一种光电反射式脉搏心率传感器自适应可变阈值滤波方法，涉及一种医疗电子测量方法，由于重搏波的幅度和引起它的脉搏波的幅度成正比关系，在某一时刻测得正常脉搏波引起的电压峰值后，设定一个阈值，该阈值电压是正常脉搏波引起的电压峰值的三分之一；采样值在阈值以下的都认为是脉搏波引起的干扰值，直到出现采样值大于阈值后，采样值才认为是正常脉搏波电压上升过程，当再次出现脉搏波电压峰值出现后，记住该时刻；通过这两次电压峰值时间只差即可测得两次脉搏的时间差，进而求得心率值；本发明专利技术能够实时监测人体组织在血管搏动时引起的电压波动信号，能够有效的去除重搏波引起的干扰。能够大幅提高心率非接触式测量的稳定性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种医疗电子测量方法，具体为。
技术介绍
无创伤监护技术是未来医学工程发展的重要方向，而人体脉搏信号中含有丰富的生理信息，也逐渐引起了临床医生的很大兴趣。传统的脉搏测量方法主要有三种:一是从心电信号中提取；二是从测量血压时压力传感器检测到的波动来计算脉搏心率；三是光电容积法。前两种方法提取信号都会限制被测者的活动，如果长时间使用会增加被测者生理和心理上的不舒适感。而光电容积法脉搏测量作为监护测量中最普遍的方法之一，其具有方法简单、佩戴方便、可靠性高等特点。光电容积法的基本原理是利用人体组织在血管搏动时造成透光率不同来进行脉搏测量的。当光束透过人体外周血管，由于动脉搏动充血容积变化导致光束的透光率发生改变，此时由光电变换器接收经人体组织反射的光线，转变为电信号并将其放大和输出。由于脉搏是随心脏的周期搏动而周期性变化的信号，脉动血管容积也周期性变化，因此，光电变换器的电信号变化周期就是脉搏。通过采集相邻两个脉搏信号峰值的时间差即可换算得到心率。但由于在光电容积法测量过程中存在重搏波，对测量结果造成干扰导致心率测量结果不准确。目前为了去除重搏波的影响，现有的算法都是在测量一个脉搏峰值之后，延时一段时间测量下一个脉搏峰值，通过延时过程去掉重搏波的影响。但由于人体每两次脉搏之间的时间间隔都不是一样的，导致重搏波在脉搏峰值之后的时间也不一样，这时通过延迟方法去掉脉搏波就不准确。由于重搏波的幅度和引起它的脉搏波的幅度成正比关系，因此，本专利技术提出，通过自适应算法自动调整阈值，滤掉重搏波的干扰，获得准确地脉搏心率。现有的算法:在某一刻测得正常脉搏波引起的电压峰值后，通过延时一段时间后，再次测量搏波电压上升过程，直到下一次脉搏波电压峰值出现后，记住该时刻。通过这两次电压峰值时间只差即可测得两次脉搏的时间差，进而求得心率值。由于延迟时间内重搏波已经通过，所以可以去除重搏波的干扰。但由于人体每两次脉搏之间的时间间隔都不是一样的，也就在正常脉搏波引起的电压峰值的时间后重搏波出现的时间是不同的，这是由于延时时间是固定的，所以就有可能出现重搏波没有去除的现象。如果增加延时时间也会出现将正常脉搏波去除掉。所以现有算法测量精度不高。在Tl时刻测得正常脉搏波引起的电压峰值Vi后，通过延时时间dT后，再次测量搏波电压上升过程，直到下一次脉搏波电压峰值出现后，记住该时刻T2。通过这两次电压峰值时间只差即可测得两次脉搏的时间差IT2-T11，进而求得心率值。由于延迟时间dT内重搏波已经通过，所以可以去除重搏波的干扰。但由于人体每两次脉搏之间的时间间隔都不是一样的，也就在正常脉搏波引起的电压峰值的时间后重搏波出现的时间是不同的，这是由于延时时间dT是固定的，所以就有可能出现重搏波没有去除的现象。如果增加延时时间dT也会出现将正常脉搏波去除掉。所以现有算法测量精度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，该方法通过正常脉搏波电压峰值阈值来滤除重搏波干扰的，避免了重搏波出现时间不固定的问题，由于每一次正常脉搏波电压峰值都是不一样的，而每一次阈值都是基于本次采样脉搏波电压峰值三分之一设定的，所以也实现了自适应可变阈值设定，提高了测量精度。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的: ，所述方法由于重搏波的幅度和引起它的脉搏波的幅度成正比关系，在某一时刻测得正常脉搏波引起的电压峰值后，设定一个阈值，该阈值电压是正常脉搏波引起的电压峰值的三分之一；在接下来的采样中，采样值在阈值以下的都认为是脉搏波引起的干扰值，直到出现采样值大于阈值后，采样值才认为是正常正常脉搏波电压上升过程，当再次出现脉搏波电压峰值出现后，记住该时刻；通过这两次电压峰值时间只差即可测得两次脉搏的时间差，进而求得心率值； 其流程如下: (1)、在设定重搏波阈值初始值后，程序开始无限循环计算心率值； (2)、通过采样时间间隔为2ms进行采样； (3)、根据每一次采样值与前一次采样值作比较，寻找脉搏上升阶段； (4)、在上升阶段出现拐点处寻找峰值电压； (5)、通过峰值电压与重搏波阈值进行比较，如果峰值电压小于重搏波阈值，是重搏波的干扰，滤掉该值，返回到第(2)步进行重新采样；如果峰值电压大于重搏波阈值，是正常脉搏波峰值，进入到第(6)步； (6)、更新重搏波阈值； (7)、计算心率值； (8)、输出心率值，返回到第(2)步，进行下一轮采样； 所述的，所述算法具体数值如下: (1)、设定滤除重搏波阈值E，初始值为IV; (2)、对传感器进行周期性采样，采样周期为为2毫秒，设每次读取的采样电压为￥,(1=1,2,3-111); (3)、当连续出现V1M14寸，表示脉搏波处于上升阶段，记录每一次采样值； (4)、在上升阶段中出现V1O14寸，表示在上升阶段出现了峰值，记录该峰值电压； (5)、如果该峰值电压小于阈值E时，则认为该峰值电压是由重搏波引起的，返回第(2)步；如果该峰值电压大于阈值E时，则认为该峰值电压是由正常脉搏波引起的，程序继续运行； (6)、记录峰值电压，记录时间点，更新重搏波阈值E为新峰值电压的三分之一； (7)、根据连续两次正常脉搏波峰值电压时间差，计算心率值； (8)、输出心率值，返回第(2)步，进行下一轮采样。本专利技术的有益效果:本专利技术能够实时监测人体组织在血管搏动时引起的电压波动信号，能够有效的去除重搏波引起的干扰。由于不同人的人体组织对传感器反应不同，或同一个人由于佩戴传感器的位置不同造成的脉搏波波动引起的电压波动信号强弱不同，本专利技术采用了一种自适应可变阈值滤波方法滤掉重搏波，得到准确地心率值。基于本方法，得到创新改进后的脉搏心率检测设备的准确度和稳定性指标，大大优于国际标准化组织ISO和国内行业标准指标，其具体有益效果可以体现在以下医学测量指标参数的改进:(1)同一个人，佩戴传感器位置变化后，计算得出的心率值与真实心率值误差在正负5次/分钟；(2)不同的人，由于人体组织对传感器反当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光电反射式脉搏心率传感器自适应可变阈值滤波方法，其特征在于，所述方法由于重搏波的幅度和引起它的脉搏波的幅度成正比关系，在某一时刻测得正常脉搏波引起的电压峰值后，设定一个阈值，该阈值电压是正常脉搏波引起的电压峰值的三分之一；在接下来的采样中，采样值在阈值以下的都认为是脉搏波引起的干扰值，直到出现采样值大于阈值后，采样值才认为是正常正常脉搏波电压上升过程，当再次出现脉搏波电压峰值出现后，记住该时刻；通过这两次电压峰值时间只差即可测得两次脉搏的时间差，进而求得心率值； 其流程如下：(1)、在设定重搏波阈值初始值后，程序开始无限循环计算心率值；(2)、通过采样时间间隔为2ms进行采样；(3)、根据每一次采样值与前一次采样值作比较，寻找脉搏上升阶段；(4)、在上升阶段出现拐点处寻找峰值电压；(5)、通过峰值电压与重搏波阈值进行比较，如果峰值电压小于重搏波阈值，是重搏波的干扰，滤掉该值，返回到第(2)步进行重新采样；如果峰值电压大于重搏波阈值，是正常脉搏波峰值，进入到第(6)步；(6)、更新重搏波阈值；(7)、计算心率值；(8)、输出心率值，返回到第(2)步，进行下一轮采样。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田力威，何友国，刘洋，
申请(专利权)人：沈阳大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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