[发明专利]一种基于心冲击信号的心率提取方法及系统

权利要求书

1.一种基于心冲击信号的心率提取方法，其特征在于，包括：

对采集到的原始心跳波形进行预处理，得到BCG信号；

基于小波分解后的低频系数和高频系数，对BCG信号进行一维小波重构，对重构后的BCG信号采用分段寻峰法标记J峰值点；

计算两个相邻J峰值点之间的点数，根据点数和采样频率计算得到心率的值。

2.如权利要求1所述的一种基于心冲击信号的心率提取方法，其特征在于，所述原始心跳波形，是使用压电薄膜传感器采集身体震动的强度，由力学信号输出的模拟信号。

3.如权利要求1所述的一种基于心冲击信号的心率提取方法，其特征在于，所述预处理，包括信号放大、硬件滤波、模/数转换、FFT滤波、体动信号剔除及补偿。

4.如权利要求3所述的一种基于心冲击信号的心率提取方法，其特征在于，所述信号放大，使用电荷放大器对采集到的模拟信号进行放大，使放大后的信号上下幅值均处于模/数转换器的采集范围；

所述硬件滤波，使用滤波电路对放大后的模拟信号进行滤波，滤波为低通数据模拟信号；

所述模/数转换，使用A/D转换器将所述低通数据模拟信号转换为低通数据数字信号；

所述FFT滤波，将低通数据数字信号在频域上以特定频率进行过滤，然后使用逆FFT变换将数据还原；还原后的数据即为FFT滤波的数字信号。

5.如权利要求3所述的一种基于心冲击信号的心率提取方法，其特征在于，所述体动信号剔除及补偿，识别体动发生的阶段并剔除阶段内的信息数据，然后选取体动发生前等时间长度的信号数据作为剔除信号的数据补偿，得到BCG信号。

6.如权利要求1所述的一种基于心冲击信号的心率提取方法，其特征在于，所述一维小波重构，具体为：

小波平滑去噪，将BCG信号分解成不同频率通道成分；

用硬阈值法对小波高频系数进行阈值化处理；

根据小波分解后的底层低频系数和各层经过阈值量化处理后的高频系数进行一维小波重构。

7.如权利要求1所述的一种基于心冲击信号的心率提取方法，其特征在于，所述分段寻峰法，具体为：

将BCG信号根据每个周期中的H、J、L、N四个波峰将每个心跳间隔分成四段；

在每一段中找到最大值，在得到的最大值中寻找极值点，得到的极值点如果与前一个J点的距离大于一个阈值，且取值大于J峰平均值的80％，则将其视为J峰值点。

8.一种基于心冲击信号的心率提取系统，其特征在于：包括预处理模块、J峰标记模块和心率计算模块；

预处理模块，被配置为：对采集到的原始心跳波形进行预处理，得到BCG信号；

J峰标记模块，被配置为：基于小波分解后的低频系数和高频系数，对BCG信号进行一维小波重构，对重构后的BCG信号采用分段寻峰法标记J峰值点；

心率计算模块，被配置为：计算两个相邻J峰值点之间的点数，根据点数和采样频率计算得到心率的值。

9.如权利要求8所述的一种基于心冲击信号的心率提取方法，其特征在于，采集原始心跳波形的压电薄膜传感器的电压变化范围为-100mV至100mV。

10.如权利要求8所述的一种基于心冲击信号的心率提取方法，其特征在于，所述小波分解，采用6阶Symlets小波。