推估心率变异的方法技术

本发明专利技术公开一种推估心率变异的方法，包含步骤：ａ．利用一心率测量仪器收集事件发生信号；ｂ．在一取样区间内利用投票方法进行心跳区间重建；ｃ．在再一取样区间内同样进行前述心跳区间重建，其中该再一取样区间与该前一取样区间具有重叠区间，且该再一取样区间与该前一取样区间可借由该重叠区间中的共同事件进行心跳区间串连；ｄ．重复步骤ｃ直到串连出预定的一段长时间的心跳区间序列；以及ｅ．根据步骤ｄ所得到的该心跳区间序列计算心率变异。本发明专利技术的推估心率变异的方法可配合单导式心率测量仪器进行心率测量，并利用多数决投票过程来滤除噪声，及通过Ｗｉｎｄｏｗ重叠的机制，可串连出一段长时间的推估心跳区间，进而计算出心率变异。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，尤其涉及一种高准确度的推估心 率变异的方法。
技术介绍
随着生活型态的改变，慢性疾病高居国人死亡率前几名，其衍生的社会 经济问题，让降低慢性疾病的发生更显重要。通过各种仪器监控生理状况也行之有年，而各种生理参数中，心率变异(heart rate variability, HRV)是反 应生理状况的一大指标。心率变异分析是一种测量连续心跳速率变化程度的方法，其以心跳区间(相邻心跳的间隔时间)为基础计算而得，主要是分析借由心电图或脉搏测 量所得到的连续心跳区间序列，而心跳区间的数据可能来自数分钟或数小时 的连续心跳记录。心脏除了本身的节律性放电引发的跳动之外，也受到自律 神经系统(autonomic nervous system, ANS)所调控。过去二十年己有不少 文献显示自律神经系统的调控与心血管疾病相关的死亡率有显著的关系，例 如心因性猝死、高血压、出血性休克、败血性休克等。心率变异分析也被发 现可作为预测发生心肌梗塞后的死亡率的指标。心率变异分析最常用以计算的是心电图中的R波，借由计算R-R区间(R-R interval)序列而得。目前心率变异分析方式可分为时域(Time domain) 分析及频域(Frequency domain)分析。时域分析通常利用连续测量到的心 电图波形，直接计算与分析其相连心跳区间序列的关系，例如SDNN计算 的是所有正常心跳区间的标准差；SDANN计算的是所有五分钟区段中正常 心跳区间平均值的标准差；r-MSSD计算的是相邻心跳区间差异的均方根； NN50 count计算的是相邻正常心跳区间差异大于50毫秒的数目；pNN50计 算的是相邻正常心跳区间差异大于50毫秒的比率。频域分析则利用离散傅 利叶变换将心跳区间序列转换为频域，以功率频谱密度(Power spectraldensity, PSD)或是频谱分布(Spectral distribution)的方式表现。 一般5分 钟的短期分析例如5分钟全功率(5-min total power)、超低频(VLF)、 低频(LF)、高频(HF)及低频/高频比(LF/HF)。精确的心率变异测量，需使用数字信号处理式的单导或多导心率测量仪 器，但此类仪器价格不斐，电力需求高，且使用者配戴之后行动易受限制； 而模拟单导式心率测量仪器价格较低，电力需求低，不影响使用者配戴之后 的行动，是较为可行的方法，但却无法有效避免噪声的产生。有鉴于此，本 专利技术的专利技术人乃构思加以改善，提出一种，可减低模拟 单导式心率测量仪器测量过程所产生的噪声影响，而得到准确性相当高的心 率变异。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种，其可配合单导式 心率测量仪器进行心率测量，并利用多数决投票过程来滤除噪声，及通过 Window重叠的机制，可串连出一段长时间的推估心跳区间，进而计算出心 率变异。为达上述目的，本专利技术的一较广义实施方案为提供一种推估心率变异的 方法，其包含下列步骤a、利用一心率测量仪器收集事件发生信号；b、在 一取样区间内进行心跳区间重建，该心跳区间重建包含步骤bl、计算任两 个事件的间隔时间；b2、将该间隔时间进行投票，分别投入代表不同心跳区 间的票箱中；b3、找出得票数最高的票箱，并将投入该票箱的该间隔时间所 代表的心跳区间进行事件串连；C、在再一取样区间内同样进行前述心跳区 间重建，其中该再一取样区间与该前一取样区间具有重叠区间，且该再一取 样区间与该前一取样区间可借由该重叠区间中的共同事件进行心跳区间串 连；d、重复步骤c直到串连出预定的一段长时间的心跳区间序列；以及e、 根据步骤d所得到的该心跳区间序列计算心率变异。根据本专利技术上述构想，该心率测量仪器为一模拟单导式心率测量仪器。根据本专利技术上述构想，在步骤a中所收集到的信号包含心跳事件及噪声 事件所产生的信号。根据本专利技术上述的构想，在步骤b2中仅针对在合理心跳区间范围内的间隔时间进行投票，不在合理心跳区间范围内的间隔时间则不进行投票。该合理心跳区间范围为300 1200毫秒。该票箱的区间大小定义为2Bs,毫秒， 而用来投票的票箱的心跳区间范围将该合理心跳区间范围依据该区间大小 区分为多个区间而得，且Bshift优选为6。根据本专利技术上述构想，在步骤b3中所找出的得票数最高的票箱为票数 相加后得票数最高的两个相邻票箱。根据本专利技术上述构想，每一取样区间的大小为2000 8000毫秒，而该 重叠区间的大小为1000 3000毫秒。附图说明图1为模拟单导式心率测量仪器收集的事件序列示意图。图2为Window示意图。图3为图2的Wl中的所有区间示意图。图4为票箱及投票示意图。图5为寻找最多票数的票箱示意图。图6为Wl的心跳区间重建示意图。图7为Window重叠机制示意图。图8为两个Window串连过程示意图。具体实施例方式体现本专利技术特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。 应理解的是本专利技术能够在不同的方案上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术 的范围，且其中的说明及附图在本质上当作说明之用，而非用以限制本专利技术。有别于使用数字信号处理方式进行心率测量的方法，当利用模拟单导式 心率测量仪器为前端装置，而噪声无法滤除时，心率仅能借助定性方法推估， 例如本专利技术的专利技术人于2006年11月10日提出的中国台湾申请案号为 095141767的心率测量方法，其利用多数决投票过程来滤除噪声，找出真正 的心跳信号，以得出准确的心率值。然而，此方法仅能就每一取样区间(称 为Window)推估心率，而区间内的心跳区间个数极为有限，无法作所谓心 率变异分析。本专利技术则以前述方法为基础，再发展出Window连接阶段，以取得较长的心跳区间序列，进而提出一种。以下将进一步说明本专利技术的。请参阅图1，其为模 拟单导式心率测量仪器收集的事件信号序列示意图。如图1所示，模拟单导 式心率测量仪器所得到的信号数据为单一时间点的事件，向上的实线箭头与虚线都代表着发生事件(Event)，依发生的先后从第1个、第2个到第n 个分别以Ei、 E2到En表示。每个事件有其发生时间(Time)，依照事件发生的顺序以tp t2到tn表示。其中，Ep E3等实线箭头代表着心跳事件，tl、 t3则表示发生E,、 E3心跳事件的时间；而E2、 E6等虚线代表噪声产生的事件， t2、 t6则是发生E2、 E6噪声的时间。两事件之间的时间间隔形成了所谓区间(Interval)，例如E2与E3两事件的区间以12，3表示。区间可由相邻两事件形成，如14,5，也可由不相邻的两事件形成，如16,9。区间依其形成的事件种类不同，而形成不同种类的区间，例如由两心跳事件形成的区间是为心跳区间，如14,5;若两事件当中包含一个 噪声，像是18，9， 12，3，或是包含两个噪声，如16,9，则形成噪声区间。观察心 跳区间跟噪声区间可以得到一个结论，也即在一短时间内，心跳区间的大小 变动量较噪声区间的大小变动量来的规则。因此，将此段短时间视为一单位 时间，再将这单位时间内的事件区间用区间大小当成分类的依据进行分类， 由于心跳区间具有规则性，所以心跳区间大部分会落在同一类，而噪声区间则否。因此，本方法将此单位时间定义为一个Window,并利用Wi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种推估心率变异的方法，包含下列步骤：　ａ、利用一心率测量仪器收集事件发生信号；　ｂ、在一取样区间内进行心跳区间重建，该心跳区间重建包含步骤：ｂ１、计算任两个事件的间隔时间；ｂ２、将该间隔时间进行投票，分别投入代表不同心跳区间的 票箱中；ｂ３、找出得票数最高的票箱，并将投入该票箱的该间隔时间所代表的心跳区间进行事件串连；　ｃ、在再一取样区间内同样进行前述心跳区间重建，其中该再一取样区间与该前一取样区间具有重叠区间，且该再一取样区间与该前一取样区间可借由该重叠区 间中的共同事件进行心跳区间串连；　ｄ、重复步骤ｃ直到串连出预定的一段长时间的心跳区间序列；以及　ｅ、根据步骤ｄ所得到的该心跳区间序列计算心率变异。

【技术特征摘要】
1.一种推估心率变异的方法，包含下列步骤a、利用一心率测量仪器收集事件发生信号；b、在一取样区间内进行心跳区间重建，该心跳区间重建包含步骤b1、计算任两个事件的间隔时间；b2、将该间隔时间进行投票，分别投入代表不同心跳区间的票箱中；b3、找出得票数最高的票箱，并将投入该票箱的该间隔时间所代表的心跳区间进行事件串连；c、在再一取样区间内同样进行前述心跳区间重建，其中该再一取样区间与该前一取样区间具有重叠区间，且该再一取样区间与该前一取样区间可借由该重叠区间中的共同事件进行心跳区间串连；d、重复步骤c直到串连出预定的一段长时间的心跳区间序列；以及e、根据步骤d所得到的该心跳区间序列计算心率变异。2. 如权利要求1所述的推估心率变异的方法，其中该心率测量仪器为一 模拟单导式心率测量仪器。3. 如权利要求1所述的推估心率变异的方法，其中在步骤a中所收集到 的信号包含心跳事件及噪声事件所产生的信...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑仁亮，
申请(专利权)人：慈济大学，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]