[发明专利]基于光谱图的自适应切换心率检测方法、装置和可佩戴心率检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及心率检测技术领域，特别涉及基于光谱图的自适应切换心率检测方法和可佩戴心率检测装置。对于该基于光谱图的自适应切换心率检测方法，可以通过建立功能模块，组合成功能模块构架，由存储在计算机可读存储介质中的计算机程序来实施。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对于健康的要求越来越高，其中，不少人选择跑步等可以有效消耗热量、锻炼心肺功能甚至改善睡眠质量的有氧运动作为日常锻炼项目。心率一直以来是用于衡量有氧运动比例的最直接指标，了解自身的最大有氧心率有助于运动爱好者更健康的运动，并获得更好的运动表现。而且过长时间的过高心率的运动，对健康是有损伤的，这在比赛和训练中都需要尽力避免。因此，很多关注健康状况的人或者运动爱好者都喜欢随身戴着心率检测手环、手表、耳机等心率检测装置。这些心率检测装置更注重时效性，而且不需要做到精确的检测，通常采用光学体积描记（PPG）的方法来进行心率的检测。光学体积描记（PPG）的方法是采集人体表面反射的某种光线下的心电信号，分析得到心率的变化情况。人体不同部位对光线进行反射、透射或吸收，而血液对特定波长的光也有吸收作用，每次心脏泵血时该波长都会被大量吸收，以此就可以确定心跳。人体的皮肤、骨骼、脂肪等对光的反射值固定的，而毛细血管和动静脉的容积会随着血液流动不断变化，所以对光的反射呈现出的也是波动值，这个波动值的频率就是心脏泵血时血液流经的频率，即可以反映心率情况。采用光学体积描记（PPG）的心率检测方法只会检测到心率信号，不受运动时的外部噪声影响，而且结构相对简单，便于携带，被广泛应用在可佩戴的心率检测装置上。但是该方式也存在较大局限性，比如不同人种、不同肤色对不同波长的光线吸收度不同，人体在流汗的情况下，光线反射度也不同，因此目前市面上的可佩戴的心率检测装置都难以做到更为准确的心率检测。

发明内容

本发明的目的是：给出基于光谱图的自适应切换心率检测方法和可佩戴的心率检测装置，从而实现连续性和准确性更高的心率检测。

本发明给出的基于光谱图的自适应切换心率检测方法，包括如下步骤：

光电信号采集步骤：采集皮肤表面在色光A下的光电信号；

光谱强度图映射步骤：把采集到的光电信号经傅立叶变换映射形成按时间-频点关系分布的光谱强度图；

色光切换步骤：定义光谱强度图中同一时刻频点最集中的区域为频率峰值区域，则频率峰值区域在时间上的连线为心率变化曲线，在心率变化曲线不连续的区域，切换为采集色光B下的光电信号，所述色光B的穿透性高于色光A。

对于基于光谱图的自适应切换心率检测方法，可以通过建立功能模块，组合成功能模块构架，由存储在计算机可读存储介质中的计算机程序来实施。

为了实现上述基于光谱图的自适应切换心率检测方法，可以编写计算机程序以构建功能模块构架，把该计算机程序录入可佩戴心率检测装置的计算机存储介质中。

本发明的有益效果在于，通过对色光下获取的心电信号进行傅立叶变换映射形成按时间-频点关系分布的光谱强度图，把光谱强度图中用户心率频率峰值区域在时间上的连线作为心率变化曲线，通过心率变化曲线的连续性就可以判断当前色光对心率信号采集的有效性，在当前色光下采集到的光电信号不清晰，即不能清楚反映心率变化情况时，立即切换到穿透性更高的色光来采集心电信号，以保证心率检测的连续性和准确性。

附图说明

图1是光电信号采集模块结构示意图。

图2是光谱强度示意图。

图3是绿光的光电信号波形示意图。

图4是红光或红外光的光电信号波形示意图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。