CN110859625B - 计算呼吸频率的方法 - Google Patents
计算呼吸频率的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110859625B CN110859625B CN201911354368.7A CN201911354368A CN110859625B CN 110859625 B CN110859625 B CN 110859625B CN 201911354368 A CN201911354368 A CN 201911354368A CN 110859625 B CN110859625 B CN 110859625B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- original signal
- heartbeat
- calculating
- respiratory rate
- searching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
- A61B5/0816—Measuring devices for examining respiratory frequency
Abstract
本发明提出一种计算呼吸频率的方法，属于信号处理技术领域。本发明为解决目前出现呼吸特征不明显的情况时，计算正确的呼吸次数难度变大的问题，本发明包括：在原始信号中搜索正确的心跳峰，并记录其坐标；根据心跳峰坐标，截取每个坐标之间的原始信号，从而获得每个心跳周期的原始信号；计算并记录每个心跳周期的原始信号的绝对平均值；搜索绝对平均值的局部峰值，并计数，得到原始信号时间内的呼吸次数；用原始信号时间内的呼吸次数除以原始信号的时长，即可获得呼吸频率。本发明通过对比多个心跳周期内的原始信号，从而减弱心跳对分析的影响，在针对心跳特征远大于呼吸特征的情况下，能够正确计算出呼吸频率。
Description
技术领域
本发明涉及信号处理技术领域，特别涉及一种计算呼吸频率的方法。
背景技术
现在常使用压电传感器形成智能床带/床垫等睡眠监护产品，来采集人体睡眠时的心率和呼吸频率。在某些情况下，采集到的信号呼吸频率的波形特征并不明显，甚至强度远远低于心跳特征。这一方面和接触部位有关，另一方面也和某些压电传感器的特性有关。
当出现这种呼吸特征不明显的情况时，计算正确的呼吸次数难度变大。特别是心跳的信号相对显著时，更会对提取呼吸波形特征造成难度。采用传统的滤波办法，很难消除心跳的影响。尤其心率作为不稳定信号，本身具备变异性，且频率一般高于呼吸频率。因此，找到一种办法消除或减弱心跳对于呼吸波形的影响，成为了快速计算呼吸频率的关键。
发明内容
本发明的目的是提供一种计算呼吸频率的方法，能够在针对心跳特征远大于呼吸特征的情况下，正确计算呼吸频率。
本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：计算呼吸频率的方法，包括如下步骤：
步骤1、在原始信号中搜索正确的心跳峰，并记录其坐标；
步骤2、根据心跳峰坐标，截取每个坐标之间的原始信号，从而获得每个心跳周期的原始信号；
步骤3、计算并记录每个心跳周期的原始信号的绝对平均值；
步骤4、搜索绝对平均值的局部峰值，并计数，得到原始信号时间内的呼吸次数；
步骤5、用原始信号时间内的呼吸次数除以原始信号的时长，即可获得呼吸频率。
进一步的是，步骤1具体包括：
步骤101、截取一段原始信号S用以分析，原始信号的时长范围T取为10秒至60秒；
步骤102、搜索S中的局部最大点H，滑动搜索范围取为0.5秒至2秒。
进一步的是，步骤2具体包括：
步骤201、将H的坐标记为h，数量为N1，将相邻的两个h之间的坐标带入S中；
步骤202、获得SH＝S(hn:hn-1),其中n为整数且1≤n≤N1。
进一步的是，步骤3具体包括：
步骤301、对SH进行绝对值处理，获得A＝|SH|；
步骤302、计算每一个A的均值，获得
其中AL为A中数据的个数，n为整数且1≤n≤N1。
进一步的是，步骤4具体包括：
步骤401、搜索B中的局部最大点Bmax并计数，即得到原始信号时间内的呼吸次数，滑动搜索范围取为3个点到6个点；
步骤402、Bmax的数量为N2。
进一步的是，步骤5具体包括：
呼吸频率BR＝N2/T。
本发明的有益效果是，通过上述计算呼吸频率的方法，通过对比多个心跳周期内的原始信号，从而减弱心跳对分析的影响，在针对心跳特征远大于呼吸特征的情况下，能够正确计算出呼吸频率。
附图说明
图1为本发明计算呼吸频率的方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图，详细描述本发明的技术方案。
本发明所述计算呼吸频率的方法，其流程图参见图1，其中，该方法包括如下步骤：
步骤1、在原始信号中搜索正确的心跳峰，并记录其坐标。
其中，步骤1具体包括：
步骤101、截取一段原始信号S用以分析，原始信号的时长范围T可以取为10秒至60秒；
步骤102、搜索S中的局部最大点H，滑动搜索范围取可以为0.5秒至2秒。
步骤2、根据心跳峰坐标，截取每个坐标之间的原始信号，从而获得每个心跳周期的原始信号。
其中，步骤2具体包括：
步骤201、将H的坐标记为h，数量为N1，将相邻的两个h之间的坐标带入S中；
步骤202、获得SH＝S(hn:hn-1),其中n为整数且1≤n≤N1。
步骤3、计算并记录每个心跳周期的原始信号的绝对平均值。
其中，步骤3具体包括：
步骤301、对SH进行绝对值处理，获得A＝|SH|；
步骤302、计算每一个A的均值，获得
其中AL为A中数据的个数，n为整数且1≤n≤N1。
步骤4、搜索绝对平均值的局部峰值，并计数，得到原始信号时间内的呼吸次数。
其中，步骤4具体包括：
步骤401、搜索B中的局部最大点Bmax并计数，即得到原始信号时间内的呼吸次数，滑动搜索范围取可以为3个点到6个点；
步骤402、Bmax的数量为N2。
步骤5、用原始信号时间内的呼吸次数除以原始信号的时长，即可获得呼吸频率。
其中，步骤5具体包括：
呼吸频率BR＝N2/T。
这样，就得出了原始信号时间内的呼吸次数N2，并利用呼吸频率BR＝N2/T，算出了该信号的呼吸频率。
Claims (6)
1.计算呼吸频率的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、在原始信号中搜索正确的心跳峰，并记录其坐标；
步骤2、根据心跳峰坐标，截取每个坐标之间的原始信号，从而获得每个心跳周期的原始信号；
步骤3、计算并记录每个心跳周期的原始信号的绝对平均值；
步骤4、搜索绝对平均值的局部峰值，并计数，得到原始信号时间内的呼吸次数；
步骤5、用原始信号时间内的呼吸次数除以原始信号的时长，即可获得呼吸频率。
2.根据权利要求1所述的计算呼吸频率的方法，其特征在于，步骤1具体包括：
步骤101、截取一段原始信号S用以分析，原始信号的时长范围T取为10秒至60秒；
步骤102、搜索S中的局部最大点H，滑动搜索范围取为0.5秒至2秒。
3.根据权利要求2所述的计算呼吸频率的方法，其特征在于，步骤2具体包括：
步骤201、将H的坐标记为h，数量为N1，将相邻的两个h之间的坐标带入S中；
步骤202、获得SH＝S(hn:hn-1),其中n为整数且1≤n≤N1。
4.根据权利要求3所述的计算呼吸频率的方法，其特征在于，步骤3具体包括：
步骤301、对SH进行绝对值处理，获得A＝|SH|；
步骤302、计算每一个A的均值，获得
其中AL为A中数据的个数，n为整数且1≤n≤N1。
5.根据权利要求4所述的计算呼吸频率的方法，其特征在于，步骤4具体包括：
步骤401、搜索B中的局部最大点Bmax并计数，即得到原始信号时间内的呼吸次数，滑动搜索范围取为3个点到6个点；
步骤402、Bmax的数量为N2。
6.根据权利要求5所述的计算呼吸频率的方法，其特征在于，步骤5具体包括：
呼吸频率BR＝N2/T。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911354368.7A CN110859625B (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 计算呼吸频率的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911354368.7A CN110859625B (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 计算呼吸频率的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110859625A CN110859625A (zh) | 2020-03-06 |
| CN110859625B true CN110859625B (zh) | 2021-03-30 |
Family
ID=69659362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911354368.7A Active CN110859625B (zh) | 2019-12-25 | 2019-12-25 | 计算呼吸频率的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110859625B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113017602B (zh) * | 2021-02-26 | 2023-02-07 | 福州康达八方电子科技有限公司 | 一种呼吸频率测量方法及体征监测仪 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6626839B2 (en) * | 1995-09-28 | 2003-09-30 | Transoma Medical, Inc. | Respiration monitoring system based on sensed physiological parameters |
| CN104720811A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-06-24 | 西南大学 | 一种利用普通体感相机非接触式测量呼吸率的方法 |
| CN105520737A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-27 | 上海宽带技术及应用工程研究中心 | 基于体震信号的呼吸率实时提取方法 |
| WO2017144763A1 (es) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | Universidad De Sevilla | Procedimiento para la obtención de datos útiles asociados al patrón de variabilidad de la frecuencia cardiaca |
| CN107198516A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-09-26 | 河北工业大学 | 一种无束缚检测呼吸率心率的方法及智能床 |
| CN107920763A (zh) * | 2015-07-16 | 2018-04-17 | 普瑞温迪克斯有限责任公司 | 处理生物数据 |
| CN108567419A (zh) * | 2017-04-17 | 2018-09-25 | 纳智源科技（唐山）有限责任公司 | 基于呼吸心跳特征波的信号处理装置及方法 |
| CN109222928A (zh) * | 2018-08-03 | 2019-01-18 | 深圳市大耳马科技有限公司 | 呼吸信号的提取方法、装置、处理设备和系统 |
| CN110327036A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-10-15 | 东南大学 | 从穿戴式心电中提取呼吸信号和呼吸频率的方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160331273A1 (en) * | 2014-01-17 | 2016-11-17 | The General Hospital Corporation | Method and apparatus for processing cardiac signals and deriving non-cardiac physiological informatoin |
-
2019
- 2019-12-25 CN CN201911354368.7A patent/CN110859625B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6626839B2 (en) * | 1995-09-28 | 2003-09-30 | Transoma Medical, Inc. | Respiration monitoring system based on sensed physiological parameters |
| CN105520737A (zh) * | 2014-09-30 | 2016-04-27 | 上海宽带技术及应用工程研究中心 | 基于体震信号的呼吸率实时提取方法 |
| CN104720811A (zh) * | 2015-04-03 | 2015-06-24 | 西南大学 | 一种利用普通体感相机非接触式测量呼吸率的方法 |
| CN107920763A (zh) * | 2015-07-16 | 2018-04-17 | 普瑞温迪克斯有限责任公司 | 处理生物数据 |
| WO2017144763A1 (es) * | 2016-02-24 | 2017-08-31 | Universidad De Sevilla | Procedimiento para la obtención de datos útiles asociados al patrón de variabilidad de la frecuencia cardiaca |
| CN108567419A (zh) * | 2017-04-17 | 2018-09-25 | 纳智源科技（唐山）有限责任公司 | 基于呼吸心跳特征波的信号处理装置及方法 |
| CN107198516A (zh) * | 2017-07-11 | 2017-09-26 | 河北工业大学 | 一种无束缚检测呼吸率心率的方法及智能床 |
| CN109222928A (zh) * | 2018-08-03 | 2019-01-18 | 深圳市大耳马科技有限公司 | 呼吸信号的提取方法、装置、处理设备和系统 |
| CN110327036A (zh) * | 2019-07-24 | 2019-10-15 | 东南大学 | 从穿戴式心电中提取呼吸信号和呼吸频率的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110859625A (zh) | 2020-03-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10111616B2 (en) | Apparatus, method and computer accessible medium for monitoring sleep quality and apparatus thereof | |
| JP6605767B2 (ja) | 睡眠時無呼吸症の検出装置 | |
| CN106470601B (zh) | 用于确定和显示睡眠恢复水平的系统和方法 | |
| JP2012212362A (ja) | 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム | |
| EP3637432A1 (en) | System and method for non-apnea sleep arousal detection | |
| CN104622440B (zh) | 一种提取脉搏波时标点的方法及装置 | |
| CN105559754A (zh) | 一种基于心率与呼吸信号的睡眠呼吸障碍检测方法和装置 | |
| WO2017118127A1 (zh) | 一种心跳信号处理方法、装置和系统 | |
| CN110859625B (zh) | 计算呼吸频率的方法 | |
| KR101426591B1 (ko) | 생체 신호의 노이즈 제거 장치 및 방법 | |
| US11253673B2 (en) | Determining corrected timing of stimulation provided to a subject during sleep | |
| CN108042107A (zh) | 一种ppg信号伪差校正方法 | |
| JP2006271474A (ja) | 睡眠状態推定装置 | |
| JP4945309B2 (ja) | 脳波測定方法及び脳波測定装置並びに記録媒体 | |
| US11291406B2 (en) | System for determining a set of at least one cardio-respiratory descriptor of an individual during sleep | |
| Nasimi et al. | Exploiting similar prior knowledge for compressing ECG signals | |
| WO2023061565A1 (en) | Apparatus, system and method for determining whether a person is asleep | |
| CN106333674B (zh) | 睡眠状态分析中睡眠周期检测方法和系统 | |
| CN110414479B (zh) | 一种饮水行为感知方法、连续和非连续动作分割识别方法 | |
| Rankawat et al. | ECG artifacts detection in noncardiovascular signals using Slope Sum Function and Teager Kaiser Energy | |
| CN108236461B (zh) | 一种可进行编辑的心电信号的处理方法 | |
| US20170020446A1 (en) | Systems, methods and apparatuses for monitoring hypoxia events | |
| CN103432665A (zh) | 一种自动选择通气模式的无创呼吸机 | |
| CN106377250B (zh) | 睡眠状态下的脑电信号数据类型的标注设备 | |
| CN106175698B (zh) | 睡眠状态分析中睡眠周期检测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |