[发明专利]心率监测器

说明书

技术领域

本公开内容大致涉及健康监测系统和方法，尤其涉及在各种运动（exercise）情况下对心率的监测。

背景技术

脉搏是心脏跳动的速率，以每分钟跳动数（bpm）来度量（measure）。基础（basil）脉搏是在休息时测量的脉搏。在进行体育活动期间测量的脉搏通常高于基础脉搏，在体力消耗期间脉搏加快是对心脏效率响应于供血需求的度量。

根据运动是否旨在维持健康、保持/减轻体重、或训练心血管等，参加体育活动的人经常希望通过脉搏测量来监测心率以监测和/或调节用力（exertion）程度。

手动测量脉搏的标准方法是向动脉接近于表层的皮肤处（例如，在手腕、脖子、太阳穴部位、腹股沟、膝盖后部或脚面处）施加轻微的压力。然而，在运动期间这样测量脉搏通常是不可行的。因此，许多装置提供使用以某种方式连附到身体的多种传感器中的任意一种来进行的脉搏测量。常见的是将连附到手腕、胸部、脚踝以及上臂的监测器优选地布置在接近皮肤的动脉上方。测量方法可能涉及皮肤接触电极。

现有的无线心率监测器由胸带传感器-发射器和腕表式接收器组成。在运动期间，胸带传感器必须围绕胸部来佩戴。它有两个电极，这两个电极与皮肤持续接触，以检测来自心脏的电性活动（electrical activity）。一旦胸带传感器-发射器已经捕捉到心脏信号，则它将该信息以无线方式持续地传输至腕表。然后，计算每分钟心跳数并将其数值显示在腕表上。

根据胸带传感器-发射器向腕表传输信息所采用的无线技术，无线心率监测器还可以进一步细分为数字式和模拟式。带有模拟胸带传感器-发射器的无线心率监测器是一种普遍类型的心率监测器。然而，如果有其他模拟心率监测器用户在附近运动，则可能会有信号干扰（串扰）。如果发生这种事情的话，腕表就可能无法准确地显示佩戴者的心率。

一种模拟胸带传感器-发射器传输编码后的模拟无线信号。编码后的模拟传输用于在保持与远端心率监测器设备的交互能力的同时减轻（但不是完全消除）串扰程度。

数字式胸带传感器-发射器消除了当另外的心率监测器用户靠近时的串扰问题。基于其本质特性，数字式胸带传感器发射器被设计为只能与它自己的接收器（例如腕表）交流。

无带式心率监测器是腕表式装置，由于其便利性及兼具计时特征，该腕表式装置可能是参加体育训练的用户的优选装置。在某些情况下，用户需要按压装置表面上的导电触点来激活基于指尖处电性感测的脉搏测量序列。然而，这可能需要用户中断体育活动，而且不能一直提供“进行中（in-process）”的测量，因此，可能无法在持续用力期间对心率进行准确确定。

有两种子类型的无带式心率监测器。第一类型的监测器通过检测电脉冲来测量心率。有些腕表式装置具有位于装置底面与皮肤直接接触的电极。这些监测器是精确的（经常称为ECG或EKG精确性），然而可能较为昂贵。第二种类型的监测器通过使用光学传感器检测经过皮肤附近小血管的脉搏来测量心率。这些基于光学传感器的监测器没有ECG类型的监测器准确，但是可能相对比较便宜。

也可以使用与脉搏血氧相关的光学感测。心率传感器的布置和显示可以与上述装置类似。测量方法是基于照射皮肤表层并且在脉搏周期期间对皮下红血球密度变化敏感的光的反向散射（backscatter）强度。传感器的位移可能带来混淆信号的噪声。

补偿和消除运动期间由于光学脉搏传感器相对于皮肤的位移引起的噪声给脉搏监测装置带来额外的硬件和信号处理负担。补偿和消除混淆实际脉搏的噪声并提供用户友好型装置（例如不需要胸部或脚踝传感器或不需要设置于动脉上方）的信号处理设备和方法将是有利的，并且更便于进行体育训练。

发明内容