于测量心率的方法中，全部四个离散的幅度阀值AT1，AT2，AT3，AT4被设置用于对ECG信号波形中的QRS波群进行检测。当方法开始时(100)，用于对QRS波群进行检测的阀值被设置在例如AT1的最高水平(102)。心率计算电路(HR计算)中的缓冲器被复位(104)。只要在前一个脉冲被检测到之后的1.5秒之内检测到下一个脉冲，则通过ECG信号波形中的QRS波群所表现出的脉冲通过应用阀值AT1被检测到。如果对于任何连续的1.5秒的时间间隔都检测不到脉冲(106)，就要接着检查是否脉冲是通过应用最低阀值(例如图2中的AT4)被检测的(108)。如果还没有处于最低阀值，则用于检测脉冲的阀值将被设置到紧邻的较低水平(110)。因此，如果电流阀值是AT1，阀值将被设置到AT2。不过，如果最低阀值已经被达到，则阀值将被设置到最高水平AT1(102)。如图2所示，参考所示波形，如果阀值被设置在AT1，则在任何1.5秒时间间隔内将检测不到脉冲。于是，阀值将被设置到紧邻低于AT1的阀值水平AT2。然后，如果在阀值AT2处在任何1.5秒时间间隔内还检测不到脉冲，则阀值将接着被设置到紧邻低于AT2的阀值水平AT3。在阀值水平AT3处，QRS波群C1和C2在时间间隔T内被检测到。如果时间间隔T在1.5秒以内，则QRS波群(以及脉冲)在阀值AT3处将被连续检测到。如果在任何1.5秒时间间隔内检测不到脉冲(QRS波群)，阀值将被设置到紧邻的较低水平AT4。如果在最低阀值AT4处仍存在在任何1.5秒时间间隔内检测不到脉冲的情况，阀值将被设置到最高水平AT1。根据下面的方程1，时间间隔T能够被用于对以每分钟的搏动次数测量的个体的瞬时心率(instantaneous heart rate)(HR)进行计算HR=60T]]>………………………………………………………………方程1如图3所示，采用上述方法的心率监视器包括仪表放大器(INA)(200)，用于放大被检测的ECG输入信号，然后，该信号被送到用于除去被放大信号的噪声的一系列滤波器和自相关电路(202)。接着，QRS检测电路(204)通过对ECG波形中的QRS波群的特征进行分析，而对用于QRS波群检测的、经过滤波的信号进行处理。然后，连续被检测的QRS波群之间的时间间隔被送到用于获取瞬时心率(HR)的心率计算电路(206)，用于后续输出。如图4所示，采用上述方法的第二种心率监视器还包括仪表放大器(INA)(220)以及一系列滤波器和自相关电路(222)。经过这样处理的ECG信号被接着送到对波形的幅度进行比较的电平比较器(224)。然后，电平比较器的输出被送到用于获得瞬时心率的心率计算电路(226)，用于后续输出。图5示出了具有自适应阀值的ECG峰值检测的软件实现的框图。在把输入的ECG信号传送通过INA(240)和滤波器电路(242)之后，该信号被接着送到用于获取心率(HR)的微控制器(MCU)(246)。MCU(246)包括模/数转换器(ADC)(248)，其把ECG信号转换成数字信号，用于传输到电平比较器(250)。然后，被检测到的脉冲被送到用于计算心率的心率计算电路(252)。如果在任何1.5秒时间间隔内没有接收到脉冲，心率计算电路(252)将发送指令到电平比较器(250)，以便对用作比较的阀值水平进行改变。图6示出了具有自适应阀值的ECG峰值检测的硬件实现的框图。在把输入的ECG信号传送通过INA(260)和滤波器电路(262)之后，该信号被送到电平比较器(264)。然后，被检测到的脉冲被送到MCU(268本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对个体的心率进行测量的方法，包括下列步骤：（ａ）预设置至少包括最高阀值和最低阀值的多个离散检测阀值；（ｂ）预设置用于改变检测阀值的至少第一个条件；（ｃ）对ＥＣＧ波形中的信号流进行检测；（ｄ）通过应用所 述预设置检测阀值的第一个阀值对所述ＥＣＧ波形中的ＱＲＳ波群进行检测；（ｅ）在所述步骤（ｄ）中，如果所述至少第一个条件被满足，通过更换到应用与所述第一个检测阀值不同的所述预设置检测阀值的第二个阀值，对所述ＥＣＧ波形中的ＱＲＳ波群进行检 测。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄健佳，
申请(专利权)人：捷飞科研有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]