【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及健康监测，特别是涉及一种基于脉搏波的心脏健康监测方法及健康监测手环。
技术介绍
1、随着科技的不断发展，智能穿戴设备已经成为了人们日常生活中不可或缺的一部分。其中，智能手环作为一种便携式的健康监测设备，受到了广泛的关注和喜爱。然而，现有的智能手环在功能上仍然存在一定的局限性，例如不能实时监测用户的呼吸率；而呼吸率监测是衡量人体健康状况的重要指标之一，对于患有呼吸系统疾病、心血管疾病等患者来说，实时监测呼吸率有助于及时发现异常情况并采取相应的治疗措施。传统的呼吸率监测方法主要依赖于专业的医疗设备，如心电图仪、血氧仪等，这些设备操作复杂且价格昂贵，普及率较低。因此，开发一种能够通过脉搏血氧饱和度(photoplethysmogram，ppg)技术实现呼吸率监测的智能手环具有很大的市场需求。
2、专利cn113892940a公开了一种呼吸率检测系统，由数据融合模块、数据重构模块、呼吸率计算模块组成。但该专利为阐明采用何种检测信号对数据分析，并且忽略了其计算k近邻数据点的线性组合中，算法会对数据中的噪声或局部变化过于敏感，导致模型产生过拟合的风险，并且该方法对异常值较为敏感，会对权重产生不合理的影响，从而影响算法的稳定性和可靠性。
3、专利cn113017602b公开了一种呼吸频率测量方法及体征监测仪，呼吸频率测量方式为获取传感器采集得到的ppg信号，对该信号的每拍脉搏的幅值和坐标值进行识别，并对幅值和坐标值插值处理得到呼吸波形，再对呼吸波形进行自相关性处理计算呼吸频率。该测量方法对幅值和坐标值的识
4、专利cn114027822b提供了一种基于ppg信号的呼吸频率测量方法及装置，通过对采集到的ppg数据进行信号处理，提取数据特征点，计算得到原始的ppg间期曲线及ppg间期变化；由此计算出呼吸率，随后根据经验判断是否存在ppg间期变化异常值，采用模糊算法处理异常间期变化，再根据矫正后的ppg间期曲线获得准确呼吸率数据。该方法存在信号噪声敏感性、特征点提取的局限性和误差传播、经验判断主观性、模糊算法参数选择难题、矫正后呼吸率准确性受影响等缺点，并且对个体差异和不同环境下的适应性不足。
5、因此，有必要设计一种能够对用户心脏健康状态进行精准预判的心脏健康监测方法及装置，提醒用户及时关注身体健康状况，减少健康问题的风险。
技术实现思路
1、为满足用户对健康和安全的不断增长的需求，特别是在面对潜在的健康风险时能够为用户提供更全面的健康管理，本专利技术提供一种基于脉搏波的心脏健康监测方法及健康监测手环，其能够精准预判用户的心脏健康状态，用以提醒用户及时关注身体健康状况；从而为用户提供更全面的健康管理，减少健康问题的风险。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种基于脉搏波的心脏健康监测方法，其包括如下步骤：
3、采集脉搏波信号，使用能量算子对脉搏波信号进行滤波；
4、对滤波后的数据进行梯度累计处理，提取具有连续脉搏波波段的监测周期；
5、基于均方根误差和皮尔森相关性系数，将监测周期的脉搏波信号波形与预设脉搏波波形进行比对，获取用户的心脏健康状态。
6、优选的，所述基于均方根误差和皮尔森相关性系数，将监测周期的脉搏波信号波形与预设脉搏波波形进行比对，获取用户的心脏健康状态，具体包括：
7、计算监测周期的脉搏波信号波形与预设脉搏波波形之间的均方根误差和皮尔森相关性系数；
8、将计算得到的均方根误差和皮尔森相关性系数与预设阈值进行比较，根据比较结果判断用户心脏健康状态。
9、优选的，在使用能量算子对脉搏波信号进行滤波的过程中，根据脉搏波信号的采样频率确定分辨率参数。
10、优选的，在对滤波后的数据进行梯度累计处理中，对累积梯度值设置百分位阈值，用于标记人体运动状态的起始点。
11、本专利技术还提供一种基于脉搏波的心脏健康监测方法的健康监测手环，其包括手环本体、及设置在手环本体中的脉搏监测模块与心脏健康预判模块；所述心脏健康预判模块包括用于根据脉搏监测模块检测得到的脉搏波信号对用户进行心脏健康监测的心电图监测子模块，所述心电图监测子模块包括滤波单元、梯度处理单元以及波形比对单元，其中，所述滤波单元用于根据脉搏监测模块检测得到的脉搏波信号，使用能量算子对脉搏波信号进行滤波；所述梯度处理单元用于对滤波后的数据进行梯度累计处理，提取具有连续脉搏波波段的监测周期；所述波形比对单元用于基于均方根误差和皮尔森相关性系数，将监测周期的脉搏波信号波形与预设脉搏波波形进行比对，获取用户的心脏健康状态。
12、优选的，所述波形比对单元包括波形计算子单元及阈值比对子单元，其中，
13、所述波形计算子单元用于计算监测周期的脉搏波信号波形与预设脉搏波波形之间的均方根误差和皮尔森相关性系数；
14、所述阈值比对子单元用于将计算得到的均方根误差和皮尔森相关性系数与预设阈值进行比较，根据比较结果判断用户心脏健康状态。
15、优选的，在滤波单元使用能量算子对脉搏波信号进行滤波的过程中，根据脉搏波信号的采样频率确定分辨率参数。
16、优选的，在梯度处理单元对滤波后的数据进行梯度累计处理中，对累积梯度值设置百分位阈值，用于标记人体运动状态的起始点。
17、优选的，所述心脏健康预判模块还包括心率异常监测子模块，所述心率异常监测子模块用于根据脉搏监测模块检测得到的脉搏波信号计算相邻心跳间隔的标准差，根据相邻心跳间隔的标准差判断用户的心率是否异常。
18、优选的，所述脉搏监测模块为光学心率传感器，所述手环本体上还设有显示屏、光学心率传感器及振动器，所述显示屏设置于手环本体的手腕外侧，所述光学心率传感器的光学检测端设置于手环本体的手腕内侧并靠近手腕内侧脉搏血管设置；所述光学心率传感器的信号输出端与心脏健康预判模块的信号输入端通信连接，所述心脏健康预判模块的信号输出端分别与显示屏及振动器通信连接。
19、本专利技术的有益效果是：
20、本专利技术所述基于脉搏波的心脏健康监测方法，其首先使用能量算子对采集的脉搏波信号进行滤波，滤除杂波及噪音；然后对滤波后的数据进行梯度累计处理，提取具有连续脉搏波波段的监测周期，避免对短时虚假激活状态的误判；最后基于均方根误差和皮尔森相关性系数，计算当前监测周期的脉搏波信号与预设脉搏波信号之间的均方根误差和皮尔森相关性系数，对用户的当前监测周期的脉搏波信号与预设脉搏波信号进行精准比较，从而预判用户的心脏健康状态，用以提醒用户及时关注身体健康状况。
21、本专利技术在采用累本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于脉搏波的心脏健康监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于脉搏波的心脏健康监测方法，其特征在于，所述基于均方根误差和皮尔森相关性系数，将监测周期的脉搏波信号波形与预设脉搏波波形进行比对，获取用户的心脏健康状态，具体包括：
3.根据权利要求1所述的基于脉搏波的心脏健康监测方法，其特征在于，在使用能量算子对脉搏波信号进行滤波的过程中，根据脉搏波信号的采样频率确定分辨率参数。
4.根据权利要求1所述的基于脉搏波的心脏健康监测方法，其特征在于，在对滤波后的数据进行梯度累计处理中，对累积梯度值设置百分位阈值，用于标记人体运动状态的起始点。
5.一种基于脉搏波的心脏健康监测方法的健康监测手环，其特征在于，包括手环本体、及设置在手环本体中的脉搏监测模块与心脏健康预判模块；所述心脏健康预判模块包括用于根据脉搏监测模块检测得到的脉搏波信号对用户进行心脏健康监测的心电图监测子模块，所述心电图监测子模块包括滤波单元、梯度处理单元以及波形比对单元，其中，所述滤波单元用于根据脉搏监测模块检测得到的脉搏波信号，使用能量算子对
6.根据权利要求5所述的基于脉搏波的心脏健康监测方法的健康监测手环，其特征在于，所述波形比对单元包括波形计算子单元及阈值比对子单元，其中，
7.根据权利要求5所述的基于脉搏波的心脏健康监测方法的健康监测手环，其特征在于，在滤波单元使用能量算子对脉搏波信号进行滤波的过程中，根据脉搏波信号的采样频率确定分辨率参数。
8.根据权利要求5所述的基于脉搏波的心脏健康监测方法的健康监测手环，其特征在于，在梯度处理单元对滤波后的数据进行梯度累计处理中，对累积梯度值设置百分位阈值，用于标记人体运动状态的起始点。
9.根据权利要求5所述的基于脉搏波的心脏健康监测方法的健康监测手环，其特征在于，所述心脏健康预判模块还包括心率异常监测子模块，所述心率异常监测子模块用于根据脉搏监测模块检测得到的脉搏波信号计算相邻心跳间隔的标准差，根据相邻心跳间隔的标准差判断用户的心率是否异常。
10.根据权利要求5所述的基于脉搏波的心脏健康监测方法的健康监测手环，其特征在于，所述脉搏监测模块为光学心率传感器，所述手环本体上还设有显示屏、光学心率传感器及振动器，所述显示屏设置于手环本体的手腕外侧，所述光学心率传感器的光学检测端设置于手环本体的手腕内侧并靠近手腕内侧脉搏血管设置；所述光学心率传感器的信号输出端与心脏健康预判模块的信号输入端通信连接，所述心脏健康预判模块的信号输出端分别与显示屏及振动器通信连接。
...【技术特征摘要】
1.一种基于脉搏波的心脏健康监测方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于脉搏波的心脏健康监测方法，其特征在于，所述基于均方根误差和皮尔森相关性系数，将监测周期的脉搏波信号波形与预设脉搏波波形进行比对，获取用户的心脏健康状态，具体包括：
3.根据权利要求1所述的基于脉搏波的心脏健康监测方法，其特征在于，在使用能量算子对脉搏波信号进行滤波的过程中，根据脉搏波信号的采样频率确定分辨率参数。
4.根据权利要求1所述的基于脉搏波的心脏健康监测方法，其特征在于，在对滤波后的数据进行梯度累计处理中，对累积梯度值设置百分位阈值，用于标记人体运动状态的起始点。
5.一种基于脉搏波的心脏健康监测方法的健康监测手环，其特征在于，包括手环本体、及设置在手环本体中的脉搏监测模块与心脏健康预判模块；所述心脏健康预判模块包括用于根据脉搏监测模块检测得到的脉搏波信号对用户进行心脏健康监测的心电图监测子模块，所述心电图监测子模块包括滤波单元、梯度处理单元以及波形比对单元，其中，所述滤波单元用于根据脉搏监测模块检测得到的脉搏波信号，使用能量算子对脉搏波信号进行滤波；所述梯度处理单元用于对滤波后的数据进行梯度累计处理，提取具有连续脉搏波波段的监测周期；所述波形比对单元用于基于均方根误差和皮尔森相关性系数，将监测周期的脉搏波信号波形与预设脉搏波波形进行比对，获取用户的心脏健康状态。
...【专利技术属性】
技术研发人员：陈逸凡，谭方宁，方世杰，尹晨珂，朱兵，盛举义，伍显潍，戴兴旺，颜承严，周洪彬，向珍蛹，
申请(专利权)人：广州穗和医疗健康投资有限公司，
类型：发明
国别省市：
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