抑制运动干扰的心率测量方法研究

《抑制运动干扰的心率测量方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、2016年3月1日现代电子技术Mar.2016第39卷第5期ModernElectronicsTechniqueVol.39No.563doi：10.16652/j.issn.1004⁃373x.2016.05.015抑制运动干扰的心率测量方法研究12曹春海，曹振锁（1.河北农业大学，河北保定071000；2.河北遵化高级中学，河北遵化064200）摘要：针对现有的心率测量方法基本上要求测试人员处于静止不动的状态下进行测量这一问题，设计了一种由光电探头、信号处理电路、数据采集卡和电脑组成的双波长心率测量系统。并应用该系统对移动中的右手与应用HKG⁃07B指甲式红外

2、脉搏传感器对同一人体静止的左手进行了对比实验。实验结果表明，双波长心率测量系统测量准确率高达96.8%，同时也证明了双波长心率测量系统适合于运动状态下的心率测量。关键词：心率；运动干扰；独立成分分析；自适应滤波中图分类号：TN911.7⁃34；TM417文献标识码：A文章编号：1004⁃373X（2016）05⁃0063⁃04ResearchonheartratemeasurementmethodtorestrainmotioninterferenceCAOChunhai1，CAOZhensuo2（1.AgriculturalUniversityofHeibei，

3、Baoding071000，China；2.ZunhuaSeniorMiddleSchool，Zunhua064200，China）Abstract：Sincetheexistingheartratemeasurementmethodbasicallyrequiresthesubjectsinthestationarystatewhilemeasuring，adual⁃wavelengthheartratemeasurementsystemcomposedofphotoelectricdetector，signalprocessingcircuit，dataacq

4、uisitioncardandcomputerwasdesigned.Theexperimentsoftestingthemovingright⁃handwiththeproposedsystemandstaticleft⁃handownedbythesamepersonwithHKG⁃07Bfingernailinfraredpulsetransducerarecompared.Theexperimentalresultsshowthatthemeasurementaccuracyofthedual⁃wavelengthheartratemeasurements

5、ystemcanreachupto96.8%，andissuitableforheartratemeasurementinmotionstate.Keywords：heartrate；motioninterference；independentcomponentanalysis；adaptivefiltering目前的心率测量方法基本上要求测试人员处于静止光程差的光电探头，如图1所示。不动的状态下进行测量，对于运动非常敏感。频谱叠加测[1]量法仅适用于静态情况以及测量目标微动下的测量；独[2]立成分分析方法适用于运动干扰随机或运动干扰频率与心率相差较远的情况，但不

6、适用于运动频率与心率接近的情况。针对上述问题，本文采用光电二极管的双波长心[3]率测量系统，利用振幅谱及相位谱的自适应滤波方法，设图1光电探头计了一套针对运动情况下的心率测量系统，并通过对比试1.2低噪声信号处理电路验证明了该系统的有效性，为今后更多的抑制运动干扰的低噪声信号处理电路主要包括光电转换模块、电压生命体征监测提供了一种思路，具有重要的意义。跟随模块、高通滤波模块、放大模块、低通滤波模块等，1心率测量系统的组成信号处理电路如图2所示。1.1光电探头1.3信号采集与存储系统基于双波长的心率测量系统由于两个不同波长的基于双波长的心率测量系统使用USB⁃600

7、8数据采集卡，使用LabVIEW软件驱动数据采集卡进行信号采发光管和接收管的位置不同，所以从两个光源发出的光集和存储。此处选用USB⁃6008的ai0通道连接蓝光通经皮肤反射后到达各自对应的光电接收管时通过的光道，ai1通道连接红外光通道，ai2通道连接指甲式血氧程会有差别，而光程差会造成它们对运动干扰的响应不仪。系统的信号采集和存储程序框图如图3所示。一致，基于此设计了一个可以在短距离内消除两路系统1.4信号处理系统收稿日期：2015⁃08⁃20基于双波长的心率测量系统包括两套信号处理电64现代电子技术2016年第39卷路。考虑到电路的细微差别、光电探头的参数差

8、别、滤波标