发明名称 用于心跳速率测量之装置及方法及使用该等装置及方法之腕表
摘要 一种测量人类心跳速率之方法,其包含之步骤有:.接收包含ECG信号之一信号流,.依据第一组预定准则,从该信号流选择一组参考QRS复合体,并且特征化该参考QRS复合体之电气信号特性,.检测并且特征化来自该信号流之第一组QRS复合体,其是在时间领域紧邻至该参考QRS复合体,符合一组第二组预定准则,并且满足与该参考QRS复合体之相似性临限位准,.当在该第一QRS复合体和该参考QRS复合体之间相似性符合一预定临限时,从该第一QRS复合体和该参考QRS复合体评估瞬时心跳速率。
申请公布号 TWI272090 申请公布日期 2007.02.01
申请号 TW093113657 申请日期 2004.05.14
申请人 达腾科技有限公司 发明人 司徒子昌
分类号 A61B5/0245(2006.01) 主分类号 A61B5/0245(2006.01)
代理机构 代理人 恽轶群 台北市松山区南京东路3段248号7楼;陈文郎 台北市松山区南京东路3段248号7楼
主权项 1.一种测量人类心跳速率之方法,其包含之步骤有: 接收包含ECG信号之一信号流, 依据第一组预定准则,从该信号流选择一组参 考QRS复合体,并且 特征化该参考QRS复合体之电气信号特性, 检测并且特征化来自该信号流之第一组QRS复合 体,其是在时间领域紧邻至该参考QRS复合体,符合 一组第二组预定准则,并且满足与该参考QRS复合体 之相似性临限位准, 当在该第一QRS复合体和该参考QRS复合体之间相 似性符合一预定临限时,从该第一QRS复合体和该参 考QRS复合体评估瞬时心跳速率。 2.如申请专利范围第1项之方法,其中用以选择该参 考QRS复合体之该第一组预定准则包含从该信号流 之接收开始在预定时间之内预定最小振幅之最大 信号峰値之发生。 3.如申请专利范围第2项之方法,其中该峰値振幅必 须发生之从该信号流之接收开始的该预定时间在1 .6秒范围内。 4.如申请专利范围第1项之方法,其中该参考QRS复合 体之电气信号特性特征化包含采取和记录在预定 时间视窗之内在多数个取样时间之该参考QRS复合 体振幅之多数个取样,该预定时间视窗之边界利用 参考该参考QRS复合体之至少一信号特性而被决定 。 5.如申请专利范围第4项之方法,其中用以决定该时 间视窗之边界的该参考QRS复合体信号特性是该参 考QRS复合体之峰値振幅。 6.如申请专利范围第4项之方法,其中该第一QRS复合 体之特征化包含采取和记录在一预定时间视窗之 内该第一QRS复合体振幅之多数个取样,该视窗之时 间领域位置利用参考该参考QRS复合体而被决定。 7.如申请专利范围第6项之方法,其中该预定时间视 窗之时间跨度足够覆盖一完整的QRS复合体。 8.如申请专利范围第6项之方法,其中该第二组预定 准则包含从该参考QRS复合体在预定时间框之内预 定最小振幅之信号峰値的发生。 9.如申请专利范围第8项之方法,其中该第二组准则 包含从该参考QRS复合体峰値起0.25至1.5秒范围内该 第一QRS复合体峰値之发生。 10.如申请专利范围第8项之方法,其中该参考QRS复 合体之该时间视窗之下方和上方边界分别地利用 正常人类之正常QRS复合体之最大和最小可能时间 周期被决定。 11.如申请专利范围第6项之方法,其中该第二组预 定准则包含利用正常人类之正常QRS复合体之最大 和最小时间周期被决定之预定时间框之内与该参 考QRS复合体具有充分程度相似性之第一组信号的 发生。 12.如申请专利范围第1项之方法,其中在该参考QRS 复合体和该第一QRS复合体之间相似性之比较包含 该参考QRS复合体和该第一QRS复合体的对应取样之 相关性。 13.如申请专利范围第12项之方法,其中该参考QRS复 合体和该第一QRS复合体的对应取样被包含于预定 时间视窗中,分别地供特征化该参考QRS复合体和该 第一QRS复合体之该预定时间视窗中心是该参考QRS 复合体和该第一QRS复合体之振幅峰値。 14.如申请专利范围第13项之方法,其中该取样区间 和该视窗宽度相同。 15.如申请专利范围第13项之方法,其中该取样视窗 之该宽度在0.1秒范围内。 16.如申请专利范围第12项之方法,其中在该参考QRS 复合体和该第一QRS复合体之间的对应取样之相关 性包含该等对应取样之相对振幅相乘之总和。 17.如申请专利范围第2项之方法,其中该第一QRS复 合体之检测包含在预定时间视窗之内连续搜索符 合与该参考QRS复合体之该相似性临限位准之信号 。 18.如申请专利范围第1项之方法,进一步地包含在 该参考QRS复合体特征化之前杂讯滤波之步骤。 19.如申请专利范围第18项之方法,其中该杂讯滤波 步骤包含过滤由于交流电干线之杂讯。 20.如申请专利范围第19项之方法,其中该杂讯滤波 进一步地包含常见于QRS复合体检测之杂讯滤波。 21.如申请专利范围第1项之方法,进一步地包含从 该信号流检测一组第二QRS复合体,该第二电气信号 紧邻该参考QRS复合体或者该第一检测电气信号,该 第二QRS复合体符合第三组预定准则并且满足与该 参考QRS复合体之相似性临限位准。 22.如申请专利范围第21项之方法,其中该第三组预 定准则包含从该第一QRS复合体在预定时间框之内 该第二QRS复合体之发生,该预测时间框利用从该参 考QRS复合体和该第一QRS复合体被评估之心跳速率 被决定。 23.如申请专利范围第22项之方法,其中该预测时间 框边界对称于参考该被评估心跳速率而被评估之 预计时间周期。 24.如申请专利范围第23项之方法,其中该边界是从 该心跳速率被评估之该预计时间周期之12.5%。 25.如申请专利范围第21项之方法,其中在该第二QRS 复合体和该参考QRS复合体之间该相似性临限位准 是在该参考QRS复合体和该第一QRS复合体之间该相 似性临限位准之预定范围之内。 26.一种携带型心跳速率测量装置,其包含: 装置,用以接收包含QRS复合体之一信号流, 装置,用以依据第一组预定准则,从该信号流选 择一组参考QRS复合体,并且特征化该参考QRS复合体 之电气信号特性, 装置,用以检测并且特征化来自该信号流之第 一组QRS复合体,其是在时间领域紧邻至该参考QRS复 合体,符合一组第二组预定准则,并且满足与该参 考QRS复合体之相似性临限位准, 装置,用以比较该第一QRS复合体与该参考QRS复 合体并且评估在该检测第一电气信号和该参考QRS 复合体之间相似性, 装置,用以当在该第一QRS复合体和该参考QRS复 合体之间相似性符合一预定临限时,从该第一QRS复 合体和该参考QRS复合体评估瞬时心跳速率。 27.一种包括有心跳速率测量装置之腕表,其中该心 跳速率测量装置系为如申请专利范围第26项所述 之携带型心跳速率测量装置。 28.如申请专利范围第27项之腕表,进一步地包含在 表壳上之心跳速率感测电极。 29.如申请专利范围第28项之腕表,进一步地包含杂 讯滤波装置。 30.如申请专利范围第27项之腕表,其中该杂讯滤波 装置包含一组陷波滤波器。 图式简单说明: 第1图是展示本发明之心跳速率测量演算法较佳实 施例之一般概观流程图, 第2图是更详细展示第1图区块300之流程图, 第3图是更详细展示第1图区块400之流程图, 第4图是更详细展示第1图区块500之流程图, 第5图是展示区块500a之流程图,其可被使用以取代 第4图之区块500, 第6图是更详细展示第1图区块600之流程图, 第7图是展示区块510之流程图,其可被使用以取代 第4图区块500以配合第1图演算法使用, 第8图展示具有三组QRS复合体之即时ECG信号,其作 为协助本发明说明之一范例, 第9图展示依据本发明演算法在数位滤波之后第8 图之ECG信号, 第10图是图展示相关于参考ECG信号之匹配样板之 第9图被滤波信号之样板-匹配系数, 第11图展示受多数杂讯突波(N1-N2)污染的4组ECG信号 列(S1-S4)之一范例, 第12图是展示ECG信号和杂讯突波被取样値以及TMC 匹配计算之列表, 第12A-E图是展示第9图被取样信号分别视窗资料的 图形, 第13图是展示包含本发明机构,方法或者演算法之 腕表型式监视装置之较佳实施例的混合区块和流 程图, 第14图展示被使用于本发明中数位滤波器之频率 反应,及 第15图是展示本发明心跳速率估算程序的另外一 实施例之流程图。
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