[发明专利]心跳检测方法和心跳检测设备

说明书

该心跳检测设备包括：时间差值计算单元(3)，用于根据活体的心电图波形的采样数据串来计算时间差值；指标值计算单元(4)，用于基于时间差值来计算用于心跳检测的指标值；阈值设置单元(5)，确定是否检测到超过阈值的指标值的波峰，当连续检测到大于或等于预定数目的波峰时，基于这些波峰之中最近的预定数目的波峰的平均值来计算阈值候选，当阈值候选超过阈值界限值时不更新阈值，该阈值界限值基于可能是该活体的心电图波形的时间差值的差值界限值，以及当阈值候选等于或小于阈值界限值时将阈值候选设置为新阈值；以及心跳时间确定单元(6)，用于当检测到超过阈值的指标值的波峰时，将该波峰的采样时间确定为心跳时间。

技术领域

本发明涉及从心电图波形提取诸如心跳间隔(R-R间隔)之类的生物信息的技术，更具体地，涉及用于在实时获取心电图波形时检测心跳的心跳检测方法和心跳检测设备。

背景技术

利用能够测量ECG(心电图)波形的穿戴在身体上的设备来测量心跳是很有用的，因为这种测量的心跳可以用来在运动中控制训练的负荷强度，在日常生活中评估自主神经功能等等。近年来，研发了一种带电极的衬衫式设备，使得心跳监测在各种场景中更容易实现。

作为根据ECG波形检测心跳(R波)的一种方法，检测时间序列中的波峰是一种方便的方法。也即，针对ECG波形的采样数据的时间序列设置阈值。当采样数据超过阈值时，检测到R波。

当不是基于ECG波形本身而是基于通过计算ECG波形的时间差获得的数据串来检测R波时，可以实现以下优势：(I)抵消了基线中的波动；以及(II)即使由于个体差异等导致S波比R波大，也可以检测到波峰。

而且，注意到由Q波、R波和S波产生的波峰的宽度几乎是恒定的，不存在任何个体差异，计算考虑了在波峰前后形成的间隙的指标。当使用所计算指标的时间序列时，可以更准确地检测到R波。

当例如使用阈值检测R波时，提出了一种方法，其基于数据串前2秒的最大值设置阈值，以及基于每五次心跳的波峰值的平均值来更新该阈值(例如参见非专利文献1)。在此方法中，有可能在阈值上反映信号水平的趋势。

然而，当获取ECG波形时，波形上可能添加了噪声。尤其是在由被测者身体穿戴的可穿戴设备中，更可能发生对ECG波形的干扰。特别是，由于电极的浮动等，不可能由人的心电位产生的、具有非常大振幅的噪声可能会混进ECG波形中。当添加了这种大的噪声时，阈值可能由于噪声的影响而跳跃，并且可能检测不到此后的R波。

为了解决此问题，专利文献1公开了一种考虑ECG波形中的噪声对阈值进行优化的结构。

相关技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开No.07-067844

非专利文献

非专利文献1：“ECG Implementation on the TMS320C5515DSP MedicalDevelopment Kit(MDK)with the ADS1298ECG-FE(具有ADS1298ECG-FE的TMS320C5515DSP医疗开发工具包上的ECG实现)”，德州仪器公司，http://www.ti.com/lit/an/sprabj1/sprabj1.pdf，2011

发明内容

本发明要解决的问题

如上所述，在现有的心跳检测方法中，当ECG波形上添加了大的噪声时，阈值可能由于噪声的影响而跳跃，并且可能检测不到此后的R波。为了解决此问题，专利文献1公开了一种对阈值进行优化的结构。

然而，专利文献1没有公开用于确定阈值水平是否为合适水平的检测结果信息的细节，因此，在由于混入了大的噪声而使阈值跳跃时有可能难以对阈值进行优化。