CN108852326A - 心律检测架构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含光体积变化硬件模块及微机电系统硬件模块的系统架构。光体积变化硬件模块处理通常由模拟信号或数字信号组成的光体积变化原数据。光体积变化硬件模块过滤所述原数据以供后续数字运算，例如找出具有较高峰值的频率信号。光体积变化硬件模块接着输出选择的频率信号至微处理单元以供心律计算。微机电系统硬件模块从微机电系统组件制作的动作检测器接收微机电系统原数据。微机电系统原数据表示用户的动作状态，其可影响心律决定结果。微机电系统硬件模块过滤所述原数据以供后续数字运算，以找出因动作造成的具有较高峰值的频率信号。

Description

心律检测架构
技术领域
本发明关于一种心律检测架构，特别是关于一种将光体积变化(PPG)数据和微机电系统(MEMS)数据整合于微处理单元(MCU)以进行心律检测的心律检测架构。
背景技术
心律检测装置能基于光体积变化(PPG)信号计算使用者的心律。然而，当欲检测的身体部位相对心律检测装置具有位移时，则会检测到混乱信号，故难以检测正确的心律。因此，在非静止状态下可能无法获得正确的心律，特别例如是应用于便携设备或穿戴式装置的心律检测装置。
发明内容
本发明提供一种包含光体积变化(photoplethysmography,PPG)硬件模块以及微机电系统(microelectromechanical systems,MEMS)硬件模块的系统架构。PPG硬件模块用于处理光体积变化原数据，其通常由模拟信号或数字信号所组成。所述PPG硬件模块用于滤波PPG原数据以供后续数字运算，例如找出具有较高峰值的频率信号，例如高于预定大小。接着，所述PPG硬件模块输出选择的频率信号至微处理单元(MCU)以供心律计算。MEMS硬件模块用于接收来自微机电系统组件制成的动作检测器的微机电系统原数据。该微机电系统原数据表示使用者的动作状态，其可能影响心律的决定结果。所述MEMS硬件模块用于滤波MEMS原数据以供后续数字运算来找出因为动作所导致的具有较高峰值的频率信号，例如高于预定大小。
本发明还提供一种输出输出信号的可信度水平(confidence level)参数的系统架构。所述可信度水平参数在后续运算中用于回应不同算法(algorithm)。所述系统架构也用于使硬件模块进入硬件加速模式以分担微处理单元的部分负载。
本发明提供一种心律检测装置，其包含光体积变化(PPG)硬件模块、微机电系统(MEMS)硬件模块以及微处理单元(MCU)。所述PPG硬件模块用于接收光体积变化原数据并产生光体积变化频率数据。所述MEMS硬件模块用于接收微机电系统原数据并产生微机电系统频率数据。所述微处理单元电性耦接所述PPG硬件模块及所述MEMS硬件模块，用于根据所述光体积变化频率数据并参照所述微机电系统频率数据来估计心律。
本发明提供一种心律检测装置，其用于从光体积变化(PPG)检测器接收光体积变化原数据并从微机电系统(MEMS)加速度计接收微机电系统原数据。心律检测装置包含PPG硬件模块及MEMS硬件模块。所述PPG硬件模块用于接收所述光体积变化原数据，并包含第一带通滤波器、第一转换模块及第一峰值萃取模块。所述第一带通滤波器用于滤波所述光体积变化原数据。所述第一转换模块用于将滤波后的光体积变化原数据转换为光体积变化频率数据。所述第一峰值萃取模块用于搜寻所述光体积变化频率数据中的光体积变化峰值，并输出所述光体积变化峰值及所述光体积变化频率数据。所述MEMS硬件模块用于接收所述微机电系统原数据，并包含第二带通滤波器、第二转换模块及第二峰值萃取模块。所述第二带通滤波器用于滤波所述微机电系统原数据。所述第二转换模块用于将所述微机电系统原数据转换为微机电系统频率数据。所述第二峰值萃取模块用于搜寻所述微机电系统频率数据中的微机电系统峰值，并输出所述微机电系统峰值及所述微机电系统频率数据。
为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，在本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，在此先述明。
附图说明
图1为本发明实施例的心跳检测模组的方框图；
图2A为本发明实施例的滤波前光体积变化信号的示意图；
图2B为本发明实施例的滤波后光体积变化信号的示意图；
图3为本发明实施例的心跳检测方法的流程图；
图4A为本发明实施例的频域光体积变化信号的频谱图；
图4B为对应图4A的频谱图的第一频域信息的示意图；
图5A为本发明实施例的频域加速度信号的频谱图；
图5B为对应图5A的频谱图的第二频域信息的示意图；
图6为本发明实施例的第一频域信息和第二频域信息的示意图；
图7为本发明实施例的去噪方法的流程图；
图8为本发明实施例的频率索引值、参考索引值和去噪范围的示意图；
图9为本发明实施例的心律检测架构的方框图；
图10a-10d为本发明不同实施例中，PPG硬件模块、MEMS硬件模块以及微处理单元的连接架构；
图11为本发明实施例的控制参数设定的方框图；
图12为本发明另一实施例的心律检测架构的方框图；
图13为包括计算心律及估测心律的心律变化的示意图。
附图标记说明
1 心跳检测模组
10 光体积测量装置
12 运动感测装置
14 处理单元
140 转换模组
142 峰值萃取模组
144 计算模组
146 心跳追踪模组
16 带通滤波器
18 表示单元
I1 第一频域信息
I2 第二频域信息
N1、N2、N3 频率索引值
NHR 心跳索引值
PMAX 最大频谱峰值
PMAX′ 去噪后最大频谱峰值
R 参考索引值
R1/2 二分之一倍参考索引值
R2 两倍参考索引值
S10-S25 步骤
Sa 加速度信号
Sp 光体积变化信号。
具体实施方式
本发明提供一种具有去噪功能的心跳检测模组，可结合于例如，但不限于，智慧型手表、手环、眼镜、穿戴式装置或行动装置。某些实施例中，所述穿戴式装置或行动装置可包含或不包含显示功能。某些实施例中，所述心跳检测模组可为独立的检测装置并可利用适当方式结合于所述装置，在需要使用时才进行设置，以增加实用性。
请参照图1所示，其为本发明实施例的心跳检测模组1的方框图，包含光体积测量装置10、运动感测装置12和处理单元14，其中所述处理单元14包含转换模组140、峰值萃取模组142和计算模组144。某些实施例中，两个带通滤波器16分别设置在所述光体积测量装置10与所述处理单元14之间以及所述运动感测装置12与所述处理单元14之间。某些实施例中，所述处理单元14还包含心跳追踪模组146用以记录所述计算模组144所计算的心跳。可以了解的是，电源模组(未绘示)电性连接所述心跳检测模组1并用以提供所述心跳检测模组1操作时所需的电力。
所述光体积测量装置10用以在检测期间检测皮肤表面以输出光体积变化信号Sp。一般而言，所述光体积测量装置10具有发光模组和感测区。所述光体积测量装置10可为反射式或穿透式光体积测量装置，并无特定限制。所述光体积测量装置10根据检测光信号产生光体积变化信号的方式已为已知，故在此不再赘述。所述光体积测量装置10所检测皮肤表面的位置并无特定限制，其根据所适用的电子装置。
所述运动感测装置12例如可为陀螺仪(gyroscope)、加速度计(accelerometer)、重力感测器(G sensor)或其他用以感测人体运动的装置。本实施例中，所述运动感测装置12以加速度计为例进行说明，其用以相对所述光体积测量装置10的所述检测期间输出加速度信号Sa，以使所述加速度信号Sa与所述光体积变化信号Sp具有对应关系。在一实施例中，所述运动感测装置12可利用微机电系统(micro-electro-mechanical systems,MEMS)的技术制作而成。
本实施例中，所述心跳检测模组1具有两个带通滤波器16分别设置在所述光体积测量装置10与所述处理单元14之间和所述运动感测装置12与所述处理单元14之间，并用以对所述光体积变化信号Sp和所述加速度信号Sa进行滤波。例如，图2A和图2B分别显示所述光体积变化信号Sp通过所述带通滤波器16前后的示意图，其中x轴表示时间且y轴表示振幅。一般而言，人类心跳介于30次/分至240次/分之间，根据心跳60次/分对应1Hz的情况下，人类心跳的信号频率范围为0.5Hz至4Hz。因此，所述带通滤波器16的通带(passband)例如可从0.5Hz至4Hz或从0.45Hz至4.5Hz以增加所述光体积变化信号Sp和所述加速度信号Sa的信号品质(也即滤除与人类心跳信号不相关的频率)，但不限于此。为简化说明，本发明说明中，所述带通滤波器16滤波后的所述光体积变化信号和所述加速度信号仍分别以符号Sp和Sa表示。
必须说明的是，虽然图1显示所述带通滤波器16未包含在所述处理单元14之中，但本发明并不限于此。某些实施例中，所述带通滤波器16可分别设置在所述光体积测量装置10和所述运动感测装置12之中。某些实施例中，所述带通滤波器16可设置在所述处理单元14之中。
所述处理单元14例如为数字信号处理器(digital signal processor,DSP)或其他可用以进行信号处理的处理装置，并可利用软体、硬体或韧体的方式实现其运算功能。所述处理单元14可用以根据所述加速度信号Sa消除所述光体积变化信号Sp中，由于所述光体积测量装置10的感测区与皮肤表面相对运动所产生的噪声。例如，某些实施例中，所述处理单元14分别转换所述光体积变化信号Sp和所述加速度信号Sa为第一频域信息I1和第二频域信息I2、根据所述第二频域信息I2的最大频谱峰值决定去噪参数以对所述第一频域信息I1去噪以及根据去噪后第一频域信息的最大频谱峰值计算心跳。
所述处理单元14的转换模组140用以转换所述光体积变化信号Sp为频域光体积变化信号并产生第一组频率索引值和相关的第一组频谱值以作为所述第一频域信息I1，并转换所述加速度信号Sa为频域加速度信号并产生第二组频率索引值和相关的第二组频谱值以作为所述第二频域信息I2。
所述处理单元14的峰值萃取模组142用以判断所述第一频域信息I1和所述第二频域信息I2中多个频谱峰值，并输出对应所述频谱峰值的频率索引值至所述计算模组144。
所述处理单元14的计算模组144用以根据对应所述频谱峰值的频率索引值排除所述第一频域信息I1中的噪声以计算心跳(详述于后)。
所述心跳追踪模组146用以对应多个所述检测期间记录所述心跳的变化趋势以至于当所述计算模组144无法根据去噪后第一频域信息直接计算心跳时，还可根据所述变化趋势估测所述心跳(详述于后)。
可以了解的是，本实施例的所述转换模组140、所述峰值萃取模组142、所述计算模组144和所述心跳追踪模组146表示所述处理单元14内部的功能方块(function block)或程式指令(program instruction)。可以了解的是，其他实施例中，所述转换模组140、所述峰值萃取模组142、所述计算模组144和所述心跳追踪模组146可以不同的处理单元实现。必须说明的是，虽然图1中显示两转换模组140和两峰值萃取模组142，但本发明不限于此，所述处理单元14可仅包含转换模组140和峰值萃取模组142。
某些实施例中，所述心跳检测模组1可包含表示单元18用以通过声音或影像的方式表示所述心跳，例如所述表示单元18包含扬声器或显示器等。此时所述电源模组还提供所述表示单元18所需的电力。
某些实施例中，所述表示单元18不包含在所述心跳检测模组1之中，例如当所述心跳检测模组1整合在智慧型手环时，所述表示单元18可为智慧型手机的屏幕。此时，所述心跳检测模组1通过无线的方式(例如蓝牙、Wi-Fi、ZigBee或其他无线通讯协定)从所述智慧型手环传送包含心跳信息的信号至所述智慧型手机以显示即时心跳及其变化趋势。
某些实施例中，所述表示单元18设置在连结云端系统(cloud system)的电脑系统，此时所述心跳检测模组1通过无线的方式传送包含心跳信息的信号至所述云端系统以供所述云端系统记录所述心跳。在医疗应用上，医护人员可通过所述电脑系统监控所述使用者的心跳。
可以了解的是，所述心跳检测模组1所检测的心跳可作为各种不同应用，本发明在于利用加速度信号消除光体积变化信号的信号噪声，以提升心跳的计算准确率。
图3为本发明实施例的心跳检测方法的流程图，包含下列步骤：以光体积测量装置在检测期间检测皮肤表面以输出光体积变化信号(步骤S10)；以运动感测装置相对所述检测期间输出加速度信号(步骤S11)；以处理单元接收所述光体积变化信号和所述加速度信号(步骤S12)；分别转换所述光体积变化信号和所述加速度信号为第一频域信息和第二频域信息(步骤S13)；根据所述第二频域信息的最大频谱峰值决定去噪参数以对所述第一频域信息去噪(步骤S14)；以及根据去噪后第一频域信息的最大频谱峰值计算心跳(步骤S15)。
请同时参照图1、3、4A、4B、5A、5B和6，接着说明本实施例的实施方式；其中，图4A和4B分别为本发明一实施例的频域光体积变化信号的频谱图和第一频域信息的示意图、图5A和5B分别为本发明一实施例的频域加速度信号的频谱图和第二频域信息的示意图以及图6为本发明实施例的第一频域信息和第二频域信息的示意图。可以了解的是，图4A、4B、5A、5B和6仅用以说明，并非用以限定本发明。
步骤S10-S11：首先，心跳检测模组1的光体积测量装置10在检测期间检测皮肤表面以输出光体积变化信号Sp；同时，运动感测装置12相对所述检测期间输出加速度信号Sa。为简化说明，以下说明中的光体积变化信号Sp和加速度信号Sa可指经过带通滤波器16滤波后的信号，而不另行说明。必须说明的是，由于所述加速度信号Sa主要用以消除所述光体积变化信号Sp中，因所述光体积测量装置10的感测区与皮肤表面相对运动所产生的噪声，所述光体积变化信号Sp和所述加速度信号Sa较佳相关于大致相同的检测期间以致在所述心跳检测模组1在计算心跳的同时可根据所述加速度信号Sa的信息对所述光体积变化信号Sp的信息进行去噪。
步骤S12：接着，所述处理单元14同时接收所述光体积变化信号Sp和所述加速度信号Sa以进行后处理。如图1所示，所述光体积变化信号Sp和所述加速度信号Sa分别输入至所述处理单元14的转换模组140。
步骤S13：所述处理单元14的所述转换模组140转换所述光体积变化信号Sp为频域光体积变化信号并产生第一组频率索引值和相关的第一组频谱值，其中每一频率索引值对应频谱值。必须说明的是，本实施例的所述转换模组140可利用快速傅立叶转换(FastFourier Transform,FFT)将所述光体积变化信号Sp从时域转换至频域(frequencydomain)以产生所述频域光体积变化信号，但本发明不限于此。其他实施例中，所述转换模组140也可利用离散傅立叶转换(Discrete Fourier Transform,DFT)或其他时域-频域转换方式(也即频谱分析)转换所述光体积变化信号Sp。
可以了解的是，频域光体积变化信号为离散信号以至于所述处理单元14可据以进行数字信号处理。某些实施例中，当所述光体积测量装置10所输出的所述光体积变化信号Sp为连续的时域信号，所述转换模组140先转换所述光体积变化信号Sp为离散的时域信号(例如以取样频率取样所述光体积变化信号Sp)，接着再据以转换为离散的频域信号，但不限于此。其他实施例中，所述转换模组140先转换所述光体积变化信号Sp为连续的频域信号，接着再据以转换为离散的频域信号。
如前所述，人类心跳的信号频率范围介于0.5Hz至4Hz之间。假设人类心跳的信号频率的最大值为4Hz(对应240次/分)，所述取样频率必须大于8Hz(例如10Hz或20Hz)才能满足奈奎斯特定理(Nyquist Theorem)。在使用快速傅立叶转换的一种实施例中，所述取样频率为20Hz，但不限于此，视所述处理单元14的运算能力而定。
所述转换模组140利用快速傅立叶转换所述光体积变化信号Sp为所述频域光体积变化信号之后，可产生对应所述频域光体积变化信号的频谱图，如图4A所示，其中，所述频谱图的x轴为快速傅立叶转换的频率索引值(frequency index of FFT)，y轴为频谱强度。本实施例中，图4A的频率索引值以及所对应的频谱强度作为第一组频率索引值和相关的第一组频谱值，也即第一频域信息I1，如图4B所示。
必须说明的是，快速傅立叶转换的频率索引值的数量例如，但不限于，为1024个点(bins)，其中每一频率索引值对应一频率。例如，频率索引值256所对应的频率为(20Hz/1024)×256＝5Hz。可以了解的是，当所述取样频率为20Hz且所述频率索引值的数量为1024个点时，所述第一频域信息I1的频率解析度(frequency resolution)为20Hz/1024＝0.0195Hz。当所述取样频率为固定值时，频率索引值的数量越多则两相邻频率索引值间的频率差越小，以至于所述心跳检测模组1根据频率索引值计算心跳时具有较高的敏感度。
必须说明的是，由于人类心跳通常介于30次/分至240次/分之间，所述第一频域信息I1中对应人类心跳的频率索引值范围大约是25至205之间。因此，某些实施例中，所述处理单元14舍弃(或释放)频率索引值小于25和/或大于205以及相关的频谱值以节省系统资源，但不限于此。
相同地，所述处理单元14中另一转换模组140利用转换所述光体积变化信号Sp的相同方式转换所述加速度信号Sa以产生对应所述加速度信号Sa的频谱图，如图5A所示，并产生第二组频率索引值和相关的第二组频谱值以作为第二频域信息I2，如图5B所示。某些实施例中，所述第二频域信息I2可仅保留所述频率索引值范围(例如25至205)的频率索引值和相关的频谱值。
步骤S14：在得到所述第二频域信息I2后，峰值萃取模组142根据所述第二频域信息I2中最大频谱峰值PMAX所对应的频率索引值决定参考索引值R。例如，请参照图6，在所述第二组频谱值中，最大频谱值为460，此时所述峰值萃取模组142可识别所述最大频谱峰值PMAX为460并输出所述最大频谱峰值PMAX所对应的频率索引值60至所述计算模组144以作为所述参考索引值R。接着，所述计算模组144计算二分之一倍的所述参考索引值R和两倍的所述参考索引值R。例如，当所述参考索引值R为60时，二分之一倍参考索引值R1/2为30且两倍参考索引值R2为120。可以了解的是，由于所述频率索引值皆代表频率，所述两倍参考索引值R2所对应的频率为所述参考索引值R所对应的频率的倍频，且所述二分之一倍参考索引值R1/2所对应的频率为所述参考索引值R所对应的频率的二分之一倍频。
此时，所述计算模组144可根据所述参考索引值R以及所述二分之一倍参考索引值R1/2与所述两倍参考索引值R2至少其中的一者决定去噪参数以对所述第一组频谱值去噪；例如去噪参数可包含索引值R和R1/2、索引值R和R2、或索引值R和R1/2和R2。对所述第一组频谱值去噪指根据所述参考索引值R所得到的所述去噪参数排除所述第一频域信息I1中对应所述参考索引值附近的频谱值。例如，当所述参考索引值R1/2、R和R2分别为30、60和120，所述处理单元14可根据所述参考索引值分别加减预设范围决定去噪范围为20-40、50-70和110-130(也即30±10、60±10和120±10)，并排除所述第一组频谱值中相关所述去噪范围的频谱值以作为对所述第一频域信息I1去噪的方式。某些实施例中，所述预设范围在所述心跳检测模组1出厂前或在所述心跳检测模组1初始化时设定的。
此外，由于所述第二频域信息I2用以供所述处理单元14决定所述去噪参数，某些实施例中，在所述计算模组144从所述峰值萃取模组142得到所述最大频谱峰值PMAX或决定所述去噪参数之后，所述处理单元14舍弃(或释放)所述第二频域信息I2以节省系统资源，但不限于此。
步骤S15：最后，所述计算模组144根据去噪后第一频域信息的最大频谱峰值计算心跳。更详细的说，在所述计算模组144从所述第一频域信息I1中识别最大频谱峰值时排除所述去噪范围所对应的频谱值(也即第一组频率索引值中频率索引值为20-40、50-70和110-130所对应的频谱值)，例如根据图6的实施例中排除去噪范围所对应的频谱值后(斜线区域表示排除频谱值的范围)，可决定去噪后第一频域信息的最大频谱峰值为930(也即去噪后最大频谱峰值PMAX′)。所述计算模组144根据所述去噪后最大频谱峰值PMAX′所对应频率的频率索引值(也即100)计算所述心跳。如前所述，根据心跳60次/分对应1Hz的情况下，所述心跳为(20/1024)×100×60＝117.19次/分。据此，即使所述光体积测量装置10在非静止状态下输出具有混乱波形的光体积变化信号，所述心跳检测模组1仍可根据所述步骤计算出准确的心跳。
必须说明的是，本实施例中，所述计算模组144从所述第一频域信息I1中识别最大频谱峰值时(例如计算心跳时)仅排除(或忽略)所述去噪参数所对应的频谱值而非直接从记忆体中删除所述频谱值，但本发明不限于此。某些实施例中，在步骤S15之前或决定所述去噪参数之后，所述处理单元14可先在记忆体中移除所述第一频域信息I1中相关所述去噪参数的频率索引值和频谱值以节省系统资源。
另一方面，为增加计算心跳的准确度，某些实施例中，所述处理单元14将去噪后第一频域信息的所述最大频谱峰值(例如PMAX′)相对应的频率索引值作为心跳索引值NHR(例如100)。接着，再根据所述心跳索引值NHR和所述心跳索引值NHR的相邻频率索引值计算所述心跳。例如，请继续参照图6，当所述心跳索引值NHR为100，所述心跳检测模组1根据所述心跳索引值NHR和所述心跳索引值NHR的相邻两频率索引值99和101以及其所分别对应的频谱值930、890和920计算能量重心为(99×890+100×930+101×920)/(890+930+920)＝100.011。接着，所述计算模组144根据所述能量重心计算所述心跳为(20/1024)×100.011×60＝117.20次/分，但不限于此。所述心跳计算144模组可根据所述心跳索引值和所述心跳索引值的多个相邻的频率索引值(例如4个或6个)计算所述心跳。
由于所述心跳检测模组1在每一检测期间可计算一心跳，所述心跳检测模组1可根据多个检测期间的心跳数值计算所述检测期间的心跳变化趋势并据以估测心跳。某些实施例中，所述处理单元14还包含心跳追踪模组146用以对应多个所述检测期间记录所述心跳的变化趋势。例如，在图6的实施例中，在使用者剧烈运动一时间之后(其中所述时间例如大于至少两倍以上的所述检测期间)，假设所述去噪范围未改变且所述心跳索引值NHR从100变成110，由于所述计算模组144从所述第一频域信息I1中识别最大频谱峰值时会忽略所述去噪范围所对应的频谱值(也即第一组频率索引值中频率索引值为110-130所对应至频谱值)，此时所述心跳索引值NHR会被忽略，所述计算模组144则还可根据所述心跳追踪模组146所记录的所述变化趋势(例如所述时间内所述心跳索引值NHR从100变成110的趋势)估测目前心跳。
根据图6实施例的态样中，当所述心跳索引值NHR逐渐地从100变成110，所述计算模组144部分忽略所述去噪范围所对应的频谱值，例如忽略第一组频率索引值中频率索引值为20-40和50-70所对应的频谱值而不忽略110-130所对应的频谱值；也就是说，所述计算模组144可根据心跳索引值NHR的变化将去噪范围110-130视为无效的去噪范围。此时，所述计算模组144则根据所述心跳索引值NHR或去噪后第一频域信息的最大频谱峰值(例如根据第一组频谱值中频谱值为1350所对应的频率索引值为120)计算所述心跳。
图7为本发明实施例的去噪方法的流程图，包含下列步骤：在检测期间接收光体积变化信号和加速度信号(步骤S21)；转换所述光体积变化信号为频域光体积变化信号并产生具有第一组频率索引值和相关的第一组频谱值的第一频域信息(步骤S22)；转换所述加速度信号为频域加速度信号并产生具有第二组频率索引值和相关的第二组频谱值的第二频域信息(步骤S23)；识别所述第一频域信息中前三大频谱峰值所对应的三个频率索引值和所述第二频域信息中最大频谱峰值所对应的参考索引值(步骤S24)；以及根据所述三个频率索引值和所述参考索引值对所述第一组频谱值进行去噪(步骤S25)。
请同时参照图1、6、7和8所示，接着说明本实施例的实施方式；其中图8为本发明一实施例的频率索引值、参考索引值和去噪范围的示意图。
步骤S21：首先，在检测期间接收光体积变化信号Sp和加速度信号Sa。可以了解的是，所述光体积变化信号Sp和所述加速度信号Sa例如分别由光体积测量装置10和运动感测装置12所发出，如图1所示。
步骤S22：接着，利用快速傅立叶转换或其他时域-频域的转换方式转换所述光体积变化信号Sp为频域光体积变化信号并产生具有第一组频率索引值和相关的第一组频谱值的第一频域信息I1，例如图6所示。
步骤S23：利用与转换所述光体积变化信号Sp的相同方式转换所述加速度信号Sa为频域加速度信号并产生具有第二组频率索引值和相关的第二组频谱值的第二频域信息I2。本实施例中，由于所述心跳检测模组1具有两个独立的转换模组140，步骤S23与步骤S22可同时进行，但不限于此。
可以了解的是，处理单元14可保留所述第一频域信息I1和所述第二频域信息I2中所需要的频率索引值和频谱值信息并储存于记忆单元中，例如仅保留频率索引值0至225和相关的频谱值，但不限于此。
步骤S24：得到所述第一频域信息I1和所述第二频域信息I2之后，所述处理单元14识别所述第一频域信息I1中前三大频谱峰值所对应的三个频率索引值N1、N2、N3和所述第二频域信息I2中最大频谱峰值所对应的参考索引值R。例如，所述第一频域信息I1中前三大频谱峰值所对应的所述三个频率索引值N1、N2和N3分别为58、73和117，且所述第二频域信息I2中最大频谱峰值所对应的所述参考索引值R为120，如图8所示。
步骤S25：最后，所述处理单元14根据所述参考索引值R计算二分之一倍参考索引值R1/2和/或两倍参考索引值R2为60和240并决定去噪范围，其中所述去噪范围例如根据所述参考索引值R1/2、R和R2分别加减5以决定且为55-65、115-125和235-245，如图8所示。据此，所述处理单元14根据所述三个频率索引值N1-N3和所述参考索引值R所决定的所述去噪范围对所述频域光体积变化信号进行去噪。
如前所述，在非静止状态下，所述光体积测量装置10可能会输出不正确的光体积变化信号，以至于所述处理单元14无法根据光体积变化信号直接计算出准确的心跳。因此，通过本实施例的所述步骤S21-S25决定所述去噪范围之后，所述第一频域信息I1中对应所述去噪范围的频率索引值所相关的频谱值可能会是噪声，所述处理单元14可排除所述第一频域信息I1中对应所述去噪范围的频率索引值或相关的频谱值以对所述第一频域信息I1进行去噪。
根据所述去噪方法，其一种应用例如可计算心跳。请继续参照图8，当所述第一频域信息I1的频率索引值N1和N3落入所述去噪范围(也即58和117分别在55-65和115-125之间)而频率索引值N2不在所述去噪范围之内，所述处理单元14可根据所述去噪范围从所述三个频率索引值N1-N3之中决定心跳索引值NHR为73(也即频率索引值N2)。接着，所述处理单元14可根据所述心跳索引值NHR计算所述心跳。例如，所述心跳为(20/1024)×73×60＝85.55次/分。某些实施例中，所述处理单元14根据所述心跳索引值NHR和所述心跳索引值NHR的相邻频率索引值计算所述心跳，其计算方法如前所述，故在此不再赘述。
必须说明的是，所述去噪范围以所述频率索引值R1-R3为基准，再加减预设范围(例如加减5)所产生的，其中所述预设范围相关或不相关所述转换模组140的所述取样频率和频率索引值的数量。如前所述，所述取样频率和频率索引值的数量决定频率解析度。某些实施例中，所述预设范围与所述频率解析度呈逆相关，但不限于此。
某些实施例中，所述处理单元14还根据所述去噪范围从所述三个索引值N1-N3的中决定两剩余索引值为58和117(也即索引值N1和N3)。假设所述去噪范围以及所述剩余索引值N1、N3没有改变，在使用者剧烈运动一时间之后，由于所述使用者的心跳上升，相关所述心跳的索引值N2会逐渐靠近索引值N3以至于索引值N2落入去噪范围(也即索引值115-125)之内。此时，所述处理单元14则无法根据所述去噪范围从所述三个索引值的中决定所述心跳索引值NHR。因此，当所述心跳索引值NHR(例如索引值N2)与所述剩余索引值其中的一者(例如索引值N1或N3)的差值小于阈值时，所述处理单元14同样可根据所述心跳索引值NHR对应多个所述检测期间的变化趋势估测所述心跳。
例如，假设所述阈值为10且所述心跳索引值NHR经过所述时间从73变成110，此时所述心跳索引值NHR与所述剩余索引值117(也即频率索引值N3)的差值为7而小于所述阈值，所述处理单元14则根据所述心跳索引值NHR对应多个所述检测期间的所述变化趋势估测所述心跳，其中，根据所述变化趋势和频率索引值计算心跳的方法如前所述，故在此不再赘述。
上述各实施例中，所述光体积测量装置10的所述光体积变化信号Sp和所述运动感测装置12的所述加速度信号Sa并非仅用以计算心跳，所述处理单元14还可根据所述光体积变化信号Sp和所述加速度信号Sa计算使用者的生理状态和运动数据(例如计步、计算跑步或骑车速度以及记录运动时间)，视实际应用而定。
下述说明中，将以参照心律检测架构的实施例来描述本发明。然而，本发明的实施例并不限于任何特定的环境、应用或实施方式。因此，下列实施例的说明仅用以描述而非用以限定本发明。可以了解的是，与本发明不直接相关的组件将被省略，而不显示于下列实施例与图示中。
下列图式中显示本发明的几个范例，其适用于穿戴式心律检测装置。也即，下述使用本发明的穿戴式心律检测装置是用以设置于人的四肢或身体用于通过光体积变化(PPG)模块检测心律。本领域技术人员已了解已知的穿戴式装置的功能，故于此不再赘述。
图9是心律检测架构的方框图。该心律检测架构包含光体积变化硬件模块(以下称作PPG硬件模块)101、微机电系统硬件模块(以下称作MEMS硬件模块)102以及电性耦接所述PPG硬件模块101和所述MEMS硬件模块102的微处理单元(MCU)103。所述PPG硬件模块101用于接收和滤波光体积变化原数据以供数字处理。本实施例中，使用快速傅立叶变换(FFT)以完成所述数字处理，并产生频率分布结果，其或者称作光体积变化频率数据。所述频率分布结果包含多个频率值，某些范例中所述频率分布结果是连续的频率分布。在这些频率值中，存在相对于其他数值的几个峰值，例如参照图4A，其中一个峰值代表心律。微处理单元103用于运算出这些峰值并从中找出代表心律的频率。
微处理单元103还用于产生所述频率分布结果的可信度水平。该可信度水平直接相关于心律运算结果并输出以供后续处理。例如，相对应的算法可基于所述可信度水平决定是否采用心律结果。或者，所述相对应的算法也可忽视所述可信度水平而直接采用心律结果。所述可信度水平表示光体积变化频率数据的信号评比或质量。可信度水平越高，光体积变化频率数据的信号评比越佳。例如，如果光体积变化频率数据只有一个峰值大于预定阈值，可信度水平设定为最高。如果光体积变化频率数据具有多个峰值大于所述预定阈值，可信度水平设定为较低。如果光体积变化频率数据没有大于所述预定阈值的峰值，可信度水平设定为最低。某些实施例中，可信度水平是由图1的表示单元18所表示。
例如，PPG硬件模块101包含第一带通率波器(例如图1的滤波器16)、第一转换模块(例如图1的模块140)以及第一峰值萃取模块(例如图1的模块142)，且所述PPG硬件模块101用于从光体积变化检测器(例如图1的装置10)接收光体积变化原数据。所述第一带通滤波器用于滤波所述光体积变化原数据，例如使用带宽介于0.5赫兹至4赫兹，但并不限于此。所述第一转换模块用于转换所述光体积变化原数据为光体积变化频率数据(如上述的频域光体积变化信号)，例如利用快速傅立叶变换，但不限于此。所述第一峰值萃取模块用于在所述光体积变化频率数据中搜寻光体积变化峰值，如图4A所示，并输出所述光体积变化峰值(例如相关于所述峰值的频率)及所述光体积变化频率数据至微处理单元103。所述PPG硬件模块101的滤波、时域-频域转换以及峰值搜寻已说明于前，故于此不再赘述。
MEMS硬件模块102用于接收微机电系统原数据。该微机电系统原数据表是人的活动状态，例如穿戴所述心律检测装置的使用者的状态。当所述使用者移动他/她的身体或四肢时，使用者的动作多少会晃动所述心律检测装置而在所述PPG硬件模块101正产生所述峰值时产生一些强的频率信号。如果所述动作产生的峰值太强时，则会影像后续微处理单元103进行的运算而导致产生错误的心律数值。所述MEMS硬件模块102可将微机电系统原数据进行数字处理，例如进行快速傅立叶变换以产生微机电系统频率数据(例如上述的频域加速度信号)，以产生一些峰值数据表示使用者的动作。所述峰值用于提供至后续运算以校正、调整或估测心律计算。所述微处理单元103根据光体积变化频率数据并参考微机电系统频率数据估测心律。例如，MEMS硬件模块102产生的峰值可用于消除PPG硬件模块101产生的相同频率的峰值，例如参照图6。某些案例中，如果心律检测架构判断心律近似或相同于使用者动作相关的峰值频率时，所述架构还可不消除MEMS硬件模块102产生的相关峰值。或者，所述架构将MEMS硬件模块102产生的峰值作为参考以产生所述可信度水平。根据算法，可以不同方式使用MEMS硬件模块102产生的峰值。
例如，MEMS硬件模块102包含第二带通率波器(例如图1的滤波器16)、第二转换模块(例如图1的模块140)以及第二峰值萃取模块(例如图1的模块142)。所述MEMS硬件模块102用于从微机电系统加速度计(例如图2的检测器12)接收微机电系统原数据。所述第二带通滤波器用于滤波所述微机电系统原数据，例如带宽介于0.5赫兹至4赫兹，但并不限于此。所述第二转换模块用于转换所述微机电系统原数据为微机电系统频率数据，例如利用快速傅立叶变换，但不限于此。所述第二峰值萃取模块用于在所述微机电系统频率数据中搜寻微机电系统峰值，如图5A所示，并输出所述微机电系统峰值(例如相关于所述峰值的频率)及所述微机电系统频率数据至微处理单元103。
其他实施例中，PPG硬件模块101和MEMS硬件模块102用于根据不同系统配置输出多个参数以供后续运算。在此称为硬件加速功能，由于该等硬件模块(也即PPG硬件模块101和MEMS硬件模块102)可在无需微处理单元的运作下直接输出参数。该参数例如包含光体积变化峰值、微机电系统峰值、光体积变化快速傅立叶输出、微机电系统快速傅立叶输出、光体积变化滤波输出以及微机电系统滤波输出等。
例如，前述参数可应用于进行「空载检测」。当穿戴装置从四肢或身体取下(即所述空载)时，光体积变化检测应被停止以避免持续输出数据。另一方面，当穿戴装置穿戴上四肢或身体上时，光体积变化检测应该开始。PPG硬件模块101和MEMS硬件模块102两者均可用于空载检测。例如，当穿戴装置从四肢或身体取下时，PPG硬件模块101即无法接收正常的光体积变化原数据。如果该状态持续一段时间，PPG硬件模块101的输出即可表示空载状态。至于MEMS硬件模块102，当穿戴装置从四肢取下时，微机电系统原数据呈现快速及大幅动作，故MEMS硬件模块102的输出也可用于表示空载状态。PPG硬件模块101和MEMS硬件模块102的输出可同时或分别被考虑以决定是否为空载。同理，当穿戴式装置放上四肢时，PPG硬件模块101例如接收明显的光体积变化原数据以表示穿戴状态。或者，MEMS硬件模块102能接收到在大幅动作之后变成相对静止或微小动作的微机电系统原数据。
特别是为了节省耗能，分辨空载状态及穿戴状态是很重要的。如果穿戴式装置没有放置于四肢，所述穿戴式装置可处于待机模式或省电模式以仅保持基本的硬件电能消耗而非整个装置的电能消耗。PPG硬件模块101和MEMS硬件模块102可用于检测空载状态和/或穿戴状态。其他实施例中，PPG硬件模块101和MEMS硬件模块102可与其他组件共同运作，例如环境光检测器、触控检测器等，以检测空载状态和/或穿戴状态。微处理单元103事前经过机器训练以根据信号变化辨识所述空载状态和穿戴状态。某些实施例中，所述空载状态和穿戴状态由图1所示的表示单元18所表示。
此外，MEMS硬件模块102可用于决定使用者的活动种类，例如跑步、室内行走、户外行走、上臂摇动、前臂摇动、游泳、骑自行车及走带跑等。当使用者移动不同的四肢或身体部位，微机电系统检测会相对不同动作产生不同的微机电系统原数据。一般而言，当所述动作越强烈时，会在微机电系统检测结果造成较大的反应，并在经过MEMS硬件模块102处理后在特定频率造成明显的峰值。微处理单元103经过机器训练，可根据比较目前检测的微机电系统频率数据与事前分类(也即相对上述不同的动作类型)的频率数据以辨识不同的微机电系统频率数据。一种辨识运动状态的方法例如可参照由相同受让人所拥有并在2016年8月8日提出的美国专利申请第U.S.15/231,690号，其全部内容在此并入以作为参考。
再者，为了降低成本、电路复杂度以及电路板尺寸，本发明的心律检测装置是使用可调振荡器而非石英振荡器。然而，可调振荡器的振荡频率可能不准确而使得微处理单元103所计算而得的心律相对使用者的正确心律之间存在偏差。因此，微处理单元103还根据所述心律检测装置的可调本地振荡器的本地振荡频率与从外部主机，例如用于接收并使用估测或计算而得的心律的移动电话或计算机系统，所接收的外部振荡频率校正所估测或计算的心律。本实施例中，所述外部振荡频率是正确的时钟信号，其用于校正估测或计算的心律，该心律是基于心律检测装置的本地振荡频率所得到的。当所述心律检测装置的本地振荡频率快于或慢于所述外部主机的外部振荡频率时，计算而得的心律则根据所述本地振荡频率与所述外部振荡频率之差值或比率被校正。校正所估测或计算的心律的方法例如可参照由相同受让人所拥有并在2012年6月2日提出的美国专利申请第U.S.14/728,051号，其全部内容在此并入以作为参考。
此外，微处理单元103还执行装置设定控制以控制心律检测装置的运作，例如传感器输入设定、第一次心律(HR)输出设定、心律估测模型设定、心律滤波设定以及心律追踪设定，如图11所示。
传感器输入设定例如是设定PPG硬件模块101和MEMS硬件模块102的取样率和取样点数目。微处理单元103产生控制信号以改变所述传感器输入设定。
第一次心律输出设定例如是设定检测装置的启动时间和产生心律的输出时间之间的时间间隔。某些情况下，心律检测装置需要花费较长的时间以根据光体积变化原数据计算出心律，例如在穿戴状态期间。然而，微处理单元103即使在心律不是根据光体积变化原数据计算得到时仍然输出心律。例如，当心律无法从光体积变化原数据得到时，微处理单元103根据预存于心律检测装置的存储的活动类型和/或使用者的历史数据输出大概的心律。改变第一次心律输出设定同时改变了输出心律的正确性和可信度水平。
心律估测模型设定例如是当心律无法根据检测的光体积变化原数据直接求得时用于改变估测的心律，例如参照美国专利申请第U.S.15/231,690号。例如，当使用者开始运动时(例如图13的T1期间)，微处理单元103初期检测心律以特定速率增加，该特定速率具有特定斜率。然而，在运动期间，由于心律检测装置与被检测肌肤之间的相对运动，心律检测装置无法再检测到光体积变化信号。本发明的微处理单元103仍然根据先前(例如图13的期间T1’)检测到的心律趋势输出估测心律(例如图13的期间T2)。通过改变心律估测模型设定，所估测的心律的趋势被改变。本实施例中，估测的心律是指根据历史心律并参考使用者的活动类型所估测的心律。
心律滤波设定例如是指设定PPG硬件模块101及MEMS硬件模块102的带通滤波器的通带(passband)。微处理单元103根据不同应用改变通带范围，例如于0.5赫兹至4赫兹之间。例如，当检测到活动类型是运动状态时，微处理单元103可将通带范围改变为介于1.5赫兹和4赫兹之间。例如，当检测到活动类型是睡觉状态时，微处理单元103可将通带范围改变为介于0.5赫兹和3赫兹之间。
心律追踪设定例如是指设定心律的追踪响应。例如，当微处理单元103改变被估测(猜测)心律为计算(真实)心律(也即根据得到的光体积变化原数据所计算)时，微处理单元103被设定成当估测心律和计算心律之间具有明显差异时，直接或一步步的从所述估测心律改变成所述计算心律。改变心律追踪设定例如是改变步阶距离去追踪所述计算心律。
例如，上述活动状态是用于决定心律估测模型设定和心律追踪设定至少其中之一。如果活动状态是运动状态，由心律估测模行决定的心律增加趋势(例如斜率)较高，且心律追踪速率较快。相反的，如果活动状态是静止状态，由心律估测模行决定的心律增加趋势(例如斜率)较低或接近于0，且心律追踪速率较慢。控制参数设定用于相对于不同需求改变输出心律的特征，例如改变使用于操作算法的参数。
图12显示微处理单元103根据来自PPG硬件模块101及MEMS硬件模块102的参数而操作于上述不同的功能。例如，微处理单元103包含下列其中至少一个，信号评比检测器131用于检测和输出可信度水平、空载检测器132用于检测和输出空载状态或穿戴状态、动作检测器133用于检测和输出活动类型、心律校正器134用于根据所检测的光体积变化原数据校正产生的心律、以及设定控制器135用于设定所述心律检测装置的检测和运作控制参数。上述功能方框131-135的运作可以硬件、韧体或其组合来实现。
其他实施例中，功能方框131-135至少一部分的运作是由外部主机所执行以分担微处理单元103的负载，该外部主机包括中央处理器(CPU)、微处理单元(MCU)及特定用途集成电路(ASIC)。更详言之，来自PPG硬件模块101及MEMS硬件模块102的参数被输出至多于一个装置或芯片以执行上述的心律计算、心律校正、信号评比决定、空载检测、活动检测和/或参数设定等。
图10a-10d为本发明不同实施例中，PPG硬件模块101、MEMS硬件模块102以及微处理单元103的连接架构。
图10a显示共同连接架构。PPG硬件模块101和MEMS硬件模块102分别连接至微处理单元103。本实施例中，微处理单元103要求两个模块分别传送光体积变化频率数据及微机电系统频率数据，且两个模块间不彼此通信。
图10b显示另一实施例，PPG硬件模块101用于从MEMS硬件模块102要求数据或监测来自MEMS硬件模块102的数据，并提供光体积变化频率数据及微机电系统频率数据以回应微处理单元103的要求。某些实施例中，PPG硬件模块101首先从MEMS硬件模块102接收微机电系统原数据，接着PPG硬件模块101(例如其第一转换模块)将微机电系统原数据转换为微机电系统频率数据以传送至微处理单元103。本实施例中，PPG硬件模块101首先将接收的微机电系统原数据转换为微机电系统频率数据，接着微处理单元103从PPG硬件模块101接收光体积变化频率数据及微机电系统频率数据。本实施例中，根据不同应用，MEMS硬件模块102可执行或不执行快速傅立叶变换及峰值搜寻。微处理单元103也可从MEMS硬件模块102直接要求数据(例如微机电系统频率数据)。其他实施例中，PPG硬件模块101从微处理单元103接收微机电系统频率数据以滤波光体积变化频率数据(例如参照图6)。PPG硬件模块101并输出滤波后的光体积变化频率数据至微处理单元103。
图10c显示另一实施例，PPG硬件模块101作为集线器(hub)用于从微处理单元103要求数据或使用来自微处理单元103的数据进行校正。图10c其余的连接则与图10a相同。某些实施例中，PPG硬件模块101首先通过微处理单元103从MEMS硬件模块102接收微机电系统原数据，然后PPG硬件模块101(例如其第一转换模块)将微机电系统原数据转换为微机电系统频率数据以传送至微处理单元103。本实施例中，微处理单元103从PPG硬件模块101接收光体积变化频率数据及微机电系统频率数据。本实施例中，根据不同应用，MEMS硬件模块102可执行或不执行快速傅立叶变换及峰值搜寻。其他实施例中，PPG硬件模块101从微处理单元103接收微机电系统频率数据以滤波光体积变化频率数据(例如参照图6)。PPG硬件模块101并输出滤波后的光体积变化频率数据至微处理单元103。
图10c显示另一实施例，PPG硬件模块101先连接至MEMS硬件模块102，然后两个模块共同传送数据至微处理单元103以回应微处理单元103的要求。PPG硬件模块101也用于从MEMS硬件模块102要求数据或监测来自MEMS硬件模块102的数据。某些实施例中，MEMS硬件模块102先将微机电系统原数据传送至总线，PPG硬件模块101从所述总线接收微机电系统原数据并将接收的微机电系统原数据转换(例如以其第一转换模块)为微机电系统频率数据，接着微处理单元103从PPG硬件模块101接收光体积变化频率数据及微机电系统频率数据。本实施例中，根据不同应用，MEMS硬件模块102可执行或不执行快速傅立叶变换及峰值搜寻。其他实施例中，PPG硬件模块101从所述总线接收微机电系统频率数据以滤波光体积变化频率数据(例如参照图6)。PPG硬件模块101并输出滤波后的光体积变化频率数据至微处理单元103。
上述实施例的连接协议可以是I2C协议、SPI协议、SMBUS协议或其他协议，并无特定限制。此外，本说明中心跳和心律具有相同意义。
必须说明的是，虽然图9、10a-10d显示PPG硬件模块101、MEMS硬件模块102以及微处理单元103为三个功能模块，但其仅用以说明而非用以限定本发明。例如，PPG硬件模块101及MEMS硬件模块102可分别包含数字处理器(DSP)用于执行滤波、时域-频域转换以及峰值搜寻。其他实施例中，这三个功能方块均内建于微处理单元103中以形成单一封装组件，且所述单一封装组件在从外部光体积变化检测器接收光体积变化原数据并从外部微机电系统加速度计接收微机电系统原数据之后，执行PPG硬件模块101、MEMS硬件模块102以及微处理单元103的所有运作。
上述实施例的说明以使本领域技术人员了解不同连接架构之间的弹性和功能。本领域技术人员可基于上述实施例的知识，以改变或配置类似连接。

Claims (20)

1.一种心律检测装置，该检测装置包含：
光体积变化PPG硬件模块，用于接收光体积变化原数据并产生光体积变化频率数据；
微机电系统MEMS硬件模块，用于接收微机电系统原数据并产生微机电系统频率数据；以及
微处理单元，电性耦接所述PPG硬件模块及所述MEMS硬件模块，所述微处理单元用于根据所述光体积变化频率数据并参考所述微机电系统频率数据估测心律。
2.根据权利要求1所述的心律检测装置，其中所述微处理单元还用于根据所述心律检测装置的本地振荡频率及来自外部主机的外部振荡频率校正估测的所述心律。
3.根据权利要求1所述的心律检测装置，其中所述微处理单元还用于产生所述光体积变化频率数据的可信度水平。
4.根据权利要求1所述的心律检测装置，其中所述微处理单元还用于根据所述光体积变化频率数据及所述微机电系统频率数据至少其中之一决定空载状态。
5.根据权利要求1所述的心律检测装置，其中所述微处理单元还用于执行传感器输入设定、第一次心律输出设定、心律估测模型设定、心律滤波设定以及心律追踪设定至少其中之一。
6.根据权利要求5所述的心律检测装置，其中所述微处理单元还用于根据所述微机电系统频率数据输出活动状态。
7.根据权利要求6所述的心律检测装置，其中所述活动状态用于决定所述心律估测模型设定及所述心律追踪设定至少其中之一。
8.根据权利要求1所述的心律检测装置，其中
所述PPG硬件模块还用于先从所述MEMS硬件模块接收所述微机电系统原数据以转换为所述微机电系统频率数据，接着
所述微处理单元还用于从所述PPG硬件模块接收所述光体积变化频率数据及所述微机电系统频率数据。
9.据权利要求1所述的心律检测装置，其中
所述PPG硬件模块还用于通过所述微处理单元先从所述MEMS硬件模块接收所述微机电系统原数据以转换为所述微机电系统频率数据，接着
所述微处理单元还用于从所述PPG硬件模块接收所述光体积变化频率数据及所述微机电系统频率数据。
10.据权利要求1所述的心律检测装置，其中
所述MEMS硬件模块还用于先将所述微机电系统原数据传送至总线，
所述PPG硬件模块还用于从所述总线接收所述微机电系统原数据以转换为所述微机电系统频率数据，接着
所述微处理单元还用于从所述PPG硬件模块接收所述光体积变化频率数据及所述微机电系统频率数据。
11.据权利要求1所述的心律检测装置，其中所述PPG硬件模块还用于在所述光体积变化频率数据中搜寻峰值。
12.据权利要求1所述的心律检测装置，其中所述MEMS硬件模块还用于在所述微机电系统频率数据中搜寻峰值。
13.根据权利要求1所述的心律检测装置，其中所述PPG硬件模块包含带通滤波器以滤波所述光体积变化原数据。
14.根据权利要求1所述的心律检测装置，其中所述MEMS硬件模块包含带通滤波器以滤波所述微机电系统原数据。
15.一种心律检测装置，用于从光体积变化PPG检测器接收光体积变化原数据并从微机电系统MEMS加速度计接收微机电系统原数据，所述心律检测装置包含：
PPG硬件模块，用于接收所述光体积变化原数据，所述PPG硬件模块包含：
第一滤波器，用于滤波所述光体积变化原数据；
第一转换模块，用于将所述光体积变化原数据转换为光体积变化频率数据；及
第一峰值萃取模块，用于从所述光体积变化频率数据中搜寻光体积变化峰值，并输出所述光体积变化峰值及所述光体积变化频率数据；以及
MEMS硬件模块，用于接收所述微机电系统原数据，所述MEMS硬件模块包含：
第二滤波器，用于滤波所述微机电系统原数据；
第二转换模块，用于将所述微机电系统原数据转换为微机电系统频率数据；及
第二峰值萃取模块，用于从所述微机电系统频率数据中搜寻微机电系统峰值，并输出所述微机电系统峰值及所述微机电系统频率数据。
16.根据权利要求15所述的心律检测装置，其中所述第一及第二转换模块用于进行快速傅立叶变换。
17.根据权利要求15所述的心律检测装置，其中所述第一及第二滤波器的带宽介于0.5赫兹和4赫兹之间。
18.根据权利要求15所述的心律检测装置，其中
所述PPG硬件模块还用于先从所述MEMS硬件模块接收所述微机电系统原数据，接着
所述第一转换单元用于转换接收的所述微机电系统原数据为所述微机电系统频率数据。
19.根据权利要求15所述的心律检测装置，其中
所述PPG硬件模块还用于通过所述微处理单元先从所述MEMS硬件模块接收所述微机电系统原数据，接着
所述第一转换单元用于转换接收的所述微机电系统原数据为所述微机电系统频率数据。
20.根据权利要求15所述的心律检测装置，其中
所述MEMS硬件模块还用于先将所述微机电系统原数据传送至总线，
所述PPG硬件模块用于从所述总线接收所述微机电系统原数据，接着
所述第一转换单元用于转换接收的所述微机电系统原数据为所述微机电系统频率数据。
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