一种心率检测方法及系统与流程

本发明实施例涉及检测技术，尤其涉及一种心率检测方法及系统。

背景技术：

心率是指人体心脏每分钟搏动的次数。在人体参数检测中，心率是一个非常重要的生理指标，为医学诊断提供参考。同时，心率也可作为人体运动生理负荷的客观评定指标，已经广泛地用于健身运动、竞技体育训练的各个方面。目前，心率监测仪仍然存在很多限制，指夹式心率监测需要被测者在测量保持静止，ECG电极心率监测需要将电极片贴于皮肤固定位置监测心率，难以满足未来电子健康监测、可穿戴设备等的要求，因此随时随地提取人的心率数据就显得尤为重要。

现有技术中，也有采用光电容积脉搏波描记法检测心率的记载，光电容积脉搏波描记法是借助光电手段在活体组织中检测血液容积变化的一种无创检测方法。当一定波长的光束照射到皮肤表面时，光束将通过透射或反射的方式传送到光电接收器。在此过程中，由于受到皮肤肌肉和血液的吸收衰减作用，检测器检测到的光强度将减弱，其中皮肤、肌肉、组织等对光的吸收在整个血液循环中是保持恒定不变的，而皮肤内的血液容积在心脏作用下呈搏动性变化。当心脏收缩时，外围血管血容量最多，光吸收量也最大，检测到的光强度最小；而在心脏舒张时，外围血管血容量最少，检测到的光强度最大，使光电接收器检测到的光强度随之呈脉动式变化。将此光强度变化的信号转换成电信号，便可以获得容积脉搏血流的变化。

但是此种方式需要一光源，在采集过程中光源处于发光状态，光源长时间发光，其功耗较大，同时用户在运动过程中检测装置同样处于不稳定装置，进而导致检测装置不能与皮肤表面有效接触，其后果为检测装置采集的心率值低于实际心率值，用户在剧烈运动状态下，采集的心率值容易误差用户做出错误判断产生严重后果。

技术实现要素：

本发明提供一种心率检测方法及系统，旨在提高心率检测系统的检测准确度。

本发明提供一种心率检测方法，其中，包括：

获取气囊当前压力值，并获取与当前压力值匹配的采集心率值；

判断所述压力值是否匹配压力有效阈值信号或压力无效阈值信号；并形成判断结果输出；

在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力无效阈值信号的状态下发出警报；

在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，根据所述压力值、所述采集心率值和压力标准值计算形成心率信号输出。

优选地，上述的心率检测方法，其中，获取气囊当前压力值，并获取与当前压力值匹配的采集心率值还包括：

预制一采集心率分界值；

判断当前的所述采集心率值是否大于所述采集心率分界值；

在当前的所述采集心率值不大于所述采集心率分界值的状态下，将采集频率设置为正常采集频率；

在当前的所述采集心率值大于所述采集心率分界值的状态下，将采集频率设置为运动采集频率。

优选地，上述的心率检测方法，其中，所述运动采集频率大于所述正常采集频率。

优选地，上述的心率检测方法，其中，在所述压力值匹配所述压力无效阈值信号的状态下发出警报包括：

在预定时间内，连续获取N个匹配所述压力无效阈值信号的所述压力值的状态下，判定当前的所述采集心率值无效；其中N为正整数；

发出所述警报。

优选地，上述的心率检测方法，其中，N的取值为3。

优选地，上述的心率检测方法，其中，在所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，根据所述压力值、所述采集心率值和压力标准值计算形成心率信号输出包括：

在所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，计算所述压力值与所述压力标准值之间的气压误差、气压采集误差系数；

根据心率最大值和所述采集心率值计算形成心率采集误差系数；

根据所述气压误差、所述气压采集误差系数、所述采集心率值和所述心率采集误差系数结合心率计算方法计算形成所述心率信号输出。

优选地，上述的心率检测方法，其中，所述心率计算方法为：

其中：Z为所述心率信号；

X₁为所述采集心率值；X2为心率最大值；为平均误差；

为所述心率采集误差系数；

Y₁为所述压力值；Y₂为压力标准值；

Y₂/Y₁：为所述气压采集误差系数；

Y₂-Y₁：为所述气压误差。

本发明在提供一种心率检测系统，其中，包括：

采集单元：用以获取气囊当前压力值，并获取与当前压力值匹配的采集心率值；

判断单元，用以判断所述压力值是否匹配压力有效阈值信号或压力无效阈值信号；并形成判断结果输出；

报警单元，用以在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力无效阈值信号的状态下发出警报；

计算单元，用以在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，根据所述压力值、所述采集心率值和压力标准值计算形成心率信号输出。

优选地，上述的心率检测系统，其中，所述采集单元预制一采集心率分界值，包括，

采集判断装置，用以判断当前的所述采集心率值是否大于所述采集心率分界值；

采集频率控制装置，用以在当前的所述采集心率值不大于所述采集心率分界值的状态下，将采集频率设置为正常采集频率；在当前的所述采集心率值大于所述采集心率分界值的状态下，将采集频率设置为运动采集频率。

优选地，上述的心率检测系统，其中，所述运动采集频率大于所述正常采集频率。

优选地，上述的心率检测系统，其中，所述报警单元包括：

警报判断装置，用以在预定时间内，连续获取N个匹配所述压力无效阈值信号的所述压力值的状态下，判定当前的所述采集心率值无效；其中N为正整数；

警报器，用以发出所述警报。

优选地，上述的心率检测系统，其中，N的取值为3。

优选地，上述的心率检测系统，其中，所述计算单元包括：

误差计算装置，在所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，计算所述压力值与所述压力标准值之间的气压误差、气压采集误差系数；

误差系数计算装置，根据心率最大值和所述采集心率值计算形成心率采集误差系数；

心率计算装置，根据所述气压误差、所述气压采集误差系数和所述采集心率值、所述心率采集误差系数结合心率计算方法计算形成所述心率信号输出。

优选地，上述的心率检测系统，其中，所述心率计算方法为：

其中：Z为所述心率信号；

X₁为所述采集心率值；X2为心率最大值；为平均误差；

为所述心率采集误差系数；

Y₁为所述压力值；Y₂为压力标准值；

Y₂/Y₁：为所述气压采集误差系数；

Y₂-Y₁：为所述气压误差。

与现有技术相比，本发明的优点是：

本发明中，对当前压力值的检测，通过该压力值判断检测系统与人体表面皮肤有效接触，在检测系统与人体表面皮肤有效接触的状态下计算形成心率信号输出。本发明中，一方面，当判断检测系统与人体表面皮肤无效接触发出警报提醒用户当前采集为无效采集，需对检测系统做相应的调整以获得有效采集，另一方面，根据所述压力值、所述采集心率值和压力标准值计算形成心率信号输出，避免因检测系统对人体表面皮肤形成压力偏低造成输出心率信号不准确，通过上述方法旨在提高心率信号的检测准确度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种心率检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种心率检测方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的一种心率检测方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种心率检测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

人体处于运动状态下，心率检测系统与人体表面皮肤就无法有效接触，进而此时获得的心率信号通常不准确。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种心率检测方法的流程图，本实施例可适用于心率检测，该方法可以由搭载有相应软件的硬件来执行，具体包括如下步骤：

步骤S110、获取气囊当前压力值，并获取与当前压力值匹配的采集心率值；气囊一的侧固定连接在检测系统或检测装置本体上，另一侧则贴近人体表面皮肤，气囊的压力值实际上检测系统或检测装置本体对人体表面时间的压力值。检测系统或检测装置可采用声压检测方式获取采集心率值。

进一步地，人体表面皮肤可为耳后动脉区域所对应的皮肤，因耳后动脉区域的小汗腺较少，运动出汗的汗液也就相对较小，气囊通过直接摩擦接触人体表面皮肤，人体表面匹配出现后，气囊与人体表面皮肤的直接摩擦将变成“滑动”摩擦，进而采集的准确度会有所下降，因而作为进一步优选方案，人体表面皮肤可为耳后动脉区域所对应的皮肤，提高压力值、和/或采集心率值的采集准确度。

步骤S120、判断所述压力值是否匹配压力有效阈值信号或压力无效阈值信号；并形成判断结果输出；

步骤S130、在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力无效阈值信号的状态下发出警报；在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力无效阈值信号的状态下，判断检测系统或检测装置本体与人体表面皮肤未有效接触。

本发明的气囊可为不可充压气囊，也可为可充压气囊，当气囊为不可充压气囊时，若所述判断结果为所述压力值匹配所述压力无效阈值信号，则通常为佩戴方式不准确导致。当气囊为可充压气囊时，若所述判断结果为所述压力值匹配所述压力无效阈值信号，则通常为佩戴方式不准确导致，佩戴方式不准确使得气囊无法有效受力，也有可能是气囊内的气压不足，需要对气囊做充压处理。未有效接触的原因可能有很多。此处仅为举例，而非对本发明的进一步限定。

步骤S140、在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，根据所述压力值、所述采集心率值和压力标准值计算形成心率信号输出。

在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，则表示当前检测系统或检测装置本体与皮肤表面有效接触，但是并不代表当前采集的心率值就为实际心率值，通常压力值越大，其采集心率值越接近于实际心率值，压力值越小，其采集心率值与实际心率值之间会有一些偏差，为了提高心率信号的准确度，本发明根据当前的压力值、所述采集心率值和压力标准值计算形成心率信号输出。其中，压力标准值可为压力的最大值。

本发明的工作原理是：获取气囊当前压力值，并获取与当前压力值匹配的采集心率值；判断所述压力值是否匹配压力有效阈值信号或压力无效阈值信号；并形成判断结果输出；通过气囊的压力值判断检测系统或检测装置本体是否与人体表面皮肤有效接触，在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力无效阈值信号的状态下，判断检测系统或检测装置本体与人体表面皮肤未有效接触，此时发出警报提醒用户当前状态的无法获取有效的心率值，在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，判断检测系统或检测装置本体与人体表面皮肤未有效接触，根据所述压力值、所述采集心率值和压力标准值计算形成心率信号输出。

本发明中，对当前压力值的检测，通过该压力值判断检测系统与人体表面皮肤有效接触，在检测系统与人体表面皮肤有效接触的状态下计算形成心率信号输出。本发明中，一方面，当判断检测系统与人体表面皮肤无效接触发出警报提醒用户当前采集为无效采集，需对检测系统做相应的调整以获得有效采集，另一方面，根据所述压力值、所述采集心率值和压力标准值计算形成心率信号输出，避免因检测系统对人体表面皮肤形成压力偏低造成输出心率信号不准确，通过上述方法旨在提高心率信号的检测准确度。

需要说明的是：检测系统或检测装置本体上还可以设置一气泵，当所述判断结果为所述压力值匹配所述压力无效阈值信号的状态下对气囊做充气处理、和/或发出警报。以使气囊内的气压值匹配有效阈值信号。此种方式的技术效果与上述技术方案的技术效果相似，对上述技术效果的等同替换。

实施例二

通常人体处于正常状态下，心率变化频率较慢，处于相对稳定的状态，人体处于运动状态下，心率变化频率较快，且运动状态下心率信号是用户判断人体当前状态下能否继续运动的重要标准，因而处于运动下的心率值的采集频率要大于正常状态的频率采集，运动状态的频率采集通常为实时采集。但是实时采集的功耗会很大。

作为进一步优选实施方案，上述的心率检测方法，其中，步骤S110、获取气囊当前压力值，并获取与当前压力值匹配的采集心率值还包括：

步骤S1101、预制一采集心率分界值；

步骤S1102、判断当前的所述采集心率值是否大于所述采集心率分界值；

步骤S1103、在当前的所述采集心率值不大于所述采集心率分界值的状态下，将采集频率设置为正常采集频率；正常采集频率可为10s/次，15s/次，20s/次，30s/次。此处仅为举例，并非对本发明的进一步限定。

步骤S1104、在当前的所述采集心率值大于所述采集心率分界值的状态下，将采集频率设置为运动采集频率。较佳的，所述运动采集频率大于所述正常采集频率。运动采集频率可为100ms/次、500ms/次、1000ms/次、1500ms/次。此处仅为举例，并非对本发明的进一步限定。

为了降低功耗，上述技术方案中，预制一采集心率分界值；判断当前的所述采集心率值是否大于所述采集心率分界值；在当前的所述采集心率值不大于所述采集心率分界值的状态下，将采集频率设置为正常采集频率；根据不同的状态设置不同的采集频率，避免于正常状态下对心率信号进行实时采集，降低检测系统或检测装置本体的功耗。

实施例三

人体在运动状态下，检测系统或检测装置本体与人体皮肤表面发生相对运动，进而有时候可能会出现压力值瞬间过低，继而发生误报警，为了克服这一缺陷。

作为进一步优选实施方案，上述的心率检测方法，其中，步骤S130、在所述压力值匹配所述压力无效阈值信号的状态下发出警报包括：

步骤S1301、在预定时间内，连续获取N个匹配所述压力无效阈值信号的所述压力值的状态下，判定当前的所述采集心率值无效；

步骤S1302、发出所述警报。

通过连续获取N个匹配所述压力无效阈值信号的所述压力值的状态下，才会发出警报信号，避免误报警。

作为进一步优选实施方案，其中N为正整数；其中，N的取值为3。

通常，人体在运动状态下，头部通常由规律的左右、和/或上下发生位移，例如在做上下位移运动时，其运动规律为上—下—上，或下—上—下，同理左右位移也一样，均为三次形成一个循环，为了获得头部位移的变化频率，可通过一传感器(陀螺传感器或重力传感器)采集头部变化规律，并根据这一规律形成一运动频率。检测系统或检测装置本体以该运动频率采集气囊的当前压力值，若位移运动为3次形成一个循环，则连续采集到3个匹配所述压力无效阈值信号的所述压力值的状态下，判定当前的所述采集心率值无效；无须采集过多的信号即可实现判定。

传感器(陀螺传感器或重力传感器)可固定形成于检测系统或检测装置本体，也可由外部硬件提供，例如智能移动终端。仅需要将外部硬件与检测系统或检测装置本体之间建立数据通讯即可。

作为进一步优选实施方案，上述的心率检测方法，其中，步骤S140、在，在所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，根据所述压力值、所述采集心率值和压力标准值计算形成心率信号输出包括：

步骤S1401、在所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，计算所述压力值与所述压力标准值之间的气压误差、气压采集误差系数；

步骤S1402、根据心率最大值和所述采集心率值计算形成心率采集误差系数；

步骤S1403、根据所述气压误差、所述气压采集误差系数、所述采集心率值、所述心率采集误差系数结合心率计算方法计算形成所述心率信号输出。

进一步，上述的心率检测方法，其中，所述心率计算方法为：

其中：Z为所述心率信号；

X₁为所述采集心率值；X2为心率最大值；心率最大值可根据已有的计算公式计算，此处不做具体阐述。

为平均误差，的计算方法较多，例如等精度测量法，或抽样求和取误差法等等，此处不做具体阐述。

为所述心率采集误差系数；

Y₁为所述压力值；Y₂为压力标准值；

Y₂/Y₁：为所述气压采集误差系数；

Y₂-Y₁：为所述气压误差。

通过上述的心率计算方法，根据所述气压误差、所述气压采集误差系数、所述采集心率值、所述心率采集误差系数结合心率计算方法计算形成所述心率信号输出。旨在干扰心率信号准确度的因素去除，提高心率信号采集的准确度。

实施例四

本发明在提供一种心率检测系统，其中，包括：

采集单元：用以获取气囊当前压力值，并获取与当前压力值匹配的采集心率值；

判断单元，用以判断所述压力值是否匹配压力有效阈值信号或压力无效阈值信号；并形成判断结果输出；

报警单元，用以在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力无效阈值信号的状态下发出警报；

计算单元，用以在所述判断结果为所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，根据所述压力值、所述采集心率值和压力标准值计算形成心率信号输出。

作为进一步优选实施方案，上述的心率检测系统，其中，所述采集单元预制一采集心率分界值，包括，

采集判断装置，用以判断当前的所述采集心率值是否大于所述采集心率分界值；

采集频率控制装置，用以在当前的所述采集心率值不大于所述采集心率分界值的状态下，将采集频率设置为正常采集频率；在当前的所述采集心率值大于所述采集心率分界值的状态下，将采集频率设置为运动采集频率。

优选地，上述的心率检测系统，其中，所述运动采集频率大于所述正常采集频率。

作为进一步优选实施方案，上述的心率检测系统，其中，所述报警单元包括：

警报判断装置，用以在预定时间内，连续获取N个匹配所述压力无效阈值信号的所述压力值的状态下，判定当前的所述采集心率值无效；其中N为正整数；

警报器，用以发出所述警报。

作为进一步优选实施方案，上述的心率检测系统，其中，N的取值为3。

作为进一步优选实施方案，上述的心率检测系统，其中，所述计算单元包括：

误差计算装置，在所述压力值匹配所述压力有效阈值信号的状态下，计算所述压力值与所述压力标准值之间的气压误差、气压采集误差系数；

误差系数计算装置，根据心率最大值和所述采集心率值计算形成心率采集误差系数；

心率计算装置，根据所述气压误差、所述气压采集误差系数、所述采集心率值、所述心率采集误差系数结合心率计算方法计算形成所述心率信号输出。

优选地，上述的心率检测系统，其中，所述心率计算方法为：

其中：Z为所述心率信号；

X₁为所述采集心率值；X2为心率最大值；心率最大值可根据已有的计算公式计算，此处不做具体阐述。

为平均误差，的计算方法较多，例如等精度测量法，或抽样求和取误差法等等，此处不做具体阐述。

为所述心率采集误差系数；

Y₁为所述压力值；Y₂为压力标准值；

Y₂/Y₁：为所述气压采集误差系数；

Y₂-Y₁：为所述气压误差。

上述产品可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。故此处对心率检测系统的工作原理不再赘述。

需要说明的是，检测系统或检测装置可采用声压检测方式获取采集心率值。但是本方面通常适用于光电检测心率。

检测系统或检测装置本体可继承于耳机上，检测系统或检测装置本体一端固定连接所述耳机的支架，另一端悬空，在需要检测时，佩戴耳机以使检测系统或检测装置本体悬空的一端接触人体表面皮肤。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。