[发明专利]一种提升长程心跳间期完整性的检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种提升长程心跳间期完整性的检测装置及方法，包括ECG采集电路、PPG采集电路、MCU计算模块、信号质量传感器、显示模块和存储模块，所述ECG采集电路、PPG采集电路和信号质量传感器的输出端连接MCU计算模块的输入端，MCU计算模块的输出端连接显示模块和存储模块的输入端。本发明利用同步采集的PPG和ECG信号的信号，并联合两种信号本身及相应的辅助传感器的信号来评估PPG和ECG质量，在PPG或ECG传感器中单个传感器受到干扰时，通过实施切换源信号的或信号融合的方案。从而实现长时间稳健的心跳间期检测。

技术领域

本发明涉及穿戴式设备技术领域，特别涉及一种提升长程心跳间期完整性的检测装置及方法。

背景技术

近年来心血管疾病的危害越来越受到重视，已有不少文献显示心率变异性分析与心血管疾病有显著的相关性，心率变异性分析重要的一点在于获取长程的心跳间期数据(如发表在frontiers in public health期刊上的An overview of heart ratevariability metrics and norms论文中提到核心体温，新陈代谢，睡眠周期等昼夜的节律变化需要24小时的心跳间期数据来分析)。

随着可穿戴设备技术的发展，心电描记术(ECG)和光电容积脉搏波描记法(PPG)可以很便利的进行心跳间期检测。市面上大部分的可穿戴心跳间期检测设备都是基于ECG或PPG的原理实现。

但是ECG的稳定性容易受到肢体接触不良、电磁干扰、运动伪迹等问题影响，无法保证长程的心跳间期观测结果稳定性及完整性。PPG信号也容易受到光照、温度、运动伪迹、皮肤接触不良、肤色等影响到结果。可以关注到单独的ECG或PPG技术在日常使用中都存在可靠性问题，因为各种干扰源的存在，无法获得完全完整的心跳间期序列。

同时，ECG和PPG分别基于电学测量和光学测量原理，两者的干扰源不尽相同，或者干扰源干扰两者的方式(耦合途径不同)，存在一种受到干扰时，另外一种技术可以正常工作的情况。换一种说法，在胸贴ECG装置中，同时集成PPG传感器，设备使用时，存在ECG受干扰不能正常采集时(比如ECG敏感的电磁干扰、ECG电极脱落等)，PPG由于是通过光信号采集而可以正常工作；或者PPG不能正常采集时(受到光学干扰)，ECG由于电极的粘贴，仍然可以通过电信号采集到心跳周期。如果能够将两种技术融合在同一方法或设备上，并同时记录，则能够尽最大可能的记录到近乎完整的长程心跳间期，并进一步用于分析。将大大提高分析结果的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提升长程心跳间期完整性的检测装置及方法，利用同步采集的PPG和ECG信号，并联合两种信号本身及相应的辅助传感器的信号来评估PPG和ECG质量，在PPG或ECG传感器中单个传感器受到干扰时，通过实施切换源信号的或信号融合的方案。从而实现长时间稳健的心跳间期检测，以解决上述背景技术中提出的可穿戴设备在长程心跳间期检测上不稳定、数据不完整的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种提升长程心跳间期完整性的检测装置，包括ECG采集电路、PPG采集电路、MCU计算模块、信号质量传感器、显示模块和存储模块，所述ECG采集电路、PPG采集电路和信号质量传感器的输出端连接MCU计算模块的输入端，MCU计算模块的输出端连接显示模块和存储模块的输入端，其中：

ECG采集电路和PPG采集电路同时采集相应的ECG和PPG信号；

MCU计算模块用于计算PPG和ECG的心跳间期和信号质量，并控制切换源信号；

显示模块用于在本地或者通过无线方式传出以记录当前模式、当前心跳间期和在需要时提示用户正确佩戴设备；

存储模块用于保存ECG或PPG信号计算的心跳间期值。