[发明专利]PPG实时心率信号质量评估方法及装置、存储介质

说明书

本发明提供一种PPG实时心率信号质量评估方法及装置、存储介质。方法包括采集用户的PPG信号和ECG信号；分别对两个信号进行提取，得到PPG实时心率信号和ECG实时心率信号；分别从两个实时心率信号中，提取心率变异性的时域、频域特征和非线性特征中的至少一者，计算两个信号特征之间的相关性；计算ECG实时心率信号与PPG实时心率信号的相似度，根据相关性和相似度，评估PPG实时心率的信号质量。可以有效实现量化手环或其他设备采集的PPG实时心率信号与ECG实时心率信号之间的相关性和相似度等问题，从而可以精确量化并评估所述手环或其他设备采集的PPG实时心率信号的质量。

技术领域

本发明属于脉搏波信号监测技术领域，具体涉及一种手环或其他设备采集的PPG实时心率信号质量评估方法、一种PPG实时心率信号质量评估装置以及一种计算机可读存储介质。

背景技术

目前市面上的智能手环种类、功能繁多，这些手环除了具备运动计步等基本功能，还提供了许多实时监测人体日常活动以及健康状况的功能，包括实时监测心率、睡眠分析、检测心房颤动和记录分析身体活动数据等。因为脉搏波包含有丰富的心血管系统生理病理信息，所以这些健康监测功能绝大部分都是先通过光电容积脉搏波描记法(photoplethysmography，PPG)检测人体的脉搏波信号，再对脉搏波信号进一步提取相关特征来实现的。因此脉搏波信号的质量对智能手环的这些功能的准确性就会有很大的影响，所以在将任何可穿戴设备采集的PPG数据用于下一步研究分析前，都应对这些数据进行一个详细的评估，评估这些数据的质量以及数据提取出的特征的准确性是否达到一定的条件以支持之后的分析研究。

现在国内外有不少人的针对PPG信号及其提取的实时心率信号做信号质量评估，主要是分为两个方法，一个方法是从PPG的波形评估出发，通过提取与质量相关的波形形态特征，如脉冲幅度、脉冲宽度、连续波谷间的波谷深度差等建立一个三阶段分类算法进行质量评估。例如通过波形特征评估PPG质量的方法，其中的波形特征包括：峰度指数、偏度指数、主波宽度等指标。但是，PPG的波形特征好坏不是评判实时心率信号质量的唯一标准，而且由于日常生活中存在许多噪声，导致PPG的波形多种多样，因此单靠波形特征无法做到准确评估PPG实时心率信号的质量。

另一方法是将PPG的实时心率信号与心电(Electrocardiogram，ECG)的实时心率信号相比较，分别计算一些相关特征之后，将两者的特征做相关性分析。如使用了平均心率、心跳间隔标准差、心跳间隔高频分量和低频分量等特征与对应的ECG实时心率信号的特征做相关性分析，由此评判PPG实时心率信号质量。但是，这种方法无法精确量化两个信号之间的相似度，并且由于两者信号之间无法准确对齐，会增加一些误差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种PPG实时心率信号质量评估方法、一种PPG实时心率信号质量评估装置以及一种计算机可读存储介质。

本发明的一个方面，提供一种PPG实时心率信号质量评估方法，包括：

采集用户的PPG信号和ECG信号；

分别对所述PPG信号和所述ECG信号进行提取，得到PPG实时心率信号和ECG实时心率信号；

分别从所述PPG实时心率信号和所述ECG实时心率信号中，提取心率变异性的时域、频域特征和非线性特征中的至少一者，并计算所述PPG实时心率信号与所述ECG实时心率信号之间的相关性；

计算所述PPG实时心率信号与所述ECG实时心率信号之间的相似度；

根据所述相关性和所述相似度，评估所述PPG实时心率信号的质量。

在可选地一些实施方式中，对所述ECG信号进行提取，得到ECG实时心率信号，包括：

根据所述ECG信号与预设的多个分类模板之间的匹配度，将所述ECG信号分类，并且，每类所述ECG信号对应一组权重；