CN109875541A - 脉搏测量方法、脉搏测量装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脉搏测量方法、脉搏测量装置及存储介质。该脉搏测量方法包括：基于压力传感器从被测体测得的压力感测信号，确定被测体处于静止状态还是运动状态；以及在确定出被测体处于运动状态的情况下，基于压力感测信号，对光电传感器从被测体测得的脉搏感测信号进行信号处理，获得被测体的脉搏信号，其中，脉搏感测信号和压力感测信号是同时测得的。根据本发明的脉搏测量方法，既使在运动状态下也可以准确测量脉搏信号。

Description

脉搏测量方法、脉搏测量装置及存储介质

技术领域

本发明涉及信号测量技术，特别涉及一种脉搏测量方法、脉搏测量装置及存储介质。

背景技术

目前大量测量心率的传感器的已经投入实际应用中，但是大部分的传感器基本都是测量一个心率值，并没有给出实时波形的预览。这样就会有一个问题，就是会丢失某一时刻的心率值。同时只是心率的值也很难去研究一个对象(被试)的属性。尤其是在被测者运动时，心率信号或者呈现的心率波形不稳定，软件对其不能做有效的R波检测，所以会造成心率不准的情况和心率滞后的情况。例如，在医院中进行心电图检查时，被测者需要躺在床上保持静止状态才能准确测量被测者的心电图。

因此，需要一种能够在运动状态下也能测量脉搏信号的脉搏测量方法、装置及存储介质。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种脉搏测量方法、脉搏测量装置及存储介质，以克服现有技术中的一个或多个缺陷。

根据本发明的一个方面，提供一种脉搏测量方法。该脉搏测量方法包括：基于压力传感器从被测体测得的压力感测信号，确定被测体处于静止状态还是运动状态；以及在确定出被测体处于运动状态的情况下，基于压力感测信号，对光电传感器从被测体测得的脉搏感测信号进行信号处理，获得被测体的脉搏信号，其中，脉搏感测信号和压力感测信号是同时测得的。

在一些实施例中，在压力感测信号的幅值大于预定阈值时，确定被测体处于运动状态。

在一些实施例中，基于压力感测信号对光电传感器测得的脉搏感测信号进行信号处理的步骤可以包括：计算压力感测信号的频谱，确定该压力感测信号的频率范围；以及使用通带范围为频率范围的带通滤波器，对脉搏感测信号进行滤波，获得脉搏信号。

在一些实施例中，在计算压力感测信号的频谱之前，可以对压力感测信号进行均值滤波。

在一些实施例中，压力感测信号可以包括由均匀布置在光电传感器周围的多个压力传感器同时测得的多个压力感测信号。

计算压力感测信号的频谱，确定压力感测信号的频率范围的步骤可以包括：计算多个压力感测信号各自的频谱，确定各个压力感测信号的频率范围；以及将多个压力感测信号各个的频率范围进行并集运算，确定出的频率范围作为带通滤波器的通带范围。

在一些实施例中，在压力感测信号的电压不大于预定阈值时，确定被测体处于静止状态，将脉搏感测信号作为被测体的脉搏信号。

在一些实施例中，脉搏测量方法还包括：在基于压力感测信号，对光电传感器从被测体测得的脉搏感测信号进行信号处理，获得被测体的脉搏信号的步骤之前；和/或在确定被测体处于静止状态时，将脉搏感测信号作为被测体的脉搏信号之前，对脉搏感测信号进行高通滤波。

本发明还提供了一种脉搏测量装置，包括：处理器；以及存储器，其上存储有计算机指令，当处理器执行存储器上存储的计算机指令时，脉搏测量装置用于完成如上所述的脉搏测量方法。

本发明还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序代码，执行该代码时实现如上所述的脉搏测量方法。

根据本发明的脉搏测量方法、脉搏测量装置及存储介质，在被测体处于运动状态时，通过基于压力传感器测得的压力感测信号对光电传感器测得的脉搏感测信号进行处理，可以更好地除滤运动干扰，从而准备测量脉搏信号。

本领域技术人员应当理解的是，能够用本发明实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本发明能够实现的上述和其他目的。

并且，应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示出了根据本发明示例性实施例的脉搏测量方法的流程图。

图2示出了根据本发明示例性实施例的压力传感器和光电传感器布局的图。

图3示出了根据本发明另一示例性实施例的脉搏测量方法的流程图。

图4示出了根据本发明示例性实施例的脉搏测量方法得到的脉搏信号的图。

图5示出了根据本发明示例性实施例的脉搏测量装置的框图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

为了使本发明的技术方案更加清楚、明白，下面将参照附图并结合具体实施例对本发明的方法和装置进行详细描述。

图1示出了根据本发明示例性实施例的脉搏测量方法的流程图。

如图1所示，在步骤ST102，基于压力传感器从被测体测得的压力感测信号，确定所述被测体处于静止状态还是运动状态。此处，运动状态和静止状态并不是指被测体整体的状态，而是指在从被测体上测量压力感测信号时，压力传感器所感受到的状态。例如，当一个被测者坐着测量其手腕部的脉搏时，在测量过程中，被测者手指轻微弯曲带动手腕部皮肤轻微颤动。此时，虽然被测者整体并未运动，但是被测部位的皮肤发生了轻微颤动，因此，属于运动状态。

由于压力传感器对于作用在其感测面上的压力变化非常敏感，因此，即使轻微的运动，压力传感器也能感测到。在本发明的一些示例中，当压力传感器中至少一个所感测到的压力感测信号的幅值大于预定阈值时，可以确定被测体处于运动状态；而不大于预定阈值时，可以确定被测体处于静止状态。例如，预定阈值可以是压力传感器的满量程的30％。

A、在确定出所述被测体处于运动状态的情况下，基于压力感测信号，对光电传感器从被测体测得的脉搏感测信号进行信号处理，获得被测体的脉搏信号，其中，脉搏感测信号和压力感测信号是同时测得的。

具体而言，在步骤ST104，通过计算压力感测信号的频谱，确定其频率范围f0-f1。例如，可以通过傅里叶变换或快速傅里叶变换，计算压力感测信号的频谱。然后在步骤ST106中，使用通带范围为频率范围f0-f1的带通滤波器，对脉搏感测信号进行滤波，获得脉搏信号。

B、在确定出被测体处于静止状态时，在步骤ST108，将脉搏感测信号作为被测体的脉搏信号。

脉搏感测信号和压力感测信号是同时测得的。

在本发明的一些示例中，可以设置有多个压力传感器。图2示出了根据本发明示例性实施例的压力传感器和光电传感器的布局图。

如图2，在基板201上设置有光电传感器220以及压力传感器211、212、213和214。光电传感器220位于基板201的面对被测体的第一表面的中央，而压力传感器211-214位于基板201的第一表面上且均匀分布在光电传感器220四周。在一些示例中，基板201可以是柔性材料，以便于贴合被测体的形状。

虽然在图2中示例性地示出，压力传感器为四个，但是也可以是其他数量，优选地为均匀分布在光电传感器的周围。

多个压力传感器211-214可以是应变片型压力传感器。基板201上可以设置有用于支撑压力传感器的基座(未示出)。光电传感器可以是反射式光电传感器，并且可以由设置在基板201上的基座(未示出)支撑。反射式光电传感器220包括用于向被测体发射光的发射器222和接收从被测体反射回的光的接收器224。优选地，发射器222向被测体发射的光可以是有更好穿透性的红外光，另外，该波长的光滤波有着更好的抗干扰性和穿透性。接收器224可以采用高精度的红外接收器，可以很好的滤除日光的干扰。

光电传感器220的采集原理如下：人体心脏每泵一次血，血流量会传送到身体的各个部位，此时血流流经的位置会出现血流量大，血管扩张，血液浓度高的情况，此时用红外光去照射血管部位，它反射回来的光就比较小，接收器224接收到的光信号就比较暗，所以输出的模拟电压的脉搏感测信号的幅值就比较小；当人体心脏收缩的时候，人体的血液会回流到心脏，此时的血流经的被测部位的血液浓度变低，此时用红外光去照射血管部位，反射回来的光就比较大，接收器224接收到的光信号就比较亮，所以输出的模拟电压的脉搏感测信号的幅值就比较大。

在本发明的一些示例中，压力传感器211-214和光电传感器220可以通过在基板朝向被测体一面上除压力传感器211-214和光电传感器220外的部位粘贴医用双面胶后牢固地粘贴至皮肤上，保证佩戴的稳定性。

图3示出了根据本发明另一示例性实施例的脉搏测量方法的流程图。图3所示方法中步骤ST302、ST310、ST314与图1中的ST102、ST106、和ST108相同，在此不再赘述。

在确定出被测体处于运动状态之后，在步骤ST304，对压力感测信号进行滤波，例如采用均值滤波。然后在步骤ST306，计算压力感测信号的频谱，确定压力感测信号的频率范围f0-f1，作为步骤ST310中带通滤波器的通带频率范围。

在如图2所示设置有多个压力传感器的示例中，在步骤ST306可以分别计算各压力传感器在同一时间所测得的压力感测信号各自的频谱，确定各个压力感测信号的频率范围。然后，将多个压力感测信号各个的频率范围进行并集运算得到的频率范围f0-f1作为在步骤ST310中带通滤波器的通带范围。例如，确定出压力传感器211所测得的压力感测信号的频率范围是1～10Hz；压力传感器212所测得的数字压力感测信号的频率范围是1～8Hz；压力传感器213所测得的数字压力感测信号的频率范围是1～15Hz；压力传感器214所测得的数字压力感测信号的频率范围是1～20Hz；那么并集运算后得到的频率范围f0-f1就是1～20Hz。

在使用通带范围为频率范围f0-f1的带通滤波器，对脉搏感测信号进行滤波，获得脉搏信号之前，在步骤ST308中，可以对脉搏感测信号进行高通滤波。例如，高通滤波器的截止频率可以在0.1Hz到0.25Hz之间，优选地，在0.15Hz到0.2Hz之间。

在确定出被测体处于静止状态，在将脉搏感测信号作为被测体的脉搏信号之前，在步骤ST312中，可以对脉搏感测信号进行高通滤波。例如，高通滤波器的截止频率可以在0.1Hz到0.25Hz之间，优选地，在0.15Hz到0.2Hz之间。

虽然图3中示出，步骤ST304在步骤ST302之后，但是步骤ST304可以在步骤ST302之前，或者与其并行执行。类似地，步骤ST312可以在步骤ST302之前，或者与其并行执行。虽然在图3中示出，步骤ST308在步骤ST306之后，但是步骤ST308可以在步骤ST310执行之前的任意时刻执行，例如，与步骤ST306并行。

图4示出了根据本发明示例性实施例的脉搏测量方法得到的脉搏信号的图。

如图3所示，上部的脉搏感测信号波形是在被测体运动的情况下，由反射式光电传感器所测得的脉搏感测信号。下部的脉搏信号是在确定被测体运动的情况下，基于压力感测信号，对脉搏感测信号进行处理之后，所得到的脉搏信号。由此可以看出，在经过基于多个压力传感器测得的压力感测信号，对光电传感器测得的脉搏感测信号进行处理之后，可以基本上滤除脉搏信号中的运动干扰，可以得到很好的脉搏信号。

根据本发明的脉搏测量方法，可以基于压力感测信号确定被测体是处于运动状态还是静止状态，在处于静止状态的情况下，由于光电传感器感测的信号中没有运动干扰，因此，直接采用光电传感器测得的脉搏感测信号作为脉搏信号，从而实现快速处理；而在处于运动状态的情况下，由于光电传感器感测的信号中存在运动干扰，基于多个压力传感器测得的压力感测信号，对光电传感器测得的脉搏感测信号进行处理，获得脉搏信号，从而抗运动干扰。由此，根据本发明的脉搏测量方法在抗运动干扰的同时，也可以实现信号的快速处理。

根据本发明的脉搏测量方法，通过基于压力传感器测得的压力感测信号对光电传感器测得的脉搏感测信号进行处理，可以更好地除滤运动干扰。

图5示出了根据本发明示例性实施例的可用于实现上述脉搏测量方法的脉搏测量装置的结构示意图。

参见图5，脉搏测量装置包括存储器502、处理器504和感测部506。

感测部包括用于感应测量压力感测信号的压力传感器和用于感应测量光电感测信号的光电传感器。

存储器502上存储有计算机指令，当处理器504执行存储器502上存储的计算机指令时，脉搏测量装置完成上述脉搏测量方法。

存储器502可以包括各种类型的存储单元，例如系统内存、只读存储器(ROM)，和永久存储装置。其中，ROM可以存储处理器502或者计算机的其他模块需要的静态数据或者指令、以及传感器测得的信号。永久存储装置可以是可读写的存储装置。永久存储装置可以是即使计算机断电后也不会失去存储的指令和数据的非易失性存储设备。在一些实施方式中，永久性存储装置采用大容量存储装置(例如磁或光盘、闪存)作为永久存储装置。另外一些实施方式中，永久性存储装置可以是可移除的存储设备(例如软盘、光驱)。系统内存可以是可读写存储设备或者易失性可读写存储设备，例如动态随机访问内存。系统内存可以存储一些或者所有处理器在运行时需要的指令和数据。此外，存储器502可以包括任意计算机可读存储媒介的组合，包括各种类型的半导体存储芯片(DRAM，SRAM，SDRAM，闪存，可编程只读存储器)，磁盘和/或光盘也可以采用。在一些实施方式中，存储器502可以包括可读和/或写的可移除的存储设备，例如激光唱片(CD)、只读数字多功能光盘(例如DVD-ROM，双层DVD-ROM)、只读蓝光光盘、超密度光盘、闪存卡(例如SD卡、min SD卡、Micro-SD卡等等)、磁性软盘等等。计算机可读存储媒介不包含载波和通过无线或有线传输的瞬间电子信号。

处理器504可以是一个多核的处理器，也可以包含多个处理器。在一些实施例中，处理器504可以包含一个通用的主处理器以及一个或多个特殊的协处理器，例如图形处理器(GPU)、数字信号处理器(DSP)等等。在一些实施例中，处理器504可以使用定制的电路实现，例如特定用途集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)或者现场可编程逻辑门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Arrays)。

根据本发明的脉搏测量装置，通过基于压力传感器测得的压力感测信号对脉搏感测信号进行处理，可以更好地除滤运动干扰。

上文中已经参考附图详细描述了根据本发明的脉搏测量方法和装置。

作为一种实现方式，本发明中脉搏测量装置的功能也可以考虑通过诸如专用芯片的硬件来实现。

本公开还涉及存储介质，其上可以存储有计算机程序代码，当程序代码被执行时可以实施参照图1至图4所描述的脉搏测量方法的各种实施例，该存储介质可以是有形存储介质，诸如光盘、U盘、软盘、硬盘等。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的单元及方法步骤，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施方式描述的方法或算法的步骤可以用硬件(计算机等逻辑装置)执行的软件来实现。所述软件在被执行时，可以使所述硬件(计算机等逻辑装置)实现上述的方法或其组成步骤，或使所述硬件(计算机等逻辑装置)充当上面所述的本发明的装置部件。

软件可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上描述的实施例都是示例性的，不是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的精神，可以想到各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种脉搏测量方法，其特征在于，该脉搏测量方法包括以下步骤：

基于压力传感器从被测体测得的压力感测信号，确定所述被测体处于静止状态还是运动状态；以及

在确定出所述被测体处于运动状态的情况下，基于所述压力感测信号，对光电传感器从所述被测体测得的脉搏感测信号进行信号处理，获得所述被测体的脉搏信号，

其中，所述脉搏感测信号和所述压力感测信号是同时测得的。

2.根据权利要求1所述的脉搏测量方法，其中，在所述压力感测信号的幅值大于预定阈值时，确定所述被测体处于运动状态。

3.根据权利要求1所述的脉搏测量方法，其中，所述基于所述压力感测信号对光电传感器测得的脉搏感测信号进行信号处理的步骤包括：

计算所述压力感测信号的频谱，确定该压力感测信号的频率范围；以及

使用通带范围为所述频率范围的带通滤波器，对所述脉搏感测信号进行滤波，获得所述脉搏信号。

4.根据权利要求3所述的脉搏测量方法，其中，在计算所述压力感测信号的频谱之前，对所述压力感测信号进行均值滤波。

5.根据权利要求3所述的脉搏测量方法，其中，所述压力感测信号包括由均匀布置在所述光电传感器周围的多个压力传感器同时测得的多个压力感测信号，

其中，所述计算所述压力感测信号的频谱，确定所述压力感测信号的频率范围的步骤包括：

计算所述多个压力感测信号各自的频谱，确定各个压力感测信号的频率范围；以及

将所述多个压力感测信号各个的频率范围进行并集运算，确定出的频率范围作为所述带通滤波器的通带范围。

6.根据权利要求1项所述的脉搏测量方法，其中，在所述压力感测信号的幅值不大于所述预定阈值时，确定所述被测体处于静止状态，将所述脉搏感测信号作为所述被测体的脉搏信号。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的脉搏测量方法，其中，还包括：在基于所述压力感测信号，对光电传感器从所述被测体测得的脉搏感测信号进行信号处理，获得所述被测体的脉搏信号的步骤之前，和/或

在确定所述被测体处于静止状态时，将所述脉搏感测信号作为所述被测体的脉搏信号之前，

对所述脉搏感测信号进行高通滤波。

8.一种脉搏测量装置，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有计算机指令，当所述处理器执行存储器上存储的计算机指令时，所述脉搏测量装置用于完成如权利要求1至8中任何一项所述的脉搏测量方法。

9.一种存储介质，其上存储有计算机程序代码，执行该代码时实现权利要求1至7中任一项所述的脉搏测量方法。