CN104107049B - 一种基于皮肤电导率的运动状态监测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于体征监测领域，提供了一种基于皮肤电导率的运动状态监测方法及系统，所述方法包括如下步骤：通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形；若监测到所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值，则当前处于运动状态，所述运动状态为监测对象与所述皮肤电导率传感器之间发生相对运动的运动状态。即可得到监测对象在哪个时段处于运动状态，从而将当前时间的数据进行删除，无需用户操作，实时分析当下人体的所处状态，方便更好的监测人体的体征数据的有效性。

Description

一种基于皮肤电导率的运动状态监测方法及系统

技术领域

本发明属于体征监测领域，尤其涉及一种基于皮肤电导率的运动状态监测方法及系统。

背景技术

医疗的相关检测中，需要采集大量的人体特征数据，根据这些数据对人体的所处的状态进行相关分析，有时候对于数据的采样时间周期较长，例如需要检测对象全天都佩戴相关采集设备进行体征数据的获取。但是在日常生活中，因为各种主观和客观原因导致穿戴设备上的传感器和用户本身不能很好的接触，导致传感器采集的数据不准确，如果将不准确的数据放到数据库中会影响整个数据库计算的准确性。例如，在剧烈运动的环境中，传感器与皮肤的接触断断续续，如果将这一时段的各种数据(脉搏、体温、血氧等)添加到大数据运算的数据库中，必定会对大数据的运算带来严重的错误，由此会导致后期计算结果出现不准确的现象。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于皮肤电导率的运动状态监测方法及系统，旨在解决现有技术中因传感器接触不良而导致数据不准确的问题。

本发明实施例提供了一种基于皮肤电导率的运动状态监测方法，所述方法包括如下步骤：

通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形；

若监测到所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值，则当前处于运动状态，所述运动状态为监测对象与所述皮肤电导率传感器之间发生相对运动的运动状态。

本发明实施例又提供了一种基于皮肤电导率的运动状态监测系统，所述系统包括：

皮肤导电率波形获取模块，用于通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形；

运动状态监测模块，用于若监测到所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值，则当前处于运动状态，所述运动状态为监测对象与所述皮肤电导率传感器之间发生相对运动的运动状态。

本发明实施例所提供的基于皮肤电导率的运动状态监测方法及系统，其有益效果在于：仅通过皮肤电导率传感器即可获取皮肤电导率波形，再对皮肤电导率波形中的短时间内出现波峰、波谷的波段进行分析，即可得到监测对象在哪个时段处于运动状态，从而将当前时间的数据进行删除，无需用户操作，实时分析当下人体的所处状态，方便更好的监测人体的体征数据的有效性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于皮肤电导率的运动状态监测方法的一种流程图；

图2是本发明实施例提供的获取到皮肤导电率波形的流程图；

图3是本发明实施例提供的处于非运动状态下的皮肤导电率波形的示意图；

图4是本发明实施例提供的处于运动状态下的皮肤导电率波形的示意图；

图5是本发明实施例提供的基于皮肤电导率的运动状态监测方法的另一种流程图；

图6是本发明实施例提供的基于皮肤电导率的运动状态监测系统的原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种基于皮肤电导率的运动状态监测方法，所述方法包括如下步骤：

通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形；

若监测到所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值，则当前处于运动状态，所述运动状态为监测对象与所述皮肤电导率传感器之间发生相对运动的运动状态。

本发明实施例又提供了一种基于皮肤电导率的运动状态监测系统，所述系统包括：

皮肤导电率波形获取模块，用于通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形；

运动状态监测模块，用于若监测到所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值，则当前处于运动状态，所述运动状态为监测对象与所述皮肤电导率传感器之间发生相对运动的运动状态。

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的基于皮肤电导率的运动状态监测方法及系统其具体实施方式、方法、步骤、结构、特征及其功效，详细说明如下。

有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效,在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式的说明,当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用,并非用来对本发明加以限制。

图1示出了本发明实施例提供的基于皮肤电导率的运动状态监测方法的一种流程图，为了便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，本发明实施例提供的基于皮肤电导率的运动状态监测方法包括：

在步骤S101中，通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形。

皮肤电导率(或简称为皮电反应GSR、皮肤电反应EDR、心理电反射PGR、皮肤电反应、皮肤电导水平)是较早应用的反映情绪变化的生理指标。研究表明，感知或认为影响到生存的威胁会促使副交感神经活动的大量降低，而相应刺激交感神经的活动。交感神经和副交感神经隶属于自主神经系统中，当人体压力过大的时候，人体处于相对负荷比较大的状态之下，神经紧绷，人的应激能力会响应的提高，交感神经和副交感神经这对拮抗神经会有相应的变化，人体压力过大导致控制应激能力的交感神经的效率得到放大，副交感神经活动面对压力的减弱会与交感神经系统活动的增强同时出现。这一体征现象在皮肤电导率上能够得到很明显的反应。其是一种皮肤电导的测量方法，它依据皮肤的水分、汗水。汗水是由交感神经系统控制的，所以皮肤电导可以作为心理或者生理刺激的人体迹象。在人保持平静和较少的运用下，皮肤电导率的波形只会存在与体征相关的波形，但是在剧烈运动的环境中，传感器与皮肤的接触断断续续，导致皮肤电导率的波形会出现非常明显的不稳定状态。如果将这一时段的各种数据(脉搏、体温、血氧等)添加到大数据运算的数据库中，必定会对大数据的运算带来严重的错误。

在本实施例中，图2示出了本发明实施例提供的获取到皮肤导电率波形的流程图，所述通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形，包括如下步骤：

在步骤S202中，在一时间段内，通过所述皮肤电导率传感器获取监测对象的皮肤电导率；

在步骤S202中，绘出所述监测对象的皮肤电导率随时间变化的波形曲线。

在步骤S102中，若监测到所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值，则当前处于运动状态，所述运动状态为监测对象与所述皮肤电导率传感器之间发生相对运动的运动状态。

如图3示出了本发明实施例提供的处于非运动状态下的皮肤导电率波形的示意图，在通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形后，再经过滤波、降噪、平滑处理后，得到了处理后的皮肤导电率波形。

在本实施例中，基于皮肤电导率的运动状态监测方法，皮肤电导率的检测是紧贴在皮肤上的，通过两个电极片接触皮肤，两块电极片的大小都不得小于1cm2，通过放大滤波电路，经过数模转换电路采集得到的电压信号，可以做为皮肤电导率波形的很好的展示。正常的皮肤电导率波形是比较连续的，在身体受到刺激，影响到身体的自助神经系统时，自主神经做出反应，皮肤电导率会出现反应段波形。如图3是正常状态下的皮肤电导率波形，在波形上可以看出尖峰端为刺激时段的反应段波形尖峰波形，但是没有非常大幅度的抖动。

如图4示出了本发明实施例提供的处于运动状态下的皮肤导电率波形的示意图，在通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形后，再经过滤波、降噪、平滑处理后，得到了处理后的皮肤导电率波形。图中示出了，当传感器与身体接触不稳定的时候，皮肤导电率波形会出现很明显的大幅度的抖动。从紧贴皮肤到离开皮肤时会有一个很快的降为0的过程，当传感器由不接触皮肤到接触皮肤会有一段很快的上升至顶峰的过程。如图4，传感器接触皮肤到脱离皮肤，再到接触皮肤的过程。

图5示出了本发明实施例提供的基于皮肤电导率的运动状态监测方法的另一种流程图，所述基于皮肤电导率的运动状态监测方法包括如下步骤：

在步骤S501中，在设定时间段内，统计所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值的频率；

在步骤S502中，若所述频率达到预设频率值，则在所述设定时间段内的所述皮肤导电率波形处于运动状态。

进一步地，若监测到所皮肤导电率波形中的一波段处于所述运动状态，则删除当前一波段的数据。

进一步地，将所述皮肤导电率波形和生理相关状态的范围进行比较，以便确定所述对象是否处于生理相关状态，所述状态的特征是所述波形中一定时间段内出现波峰和波谷的频率。

进一步地，将所述皮肤导电率波形和生理相关状态的范围进行比较、所述出现处于运动状态之后，将所述比较结果、所述处于运动状态向所述监测对象提供反馈。

在本实施例中，如果人处在剧烈运动的状态，传感器与皮肤接触的地方肯定会反复出现接触不好的情况，也就会反复出现上述下降到最低并快速的上升到最高的情况。通过检测皮肤导电率波形，并实时统计一定时间段的皮肤导电率波形的波峰和波谷(最高点和最低点)的出现频率，该类波形出现的情况较为频繁，直接说明用户现在的状态不适合数据的采集。如果数据的情况对于整体数据的计算影响特别大就可以将该时间段的数据排除掉，不做记录。

图6示出了本发明实施例提供的基于皮肤电导率的运动状态监测系统的原理图，为便于描述，仅示出了与本发明实施例相关的部分，本发明实施例提供的基于皮肤电导率的运动状态监测系统包括：皮肤导电率波形获取模块61、运动状态监测模块62、数据删除单元63，其中：

皮肤导电率波形获取模块61，用于通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形；

运动状态监测模块62，用于若监测到所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值，则当前处于运动状态，所述运动状态为监测对象与所述皮肤电导率传感器之间发生相对运动的运动状态。

数据删除单元63，用于若监测到所皮肤导电率波形中的一波段处于所述运动状态，则删除当前一波段的数据。

皮肤电导率的检测是紧贴在皮肤上的，通过两个电极片接触皮肤，两块电极片的大小都不得小于1cm2，通过放大滤波电路，经过数模转换电路采集得到的电压信号，可以做为皮肤电导率波形的很好的展示。正常的皮肤电导率波形是比较连续的，在身体受到刺激，影响到身体的自助神经系统时，自主神经做出反应，皮肤电导率会出现反应段波形。当传感器与身体接触不稳定的时候，皮肤导电率波形会出现很明显的大幅度的抖动。从紧贴皮肤到离开皮肤时会有一个很快的降为0的过程，当传感器由不接触皮肤到接触皮肤会有一段很快的上升至顶峰的过程。如果人处在剧烈运动的状态，传感器与皮肤接触的地方肯定会反复出现接触不好的情况，也就会反复出现上述下降到最低并快速的上升到最高的情况。通过检测皮肤导电率波形，并实时统计一定时间段的皮肤导电率波形的波峰和波谷(最高点和最低点)的出现频率，该类波形出现的情况较为频繁，直接说明用户现在的状态不适合数据的采集。如果数据的情况对于整体数据的计算影响特别大就可以将该时间段的数据排除掉，不做记录。

进一步地，所述皮肤导电率波形获取模块61还包括：传感器单元611、波形绘制单元612，其中：

传感器单元611，用于在一时间段内，通过所述皮肤电导率传感器获取监测对象的皮肤电导率；

波形绘制单元612，用于绘出所述监测对象的皮肤电导率随时间变化的波形曲线。

进一步地，所述运动状态监测模块62还包括：频率统计单元621、频率监测单元622，其中：

频率统计单元621，用于在设定时间段内，统计所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值的频率；

频率监测单元622，若所述频率达到预设频率值，则在所述设定时间段内的所述皮肤导电率波形处于运动状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于皮肤电导率的运动状态监测方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形；

若监测到所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值，则当前处于运动状态，所述运动状态为监测对象与所述皮肤电导率传感器之间发生相对运动的运动状态；

在设定时间段内，统计所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值的频率；

若所述频率达到预设频率值，则在所述设定时间段内的所述皮肤导电率波形处于运动状态。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形具体为：

在一时间段内，通过所述皮肤电导率传感器获取监测对象的皮肤电导率；

绘出所述监测对象的皮肤电导率随时间变化的波形曲线。

3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

若监测到所皮肤导电率波形中的一波段处于所述运动状态，则删除当前一波段的数据。

4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

将所述皮肤导电率波形和生理相关状态的范围进行比较，以便确定所述对象是否处于生理相关状态，所述状态的特征是所述波形中一定时间段内出现波峰和波谷的频率。

5.如权利要求1或4所述方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

将所述皮肤导电率波形和生理相关状态的范围进行比较、出现处于所述运动状态之后，将所述将所述皮肤导电率波形和生理相关状态的范围进行比较的结果、处于所述运动状态向所述监测对象提供反馈。

6.一种基于皮肤电导率的运动状态监测系统，其特征在于，所述系统包括：

皮肤导电率波形获取模块，用于通过皮肤电导率传感器获取到皮肤导电率波形；

运动状态监测模块，用于若监测到所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值，则当前处于运动状态，所述运动状态为监测对象与所述皮肤电导率传感器之间发生相对运动的运动状态；

所述运动状态监测模块还包括：

频率统计单元，用于在设定时间段内，统计所述皮肤导电率波形出现骤降至0值，且在所述骤降至0值的下一时间出现骤升至峰值的频率；

频率监测单元，若所述频率达到预设频率值，则在所述设定时间段内的所述皮肤导电率波形处于运动状态。

7.如权利要求6所述系统，其特征在于，所述皮肤导电率波形获取模块还包括：

传感器单元，用于在一时间段内，通过所述皮肤电导率传感器获取监测对象的皮肤电导率；

波形绘制单元，用于绘出所述监测对象的皮肤电导率随时间变化的波形曲线。

8.如权利要求6所述系统，其特征在于，所述系统还包括：

数据删除单元，用于若监测到所皮肤导电率波形中的一波段处于所述运动状态，则删除当前一波段的数据。