實現(xiàn)脈搏心率檢測以及情緒和疲勞程度監(jiān)測的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及健康監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及脈搏和心率檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種實現(xiàn)脈搏心率檢測以及情緒和疲勞程度監(jiān)測的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前常用的心率/脈搏測量方法主要是通過血氧傳感器，即紅光和紅外光模塊采集的信號分析而得，而紅外光容易受到溫度的影響。疲勞度和情緒狀態(tài)可通過主觀和客觀的方法進行評測。主觀評測的方法很難量化疲勞的等級和程度；客觀評測主要通過腦電、心電、肌電波形或皮膚電反應(yīng)來確定其疲勞程度和情緒狀態(tài)。大多數(shù)HRV(Heart RateVariability,心率變異分析)分析及情緒和疲勞分析都是基于在指定體表位置貼片，采集心電圖/心電序列(ECG或EKG)數(shù)據(jù)來檢測分析的，不僅舒適性和便捷性不好，而且價格相對較貴，且貼片大多是一次性，不太環(huán)保。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)大大提高了舒適性和便捷性、經(jīng)濟實用、具有更廣泛的應(yīng)用范圍的實現(xiàn)脈搏心率檢測以及情緒和疲勞程度監(jiān)測的系統(tǒng)及方法。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實現(xiàn)脈搏心率檢測以及情緒和疲勞程度監(jiān)測的系統(tǒng)及方法具有如下構(gòu)成:
[0005]該實現(xiàn)脈搏心率檢測以及情緒和疲勞程度監(jiān)測的系統(tǒng)，其主要特點是，所述的系統(tǒng)包括:
[0006]光學(xué)檢測模塊，用以在至少一個LED燈光照射皮膚表面后檢測用戶血管中血流容積變化引起的皮膚表面光強變化信息；
[0007]脈搏波信號計算模塊，用以根據(jù)所述的光強變化信息獲取脈搏波信號；
[0008]心率和心跳間隔計算模塊，用以計算心率及每搏心跳間隔時間；
[0009]心率變異性指標(biāo)計算模塊，用以對心率或心跳時間間隔序列進行分析獲取心率變異性的相關(guān)指標(biāo)；
[0010]情緒和疲勞程度估算模塊，用以根據(jù)所述的心率變異性的相關(guān)指標(biāo)估算疲勞程度和情緒狀態(tài)。
[0011 ] 較佳地，所述的LED燈光為綠光LED，所述的綠光LED的峰值波長范圍為520nm?575nm0
[0012]較佳地，所述的心率變異性指標(biāo)計算模塊用以對系統(tǒng)預(yù)設(shè)一定時間內(nèi)的心率或心跳時間間隔序列進行時域和/或頻域分析的方法得到心率變異性的相關(guān)指標(biāo)。
[0013]更佳地，所述的心率變異性的相關(guān)指標(biāo)包括LF/HF (中低頻/高頻)和SDNN (NN期間的標(biāo)準(zhǔn)差)。
[0014]較佳地，所述的情緒和疲勞程度估算模塊用以根據(jù)所述的心率變異性的相關(guān)指標(biāo)和情緒和/或疲勞程度之間的數(shù)學(xué)模型估算疲勞程度和情緒狀態(tài)。
[0015]本發(fā)明還涉及一種基于所述的系統(tǒng)實現(xiàn)脈搏心率檢測以及情緒和疲勞程度監(jiān)測的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟:
[0016](I)所述的光學(xué)檢測模塊在綠光照射皮膚表面后檢測用戶血管中血流容積變化引起的皮膚表面光強變化信息；
[0017](2)所述的脈搏波信號計算模塊根據(jù)所述的光強變化信息獲取脈搏波信號；
[0018](3)所述的心率和心跳間隔計算模塊計算心率及每搏心跳間隔時間；
[0019](4)所述的心率變異性指標(biāo)計算模塊對心率或心跳時間間隔序列進行分析獲取心率變異性的相關(guān)指標(biāo)；
[0020](5)所述的情緒和疲勞程度估算模塊根據(jù)所述的心率變異性的相關(guān)指標(biāo)估算疲勞程度和情緒狀態(tài)。
[0021]較佳地，所述的脈搏波信號計算模塊根據(jù)所述的光強變化信息獲取脈搏波信號，具體為:
[0022]所述的脈搏波信號計算模塊對所述的光強變化信息進行濾波去噪信號處理得到脈搏波信號。
[0023]較佳地，所述的心率和心跳間隔計算模塊計算心率及每搏心跳間隔時間，具體為:
[0024]所述的心率和心跳間隔計算模塊通過對脈搏波進行波峰檢測或頻譜分析得到心率和每搏心跳間隔時間。
[0025]較佳地，所述的心率變異性指標(biāo)計算模塊對心率或心跳時間間隔序列進行分析獲取心率變異性的相關(guān)指標(biāo)，具體為:
[0026]所述的心率變異性指標(biāo)計算模塊對系統(tǒng)預(yù)設(shè)一定時間內(nèi)的心率或心跳時間間隔序列進行時域和/或頻域分析的方法得到心率變異性的相關(guān)指標(biāo)，所述的心率變異性的相關(guān)指標(biāo)包括LF/HF和SDNN。
[0027]較佳地，所述的情緒和疲勞程度估算模塊根據(jù)所述的心率變異性的相關(guān)指標(biāo)估算疲勞程度和情緒狀態(tài)，具體為:
[0028]所述的情緒和疲勞程度估算模塊根據(jù)所述的心率變異性的相關(guān)指標(biāo)和情緒和/或疲勞程度之間的數(shù)學(xué)模型估算疲勞程度和情緒狀態(tài)。
[0029]采用了該發(fā)明中的實現(xiàn)脈搏心率檢測以及情緒和疲勞程度監(jiān)測的系統(tǒng)及方法，通過檢測皮膚表面光強變化實現(xiàn)脈搏/心率檢測以及監(jiān)測情緒和疲勞程度的方法，即通過綠光心率檢測模塊采集皮膚表面的光強變化數(shù)據(jù)；對光強變化數(shù)據(jù)進行濾波去噪等信號處理，得到脈搏波信號；通過對脈搏波進行波峰檢測或采用頻譜分析的方法，計算出心率/脈搏值，大大提高了舒適性和便捷性，經(jīng)濟實用，可以有效指導(dǎo)人們改善情緒和安排休息來調(diào)整身體狀態(tài)，具有更廣泛的應(yīng)用范圍。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的實現(xiàn)脈搏心率檢測以及情緒和疲勞程度監(jiān)測的方法的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0031]為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，下面結(jié)合具體實施例來進行進一步的描述。
[0032]本發(fā)明的實現(xiàn)脈搏心率檢測以及情緒和疲勞程度監(jiān)測的系統(tǒng)包括:
[0033]光學(xué)檢測模塊，用以在至少一個LED燈光照射皮膚表面后檢測用戶血管中血流容積變化引起的皮膚表面光強變化信息；該光學(xué)檢測模塊緊貼著手腕，但不僅僅限于此，還可設(shè)置在手指、手臂、手心和胸部等位置；
[0034]脈搏波信號計算模塊，用以根據(jù)所述的光強變化信息獲取脈搏波信號；
[0035]心率和心跳間隔計算模塊，用以計算心率及每搏心跳間隔時間；
[0036]心率變異性指標(biāo)計算模塊，用以對心率或心跳時間間隔序列進行分析獲取心率變異性HRV的相關(guān)指標(biāo)，可以米用對系統(tǒng)預(yù)設(shè)一定時間內(nèi)的心率或心跳時間間隔序列進彳丁時域和/或頻域分析的方法；
[0037]情緒和疲勞程度估算模塊，用以根據(jù)所述的心率變異性的相關(guān)指標(biāo)和情緒和/或疲勞程度之間的數(shù)學(xué)模型估算疲勞程度和情緒狀態(tài)。
[0038]所述數(shù)學(xué)模型，用以描述心率變異性相關(guān)指標(biāo)與情緒和/或疲勞程度之間的關(guān)系，包括但不限于，簡單統(tǒng)計模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(SVM)等模式識別智能算法模型。
[0039]所述的系統(tǒng)是一個光學(xué)測量系統(tǒng)，所述光學(xué)檢測模塊中的所述LED燈，可以是白光LED、綠光LED或紅光和近紅外光LED組合，以綠光LED最佳。
[0040]所述的LED燈可以為一個或多個LE