可穿戴设备及其监测方法和监测装置制造方法及图纸

本申请公开了一种可穿戴设备及其监测方法和监测装置，所述监测方法，包括：获取可穿戴设备的加速度信号和光电容积脉搏波描记法PPG信号；基于加速度信号，计算活动量；分别从加速度信号和PPG信号中对应提取加速度通道的呼吸信号和PPG通道的呼吸信号，并基于加速度通道的呼吸信号和PPG通道的呼吸信号，结合参考呼吸率，计算呼吸率和信号质量；基于活动量、呼吸率和信号质量，确定输出的呼吸率，以便实现对呼吸的监测。由此，该方法基于加速度信号和PPG信号实现对呼吸率进行联合追踪，从而实现在日常工作和生活中进行呼吸的监测。常工作和生活中进行呼吸的监测。常工作和生活中进行呼吸的监测。

【技术实现步骤摘要】
可穿戴设备及其监测方法和监测装置


[0001]本申请涉及电子设备
，特别涉及一种可穿戴设备及其监测方法和监测装置。

技术介绍

[0002]呼吸是人体重要的生理过程，而呼吸频率是急性呼吸功能障碍的敏感指标，也是一个人心脏功能好坏和气体交换是否正常的重要指标。呼吸频率的测量在心肺功能观察、运动效果评估和睡眠质量检测等领域有这广泛的应用。
[0003]目前，临床上用于呼吸频率估计的方案主要有阻抗法、直接测量呼气气流法和气道压力法等。临床上的呼吸检测装置大多是侵入式的，并且体积庞大、设备操作复杂，不适用于日常工作和生活监测。
[0004]因此，如何实现日常工作和生活中进行呼吸的监测是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请旨在至少从一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。
[0006]本申请实施例提出了一种可穿戴设备的监测方法，包括：获取可穿戴设备的加速度信号和光电容积脉搏波描记法PPG信号；基于所述加速度信号，计算活动量；分别从所述加速度信号和所述PPG信号中对应提取加速度通道的呼吸信号和PPG通道的呼吸信号，并基于所述加速度通道的呼吸信号和所述PPG通道的呼吸信号，结合参考呼吸率，计算呼吸率和信号质量；基于所述活动量、所述呼吸率和所述信号质量，确定输出的呼吸率，以便实现对呼吸的监测。
[0007]根据本申请实施例的可穿戴设备的监测方法，获取可穿戴设备的加速度信号和光电容积脉搏波描记法PPG信号，基于加速度信号计算活动量，并分别从加速度信号和PPG信号中对应提取加速度通道的呼吸信号和PPG通道的呼吸信号，并基于加速度通道的呼吸信号和PPG通道的呼吸信号，结合参考呼吸率，计算呼吸率和信号质量，基于活动量和信号质量，确定输出的呼吸率，以便实现对呼吸的监测。由此，该方法基于加速度信号和PPG信号实现对呼吸率进行联合追踪，从而实现在日常工作和生活中进行呼吸的监测。
[0008]在一些实施例中，所述基于所述加速度信号，计算活动量，包括：对所述加速度信号进行降采样处理，以得到第一预设频率的加速度信号；建立第一预设时间的缓存队列；根据两两相邻的所述第一预设频率的加速度信号，计算得到多个第二预设时间的活动量；将所述多个第二预设时间的活动量，按照时间顺序排队放入所述缓存队列中；获取所述缓存队列的中值，作为所述第一预设时间的活动量。
[0009]在一些实施例中，从所述加速度信号中提取加速度通道的呼吸信号，包括：对第一预设频率的加速度信号，以第一预设时间窗口进行滑窗处理；对滑窗内的第一预设频率的加速度信号进行差分处理，以去除重力加速度信号带来的低频分量干扰，获取线性加速度，得到所述加速度通道的呼吸信号。
[0010]在一些实施例中，所述获取可穿戴设备的PPG信号之后，还包括：对所述PPG信号进行滤波处理；对滤波处理后的PPG信号，以第二预设时间窗口进行滑窗处理；对滑窗内的PPG信号进行峰值提取，并按照时间顺序存放所述峰值，以得到峰值序列。
[0011]在一些实施例中，从所述PPG信号中提取PPG通道的呼吸信号，包括：将所述峰值序列进行差分处理，得到非均匀采样的心率信号；对所述非均匀采样的心率信号进行插值处理，得到第二预设频率的节拍间隔IBI信号；对所述第二预设频率的IBI信号进行带通滤波处理，得到PPG通道的呼吸信号。
[0012]在一些实施例中，所述基于所述加速度通道的呼吸信号和所述PPG通道的呼吸信号，结合参考呼吸率，计算呼吸率和信号质量，包括：分别对所述加速度通道的呼吸信号和所述PPG通道的呼吸信号进行快速傅里叶变换，得到对应的所述加速度通道的频谱序列和所述PPG通道的频谱序列；根据所述加速度通道的频谱序列和所述PPG通道的频谱序列，分别计算对应的加速度通道的幅度谱和PPG通道的幅度谱；根据所述参考呼吸率计算参考呼吸频率，并根据所述参考呼吸频率，分别设置加速度通道的呼吸信号搜索区间和PPG通道的呼吸信号搜索区间；在所述加速度通道的呼吸信号搜索区间和所述PPG通道的呼吸信号搜索区间内，结合对应通道的幅度谱，获取对应的幅度最大的频率点，分别作为加速度通道的呼吸频率和PPG通道的呼吸频率；分别对所述加速度通道的呼吸频率和所述PPG通道的呼吸频率进行转换，对应得到所述加速度通道的呼吸率和所述PPG通道的呼吸率；根据所述加速度通道的幅度和加速度通道的呼吸信号搜索区间外部的噪声信号幅度，计算得到加速度通道的信号质量，以及根据所述PPG通道的幅度和PPG通道的呼吸信号搜索区间外部的噪声信号幅度，计算得到PPG通道的信号质量。
[0013]在一些实施例中，基于所述活动量、所述呼吸率和所述信号质量，确定输出的呼吸率，包括：在活动量处于第一活动量预设范围时，选择的通道为所述加速度通道；或，在活动量处于第二活动量预设范围时，选择的通道为所述PPG通道；其中，所述第一活动量预设范围大于所述第二活动量预设范围；在选择的通道上，根据所述信号质量，确定输出的呼吸率。
[0014]在一些实施例中，所述在选择的通道上，根据所述信号质量，确定输出的呼吸率，包括：在所述信号质量处于第一信号质量范围时，确定输出的呼吸率为参考呼吸率；或，在所述信号质量处于第二信号质量范围时，确定输出的呼吸率为选择的通道上计算得到的呼吸率和所述参考呼吸率的平均值，其中，所述第一信号质量范围大于所述第二信号质量范围。
[0015]本申请实施例还提出了一种可穿戴设备的监测装置，包括：获取模块，用于获取可穿戴设备的加速度信号和光电容积脉搏波描记法PPG信号；第一计算模块，用于基于所述加速度信号，计算活动量；第二计算模块，用于分别从所述加速度信号和所述PPG信号中对应提取加速度通道的呼吸信号和PPG通道的呼吸信号，并基于所述加速度通道的呼吸信号和所述PPG通道的呼吸信号，结合参考呼吸率，计算呼吸率和信号质量；确定模块，用于基于所述活动量、所述呼吸率和所述信号质量，确定输出的呼吸率，以便实现对呼吸的监测。
[0016]根据本申请实施例的可穿戴设备的监测装置，通过获取模块获取可穿戴设备的加速度信号和光电容积脉搏波描记法PPG信号，并通过第一计算模块基于加速度信号计算活动量，通过第二计算模块分别从加速度信号和PPG信号中对应提取加速度通道的呼吸信号
和PPG通道的呼吸信号，并基于加速度通道的呼吸信号和PPG通道的呼吸信号，结合参考呼吸率，计算呼吸率和信号质量，以便确定模块基于活动量、呼吸率和信号质量，确定输出的呼吸率，以便实现对呼吸的监测。由此，该装置基于加速度信号和PPG信号实现对呼吸率进行联合追踪，从而实现在日常工作和生活中进行呼吸的监测。
[0017]在一些实施例中，所述第一计算模块，包括：降采样处理单元，用于对所述加速度信号进行降采样处理，以得到第一预设频率的加速度信号；建立单元，用于建立第一预设时间的缓存队列；第一计算单元，用于根据两两相邻的所述第一预设频率的加速度信号，计算得到多个第二预设时间的活动量；存放单元，用于将所述多个第二预设时间的活动量，按照时间顺序排队放入所述缓存队本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴设备的监测方法，其特征在于，包括：获取可穿戴设备的加速度信号和光电容积脉搏波描记法PPG信号；基于所述加速度信号，计算活动量；分别从所述加速度信号和所述PPG信号中对应提取加速度通道的呼吸信号和PPG通道的呼吸信号，并基于所述加速度通道的呼吸信号和所述PPG通道的呼吸信号，结合参考呼吸率，计算呼吸率和信号质量；基于所述活动量、所述呼吸率和所述信号质量，确定输出的呼吸率，以便实现对呼吸的监测。2.如权利要求1所述的可穿戴设备的监测方法，其特征在于，所述基于所述加速度信号，计算活动量，包括：对所述加速度信号进行降采样处理，以得到第一预设频率的加速度信号；建立第一预设时间的缓存队列；根据两两相邻的所述第一预设频率的加速度信号，计算得到多个第二预设时间的活动量；将所述多个第二预设时间的活动量，按照时间顺序排队放入所述缓存队列中；获取所述缓存队列的中值，作为所述第一预设时间的活动量。3.如权利要求1所述的可穿戴设备的监测方法，其特征在于，从所述加速度信号中提取加速度通道的呼吸信号，包括：对第一预设频率的加速度信号，以第一预设时间窗口进行滑窗处理；对滑窗内的第一预设频率的加速度信号进行差分处理，以去除重力加速度信号带来的低频分量干扰，获取线性加速度，得到所述加速度通道的呼吸信号。4.如权利要求1所述的可穿戴设备的监测方法，其特征在于，所述获取可穿戴设备的PPG信号之后，还包括：对所述PPG信号进行滤波处理；对滤波处理后的PPG信号，以第二预设时间窗口进行滑窗处理；对滑窗内的PPG信号进行峰值提取，并按照时间顺序存放所述峰值，得到峰值序列。5.如权利要求4所述的可穿戴设备的监测方法，其特征在于，从所述PPG信号中提取PPG通道的呼吸信号，包括：将所述峰值序列进行差分处理，得到非均匀采样的心率信号；对所述非均匀采样的心率信号进行插值处理，得到第二预设频率的节拍间隔IBI信号；对所述第二预设频率的IBI信号进行带通滤波处理，得到PPG通道的呼吸信号。6.如权利要求1所述的可穿戴设备的监测方法，其特征在于，所述基于所述加速度通道的呼吸信号和所述PPG通道的呼吸信号，结合参考呼吸率，计算呼吸率和信号质量，包括：分别对所述加速度通道的呼吸信号和所述PPG通道的呼吸信号进行快速傅里叶变换，得到对应的所述加速度通道的频谱序列和所述PPG通道的频谱序列；根据所述加速度通道的频谱序列和所述PPG通道的频谱序列，分别计算对应的加速度通道的幅度谱和PPG通道的幅度谱；根据所述参考呼吸率计算参考呼吸频率，并根据所述参考呼吸频率，分别设置加速度通道的呼吸信号搜索区间和PPG通道的呼吸信号搜索区间；
在所述加速度通道的呼吸信号搜索区间和所述PPG通道的呼吸信号搜索区间内，结合对应通道的幅度谱，获取对应的幅度最大的频率点，分别作为加速度通道的呼吸频率和PPG通道的呼吸频率；分别对所述加速度通道的呼吸频率和所述PPG通道的呼吸频率进行转换，对应得到所述加速度通道的呼吸率和所述PPG通道的呼吸率；根据所述加速度通道的幅度和加速度通道的呼吸信号搜索区间外部的噪声信号幅度，计算得到加速度通道的信号质量，以及根据所述PPG通道的幅度和PPG通道的呼吸信号搜索区间外部的噪声信号幅度，计算得到PPG通道的信号质量。7.如权利要求1所述的可穿戴设备的监测方法，其特征在于，基于所述活动量、所述呼吸率和所述信号质量，确定输出的呼吸率，包括：在活动量处于第一活动量预设范围时，选择的通道为所述加速度通道；或，在活动量处于第二活动量预设范围时，选择的通道为所述PPG通道；其中，所述第一活动量预设范围大于所述第二活动量预设范围；在选择的通道上，根据所述信号质量，确定输出的呼吸率。8.如权利要求7所述的可穿戴设备的监测方法，其特征在于，所述在选择的通道上，根据所述信号质量，确定输出的呼吸率，包括：在所述信号质量处于第一信号质量范围时，确定输出的呼吸率为参考呼吸率；或，在所述信号质量处于第二信号质量范围时，确定输出的呼吸率为选择的通道上计算得到的呼吸率和所述参考呼吸率的平均值，其中，所述第一信号质量范围大于所述第二信号质量范围。9.一种可穿戴设备的监测装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取可穿戴设备的加速度信号和光电容积脉搏波描记法PPG信号；第一计算模块，用于基于所述加速度信号，计算活动量；第二计算模块，用于分别从所述加速度信号和所述PPG信号中对应提取加速度通道的呼吸信号和PPG通道的呼吸信号，并基于所述加速度通道的呼吸信号和所述PPG通道...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭利杰，阿尔特姆，
申请(专利权)人：安徽华米健康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：