[发明专利]心跳检测方法和心跳检测装置

说明书

提供了一种心跳检测装置。所述心跳检测装置包括：时间差值计算单元(3)，其被配置成计算心电图波形的采样数据的时间差值；FIFO缓冲器(4‑1、4‑2)，其被配置成接收所述时间差值；FIFO缓冲器(4‑3)，其被配置成接收FIFO缓冲器(4‑2)的输出；FIFO缓冲器(4‑4)，其被配置成接收FIFO缓冲器(4‑3)的输出；最小值检测单元(5)，其被配置成针对每个采样时间，检测存储在FIFO缓冲器(4‑2)中的时间差值和存储在FIFO缓冲器(4‑4)中的时间差值中的最小值M；以及，心跳时间确定单元(6)，其被配置成当所述最小值M与FIFO缓冲器(4‑1)的输出值a之间的差值M‑a等于或大于阈值时，将所述输出值a的采样时间设置为心跳时间。

技术领域

本发明涉及一种用于从心电图波形中提取诸如心跳间隔(R-R间隔)之类的生物信息的技术，更具体地，涉及一种用于在实时获取心电图波形的同时检测心跳的心跳检测方法和心跳检测装置。

背景技术

心率或心率波动是从心电图(ECG)获得的生物信息，其是运动相关领域中的运动强度的指标，并且用于评估日常生活或静止状态中的自主神经功能。通过观察心脏的电活动获得ECG波形，并通过将电极附着到体表来测量ECG波形。作为ECG波形引导系统(即电极布置)，存在各种类型。例如，当电极布置在例如左右胸部以夹住心脏时，获得具有大振幅的稳定波形。当对ECG波形执行诸如心跳检测之类的数据处理时，ECG波形被处理为以预定时间间隔采样的离散数据串。

图9示出了一般ECG波形的示例。ECG波形由连续的心跳波形形成，并且一个心跳波形由诸如反映心房和心室活动的P波、Q波、R波、S波和T波等分量形成。其中，R波是根据心脏收缩(心室肌的去极化)产生的，并且具有大振幅。因此，经常参考R波检测心跳。具体地，通过获得ECG波形的采样数据串的时间差并且强调从R波到S波的突然变化(如峰)，变得容易检测心跳。每次心跳的心跳间隔称为R-R间隔，并用作心跳波动的主要指数。

作为相关的心跳检测方法，以下文献是已知的。专利文献1公开了一种用于消除ECG波形的基线波动的装置。专利文献2公开了一种使用基于波形的峰与谷之间的振幅的阈值来识别R波的布置。

非专利文献1描述了一种基于通过计算ECG波形的时间差获得的值的变化来获得R-R间隔等的方法。更具体地，获得第(n+1)个采样值与第(n-1)个采样值之间的差的绝对值，记录该值超过给定阈值的时刻，然后将超过阈值的两个相继的时刻之间的间隔设置为R-R间隔。

然而，上述心跳检测方法具有以下问题。在使用ECG波形的时间差值基于时间差值超过给定阈值的事实来检测心跳的方法中，可能出现这样的问题：错过该时间差值的具有小振幅的心跳或者将非心跳的噪声错误地检测为心跳。

图10是用于解释相关心跳检测方法的问题的时序图，其示出了ECG波形的一些采样数据。在图10中，横坐标表示时间，而纵坐标表示心电势[μV]。

图11是表示图10中所示的ECG波形的时间差值“第(n+1)个采样值-第(n-1)个采样值”的时序图，其中横坐标表示时间，而纵坐标表示心电势的差值[μV]。通过获得ECG波形的时间差，随着心跳节律出现从R波到S波的心电势的向下的峰和突然降低将变得显然。

在图11中，每个◆标记11表示根据非专利文献1中描述的方法基于针对上述向下峰的阈值TH检测的心跳时间和基于心跳时间的R-R间隔[ms]。

在图10所示的ECG波形上，观察到基线的波动或噪声的叠加。因此，在图11中，未能检测到具有小振幅的峰(图11中的部分12)并且噪声被检测为心跳(图11中的◆标记13)。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开第2002-78695号

专利文献2：日本专利公开第2003-561号

非专利文献