生命体征参数心率计算方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种生命体征参数心率计算方法及系统，涉及生命体征信号处理技术领域，该方法包括：步骤S1：采集数据，并对数据进行滤波分析处理；步骤S2：将滤波后的数据进行时域的峰点查找，得到时域峰点间隔；步骤S3：对时域峰点间隔进行直方图统计，得到时域心率值；步骤S4：对滤波后的数据进行傅里叶变换，得到频谱数据；步骤S5：将频谱数据进行峰点查找，得到频域峰点间隔；步骤S6：对频域峰点间隔进行统计，得到频域理论心率值；步骤S7：将时域心率值和频域理论心率值对比，确定实际心率值。本发明专利技术能够提高生命体征数据测量准确率。能够提高生命体征数据测量准确率。能够提高生命体征数据测量准确率。

【技术实现步骤摘要】
生命体征参数心率计算方法及系统


[0001]本专利技术涉及生命体征信号处理
，具体地，涉及一种生命体征参数心率计算方法及系统。

技术介绍

[0002]心冲击图(Ballistocardiography，BCG)技术，可以非侵入式地测量人体由于心脏每次搏动所喷射的血液对于人体运动的作用，获得相应的BCG波形信号。BCG信号采集技术可以非侵入式地测量人体由于心跳和呼吸引起的身体细微振动信号，因此能够非接触式的对患者进行呼吸率、心率监测。
[0003]现在大多数的对于体征信号以及BCG信号心率的计算都停留在单独的时域计算方法或者频域计算方法上，但是时域处理的数据内容较多，而频域处理受采集时间和采样点的约束始种无法快速计算结果。
[0004]现有技术中，公开号为CN108056769B的专利技术专利，公开了一种生命体征信号分析处理方法、装置和生命体征监测设备，包括：获取由传感器采集的原始信号；基于原始信号生成生命体征时域信号；基于生命体征时域信号计算得到第一生命体征参数；将预设时长的生命体征时域信号进行时频变换得到生命体征频域信号，并基于生命体征频域信号计算得到第二生命体征参数；基于第一生命体征参数和第二生命体征参数，计算得到最终生命体征参数，所述最终生命体征参数包括最终心率和/或最终呼吸率。该专利技术讲述了使用频率倍频直接计算出频域心率值的方法，即便增加了信号质量作为准确率判断的一部分，但是频谱的分辨率较低依然会导致频域结果会存在较大的误差。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供一种生命体征参数心率计算方法及系统。
[0006]根据本专利技术提供的一种生命体征参数心率计算方法及系统，所述方案如下：第一方面，提供了一种生命体征参数心率计算方法，所述方法包括：步骤S1：采集数据，并对数据进行滤波分析处理；步骤S2：将滤波后的数据进行时域的峰点查找，得到时域峰点间隔；步骤S3：对时域峰点间隔进行直方图统计，得到时域心率值；步骤S4：对滤波后的数据进行傅里叶变换，得到频谱数据；步骤S5：将频谱数据进行峰点查找，得到频域峰点间隔；步骤S6：对频域峰点间隔进行统计，得到频域理论心率值；步骤S7：将时域心率值和频域理论心率值对比，确定实际心率值。
[0007]优选地，所述步骤S1包括：步骤S1.1：将采集的数据进行有效性判断，去除异常点得到有效数据；步骤S1.2：对有效数据进行高通滤波，滤除掉均匀分布在信号区间内的高频信号，得到预处理信号；
步骤S1.3：将预处理实例数据进行滤波处理，将信号中无用的信号提取出来后，将原始数据减去无用信号得到新的数据。
[0008]优选地，所述步骤S2包括：步骤S2.1：对新的数据按照设定的尺度进行峰点查找，找到特征点数据；步骤S2.2：幅度和时间都满足要求的称为有效点，联系每个峰点周围的点的幅值进行对比，将不满足要求的无效点剔除；将数据全部进行二次过滤后，得到新的处理数据；步骤S2.3：对二次峰点过滤后的点进行差值计算，将后一个峰点对应的坐标索引减去前一个峰点的坐标索引即为时域峰点间隔值。
[0009]优选地，所述步骤S3包括：步骤S3.1：对时域峰点间隔值进行直方图统计；步骤S3.2：得到时域的间隔统计峰点，计算出时域中的心率值。
[0010]优选地，所述步骤S5包括：步骤S5.1：对频谱数据按照一定的尺度进行峰点查找；步骤S5.2：遍历完频谱每个频点后计算频谱峰点后一个与前一个峰点之间的间隔，通过峰点的间隔值的情况，不同心率下的频谱特征峰点的分布，心率越低频谱峰点的间隔就越小，而心率越高，频谱峰点之间的间隔就越大；间隔和对应心率的关系通过公式：心率=(频谱间隔*(采样率/傅里叶点数)*60次/分)。
[0011]优选地，所述步骤S6包括：步骤S6.1：对间隔值进行统计，当间隔值满足出现次数最多，或多个间隔值较为接近的条件，则将该间隔值作为频谱中获得的理论心率间隔；步骤S6.2：将理论心率间隔按照频谱峰点间隔对应理论心率表进行对照，找到对应的理论心率值。
[0012]第二方面，提供了一种生命体征参数心率计算系统，所述系统包括：模块M1：采集数据，并对数据进行滤波分析处理；模块M2：将滤波后的数据进行时域的峰点查找，得到时域峰点间隔；模块M3：对时域峰点间隔进行直方图统计，得到时域心率值；模块M4：对滤波后的数据进行傅里叶变换，得到频谱数据；模块M5：将频谱数据进行峰点查找，得到频域峰点间隔；模块M6：对频域峰点间隔进行统计，得到频域理论心率值；模块M7：将时域心率值和频域理论心率值对比，确定实际心率值。
[0013]优选地，所述模块M1包括：模块M1.1：将采集的数据进行有效性判断，去除异常点得到有效数据；模块M1.2：对有效数据进行高通滤波，滤除掉均匀分布在信号区间内的高频信号，得到预处理信号；模块M1.3：将预处理实例数据进行滤波处理，将信号中无用的信号提取出来后，将原始数据减去无用信号得到新的数据。
[0014]优选地，所述模块M2包括：模块M2.1：对新的数据按照设定的尺度进行峰点查找，找到特征点数据；
模块M2.2：幅度和时间都满足要求的称为有效点，联系每个峰点周围的点的幅值进行对比，将不满足要求的无效点剔除；将数据全部进行二次过滤后，得到新的处理数据；模块M2.3：对二次峰点过滤后的点进行差值计算，将后一个峰点对应的坐标索引减去前一个峰点的坐标索引即为时域峰点间隔值；所述模块M3包括：模块M3.1：对时域峰点间隔值进行直方图统计；模块M3.2：得到时域的间隔统计峰点，计算出时域中的心率值。
[0015]优选地，所述模块M5包括：模块M5.1：对频谱数据按照一定的尺度进行峰点查找；模块M5.2：遍历完频谱每个频点后计算频谱峰点后一个与前一个峰点之间的间隔，通过峰点的间隔值的情况，不同心率下的频谱特征峰点的分布，心率越低频谱峰点的间隔就越小，而心率越高，频谱峰点之间的间隔就越大；间隔和对应心率的关系通过公式：心率=(频谱间隔*(采样率/傅里叶点数)*60次/分)；所述模块M6包括：模块M6.1：对间隔值进行统计，当间隔值满足出现次数最多，或多个间隔值较为接近的条件，则将该间隔值作为频谱中获得的理论心率间隔；模块M6.2：将理论心率间隔按照频谱峰点间隔对应理论心率表进行对照，找到对应的理论心率值。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、通过对时域/频域峰点间隔进行统计，更加直观的观察到每组心跳数据的分布特性，使用测量范围内的统计，只进行了一维数组的遍历，降低了程序复杂度，提高了控制器的执行速度；2、做傅里叶变化时，将时域数据翻转合并，在不增加采样时间的基础上，增加频谱的分辨率，提高频域算法的准确度；3、利用频谱图中峰点间隔的规律：心率越大间隔越大，心率越小间隔越小，通过倍数频率的特性，提高了傅里叶变换的实用性；4、将时域的计算结果，与频域的计算结果进行比对，时频交互，从而提高了最后计算结果的准确度。
附图说明
[0017]通过阅读参照以下附图对非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生命体征参数心率计算方法，其特征在于，包括：步骤S1：采集数据，并对数据进行滤波分析处理；步骤S2：将滤波后的数据进行时域的峰点查找，得到时域峰点间隔；步骤S3：对时域峰点间隔进行直方图统计，得到时域心率值；步骤S4：对滤波后的数据进行傅里叶变换，得到频谱数据；步骤S5：将频谱数据进行峰点查找，得到频域峰点间隔；步骤S6：对频域峰点间隔进行统计，得到频域理论心率值；步骤S7：将时域心率值和频域理论心率值对比，确定实际心率值。2.根据权利要求1所述的生命体征参数心率计算方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S1.1：将采集的数据进行有效性判断，去除异常点得到有效数据；步骤S1.2：对有效数据进行高通滤波，滤除掉均匀分布在信号区间内的高频信号，得到预处理信号；步骤S1.3：将预处理实例数据进行滤波处理，将信号中无用的信号提取出来后，将原始数据减去无用信号得到新的数据。3.根据权利要求2所述的生命体征参数心率计算方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S2.1：对新的数据按照设定的尺度进行峰点查找，找到特征点数据；步骤S2.2：幅度和时间都满足要求的称为有效点，联系每个峰点周围的点的幅值进行对比，将不满足要求的无效点剔除；将数据全部进行二次过滤后，得到新的处理数据；步骤S2.3：对二次峰点过滤后的点进行差值计算，将后一个峰点对应的坐标索引减去前一个峰点的坐标索引即为时域峰点间隔值。4.根据权利要求3所述的生命体征参数心率计算方法，其特征在于，所述步骤S3包括：步骤S3.1：对时域峰点间隔值进行直方图统计；步骤S3.2：得到时域的间隔统计峰点，计算出时域中的心率值。5.根据权利要求1所述的生命体征参数心率计算方法，其特征在于，所述步骤S5包括：步骤S5.1：对频谱数据按照一定的尺度进行峰点查找；步骤S5.2：遍历完频谱每个频点后计算频谱峰点后一个与前一个峰点之间的间隔，通过峰点的间隔值的情况，不同心率下的频谱特征峰点的分布，心率越低频谱峰点的间隔就越小，而心率越高，频谱峰点之间的间隔就越大；间隔和对应心率的关系通过公式：心率=(频谱间隔*(采样率/傅里叶点数)*60次/分)。6.根据权利要求5所述的生命体征参数心率计算方法，其特征在于，所述步骤S6包括：步骤S6.1：对间隔值进行统计，当间隔值满足出现次数最多，或多个间隔值较为接近的条件，则将该间隔值作为频谱中获得的理论心率间隔；步骤S6.2：将理论心率间隔按照频谱峰点间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈煜，安俊华，
申请(专利权)人：昂科信息技术上海股份有限公司，
类型：发明
国别省市：