用于估計運動期間的心率的設(shè)備和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定人（20）的心率的便攜式設(shè)備（10），該設(shè)備包括心率測量單元、用于測量身體部分（12）的運動的運動測量單元和處理單元。處理單元適于測量心率信號的信號質(zhì)量，并且相應(yīng)地在兩個計算模態(tài)之間切換：如果信號質(zhì)量高于預(yù)定義閾值，則基于心率信號計算心率；如果信號質(zhì)量如此差，以至于基于心率信號可靠地計算心率在技術(shù)上不再可能，則處理單元切換到其第二計算模態(tài)，其中通過估計取決于運動信號的頻率的心率常數(shù)并且限定起始于最后可靠測量的心率且結(jié)束于估計的心率常數(shù)的心率的指數(shù)演進而基于運動信號估計心率。
【專利說明】用于估計運動期間的心率的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定人的心率的便攜式設(shè)備。本發(fā)明進一步涉及一種相應(yīng)的方法和系統(tǒng)。更進一步，本發(fā)明涉及一種用于控制所述設(shè)備執(zhí)行所述方法的步驟的計算機程序。
【背景技術(shù)】
[0002]由于過著不活躍的生活的人的數(shù)量日益增加，在過去數(shù)十年開發(fā)了許多身體活動推廣產(chǎn)品和服務(wù)，二者均用于研究和商業(yè)目的。所述身體活動推廣產(chǎn)品在大多數(shù)情況下試圖計算或估計心率以便顯示身體活動期間人的脈搏。目前，測量運動選手的心率的最成功的設(shè)備利用了胸帶。這些設(shè)備測量運動選手的身體活動期間心臟的電信號(ECG)。然而，這些胸部束帶穿戴起來不舒適，這實際地將其使用限制于嚴(yán)肅的運動選手。
[0003]由于越來越多的人們意識到為其健康監(jiān)視心率的力量，并且大多數(shù)人由于其不舒適性而設(shè)法避免穿戴這種胸部束帶，因此測量心率的范例從高分辨率和低舒適性慢慢地變化到中等分辨率但是更高的穿戴舒適性。
[0004]這例如通過光學(xué)心率監(jiān)視器來實現(xiàn)，所述光學(xué)心率監(jiān)視器可以附接到身體的不同部分，例如也附接到運動選手的手腕。從現(xiàn)有技術(shù)獲悉的這一種類的設(shè)備在商業(yè)上以ePulse2 ?名稱分布。該心率監(jiān)視器包括類似于市場上可獲得的脈搏血氧計的光學(xué)傳感器。它被實現(xiàn)為可以方便地戴在手腕上的臂帶。
[0005]然而，用于心率測量的光學(xué)傳感器尤其是在大而快速的運動的情況下遭受大的運動偽像，就如這些偽像在像跑步、騎車或劃船那樣的身體活動期間出現(xiàn)的一樣。這是因為光學(xué)傳感器事實上光學(xué)地測量血管內(nèi)的血流量，所述血流量當(dāng)然也受身體運動的影響，從而間斷的、粗糙的運動在血管內(nèi)出現(xiàn)。這導(dǎo)致大的運動偽像，其使得心率測量復(fù)雜化。
[0006]出于這個原因，從現(xiàn)有技術(shù)獲悉的一些光學(xué)傳感器使用附加的運動傳感器測量出現(xiàn)的身體部分的運動并且補償造成的運動偽像。然而，存在限制。當(dāng)該傳感器所附接的身體部分的運動變得非常大時，即使當(dāng)分別利用從運動傳感器提供的運動信號補償或適應(yīng)性調(diào)節(jié)測量信號時，該光學(xué)傳感器也不再提供可靠的測量。
[0007]在這種情況下，心率監(jiān)視器或者顯示錯誤的心率值，或者根本不顯示心率值。這被認(rèn)為是一個主要的缺點，因為測量導(dǎo)致不精確的心率或者不顯示心率。
[0008]大量用戶的若干年體驗表明，參與者高度重視這樣的心率測量的可靠性和舒適性。特別地，當(dāng)運動選手或運動員參與劇烈活動或鍛煉時，他們認(rèn)為有必要始終具有當(dāng)前心率的可靠、實時反饋。如果心率監(jiān)視器登記了錯誤的心率或者甚至不顯示心率的值，那么這可能被體驗為使人變得消極，并且對于設(shè)備的總體感知具有負(fù)面的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是提供一種開頭所提到的種類的允許實現(xiàn)改進的心率測量的設(shè)備、方法、系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件，其中心率以對于用戶舒適的方式測量，并且該測量甚至當(dāng)強烈運動出現(xiàn)在用戶的測量的身體部分時仍然給出可靠的測量結(jié)果。本發(fā)明的目的尤其是在最大的精確度上計算或估計心率并且克服可能導(dǎo)致心率測量失敗的心率信號內(nèi)大的運動偽像的問題。
[0010]在第一方面中，依照本發(fā)明，這個目的通過一種用于確定人的心率的便攜式設(shè)備實現(xiàn)，所述便攜式設(shè)備包括:
-心率測量單元，其用于隨著時間測量人的心率以便生成心率信號，
-運動測量單元，其用于隨著時間測量人的身體部分的運動以便生成運動信號，以及-處理單元，其適于測量心率信號的信號質(zhì)量，在所述信號質(zhì)量高于預(yù)定義閾值的情況下基于心率信號計算心率，并且在所述信號質(zhì)量低于所述閾值的情況下基于運動信號估計心率。
[0011]在本發(fā)明的第二方面中，提出了一種相應(yīng)的方法，該方法包括步驟:
-隨著時間測量人的心率以便生成心率信號，
-隨著時間測量人的身體部分的運動以便生成運動信號，
-測量心率信號的信號質(zhì)量，以及
-在所述信號質(zhì)量高于預(yù)定義閾值的情況下基于心率信號計算心率，并且在所述信號質(zhì)量低于所述閾值的情況下基于運動信號估計心率。
[0012]在本發(fā)明的第三方面中，提出了一種用于確定人的心率的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
-便攜式心率測量設(shè)備，其用于隨著時間測量人的心率以便生成心率信號，
-便攜式運動測量設(shè)備，其用于隨著時間測量人的身體部分的運動以便生成運動信號，以及
-處理設(shè)備，該處理設(shè)備包括:通信接口，其用于接收所述心率信號和所述運動信號；以及處理裝置，其適于測量心率信號的信號質(zhì)量，在所述信號質(zhì)量高于預(yù)定義閾值的情況下基于心率信號計算心率，并且在所述信號質(zhì)量低于所述閾值的情況下基于運動信號估計心率。 [0013]在本發(fā)明的又一方面中，提出了一種計算機程序產(chǎn)品，其包括程序代碼裝置，該程序代碼裝置用于在所述計算機程序在計算機上執(zhí)行時使得計算機控制所述便攜式設(shè)備以執(zhí)行所述方法的步驟。
[0014]從屬權(quán)利要求中限定了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，要求保護的方法和要求保護的系統(tǒng)具有與要求保護的便攜式設(shè)備相似和/或相同的且如從屬權(quán)利要求中所限定的優(yōu)選實施例。
[0015]發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到，甚至在由心率測量單元生成的心率信號由于運動偽像而變得不可靠時，仍然可以以可靠的方式估計心率。依照本發(fā)明，在這樣的情況下，基于由運動測量單元提供的運動信號估計心率。基于運動信號估計心率意味著心率至少基于運動信號而被估計，這再次意味著其他的參數(shù)和信號也可以包含到該估計中。為了實現(xiàn)這種心率測量，處理單元適于測量心率信號的信號質(zhì)量。在心率信號高于預(yù)定義閾值的情況下，可以基于心率信號測量心率。這可以通過心率信號的頻率評估來完成，所述頻率評估導(dǎo)致人的脈搏的確定。
[0016]另一方面，如果心率信號的信號質(zhì)量被檢測為低于所述預(yù)定義閾值，那么可以基于運動信號估計心率。另外，處理單元適于從其中根據(jù)測量的心率信號計算心率的第一模態(tài)(mode)切換到其中基于測量的運動信號估計心率的第二模態(tài)。這兩個模態(tài)之間的切換取決于閾值。
[0017]所述閾值指示心率信號內(nèi)的噪聲水平，其中由心率測量單元測量的心率信號分別在超過特定噪聲水平時或者在低于所述閾值運行(under-run)時變得不可靠。換言之，所述閾值指示基于心率信號可靠地計算心率所需的心率信號的最小信號質(zhì)量。該閾值可以根據(jù)實驗確定，這些實驗評估在設(shè)備的什么運動水平下，引入到心率信號中的運動偽像變得如此大或如此強烈，以至于不再能夠僅僅從心率信號中提取心率的可靠測量。該閾值或者噪聲閾值水平不一定需要為確切的值。它也可以是其中心率信號的信號質(zhì)量從良好的或充分的測量質(zhì)量過渡到低的、不充分的測量質(zhì)量的值范圍。仍然換而言之，該閾值指示心率信號的最低可能信號質(zhì)量水平，低于該質(zhì)量水平，基于心率信號的心率計算將分別導(dǎo)致失敗或者處于容許失敗范圍之外的錯誤心率值。
[0018]通過利用運動信號，有可能也在其中心率信號由于大的運動偽像的原因而不能用的情況下可靠地估計心率。與開頭提到的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備相比，這是一個主要的優(yōu)點，因為用戶甚至在其中設(shè)備遭受高的加速度或者強烈振動的情況下也接收到其心率/脈搏的可靠反饋。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備形成對照的是，所提出的便攜式設(shè)備因此允許甚至在其中心率測量單元發(fā)生故障的情況下一直向用戶提供心率。
[0020]基于運動信號估計心率不一定意味著僅僅考慮運動信號以估計心率。甚至在上面提到的其中心率信號的信號質(zhì)量低于預(yù)定義閾值的情況下，仍然可以考慮心率信號。在這樣的實施例中，處理單元適于分別基于取自運動信號的信息校正或者適應(yīng)性調(diào)節(jié)心率信號。換言之，在這種情況下利用可以根據(jù)運動信號確定的校正值校正心率信號，例如通過對心率信號與運動引起的信號部分進行比較/相減而濾除心率信號內(nèi)出現(xiàn)的噪聲。
[0021]依照本發(fā)明的一個實施例，即使在心率信號的信號質(zhì)量高于所述預(yù)定義閾值的情況下可以直接根據(jù)心率信號計算心率，處理單元也可以適于基于心率信號計算心率并且適于基于運動信號適應(yīng)性調(diào)節(jié)計算的心率`。然而，這在可以以可靠的方式測量心率時不一定是所需要的。但是，這種措施可以被實現(xiàn)為心率測量的進一步改進。
[0022]依照本發(fā)明，心率測量單元可以由允許隨著時間測量人的心率的任何種類的傳感器實現(xiàn)。這也可以包括電ECG電極。依照本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施例，心率測量單元包括光學(xué)傳感器，尤其是用于隨著時間測量人的血脈搏波以生成心率信號的光電容積描記(PPG)傳感器。PPG傳感器包括光電檢測器，該光電檢測器以正常的方式測量不同波長下血液的吸收率，從而允許確定由于脈動的動脈血液而引起的光吸收率。
[0023]這種PPG傳感器允許以舒適的方式測量人的脈搏。所述便攜式設(shè)備可以例如附接到人的手腕。與通常附接到人的指尖或耳垂的已知PPG傳感器形成對照的是，在人的手腕上的附接允許該便攜式設(shè)備的器械用于其中可以舒適地穿戴該設(shè)備的不同種類的體育活動。即使在手腕上的附接是優(yōu)選的，該便攜式設(shè)備也可以附接到人的任何其他身體部分，例如胸部、腿部或者圍繞頸部。
[0024]上面提到的運動測量單元優(yōu)選地包括慣性傳感器，該慣性傳感器用于測量它所附接的身體部分的至少一個空間維度下的加速度。該慣性傳感器優(yōu)選地適于執(zhí)行三軸加速度測量。另外，它優(yōu)選地裝備有三個加速度計和/或三個陀螺儀。加速度計被放置成使得其測量軸彼此垂直，以便能夠測量所有三個空間維度下的G力。所述三個陀螺儀以類似的垂直模式(pattern)放置，這允許參考任意選擇的坐標(biāo)系測量設(shè)備的旋轉(zhuǎn)位置。應(yīng)當(dāng)理解的是，陀螺儀不一定是所需要的，因為測量不同空間方向上的加速度的加速度計對于大多數(shù)器械是足夠的。此外，應(yīng)當(dāng)指出的是，單個加速度計也足以生成希望的運動/加速度信號。
[0025]所述便攜式設(shè)備優(yōu)選地以類似于手表的形狀設(shè)計。依照本發(fā)明的一個實施例，該便攜式設(shè)備包括用于顯示計算的心率的顯示器。該顯示器允許實時地向用戶提供測量的心率/脈搏。該顯示器可以以不同的方式實現(xiàn)，例如實現(xiàn)為LED陣列。
[0026]依照本發(fā)明的一個實施例，所述處理單元適于在頻域中通過分析心率信號在心率頻率和/或其諧波處的頻譜峰而確定心率信號的信號質(zhì)量。
[0027]在該分析中，分別考察這些峰的高度或幅值。這給出心率信號的信號功率的指示。通常，可以說，在頻域中形成的峰越高且越清晰，則心率信號的信號質(zhì)量越好。這主要依賴于以下事實:血脈搏波理想地生成周期信號，其在頻域中導(dǎo)致心率頻率和/或其諧波處或者附近的清晰的峰。
[0028]心率頻率和/或其諧波處的清晰的峰因此是用于周期信號的指示器，其又是用于心率信號的良好信號質(zhì)量的指示器。另一方面，如果心率信號被出現(xiàn)的運動破壞，并且包括運動偽像，那么這將導(dǎo)致功率譜內(nèi)不同的含噪聲峰。一般說來，信號質(zhì)量可以因此基于心率信號的頻譜峰確定。
[0029]如果清晰的峰出現(xiàn)在心率頻率和/或其諧波處或者附近，那么該信號質(zhì)量對于基于心率信號計算心率(第一模態(tài))是足夠可靠的。另一方面，如果心率信號的頻譜分析表明含噪聲的頻譜，那么處理單元切換到其中基于運動信號估計心率的第二模態(tài)。
[0030]在一個實施例中，所述便攜式設(shè)備進一步包括濾除由于該設(shè)備的運動而引起的心率信號內(nèi)的頻率分量的頻率濾波器，其中處理單元適于確定濾波的心率信號的信號質(zhì)量。該濾波器允許更容易地根據(jù)心率信號檢測心率。然而，這不是一個必需的特征，因為在實踐中由于運動而引起的頻率分量出現(xiàn)在與由于心跳而引起的頻率分量不同的頻率處。在實踐中，因而在大多數(shù)情況下有可能清楚地區(qū)分不同種類的頻率分量，在頻域中分析心率信號時尤其如此。
[0031]代替在頻域中分析心率信號的是，處理單元也可以適于在時域中通過分析自相關(guān)函數(shù)中在心率周期及其倍數(shù)處的峰的高度來確定心率信號的信號質(zhì)量。在時域中分析心率信號的情況下，處理單元根據(jù)信號內(nèi)的周期分量測量信號質(zhì)量的水平，其再次為用于可靠心率信號的指示器。這可以例如通過對過零點和/或信號峰計數(shù)或者通過分析信號峰的一致性而完成。類似于上面所提到的，處理單元于是根據(jù)該信號分析決定是否基于心率信號計算心率(第一模態(tài))或者是否基于運動信號估計心率(第二模態(tài))。
[0032]在處理單元的第二工作模態(tài)下基于運動信號估計心率優(yōu)選地如下進行:
依照本發(fā)明的一個實施例，處理單元適于通過估計心率常數(shù)并且限定心率的隨著時間的指數(shù)演進而基于運動信號估計心率，其中心率的指數(shù)演進起始于最后可靠測量的心率并且結(jié)束于估計的^ra—。HRconstant是取決于運動信號的頻率的人的估計的心率，并且最后可靠測量的心率是利用心率測量單元在低于所述信號質(zhì)量水平運行之前的時間點最后測量的心率。[0033]因此，處理單元在兩個步驟中估計心率。在第一步驟中，估計招。HRconstant的估計要求分別估計當(dāng)前運動或者估計設(shè)備運動的頻率(測量的身體部分的運動的頻率)。該頻率可以根據(jù)測量的運動信號導(dǎo)出。
[0034]指示在運動的量和強度長時間保持恒定的情況下人的脈搏將增加或減小到的人的脈搏水平。換言之，該估計基于以下假設(shè):人的運動在其中設(shè)備切換到第二模態(tài)的所謂的過渡時段期間保持恒定，在所述第二模態(tài)下，心率基于運動信號進行估計。由于該過渡時段在實踐中僅僅是數(shù)秒的非常短的時間段，因而該假設(shè)已經(jīng)表明得到良好的逼近。
[0035]一旦確定了^ra—，處理單元就利用基于心率信號測量的最后可靠測量的心率處的起始值以及等于/?:-的終值限定心率的隨著時間的指數(shù)演進。已經(jīng)證明，指數(shù)演進以良好且精確的方式反映了人類心臟的自然行為。
[0036]該指數(shù)行為是用于人的脈搏增加/減少的逼近曲線。該增加/減少也取決于人的身體健康。該指數(shù)逼近曲線因此優(yōu)選地具有時間常數(shù)&其中a為與人的健康有關(guān)的、隨著健康的增加而減小的常數(shù)。
[0037]依照本發(fā)明的一個實施例，處理單元適于利用= 2，1 * / - a計算取―，其中/為運動信號的頻率，并且a為指示人的健康的常數(shù)，a = 75 -///?_，并且HRrest為人的靜息心率。
[0038]應(yīng)當(dāng)指出的是，上面的由測量的身體部分的運動頻率指示的人的身體活動的強度與^a—之間的關(guān)系是一種線性關(guān)系。該關(guān)系在 申請人:進行的實驗的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)。這些實驗表明，停留在運動頻率的大約二倍的值處。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，用于健康參數(shù)<3的一種良好逼近是a = 75 - HRrest。
[0039]靜息心率///Prerf可以例如使用所提出的便攜式設(shè)備直接測量，該便攜式設(shè)備在用戶休息時，即在用戶不運動時測量心率。此外，也可以在規(guī)則的心率測量期間(在處理單元的第一工作模態(tài)下)根據(jù)心率信號進行估計。然而，應(yīng)當(dāng)指出的是，在不離開本發(fā)明的范圍的情況下，也可以為熱HRconstant選擇其他的值。
[0040]代替測量或估計的是，也可以設(shè)想所述便攜式設(shè)備包括輸入接口，該輸入接口可以例如被實現(xiàn)為使得用戶能夠人工鍵入他/她的^的小鍵盤或者觸摸板。按照這種方式，也可以設(shè)想用戶直接限定他/她的個人健康參數(shù)a。
[0041]代替人工地限定健康參數(shù)a和測量運動頻率/的是，一種好得多的確定的方法是使用相同用戶的先前測量會話。
[0042]依照本發(fā)明的一個實施例，所述便攜式設(shè)備進一步包括存儲單元，該存儲單元適于存儲屬于人的身體活動的已知強度水平的心率的基準(zhǔn)度量，其中處理單元適于基于生成的運動信號確定人的身體活動的強度水平，并且在心率信號的信號質(zhì)量低于閾值信號質(zhì)量的情況下通過將確定的強度水平與所述存儲單元中存儲的基準(zhǔn)度量進行比較而確定心率
imxHRconstant\
[0043]所述基準(zhǔn)度量可以是根據(jù)相同用戶的先前測量會話記錄的心率測量結(jié)果。如果用戶在使用相同的便攜式設(shè)備之前的一天進行了身體活動，諸如例如跑步，那么可以將測量的信號存儲在存儲單元中。通過將心率信號與相應(yīng)的運動信號一起記錄，可以將計算的心率映射/關(guān)聯(lián)到根據(jù)運動信號導(dǎo)出的相應(yīng)運動水平。
[0044]按照這種方式，也有可能使用先前的測量結(jié)果確定與人的身體活動的不同強度水平相應(yīng)的不同心率常數(shù)。例如，可以設(shè)想在存儲單元內(nèi)將特定量的強度水平映射到相應(yīng)的心率常數(shù)。在這種情況下，不一定需要將所有先前的測量數(shù)據(jù)都存儲在存儲單元中。
[0045]人的身體活動的強度水平可以例如基于頻率、所生成的運動信號的至少一個峰值和/或基于一定時間間隔上生成的運動信號的平均水平或振幅而確定。該強度水平因此指示一種運動水平，它是人在他/她的身體活動期間受到的身體負(fù)荷的度量。
[0046]存儲單元可以例如通過小微芯片實現(xiàn)。基準(zhǔn)心率或者基準(zhǔn)心率常數(shù)的記錄可以自動地執(zhí)行。另外，處理單元切換到記錄模態(tài)，其中處理的心率和相應(yīng)的運動強度水平在測量期間并行地存儲在存儲單元中。如上面已經(jīng)解釋的，基于存儲的基準(zhǔn)度量確定心率常數(shù)導(dǎo)致測量效率增加。用戶不再需要人工地鍵入用來計算ZiL-的參數(shù)(參數(shù)a、/)。
[0047]個人化的Wra-可以通過分析先前記錄的數(shù)據(jù)以高效的方式確定。推導(dǎo)的參數(shù)按照這種方式個人化，使得它們的使用改進了其中處理單元切換到第二工作模態(tài)的過渡時段內(nèi)心率的未來估計。
[0048]依照本發(fā)明的另一實施例，所述便攜式設(shè)備包括用于接收關(guān)于人的身體活動類型的信息的第一輸入接口，其中處理單元適于在心率信號的信號質(zhì)量低于所述信號質(zhì)量水平的情況下基于運動信號和身體活動類型估計心率。
[0049]該第一輸入接口可以例如被實現(xiàn)為集成到便攜式設(shè)備中的小鍵盤。按照這種方式，用戶可以人工地選擇他想要進行的身體活動類型。可以例如向用戶顯示諸如例如跑步、騎車、劃船、舉重等等之類的不同身體活動的選擇列表。
[0050]如果身體活動類型事先已知，那么這簡化了運動頻率的確定，因為在實踐中每種身體活動類型生成具有不同期望平均運動頻率的檢測的運動信號的不同種類的模式。至少具有關(guān)于期望運動頻率的粗略信息在處理單元`的其中基于運動信號估計心率的第二模態(tài)下允許安全的處理時間。
[0051]關(guān)于身體活動類型的信息也可以允許在過渡時段內(nèi)適應(yīng)性調(diào)節(jié)上面提到的指數(shù)逼近曲線。這滿足以下事實:心率對于不同種類的身體活動可能具有不同的隨著時間的演進，例如，心率可以在騎車活動中與舉重活動相比更快地增加/減小。
[0052]依照本發(fā)明的另一實施例，所述便攜式設(shè)備包括第二輸入接口，該第二輸入接口用于接收人的個人數(shù)據(jù)，尤其是年齡、性別、體重、身高和/或靜息心率，其中處理單元適于在心率信號的信號質(zhì)量低于上面提到的閾值信號質(zhì)量的情況下基于運動信號和接收的個人數(shù)據(jù)估計心率。
[0053]代替如上面已經(jīng)解釋的根據(jù)先前的測量結(jié)果確定個人化參數(shù)的是，也可以設(shè)想用戶人工地輸入在生理上影響心率及其隨著時間的演進的他/她的個人數(shù)據(jù)。所述第二輸入接口可以為額外的鍵盤或者由用作第一輸入接口的相同鍵盤實現(xiàn)。
[0054]個人生理用戶數(shù)據(jù)可以用來使上面提到的參數(shù)適于計算/S?！蛘咚鼈兛梢杂脕響?yīng)用附加的生理模型，所述模型于是可以用來在過渡時段期間適應(yīng)性調(diào)節(jié)上面提到的心率演進模型。這種生理模型的實例可從現(xiàn)有技術(shù)獲悉。一些示例性模型例如從科學(xué)論文“Reliability and Validity of the Combined Heart Rate and Movement SensorActiheart^, European Journal of Clinical Nutrition (2005) 59, 561-570 獲悉。
[0055]總的說來，所提出的便攜式設(shè)備和相應(yīng)的方法允許在許多不同的情形下，甚至在其中出現(xiàn)大的運動并且最新技術(shù)的光學(xué)心率傳感器不能夠可靠地檢測運動選手或者運動員的心率的情形下檢測該心率。如前面所解釋的，處理單元適于在兩個模態(tài)之間切換。在第一模態(tài)下，在信號質(zhì)量高于預(yù)定義閾值的情況下基于心率信號計算心率。另一方面，如果處理單元不能夠基于心率信號可靠地計算心率，那么處理單元切換到第二模態(tài)，其中通過使用模型根據(jù)運動估計心率，在該模型中，將數(shù)據(jù)與根據(jù)先前的測量結(jié)果確定的或者如用戶輸入而引入的一組值進行比較。所提出的方法從而利用了以下特征之一或者其任意組合:
1.良好測量直到失敗點的歷史，
2.做出的測量的質(zhì)量的指示，其告知最后的測量失敗，
3.可以預(yù)先記錄或者根據(jù)可靠的測量結(jié)果確定的用戶簡檔，和/或
4.利用根據(jù)來自相同用戶的先前測量結(jié)果確定的參數(shù)的生理模型。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0056]本發(fā)明的這些和其他方面根據(jù)以下描述的實施例將是清楚明白的，并且將參照所述實施例進行闡述。其中:
圖1示出了依照本發(fā)明的便攜式設(shè)備的示意性器械，
圖2示出了圖示出依照第一實施例的便攜式設(shè)備的部件的示意性框圖，
圖3示出了圖示出依照第一實施例的便攜式設(shè)備的處理單元的輸入和輸出信號的示意性框圖，
圖4示出了圖示出依照第二實施例的便攜式設(shè)備的部件的示意性框圖，
圖5示出了包括相應(yīng)的信號質(zhì)量測量結(jié)果(圖5b)的測量的心率信號(圖5a)的第一實
例，
圖6示出了包括相應(yīng)的信號質(zhì)量測量結(jié)果(圖6b)的測量的心率信號(圖6a)的第二實
例，
圖7示出了包括相應(yīng)的信號質(zhì)量測量結(jié)果(圖7b)的測量的心率信號(圖7a)的第三實
例，
圖8示出了圖5中所示的第一實例，其包括依照所提出的方法利用所提出的便攜式設(shè)備估計的心率信號，
圖9示出了圖6中所示的第二實例，其包括依照所提出的方法利用所提出的設(shè)備估計的心率信號，
圖10示出了圖7中所示的第三實例，其包括依照所提出的方法利用所提出的設(shè)備估計的心率信號，
圖11示意性地示出了依照本發(fā)明的系統(tǒng)的器械，以及 圖12示出了圖示出心率與身體鍛煉的力量/強度之間的關(guān)系的示例性示圖。
【具體實施方式】
[0057]圖1示意性地示出了通過附圖標(biāo)記10表示的依照本發(fā)明的便攜式設(shè)備的器械。在該圖中示例性地示出為跑步者的人20穿戴了用于測量他/她的身體活動期間的脈搏的便攜式設(shè)備10。
[0058]便攜式設(shè)備10附接到身體部分12，所述身體部分12適合于測量人20的脈搏，即在其上可以容易地跟蹤動脈血脈搏的身體部分12。如圖1中所示，便攜式設(shè)備優(yōu)選地附接到人20的手腕。然而，便攜式設(shè)備也可以附接到人20的任何其他身體部分12，例如胸部、腿部或者圍繞頸部。
[0059]如圖2的示意性框圖中所示，所述便攜式設(shè)備包括心率測量單元14、運動測量單元16和處理單元18。心率測量單元14和運動測量單元16與處理單元18電稱合。心率測量單元14優(yōu)選地包括光學(xué)傳感器，尤其是隨著時間測量人20的血脈搏波并且生成心率信號22的光電容積描記(PPG)傳感器。
[0060]PPG傳感器包括光電檢測器(未示出)，該光電檢測器測量不同波長下血液的吸收率，從而允許確定由于脈動的動脈血液而引起的光吸收率變化。這種PPG傳感器允許以舒適的方式測量人的脈搏。
[0061]運動測量單元16優(yōu)選地包括慣性傳感器，該慣性傳感器用于測量所述身體部分12在至少一個空間維度下、更優(yōu)選地在所有三個空間維度下的加速度。該慣性傳感器隨著時間測量人20的所述身體部分12的運動以便生成隨著時間的加速度信號，該信號記錄便攜式設(shè)備10優(yōu)選地所附接的人20的手腕處出現(xiàn)的加速度。
[0062]按照這種方式，處理單元18接收實時測量的兩個信號，即心率信號22和運動信號24。這在圖3的所圖示的框圖中示例性地示出。處理單元18分析心率信號22和運動信號24。根據(jù)該分析，處理單元18計算心率26和運動速率28，其中運動速率28指示身體部分12在人20的身體活動期間運動的運動頻率。
[0063]處理單元18進一步測量心率信號22的信號質(zhì)量30和運動/加速度信號24的信號質(zhì)量32。信號質(zhì)量30、32指示用于測量的信號22、24的數(shù)據(jù)可靠性的度量。它指示破壞測量的信號22、24的噪聲量。低噪聲破壞導(dǎo)致高信號質(zhì)量30、32，而高噪聲破壞導(dǎo)致相應(yīng)的低信號質(zhì)量30、32。如在上面的
【發(fā)明內(nèi)容】
中詳細(xì)地解釋的，測量的信號22、24內(nèi)的噪聲破壞量在處理單元18中通過執(zhí)行頻率分析進行測量。
[0064]取決于心率信號26的信號質(zhì)量30，處理單元18在兩個計算模態(tài)之間切換。另外，限定閾值，所述閾值指示心率信號22內(nèi)的噪聲水平，其中由心率測量單元14測量的心率信號22分別在超過所述預(yù)定義噪聲水平時或者在低于所述閾值運行時變得不可靠。因此，該閾值指示基于心率信號22可靠地計算心率26所需的心率信號22的最小信號質(zhì)量30。
[0065]如果心率信號22的信號質(zhì)量30高于所述預(yù)定義閾值，則處理單元18切換到第一計算模態(tài)。在該情況下，處理單元18基于心率信號22計算心率26。該模態(tài)代表“正常”模態(tài)，其中心率測量單元14的光學(xué)傳感器給出僅僅包含少量運動偽像的可靠信號，其仍然允許基于測量的心率信號22計算心率26。 [0066]然而，如果便攜式設(shè)備10受到強烈攪動(高加速度)，那么心率信號22的信號質(zhì)量30可能變得如此差，以至于基于心率信號22可靠地計算心率26在技術(shù)上不再可能。當(dāng)人20以快速且間斷的方式移動身體部分12時，就發(fā)生這樣的情形。
[0067]在這樣的情況下，使用相似的光學(xué)心率測量傳感器的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備不能測量心率，這意味著不可能有可靠的測量。然而，這個問題被本發(fā)明解決。
[0068]在上面描述的情況下，處理單元18適于切換到其第二計算模態(tài)，其中心率26基于運動信號24進行估計。處理單元18 —認(rèn)識到心率信號22的信號質(zhì)量30下降到預(yù)定義質(zhì)量閾值之下，心率26的這種估計就開始。處理單元18于是使用利用了取自運動信號24的信號數(shù)據(jù)的生理模型估計心率26。依照一個實施例，這種估計如下進行。在第一步驟中，處理單元18估計/S:—。泉服constant指示在運動的量和強度長時間保持恒定的情況下人的脈搏將增加或減小到的人的脈搏水平。
[0069]如可以從圖12中所示的示例性示圖所看到的，在心率26與身體鍛煉的努力的力量之間存在線性關(guān)系。在該示圖中，X軸示出以kph為單位測量的跑步者的速度，左Y軸示出以bpm為單位的高于睡眠的心率,并且右Y軸示出以J/min/kg表示的鍛煉力量(PAI)。該繪圖根據(jù)對于大約30人的實驗制成，這些人的脈搏在以不同的跑步速度和強度水平跑步期間測量。它表明在心率與以之進行跑步活動的力量/強度之間存在線性關(guān)系。該繪圖于 2005 年公布于 European Journal of Clinical Nutrition (2005) 59, 561-570，“Reliability and Validity of the Combined Heart Rate and Movement SensorActiheart ” 中。
[0070] 申請人:進行的實驗表明，或多或少等于運動頻率的大約二倍的值。因此，HRconstant的估計要求分別估計當(dāng)前運動或者估計測量的身體部分12的運動的頻率。
[0071]該頻率根據(jù)運動信號24的頻譜分析而導(dǎo)出。一旦確定了 Wra-，處理單元18就產(chǎn)生代表在其中處理單元18切換到第二模態(tài)的時間段(過渡時段)內(nèi)隨著時間的估計的心率演進的逼近曲線，在所述第二模態(tài)下，光學(xué)心率傳感器14不給出可靠的信號22。該逼近曲線將最后可靠測量的心率26取為其起始值，并且將估計的^取為其終值。在這兩個值之間，應(yīng)用指數(shù)逼近曲線。已經(jīng)證明，指數(shù)演進以良好且精確的方式反映了人類心臟的自然行為。
[0072]由于其中光學(xué)心率傳感器14不能測量的所謂的過渡時段在實踐中僅僅是數(shù)秒的非常短的時間段，因而該假設(shè)表明得到良好的逼近。 申請人:進行的實驗進一步證明，所描述的脈搏適應(yīng)的指數(shù)演進也取決于人20的健康。
[0073]因此，此外，優(yōu)選地集成表示人20的健康水平的健康因子a。實驗表明，其中時間常數(shù)由健康因子a給定的指數(shù)逼近曲線得到過渡時段期間心率演進的相當(dāng)好的估計。在這種情況下，健康因子<3表示以<3隨著人20的健康的增加而減小的方式與人的健康有關(guān)的常數(shù)。
[0074]過渡時段期間心率演進的估計可以通過考慮相同用戶20的先前的測量會話而進一步改進。HRconstant因此可以基于存儲的先前測量數(shù)據(jù)而確定。為了實現(xiàn)這點，依照圖4中所示的第二實施例，便攜式設(shè)備10包括附加的存儲單元34，該存儲單元適于存儲屬于人的身體活動的基準(zhǔn)強度水平的心率26的基準(zhǔn)度量。依照該實施例，處理單元18適于基于生成的運動信號24確定人的身體活動的強度水平，并且通過將確定的強度水平與所述存儲單元34中存儲的基準(zhǔn)度量進行比較而確定心率常數(shù)(Wra—)。
[0075]所述基準(zhǔn)度量可以是根據(jù)相同用戶20的先前測量會話記錄的心率測量結(jié)果。如果用戶20在使用相同的便攜式設(shè)備10之前的一天進行了身體活動，諸如例如跑步，那么可以將測量的信號存儲在存儲單元34中。通過將心率信號22與相應(yīng)的運動信號24 —起記錄，可以將計算的心率26關(guān)聯(lián)到根據(jù)運動信號24導(dǎo)出的相應(yīng)運動水平。按照這種方式，允許處理單元18使用先前的測量結(jié)果確定與人的身體活動的不同強度水平相應(yīng)的不同心率常數(shù)。
[0076]人的身體活動的強度水平可以例如基于頻率、所生成的運動信號24的至少一個峰值和/或基于一定時間間隔上生成的運動信號24的平均水平或振幅而確定。該強度水平因此指示一種運動水平，它是用于人的身體負(fù)荷的度量。[0077]在實踐中，存儲單元34由小微芯片實現(xiàn)。通過包括附加的存儲單元34，HRconstmt的估計以及因而過渡時段期間的心率演進的估計變得更加高效。處理單元18分析先前記錄的數(shù)據(jù)并且將根據(jù)該數(shù)據(jù)推斷的參數(shù)用于估計過渡時段期間的心率演進。
[0078]如圖4的框圖中所示例性地示出的，便攜式設(shè)備10可以進一步包括允許用戶20人工地選擇他想要進行的身體活動類型的第一輸入接口 36，例如小鍵盤或者觸摸板。用戶20可以例如從預(yù)定義列表中選擇身體活動,例如跑步、騎車、劃船或者舉重。如果處理單元18附加地接收關(guān)于身體活動類型的信息，那么這簡化了運動頻率的確定。這再次依賴于以下事實:每種身體活動類型在實踐中生成檢測運動信號24的不同種類的模式。
[0079]如圖4的框圖中進一步示出的，所述便攜式設(shè)備可以附加地包括第二輸入接口38。該第二輸入接口 38也可以為用戶20用來人工地輸入在生理上影響心率及其隨著時間的演進的他/她的個人數(shù)據(jù)的鍵盤或者觸摸板?？赡苤匾膫€人數(shù)據(jù)可以是例如年齡、性另U、體重、身高和/或靜息心率。
[0080]因此，當(dāng)光學(xué)心率傳感器14不能給出可靠的心率信號22時，用戶20可以直接輸入他的個人數(shù)據(jù)，該個人數(shù)據(jù)可以用來在處理單元18的第二模態(tài)下改進心率26的估計。輸入的個人數(shù)據(jù)也可以用來應(yīng)用附加的生理模型，該模型可以用來適應(yīng)性調(diào)節(jié)過渡時段期間估計的心率演進。示例性的生理模型可從上面提到的科學(xué)論文中獲悉。
[0081]應(yīng)當(dāng)指出的是，該第二輸入接口 38不一定是所需要的，因為至少一些個人參數(shù)(例如///Prerf和個人健康參數(shù)a)也可以以上面提到的方式根據(jù)運動信號24導(dǎo)出。此外，應(yīng)當(dāng)指出的是，第一輸入接口 36和第二輸入接口 38可以由相同的鍵盤實現(xiàn)(如圖4中示意性地圖示出的)。
[0082]依照所圖示的第二實施例，便攜式設(shè)備10此外還包括顯示器40。該顯示器40可以例如為集成到便攜式設(shè)備10中并且用來實時地向用戶20可視化/顯示計算的心率26的小LED陣列。
[0083]圖5-7示出了在用戶20的跑步活動期間利用光學(xué)心率傳感器記錄的三個示例性測量結(jié)果。頂部示圖(圖5a、圖6a和圖7a)示出了隨著以秒為單位測量的時間(X軸)的以心跳每分鐘為單位測量的心率信號22、22’、22’’(Y軸)。底部示圖(圖5b、圖6b和圖7b)示出了隨著相應(yīng)的時間段的相應(yīng)記錄的心率質(zhì)量信號30、30’、30’’以及運動速率質(zhì)量信號32、32，、32”。
[0084]圖5a、圖6a和圖7a中所示的測量結(jié)果示出了未校正的心率信號22、22’、22’’，這意味著這些心率信號22、22’、22’’僅僅利用光學(xué)心率測量單元14測得并且沒有通過接收的運動數(shù)據(jù)校正。
[0085]在圖5中，可以看出，該心率測量在500秒與700秒之間的時間段(利用圓圈突出的時間段)內(nèi)失敗。在該時間段內(nèi)，心率質(zhì)量信號30非常低并且趨向于幾乎為零。運動速率質(zhì)量信號32反而顯示相當(dāng)高的值，其是存在便攜式設(shè)備10的大的運動的指示器。這導(dǎo)致該時間段內(nèi)心率信號22的不可靠的演進。
[0086]在該時間段內(nèi)，測量的心率信號22具有包括強烈變化的非常間斷的演進，這當(dāng)然不匹配“真實的”心率行為。這依賴于上面提到的效應(yīng):在高的加速度出現(xiàn)的情況下，大的運動偽像被引入到心率信號22中。
[0087]類似的實例在圖6和圖7中示出。在這里，心率測量單元14的失敗出現(xiàn)在400-700秒(圖6)或者100-700秒(圖7)的時間段內(nèi)。這通過相應(yīng)的心率質(zhì)量信號30’、30’，標(biāo)識，這些心率質(zhì)量信號在這些時間段內(nèi)變得非常低并且指示不能依賴測量的心率數(shù)據(jù)。
[0088]圖8-10示出了相同的曲線圖，其中使用所提出的便攜式設(shè)備10計算/估計的已估計心率信號23、23’、23’ ’也在那里繪出。圖8涉及與圖5相同的失敗示例，圖9涉及圖6的示例，并且圖10涉及圖7的示例。這些曲線圖此外包括“真實的”心率信號42的繪圖，其利用ECG設(shè)備測得以便接收作為基準(zhǔn)的真實心率演進。
[0089]從圖8-10可以看出，利用便攜式設(shè)備10估計的心率信號23、23’、23’’非常接近基準(zhǔn)信號42、42’、42’’。必須指出的是，估計的心率信號23、23’、23’’以上面解釋的方式基于運動信號24而被估計。在其中心率測量單元14給出可靠測量結(jié)果的時間段內(nèi)(例如在圖6和圖9所示的實例中在時間段0-400以及700-1850內(nèi))，心率信號23、23’、23’’是利用心率測量單元14直接測量的心率信號。在其中心率測量單元14的測量失敗的時間段內(nèi)(例如在圖6和圖9中的時間段400-700秒內(nèi))，心率信號23、23’、23’’使用上面提到的估計方法之一基于運動信號24而被估計。這在測量的所有時間得到相當(dāng)逼真的心率計算/估計。
[0090]所提出的便攜式設(shè)備和相應(yīng)的方法允許在許多不同的情形下，甚至在其中出現(xiàn)大的運動并且最新技術(shù)的光學(xué)心率傳感器不能夠可靠地檢測運動選手或者運動員的心率的情形下檢測該心率。如前面所解釋的，處理單元適于在兩個模態(tài)之間切換。在第一模態(tài)下，在信號質(zhì)量高于預(yù)定義閾值的情況下基于心率信號計算心率。另一方面，如果處理單元不能夠基于心率信號可靠地計算心率，那么處理單元切換到第二模態(tài)，其中通過使用模型根據(jù)運動估計心率，在該模型中，將數(shù)據(jù)與根據(jù)先前的測量結(jié)果確定的或者如用戶輸入而引入的一組值進行比較。所提出的方法從而利用了以下特征之一或者其任意組合:
1.良好測量直到失敗點的歷史，
2.做出的測量的質(zhì)量的指示，其告知最后的測量失敗，
3.可以預(yù)先記錄或者根據(jù)可靠的`測量結(jié)果確定的用戶簡檔，和/或
4.利用根據(jù)來自相同用戶的先前測量結(jié)果確定的參數(shù)的生理模型。
[0091]從圖11可以看出，所提出的方法不一定需要在便攜式設(shè)備10中實現(xiàn)。類似地，可以提供一種系統(tǒng)100，其包括可以包含到相同的外殼中的便攜式心率測量設(shè)備44和便攜式運動測量設(shè)備46。所示的系統(tǒng)100與便攜式設(shè)備10之間的區(qū)別在于，沒有將便攜式處理單元18集成到該便攜式設(shè)備中。相反地，可以將由便攜式心率測量設(shè)備44和便攜式運動測量設(shè)備46測量的信號傳輸至外部處理設(shè)備48，該外部處理設(shè)備外部地執(zhí)行上面提到的計算/估計。通過使用便攜式設(shè)備44、46與處理設(shè)備48之間的無線連接，也可以實時地實現(xiàn)該數(shù)據(jù)傳輸。然而，也可能的是，將便攜式設(shè)備44、46記錄的數(shù)據(jù)存儲在存儲單元中并且以后傳輸至處理設(shè)備48 (在測量之后)。
[0092]為了建立實時連接，便攜式設(shè)備44、46優(yōu)選地包括諸如例如無線電發(fā)射器之類的通信接口(為了簡單起見未示出)，而處理設(shè)備也包括諸如例如無線電接收器之類的相似通信接口。至于其他方面，應(yīng)當(dāng)理解的是，系統(tǒng)100具有與要求保護的便攜式設(shè)備10相似和/或相同的優(yōu)選實施例。
[0093]盡管在所述附圖和前面的描述中已經(jīng)詳細(xì)地圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是說明性或示例性的，而不是限制性的；本發(fā)明并不限于所公開的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員在實施要求保護的本發(fā)明時，根據(jù)對于所述附圖、本公開內(nèi)容以及所附權(quán)利要求書的研究，應(yīng)當(dāng)能夠理解并實現(xiàn)所公開實施例的其他變型。
[0094]在權(quán)利要求書中，措詞“包括/包含”并沒有排除其他的元件或步驟，并且不定冠詞“一”并沒有排除復(fù)數(shù)。單個元件或其他單元可以實現(xiàn)權(quán)利要求中記載的若干項的功能。在相互不同的從屬權(quán)利要求中記載特定措施這一事實并不意味著這些措施的組合不可以加以利用。
[0095]計算機程序可以存儲/分布于適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)上，例如存儲/分布于與其他硬件一起提供或者作為其他硬件的一部分而提供的固態(tài)介質(zhì)或者光學(xué)存儲介質(zhì)上，但是也可以以其他的形式分發(fā)，例如通過因特網(wǎng)或者其他有線或無線電信系統(tǒng)分發(fā)。
[0096]權(quán)利要求 中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)當(dāng)被視為對范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定人(20)的心率(26)的便攜式設(shè)備，所述便攜式設(shè)備(10)包括: -心率測量單元(14)，其用于隨著時間測量人(20)的心率(26)以便生成心率信號(22)， -運動測量單元(16)，其用于隨著時間測量人(20)的身體部分(12)的運動以便生成運動信號(24)，以及 -處理單元(18)，其適于測量心率信號(22)的信號質(zhì)量(30)，在所述信號質(zhì)量(30)高于預(yù)定義閾值的情況下基于心率信號(22)計算心率(26)，并且在所述信號質(zhì)量(30)低于所述閾值的情況下基于運動信號(24)估計心率(26)。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，其中心率測量單元(14)包括光學(xué)傳感器，尤其是用于隨著時間測量人(20)的血脈搏波以生成心率信號(22)的光電容積描記(PPG)傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，進一步包括用于顯示計算的心率(26)的顯示器(40)。
4.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，其中處理單元(18)適于在頻域中通過分析心率信號(22)在心率頻率和/或其諧波處的頻譜峰而確定心率信號(22)的信號質(zhì)量(30)。
5.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，其中處理單元(18)適于通過估計心率常數(shù)(-HRconstant)并且限定心率(26)的隨著時間的指數(shù)演進而基于運動信號(24)估計心率(23，26)，其中心率(26)的指數(shù)演進起始于最后可靠測量的心率并且結(jié)束于估計的/S:—，HRconstant是取決于運動信號(24)的頻率的人(20)的估計的心率，并且最后可靠測量的心率是利用心率測量單元(14)在低于所述閾值運行之前的時間點最后測量的心率。
6.如權(quán)利要求5所述的便攜式設(shè)備，其中指數(shù)演進是指示隨著時間的心率的指數(shù)曲線，該指數(shù)曲線具有時間常數(shù)為與人的健康有關(guān)的、隨著健康的增加而減小的常數(shù)。
7.如權(quán)利要求5所述的便攜式設(shè)備，其中處理單元(18)適于利用=2, I * /-a計算浙其中/為運動信號(24)的頻率，并且a為指示人的健康的常數(shù)，a = 75-HRrest，共^LHRrest為人(20)的靜息心率。
8.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，進一步包括存儲單元(34)，該存儲單元適于存儲屬于人的身體活動的已知強度水平的心率的基準(zhǔn)度量，其中處理單元(18)適于基于生成的運動信號(24)確定人的身體活動的強度水平，并且在心率信號(22)的信號質(zhì)量(30)低于所述閾值的情況下通過將確定的強度水平與所述存儲單元(34)中存儲的基準(zhǔn)度量進行比較而確定心率常數(shù)(MRconstant)。
9.如權(quán)利要求8所述的便攜式設(shè)備，其中處理單元(18)適于基于頻率、所生成的運動信號(24)的至少一個峰值和/或基于一定時間間隔上生成的運動信號(24)的平均振幅而確定人的身體活動的強度水平。
10.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，進一步包括用于接收關(guān)于人(20)的身體活動類型的信息的第一輸入接口(36),其中處理單兀(18)適于在心率信號(22)的信號質(zhì)量(30)低于所述閾值的情況下基于運動信號(24)和身體活動類型估計心率(26)。
11.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，進一步包括第二輸入接口(38)，該第二輸入接口用于接收人的個人數(shù)據(jù)，尤其是年齡、性別、體重、身高和/或靜息心率，其中處理單元(18)適于在心率信號(22)的信號質(zhì)量(30)低于所述閾值的情況下基于運動信號(24)和接收的個人數(shù)據(jù)估計心率(26)。
12.如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備，進一步包括濾除由于該設(shè)備(10)的運動而引起的心率信號(22)內(nèi)的頻率分量的頻率濾波器，并且其中處理單元(18)適于確定濾波的心率信號的信號質(zhì)量(30)。
13.一種用于確定人(20)的心率(26)的方法，包括步驟: -隨著時間測量人(20)的心率(26)以便生成心率信號(22)， -隨著時間測量人(20)的身體部分(12)的運動以便生成運動信號(24)， -測量心率信號(22)的信號質(zhì)量(30)，以及 -在所述信號質(zhì)量(30)高于預(yù)定義閾值的情況下基于心率信號(22)計算心率(26)，并且在所述信號質(zhì)量(30)低于所述閾值的情況下基于運動信號(24)估計心率(26)。
14.一種用于確定人(20)的心率(26)的系統(tǒng),所述系統(tǒng)(100)包括: -便攜式心率測量設(shè)備(44)，其用于隨著時間測量人(20)的心率(26)以便生成心率信號(22), -便攜式運動測量設(shè)備(46)，其用于隨著時間測量人(20)的身體部分(12)的運動以便生成運動信號(24)，以及 -處理設(shè)備(48 )，該 處理設(shè)備包括:通信接口，其用于接收所述心率信號(22 )和所述運動信號(24);以及處理裝置，其適于測量心率信號(22)的信號質(zhì)量(30)，在所述信號質(zhì)量(30)高于預(yù)定義閾值的情況下基于心率信號(22)計算心率(26)，并且在所述信號質(zhì)量(30)低于所述閾值的情況下基于運動信號(24)估計心率(26)。
15.一種計算機程序產(chǎn)品，包括程序代碼裝置，該程序代碼裝置用于在所述計算機程序在計算機上執(zhí)行時使得計算機控制如權(quán)利要求1所述的便攜式設(shè)備以執(zhí)行如權(quán)利要求14所述的方法的步驟。
【文檔編號】A61B5/11GK103781414SQ201280044858
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月16日
【發(fā)明者】C.N.普雷蘇拉, D.A.C.M.魯維斯 申請人:皇家飛利浦有限公司