【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于数据处理，特别是一种用于心率监测系统的数据处理方法。
技术介绍
1、在临床实践中，心率作为一个至关重要的生理参数，不仅反映了心脏的工作状态，也是评估整体健康的关键指标。心率监测系统在心血管疾病的诊断和监测、药物疗效的评估、手术过程中的生理监测、康复进展的评估，以及应激和压力反应的监测等多个方面发挥着关键作用。
2、然而，目前利用心率监测系统对心率数据的处理面临一系列挑战。首先是采集患者原始心率数据的准确性，心率监测系统通过传感器采集患者原始心率数据，但传感器的选择直接影响了数据的质量，考虑到不同患者具有不同的体型、皮肤类型和生理状况，传感器需要能够适应这些差异，因此在生物相容性方面存在挑战；此外，数据在采集、传递中存在延迟、丢失等问题，如何确保这些数据被准确、一致地传递给心率监测系统也是一个挑战。
3、其次，采集后的数据需要进行处理，处理的目的是准确识别真正的心跳信号并排除噪声和伪信号。然而，由于电磁干扰、运动伪影、肌电干扰、基线漂移、呼吸运动影响和环境噪声等因素存在，导致采集的数据存在失真现象，如何通过数据处理有效降低这些干扰因素对信号的影响，确保高质量的信号进入后续的处理阶段，是一个重要挑战。
4、最后，数字数据的处理也是关键问题，在经过预处理后，数据类型由模拟数据信号转为数字数据信号，在许多临床和监测场景下，需要更精准的心率数据和分析结果，以便让医护人员迅速做出医疗决策。如何能够更好地从数字数据中提取心率值和复杂的心率变异信息，也是一个具有挑战性的任务。
5、综
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种用于心率监测系统的数据处理方法。
2、本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于心率监测系统的数据处理方法，所述方法用于心率监测系统中，心率监测系统包括：电源装置、信息采集装置、信息调理模块、数据融合单元、数据分析模块、异常检测报警模块、显示单元和存储单元；
3、所述方法包括以下步骤：
4、s1信息采集：通过信息采集装置采集患者的原始心率数据，捕获患者心脏的电活动，得到模拟心率数据信息，信息采集装置采用多通道心电信息同步采集的方式进行作业，以提高采集数据的准确性和可靠性，信息采集装置包括若干电极式心率传感器；
5、电极式心率传感器被用于心率采集，主要是因为它们能够直接与皮肤接触，准确捕捉心脏的电活动，这种传感器能提供高质量的心电图(ecg)信号，对于监测心脏健康状况至关重要；多个电极式心率传感器的采用，是为了增加数据的准确性和可靠性，不同通道可以从身体的不同位置捕捉信号，这样可以减少噪声的影响，并且提供更全面的心脏电活动信息，从而使得数据分析更加准确和全面。
6、s2信息调理：采用信息调理模块对模拟心率数据信息进行放大、过滤和数据类型转换处理；
7、信息调理模块包括信息放大单元和信息过滤单元，信息放大单元和信息过滤单元并联连接；
8、信息放大单元包括信息放大器和信息放大模拟/数字转换器，信息放大器用于放大模拟心率数据信息，以确保模拟心率数据信息的质量不被降低；信息放大模拟/数字转换器用于将经过信息放大器放大后的模拟心率数据信息转换为数字数据信息；数字数据类型编号为1类信号；
9、信息过滤单元包括滤波器组件和滤波模拟/数字转换器，滤波器组件用于过滤模拟心率数据信息中的非心率信息频段的噪声和干扰；滤波模拟/数字转换器用于将经过滤波器组件过滤后的模拟数据信息转为数字数据信息；数字数据类型编号为2类信号；
10、息放大单元和信息过滤单元采用并联连接；而不是传统的串联，先放大，再过滤处理的连接，原因在于：采用并联连接的设计允许信息放大单元和信息过滤单元同时工作，而不是顺序处理，这样的设计可以提高处理速度和效率，在传统的串联设计中，信号首先被放大，然后再过滤，这可能导致放大的信号中包含的噪声也被一同增强，使得过滤变得更加困难；通过并联处理，可以同时放大信号和过滤噪声，确保高质量的信号进入后续的处理阶段。
11、s3数据融合：采用数据融合单元对1类信号的数字数据和2类信号的数字数据进行融合，得到综合心率数字数据；
12、数据融合单元配置数字信号融合微处理器，数据融合单元功能的实现基于融合matlab软件；
13、数据融合单元功能实现步骤如下：
14、a1、接收数据：接收信号放大模拟/数字转换器传输的1类信号的数字数据和滤波模拟/数字转换器传输的2类信号的数字数据；
15、a2、时间戳对齐：在数字信号处理器中，根据时间戳信息对1类信号的数字数据和2类信号的数字数据进行对齐，保持数字数据在时间上的一致性；
16、a3、融合：采用将1类信号的数字数据和2类信号的数字数据的最优部分进行融合的策略进行合并，得到综合心率数字数据；
17、a4、输出：将综合心率数字数据的信息传输至数据分析模块；
18、数据融合是为了整合来自不同源的信息，以获得更加准确和全面的心率数据。通过融合1类信号的数字数据和2类信号的数字数据的最优部分，可以确保最终的心率数字数据既包含了足够的细节，又去除了可能的干扰和噪声。选择matlab软件进行数据融合是因为matlab提供了强大的数据处理和分析工具，特别是在信号处理和数字数据分析方面。matlab的高级数学功能使其成为实现复杂数据融合策略的理想选择。
19、s4、数据分析：采用数据分析模块对综合心率数字数据依次进行r波检测、心率计算和心率变异性分析；
20、数据分析模块包括数据分析微处理器、r波检测单元、心率计算单元和心率变异性分析单元；r波检测单元、心率计算单元和心率变异性分析单元集成于数据分析微处理器中；
21、数据分析模块的工作步骤如下：
22、b1、r波检测：将综合心率数字数据传输至r波检测单元，利用r波检测单元识别综合心率数字数据的r波，输出r波位置信息，r波为心室收缩的波峰；r波检测单元功能的实现基于r波检测matlab软件；
23、b2、心率计算：心率计算单元接收r波检测单元输出的r波位置信息，利用r波位置信息计算rr间隔，得出心率值，rr间隔为连续两个r波之间的时间间隔；心率计算单元功能的实现基于配有python编辑器的心率计算软件；
24、b3、心率变异性分析：心率变异性分析单元对rr间隔进行时间域、频域和非线性分析后，提取hrv指标，hrv指标包括时间域指标、频域指标和非线性分析指标；
25、时间域指标包括sdnn、rmssd、nn50和pnn50；sdnn为rr间隔标准差，反映心跳间隔的总体变异性；rmssd为连续rr间隔差值的均方根，反映快速变化的心率变异性，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于心率监测系统的数据处理方法，所述方法用于心率监测系统中，心率监测系统包括：电源装置、信息采集装置、信息调理模块、数据融合单元、数据分析模块、异常检测报警模块、显示单元和存储单元；
2.如权利要求1所述的用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，电源装置包括主电源接口、充电电池模块和充电控制单元；
3.如权利要求1所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在步骤S2中，信号放大器具体为仪表放大器，仪表放大器工作参数如下：增益设置为100-1000倍；输入阻抗大于1MΩ，以降低从人体到信号放大器输入端的信号损失；
4.如权利要求1所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在步骤S3中的A3中，融合功能实现的具体过程如下：
5.如权利要求1所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在步骤S4中B1中，R波检测的具体步骤如下：
6.如权利要求1所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在步骤S4的B2中，心率计算的具体过程如下：
7.如权利要求1所述用于心率监测系统的数据处理方法
8.如权利要求1所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在步骤S4中B3中，频域指标的获取基于心率变异性分析单元配置含有Python编辑器的频域分析软件；获取频域指标具体过程如下：
9.如权利要求8所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在步骤S4中B3中，非线性分析指标的获取基于心率变异性分析单元配置含有Python编辑器的非线性分析软件；获取非线性分析指标具体过程如下：
10.如权利要求9所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在R波检测MATLAB软件、心率计算软件、融合MATLAB软件、时间域分析软件、频域分析软件和非线性分析软件的程序中使用try-catch结构来包裹代码块，try-catch结构为一种异常处理机制；try-catch结构包括try块和catch块；当程序执行到try块中的代码时，如果发生了异常，异常会被捕获，程序不会立即崩溃，控制流会跳转到对应的catch块；在catch块的代码中，开发者定义当异常发生时处理错误的方法，包括记录错误信息、通知用户。
...【技术特征摘要】
1.一种用于心率监测系统的数据处理方法，所述方法用于心率监测系统中，心率监测系统包括：电源装置、信息采集装置、信息调理模块、数据融合单元、数据分析模块、异常检测报警模块、显示单元和存储单元；
2.如权利要求1所述的用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，电源装置包括主电源接口、充电电池模块和充电控制单元；
3.如权利要求1所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在步骤s2中，信号放大器具体为仪表放大器，仪表放大器工作参数如下：增益设置为100-1000倍；输入阻抗大于1mω，以降低从人体到信号放大器输入端的信号损失；
4.如权利要求1所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在步骤s3中的a3中，融合功能实现的具体过程如下：
5.如权利要求1所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在步骤s4中b1中，r波检测的具体步骤如下：
6.如权利要求1所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在步骤s4的b2中，心率计算的具体过程如下：
7.如权利要求1所述用于心率监测系统的数据处理方法，其特征在于，在步骤s4的b3中，时间域指标的获取基...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫荣新，于萍，谷莉方，
申请(专利权)人：河北网新数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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