專(zhuān)利名稱(chēng)：自主神經(jīng)功能生物反饋方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請(qǐng)文件涉及自主神經(jīng)功能生物反饋技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)創(chuàng)造了許多行之有效的對(duì)付生理疾病的方法， 相比之下，對(duì)付心理疾病的能力則相形見(jiàn)絀，如焦慮癥、抑郁癥等已對(duì)人類(lèi) 健康構(gòu)成威脅。大量實(shí)踐證明，對(duì)付這一類(lèi)疾病，單靠藥物、手術(shù)及基因等 療法，效果欠佳。
人的心理狀態(tài)不僅會(huì)從情緒上反映出來(lái)，也會(huì)反映在自主神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)程
度上。自主神經(jīng)系統(tǒng)(ANS ， Autonomic Nervous System)是指分配到心、肺、 消化管和其它臟器的神經(jīng)，包括交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)。大部分臟器同時(shí)接 受交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)的控制。正常情況下，兩者協(xié)調(diào)工作，調(diào)節(jié)內(nèi)臟的 曰常運(yùn)作和腺體的分泌，使體內(nèi)環(huán)境，如血壓、心率、體溫等保持穩(wěn)定。當(dāng) ANS失調(diào)時(shí)，會(huì)引發(fā)很多問(wèn)題，輕者會(huì)引起一些不是很?chē)?yán)重的癥狀，例如腸 胃失調(diào)、心悸、呼吸困難等，重者會(huì)引發(fā)各種急慢性病，例如心臟病、高血 壓等，嚴(yán)重的甚至命引發(fā)猝死等。

發(fā)明內(nèi)容
自主神經(jīng)功能生物反饋方法的實(shí)施方式，包括根據(jù)生物電信號(hào)，獲得 心率變異性生理參數(shù)值；根據(jù)所述心率變異性生理參數(shù)值，輸出對(duì)應(yīng)的提醒 信號(hào)。
自主神經(jīng)功能生物反饋系統(tǒng)的實(shí)施方式，包括測(cè)試單元，根據(jù)生物電信 號(hào)，獲得心率變異性生理參數(shù)值；反饋提醒單元，才艮據(jù)所述心率變異性生理 參數(shù)值，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)。自主神經(jīng)功能生物反饋系統(tǒng)的另一種實(shí)施方式，包括數(shù)據(jù)獲耳又單元，對(duì)
檢測(cè)到的生理電信號(hào)進(jìn)行處理，獲得預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)的時(shí)域心率凄t據(jù)；處理 設(shè)備，將所述時(shí)域心率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域心率數(shù)據(jù)，基于對(duì)所述頻域心率數(shù)據(jù) 的頻譜分析和計(jì)算，獲得心率變異性生理參數(shù)值，并根據(jù)所述心率變異性生 理參數(shù)值，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)；輸出單元，輸出所述提醒信號(hào)。
上述實(shí)施方式在通過(guò)測(cè)試獲得心率變異性生理參數(shù)值的基礎(chǔ)上，根據(jù)所 獲得的心率變異性生理參數(shù)值所反映的自主神經(jīng)功能狀態(tài)信息，輸出易于察 覺(jué)的提醒信號(hào)，從而使得用戶(hù)對(duì)自身的自主神經(jīng)功能狀況能夠有形象的了解， 進(jìn)而可以輔助用戶(hù)學(xué)會(huì)在一定范圍內(nèi)通過(guò)意識(shí)調(diào)控內(nèi)臟器官的活動(dòng)，糾正偏 離正常范圍的內(nèi)臟活動(dòng)，而且易于實(shí)施。


圖1是自主神經(jīng)功能生物反饋方法實(shí)施方式的流程圖； 圖2是正常心電圖波形示意圖3是圖1所示D2中根據(jù)心率變異性生理參數(shù)值，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)具體實(shí)施方式
的流程圖4是圖3所示中S21中心率變異性生理參數(shù)值與其正常值范圍的示意
圖5 (a)是性格外向的人心率變異性生理參數(shù)趨勢(shì)圖的示意圖； 圖5 (b)是性格內(nèi)向的人心率變異性生理參數(shù)趨勢(shì)圖的示意圖； 圖6 (a)是正常人清醒安靜時(shí)心率變異性生理參數(shù)趨勢(shì)圖的示意圖； 圖6 (b)是正常人情緒受到干擾時(shí)心率變異性生理參數(shù)趨勢(shì)圖的示意圖； 圖7是自主神經(jīng)功能生物反饋系統(tǒng)實(shí)施方式的示意圖；圖8是圖7所示測(cè)試單元N具體實(shí)施方式
的示意圖9是圖8所示數(shù)據(jù)獲取單元M具體實(shí)施方式
的示意圖IO是圖9所示預(yù)處理單元Mlb具體實(shí)施方式
的示意圖ll是圖IO所示第一放大單元1101具體實(shí)施例的電路示意圖12是圖IO所示第二放大單元1102具體實(shí)施例的電路示意圖13是圖10所示濾波放大單元1103具體實(shí)施例的電路示意圖14是圖9所示檢波整形單元具體實(shí)施例的電路示意圖15是圖8所示生理參數(shù)計(jì)算單元具體實(shí)施方式
的示意圖16是圖7所示反饋提醒單元具體實(shí)施方式
的示意圖17是自主神經(jīng)功能生物反饋系統(tǒng)另 一種實(shí)施方式的示意圖18是圖17所示具體實(shí)施例中反饋提醒信號(hào)和刺激信號(hào)的示意圖。
圖19是自主神經(jīng)功能生物反饋系統(tǒng)實(shí)施方式的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1，自主神經(jīng)功能生物反饋方法的實(shí)施方式包括
步驟Dl，根據(jù)生物電信號(hào)獲得心率變異性生理參數(shù)值；步驟D2,才艮據(jù)
所述心率變異性生理參數(shù)值，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)。
心率變異性(HRV, Heart Rate Variability)生理參數(shù)可以反映自主神經(jīng)
系統(tǒng)功能的信息，可給醫(yī)生提供病人的心理情況，從而制定更為符合病情的
治療方案。
人體的心率并不是絕對(duì)規(guī)則的，兩次心跳間期之間有幾十毫秒甚至超過(guò) 一百毫秒的時(shí)間差別。正常情況下，健康人心跳間期的變化是由于交感神經(jīng) 和副交感神經(jīng)隨呼吸等因素而發(fā)生改變所引起的。心率變異性就是指逐次心跳間期之間的時(shí)間差異。心率變異性是反映心臟對(duì)外部或內(nèi)部刺激進(jìn)行自我
調(diào)節(jié)能力的參數(shù)。HRV越高，表明心臟能越快地適應(yīng)外部或內(nèi)部的影響，交 感和副交感神經(jīng)系統(tǒng)之間有良好的相互作用；而HRV低則表示機(jī)體的適應(yīng)能 力差。通過(guò)測(cè)定正常心搏間期變化的大小和快慢可以反映出竇房結(jié)自律性受 自主神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的作用。
總的HRV信號(hào)由許多單一頻率組成，通過(guò)對(duì)這些頻率的頻譜進(jìn)行分析， 研究人員發(fā)現(xiàn)參數(shù)總頻率功率(TP， Total frequency Power )、高頻功率(HF, High Frequency Power)、低步貞功率(LF， Low Frequency Power)、極低和超 低頻功率(VLF， Very Low Frequency Power)以及低頻功率和高頻功率的比 值(LF/HF)為反映自主神經(jīng)功能的參數(shù)。其中，HF部分與動(dòng)物的呼吸信號(hào) 同步，HF或者TP可反映副交感神經(jīng)的功能；LF、 VLF以及LF/HF可以反映 交感神經(jīng)的活性。
步驟Dl根據(jù)生物電信號(hào)獲得心率變異性生理參數(shù)值，在具體的實(shí)施方式 中可以包括
步驟Sll，根據(jù)生物電信號(hào)，獲得心率數(shù)據(jù)；具體地來(lái)說(shuō)，包括對(duì)所檢測(cè) 到的生物電信號(hào)的放大、濾波、QRS波群檢測(cè)及整形、模數(shù)轉(zhuǎn)換以及心率數(shù) 據(jù)的計(jì)算。
生理信號(hào)一般可分為兩類(lèi)， 一類(lèi)是電信號(hào)以及電活動(dòng)衍生的信號(hào)，例如 心電信號(hào)和心磁信號(hào)等，可稱(chēng)之為生理電信號(hào)；另一類(lèi)是非電信號(hào)，包括體 溫、血壓、呼吸、心音、肌肉的收縮、二氧化碳分壓、氧分壓、PH值等。
心臟好比是人體內(nèi)的電源，在每個(gè)心動(dòng)周期中，起搏點(diǎn)、心房、心室相 繼興奮。心臟周?chē)哂袑?dǎo)電性的組織和體液將無(wú)數(shù)心肌細(xì)胞電位變化的總和 傳導(dǎo)并反映到體表。人體體表分布的各點(diǎn)中，有些點(diǎn)之間的電位相等，有些 點(diǎn)之間存在著電位差。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)生理電信號(hào)的檢測(cè)的過(guò)程可以包 括通過(guò)電極等傳感器測(cè)量體表上非等電的點(diǎn)之間的電位差將心電信號(hào)記錄下來(lái)。在其它的實(shí)施例中，也可以通過(guò)非接觸式的SQUIT系統(tǒng)將心磁信號(hào)等 轉(zhuǎn)化成電信號(hào)記錄下來(lái)，獲得可供后續(xù)分析處理的所述生理電信號(hào)。
所迷放大，是指將檢測(cè)到的生物電信號(hào)進(jìn)行放大，使其與軀干信號(hào)等其 它干擾信號(hào)區(qū)分開(kāi)，提供幅度足夠大的可供分析記錄的信號(hào)數(shù)據(jù)，并且限制 電流流入人體。
所述濾波，是指將放大的生物電信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，保留一定頻率范圍的信 號(hào)，其中包括高頻濾波和低頻濾波。
所述QRS波群檢測(cè)及整形，是指檢測(cè)QRS波群，并對(duì)得到的QRS波形 進(jìn)行整形，得到R波信號(hào)。
心電圖中的波形是由統(tǒng)一的英文字母命名的，參考圖2，正常的心電圖包 括P波、PR段、QRS波群、ST段和T波等。其中，P波是指首先出現(xiàn)的位 于參考水平線以上的正向波，其起因是心房收縮之前的心房除極時(shí)的電位變
化；PR段是指P波開(kāi)始至QRS波群開(kāi)始的持續(xù)時(shí)間，也就是心房除極開(kāi)始 至心室除極開(kāi)始的間隔時(shí)間；QRS波群起因于心室收縮之前的心室除極時(shí)的 電位變化；T波為心室復(fù)極時(shí)的電位變化；ST段為從QRS波群終末到T波開(kāi) 始之間的線段，此時(shí)心室全部處于除極狀態(tài)，無(wú)電位差存在，所以正常時(shí)與 基線平齊，稱(chēng)為等電位線。在QRS波群中，Q波是指第一個(gè)負(fù)向波，R波是 指第一個(gè)正向波，S波是指R波之后的第一個(gè)負(fù)向波，QS波是指QRS波只 有負(fù)向波。
所述模數(shù)轉(zhuǎn)換，是指將得到的R波信號(hào)以及所述放大過(guò)濾后的生理電信 號(hào)，經(jīng)過(guò)^f莫數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
在計(jì)算心率數(shù)據(jù)的過(guò)程中，所述心率數(shù)據(jù)是指相鄰兩個(gè)R波波峰對(duì)應(yīng)時(shí) 間之間的間距，即RR間期，對(duì)心率數(shù)據(jù)的計(jì)算包括根據(jù)R波信號(hào)模數(shù)轉(zhuǎn) 換時(shí)的采樣頻率，通過(guò)計(jì)算獲得R波頂點(diǎn)之間的間期。具體可以是將數(shù)據(jù)點(diǎn) 之間的時(shí)間間隔乘以相鄰R波頂點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，得到RR間期。在獲得心率數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，就可以進(jìn)行后續(xù)的處理和分析，以獲得心率 變異性生理參數(shù)值。
需要說(shuō)明的是，為使得后續(xù)的分析處理過(guò)程能取得較好的結(jié)果，對(duì)心率 數(shù)據(jù)存在一定的要求。在實(shí)施例中，應(yīng)獲得一定時(shí)間間隔內(nèi)的心率數(shù)據(jù)。通
常，時(shí)間間隔可以為15-40分鐘。低于15分鐘，所采集的心率數(shù)據(jù)的數(shù)量不 足；長(zhǎng)于40分鐘，容易使用戶(hù)焦急，情緒受到影響，從而影響測(cè)試結(jié)果。
步驟S12,對(duì)所獲得的心率數(shù)據(jù)進(jìn)行保存；具體地來(lái)說(shuō)，可選擇手動(dòng)保存 或者自動(dòng)保存。
在自動(dòng)保存的方式下， 一旦時(shí)間間隔達(dá)到第一周期的整數(shù)倍時(shí)，自動(dòng)對(duì) 心率數(shù)據(jù)以及心率數(shù)據(jù)數(shù)量進(jìn)行保存，進(jìn)入步驟S13。其中，第一周期可為
15至40分鐘。
在手動(dòng)保存方式下，當(dāng)時(shí)間間隔達(dá)到或超過(guò)第一設(shè)定值時(shí)，對(duì)所獲得的 心率數(shù)據(jù)以及心率數(shù)據(jù)數(shù)量進(jìn)行保存；若未達(dá)到第一設(shè)定值，則對(duì)心率數(shù)據(jù)
以及心率數(shù)據(jù)數(shù)量不予記錄；其中，第一設(shè)定值小于第一周期，正常情況下， 普通人從情緒波動(dòng)到完全穩(wěn)定的時(shí)間不大于3分鐘，第一設(shè)定值應(yīng)略大于從 情緒波動(dòng)到完全穩(wěn)定的時(shí)間周期，以保證記錄下至少一次的情緒波動(dòng)。在具 體的實(shí)施例中，第一設(shè)定值可為3至8分鐘。 步驟S13，對(duì)所保存的心率數(shù)據(jù)進(jìn)行分組。
具體地來(lái)說(shuō)，是指對(duì)步驟S12所保存的心率數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，使每組心率 數(shù)據(jù)的數(shù)量為第二設(shè)定值；若最后一組心率數(shù)據(jù)的數(shù)量不足第二設(shè)定值，可 用值為零的數(shù)據(jù)補(bǔ)充。其中，第二設(shè)定值由第一設(shè)定值確定，根據(jù)第一設(shè)定 值的取值確定對(duì)應(yīng)的第二設(shè)定值數(shù)值；具體地來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)谝辉O(shè)定值為3分鐘 時(shí)，第二設(shè)定值為256;第一設(shè)定值為4至8分鐘時(shí)，第二設(shè)定值可為256至 540之間的任意整數(shù)。
分組的步長(zhǎng)可為介于零與第二設(shè)定值的任意整數(shù)值。舉個(gè)例子，對(duì)于步驟S13所保存的3分鐘的心率數(shù)據(jù)，以128為步長(zhǎng)進(jìn)行分組，使每組心率數(shù) 據(jù)數(shù)量為256,也就是說(shuō)，第1個(gè)到第256個(gè)心率數(shù)據(jù)為第一組，第129個(gè)到 第384個(gè)心率數(shù)據(jù)為第二組，以此類(lèi)推，當(dāng)最后一組心率數(shù)據(jù)數(shù)量不足第二 設(shè)定值時(shí)，用值為零的數(shù)據(jù)補(bǔ)充。此處以一定的步長(zhǎng)進(jìn)行分組是為了對(duì)后續(xù) 生理參數(shù)趨勢(shì)圖中各生理參數(shù)趨勢(shì)曲線起到濾波平滑的作用。在分組時(shí)，若 步長(zhǎng)越接近于第二設(shè)定值，則運(yùn)算量比較小，但平滑作用較弱；當(dāng)步長(zhǎng)減小 時(shí)，平滑作用越好，但運(yùn)算量相對(duì)也越大。
步驟S14,計(jì)算所得到的每一組心率數(shù)據(jù)的平均值。
具體地來(lái)說(shuō)，包括計(jì)算每一組心率數(shù)據(jù)之和；將所得到的心率數(shù)據(jù)之 和除以該組心率數(shù)據(jù)的數(shù)量，即除以第二設(shè)定值。
步驟S15,分別計(jì)算每一組中每個(gè)心率數(shù)據(jù)的值與該組心率數(shù)據(jù)平均值的 差值。
步驟S16,根據(jù)所得到的差值，獲得頻域心率數(shù)據(jù)。 在一種具體的實(shí)施方式中，頻域心率數(shù)據(jù)可以通過(guò)以下步驟獲得采用
窗函數(shù)對(duì)所得到的差值進(jìn)行數(shù)據(jù)截?cái)?，獲得待分析的時(shí)域數(shù)據(jù)；根據(jù)待分析 的時(shí)域數(shù)據(jù)，得到對(duì)應(yīng)的頻域數(shù)據(jù)。
其中，進(jìn)行數(shù)據(jù)截?cái)嗟脑蛟谟谟捎诓豢赡軐?duì)無(wú)限長(zhǎng)的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量 和運(yùn)算，因此從信號(hào)中截取一個(gè)時(shí)間片段，然后用觀察的信號(hào)時(shí)間片段進(jìn)行 周期延拓處理，得到虛擬的無(wú)限長(zhǎng)的信號(hào)，在此基礎(chǔ)上再對(duì)信號(hào)進(jìn)行相關(guān)分 析處理。
所述窗函數(shù)可包含海明窗、漢寧窗、布萊德曼窗、高斯窗等。 在具體的實(shí)施例中，使用海明窗對(duì)差值進(jìn)行處理。海明窗的第一旁瓣衰
減為-42dB.其頻譜由3個(gè)矩形時(shí)窗的頻譜合成，其加權(quán)系數(shù)能使旁瓣達(dá)到更
小。所用海明窗的時(shí)間函凄t表達(dá)式為<formula>formula see original document page 14</formula>
其中T為海明窗時(shí)間周期，其長(zhǎng)度需覆蓋每組中的所有心率數(shù)據(jù)，在具 體實(shí)施例中可為所述第二設(shè)定值；
在此基礎(chǔ)上，待分析的時(shí)域數(shù)據(jù)到頻域數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換可以通過(guò)快速傅立葉 變換(FFT)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
在另一種具體的實(shí)施方式中，頻域心率數(shù)據(jù)的獲得可以包括步驟通過(guò) 自回歸(AR)算法將所得到的差值轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的頻域心率數(shù)據(jù)。所采用的AR 算法為常規(guī)方法，在此不再贅述。
步驟S17,根據(jù)所得到的頻域心率數(shù)據(jù)，計(jì)算心率變異性生理參數(shù)值。
所述生理參數(shù)包括LFnorm (低頻功率標(biāo)化值)、HFnorm (高頻功率標(biāo)化 值)、LF/HF (低頻功率/高頻功率)等。低頻功率LF主要受心交感神經(jīng)所支 配，可以作為心交感傳出活動(dòng)水平的參數(shù)；而高頻譜代表起源自迷走神經(jīng)(副 交感神經(jīng))的心率波動(dòng)參數(shù)，所以，高頻功率HF的大小可被作為定量觀測(cè)心 迷走傳出活動(dòng)的參數(shù)。LF/HF比值可用作于衡量交感神經(jīng)-副交感神經(jīng)均衡性。
心率變異性生理參數(shù)值的計(jì)算，具體地來(lái)說(shuō)，包括計(jì)算頻率間隔；根 據(jù)計(jì)算得到的頻率間隔，計(jì)算頻率功率；根據(jù)計(jì)算得到的頻率功率，計(jì)算頻 率功率標(biāo)化值以及頻率比值。
所述頻率間隔為每組心率數(shù)據(jù)中，每個(gè)心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的頻域數(shù)據(jù)之間的 頻率間隔?？赏ㄟ^(guò)每組心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的頻域數(shù)據(jù)均值與該組心率數(shù)據(jù)數(shù)量的 乘積的倒數(shù)，即每組心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的頻域數(shù)據(jù)均值與第二設(shè)定值的乘積的倒 數(shù)，獲得所述頻率間隔。
根據(jù)頻率間隔，可以計(jì)算得到分別對(duì)應(yīng)于心率變異性各頻譜段的頻率范圍內(nèi)所包含的心率數(shù)據(jù)的數(shù)目，將這些心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所有頻域凄丈據(jù)的功率
相加就得到對(duì)應(yīng)的頻率功率值。具體地來(lái)說(shuō)，根據(jù)HRV頻譜段的定義，極低 頻功率VLF為小于0.04Hz的頻率的功率，低頻功率LF為在0.04Hz至0.15Hz 范圍內(nèi)頻率的功率，高頻功率HF為在0.15Hz至0.4Hz范圍內(nèi)頻率的功率。 因此，所述根據(jù)頻率間隔，計(jì)算頻率功率，包括，計(jì)算總頻率功率TP、計(jì)算 LF、計(jì)算HF以及計(jì)算VLF;其中，計(jì)算TP是指計(jì)算一定頻率范圍內(nèi)，具體 地來(lái)說(shuō)，可以是指0.4Hz范圍內(nèi)，心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所有頻域數(shù)據(jù)的功率總和， 即將與心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的每個(gè)頻域數(shù)據(jù)的功率相加，獲得總頻率功率TP;計(jì)算
LF可以是指計(jì)算在0.04Hz至0.15Hz范圍內(nèi)心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所有頻域數(shù)據(jù)的 功率之和；計(jì)算HF可以是指計(jì)算在0.15Hz至0.4Hz范圍內(nèi)心率婆:據(jù)對(duì)應(yīng)的 所有頻域數(shù)據(jù)的功率之和；計(jì)算VLF可以是指計(jì)算在0.04Hz范圍內(nèi)心率數(shù)據(jù) 對(duì)應(yīng)的頻域數(shù)據(jù)的功率之和。
獲得頻率功率的值之后，計(jì)算頻率功率標(biāo)化值的過(guò)程，具體可以包括 根據(jù)計(jì)算頻率功率所得到的LF、 HF以及TP計(jì)算LFnorm、 HFnorm和LF/HF。 計(jì)算LF/HF是指計(jì)算LF和HF的比值。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算LFnorm、HFnorm 的過(guò)程包括將對(duì)應(yīng)的LF、 HF的值除以總功率與VLF的差值，再將結(jié)果乘 以100，得到低頻/高頻功率標(biāo)化值。
接下來(lái)進(jìn)入步驟D2。
參考圖3，步驟D2根據(jù)所述心率變異性生理參數(shù)值，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信 號(hào)。在具體的實(shí)施方式中，可以包括
步驟S21,將心率變異性生理參數(shù)值，與其正常值范圍進(jìn)行比較，得到各 參數(shù)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)。
在具體的實(shí)施例中，可將在50-58nU范圍內(nèi)的LFnorm的值、在26-32nU 范圍內(nèi)的HFnorm的值以及在1.5 2.范圍內(nèi)的LF/HF的值定為正常范圍。參考 圖4，參數(shù)趨勢(shì)圖中的B區(qū)即為設(shè)定的正常范圍；當(dāng)LFnorm或者LF/HF高于正常值，或者HFnorm低于正常值時(shí)，認(rèn)為交感神經(jīng)占主導(dǎo)，圖4參數(shù)趨勢(shì) 圖中的A區(qū)即為所述的交感神經(jīng)主導(dǎo)區(qū)；當(dāng)LFnorm或LF/HF低于正常值、 或者HFnorm高于正常值時(shí)，認(rèn)為副交感神經(jīng)占主導(dǎo)，圖4參數(shù)趨勢(shì)圖中的C 區(qū)即為所述的副交感神經(jīng)主導(dǎo)區(qū)。 一般地，正常人睡眠時(shí)其LF、 LF/HF低于 正常值，趨勢(shì)圖曲線都在C區(qū)，如圖4所示，這與生理學(xué)上處于睡眠狀態(tài)時(shí) 副交感神經(jīng)起主導(dǎo)作用相吻合，并且曲線十分穩(wěn)定。
用戶(hù)的個(gè)性特征也會(huì)影響到LF、 HF、 LF/HF參數(shù)趨勢(shì)分布位置。參考圖 5，圖(a)為性格較為外向的人所得到的心率變異性生理參數(shù)趨勢(shì)圖，其曲 線大部分在A區(qū)；參考圖5 ，圖(b)為性格較為內(nèi)向的人所得到的心率變 異性生理參數(shù)趨勢(shì)圖，其曲線大部分在C區(qū)；但是一般情況下，正常人的各
或者在B區(qū)附近浮動(dòng)。
經(jīng)大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)正常人在清醒安靜的狀態(tài)下時(shí)，其LF、 HF、 LF/HF 趨勢(shì)曲線如圖6 (a)所示，比較平穩(wěn)；但當(dāng)情緒受到干擾時(shí)，如圖6 (b)所 示，趨勢(shì)曲線表現(xiàn)出4交大波動(dòng)。
步驟S22,根據(jù)比較結(jié)果以及各參數(shù)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)，得到所述自主神 經(jīng)功能狀態(tài)。
步驟S23，根據(jù)所述自主神經(jīng)功能狀態(tài)，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)。 舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，當(dāng)處于靜息狀態(tài)時(shí)，如果用戶(hù)的LF、 LF/HF明顯高于正 常值范圍，則說(shuō)明交感神經(jīng)系統(tǒng)活動(dòng)功能亢進(jìn)，所述用戶(hù)可能是焦慮癥患者； 又例如，當(dāng)出現(xiàn)LF升高，或LF升高、HF降低，或LF/HF增大三種情況中 的任一種或幾種時(shí)，可認(rèn)為用戶(hù)存在焦慮障礙；當(dāng)HF升高或LF/HF降低時(shí)， 可認(rèn)為用戶(hù)存在抑郁障礙。
對(duì)應(yīng)不同的自主神經(jīng)功能狀態(tài)，可將提醒信號(hào)設(shè)為具有與其相同數(shù)目的 若干等級(jí)，對(duì)應(yīng)輸出。其中，提醒信號(hào)可以以圖像或者聲音或者圖像與聲音的組合的形式輸出，對(duì)應(yīng)不同等級(jí)的提醒信號(hào)設(shè)置不同圖片、或者聲音、或 者圖片與聲音的組合。例如，對(duì)應(yīng)于焦慮、正常、抑郁三種狀態(tài)，提醒信號(hào)
分為A、 B、 C三個(gè)等級(jí)，以皺眉、微笑和哭的三種卡通臉形圖片作為提醒信 號(hào)的輸出形式。當(dāng)提醒信號(hào)為A等級(jí)時(shí)，顯示皺眉的卡通臉形圖片；當(dāng)提醒 信號(hào)為B等級(jí)時(shí)，顯示咧嘴笑的卡通臉形圖片；當(dāng)提醒信號(hào)為C等級(jí)時(shí)，顯 示哭的卡通臉形圖片。
上述自主神經(jīng)功能生物反饋方法的另一個(gè)實(shí)施方式，還可以包括步驟 產(chǎn)生并持續(xù)輸出具有設(shè)定頻率范圍的刺激信號(hào)。
具體地來(lái)說(shuō)，該刺激信號(hào)用于輔助穩(wěn)定用戶(hù)的情緒，使其感覺(jué)平靜。所 述設(shè)定頻率范圍可采用業(yè)界普遍認(rèn)為能使人體覺(jué)得舒適和安定的頻率范圍， 即不大于2Hz。在一個(gè)實(shí)施例中，可將刺激信號(hào)頻率設(shè)定為0.25Hz、或0.5 Hz、 或0.75Hz、或lHz、或2Hz。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)表明，在其它實(shí)驗(yàn)條件都相同的 情況下，用戶(hù)長(zhǎng)時(shí)間注視設(shè)定頻率的單擺，會(huì)使其情緒穩(wěn)定。而且，釆用何 種圖形作為該刺激信號(hào)的表現(xiàn)形式并不會(huì)對(duì)效果有所限制，例如，也可以采 用移動(dòng)的直棒，移動(dòng)的圓球，節(jié)拍器等。
參考圖7，自主神經(jīng)功能生物反^t系統(tǒng)的實(shí)施方式，包括 測(cè)試單元Nl,根據(jù)生物電信號(hào)，獲得心率變異性生理參數(shù)值；反饋提醒 單元N2，根據(jù)所述心率變異性生理參數(shù)值，輸出不同等級(jí)的提醒信號(hào)。 參考圖8，所述測(cè)試單元N1，在一種具體的實(shí)施方式中，包括 數(shù)據(jù)獲取單元Ml,根據(jù)生物電信號(hào)，獲得心率數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)記錄單元M2， 對(duì)所得到的心率數(shù)據(jù)及心率數(shù)據(jù)數(shù)量進(jìn)行保存；數(shù)據(jù)分組單元M3，對(duì)所保存 的采集信號(hào)進(jìn)行分組；均值單元M4，計(jì)算所得到的每一組心率數(shù)據(jù)的平均值； 差值計(jì)算單元M5，計(jì)算每一組中每個(gè)心率數(shù)據(jù)的值與所得到的該組心率數(shù)據(jù) 平均值的差值；頻域數(shù)據(jù)計(jì)算單元M6，根據(jù)所得到的差值，獲得頻域心率數(shù) 據(jù)；生理參數(shù)計(jì)算單元M7，根據(jù)所得到的頻域心率數(shù)據(jù)，計(jì)算心率變異性生理參數(shù)值。
在一種具體實(shí)施方式
中，參考圖9，數(shù)據(jù)獲取單元M1可以包括預(yù)處理單
元Mlb、檢波整形單元Mlc、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元Mld以及心率數(shù)據(jù)計(jì)算羊元Mle。 生物電信號(hào)檢測(cè)單元Mla所檢測(cè)到的生物電信號(hào)，經(jīng)過(guò)預(yù)處理單元Mlb、檢 波整形單元Mlc、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元Mld以及心率數(shù)據(jù)計(jì)算單元Mle的處理，得 到心率lt據(jù)。
其中，生理電信號(hào)檢測(cè)單元Mla檢測(cè)人體的生理電信號(hào)，在一種具體的 實(shí)施例中，包括與人體相連的電極，檢測(cè)心電信號(hào)；在另一種具體的實(shí)施例 中，包括可以將人體的心石茲信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)SQUIT系統(tǒng)。
預(yù)處理單元Mlb將所獲得的生物電信號(hào)進(jìn)行放大和過(guò)濾，在一實(shí)施例中， 所述預(yù)處理單元Mlb滿(mǎn)足如下技術(shù)參數(shù)放大倍數(shù)不小于1000;頻響為 0.05 腦Hz;輸入阻抗不小于3MQ;共模抑制比不小于100dB;本機(jī)噪聲不 大于3iaVpp。
參考圖10,預(yù)處理單元Mlb包含第一放大單元1101、第二放大單元1102 和濾波;改大單元1103。其中，輸入至預(yù)處理單元Mlb的生物電信號(hào)由第一力欠 大單元1101和第二放大單元1102進(jìn)行放大，再經(jīng)濾波放大單元1103進(jìn)行過(guò)濾。
在具體實(shí)施例中，參考圖11,第一放大單元1101可以包括五個(gè)運(yùn)算放大 器1201、 1202、 1203、 1204、 1205，起到區(qū)分生理電信號(hào)與軀干信號(hào)等其它 干擾信號(hào)，提供高輸入阻抗，限制電流流入人體的作用，其中，信號(hào)A和A' 為所接收的生理電信號(hào)，信號(hào)B和B，為輸出的一級(jí)放大信號(hào)，信號(hào)B!為抑制 信號(hào)，反饋輸入給用戶(hù)，限制電流流入人體。
參考圖12，第二放大電路1102將生物電信號(hào)進(jìn)一步放大，以便于后續(xù)記 錄分析，可以包括放大器1301,其相當(dāng)于三個(gè)運(yùn)算放大器的等效電路，可以 適應(yīng)比較廣的頻域范圍，其中，信號(hào)B和B，為所接收的一級(jí)力文大信號(hào)，信號(hào)C為輸出的二級(jí)^C大信號(hào)。
參考圖13,濾波放大單元1103對(duì)放大的生物電信號(hào)進(jìn)行過(guò)濾，包括0.05Hz 以下的低頻濾波，以及100Hz以上的高頻濾波?？砂ㄓ蛇\(yùn)算放大器1401構(gòu) 成的濾波放大電^各，其中信號(hào)C為接收的二級(jí)放大信號(hào)，信號(hào)D為輸出的過(guò) 濾信號(hào)。
一個(gè)正常的心電波形包括P波、QSR波群以及T波，這些波4安照竇房結(jié) 產(chǎn)生的興奮脈沖周期性重復(fù)，其中，R波相較于其他波形，具有4交高的幅值， 同時(shí)T波、P波、基線漂移等頻帶都在QRS波群頻帶的底端以外。因此可以 通過(guò)^r測(cè)并分離出QRS波群，在上述實(shí)施例中，通過(guò)所述檢波整形單元Mlc 檢測(cè)QRS波群，并對(duì)得到的QRS波形進(jìn)行整形，可以獲得較為明顯的R波。
參考圖14，檢波整形單元Mlc包括檢波單元1501以及濾波單元1502; 檢波單元1501接收經(jīng)預(yù)處理單元Mlb輸出的生物電信號(hào)，獲得R波信號(hào)； 濾波單元1502對(duì)所述獲得的R波信號(hào)進(jìn)行去噪，并突出R波。其中，所述才企 波單元1501包括微分電路111和全波檢波電路112:所述全波檢波電路212 包括運(yùn)算放大器、二極管D5和D6以及反饋電阻R19、 R20、 R21、 R22、 R23、 R24和R25構(gòu)成；所述濾波單元1502可以包括二階低通濾波器。經(jīng)預(yù)處理單 元Mlb輸出的生物電信號(hào)，即信號(hào)D，經(jīng)微分電路111和全波檢波電路112 整流之后，得到波形為單向多峰脈沖波形的信號(hào)，再經(jīng)濾波單元1502低通濾 波，對(duì)波形進(jìn)行平滑處理，凸現(xiàn)R波波峰位置的形態(tài)波形，即R波信號(hào)。
模數(shù)轉(zhuǎn)換單元Mld接收所述R波信號(hào)以及所述放大過(guò)濾后的生理電信 號(hào)，進(jìn)行-漠?dāng)?shù)轉(zhuǎn)換，獲得對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。具體地，可通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路實(shí) 現(xiàn)。
心率數(shù)據(jù)計(jì)算單元Mle基于所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，獲得RR間期，即 心率數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施例中，其具體工作過(guò)程可包括接收所述模數(shù)轉(zhuǎn)換單 元Mld提供的數(shù)字信號(hào)，獲得R波波峰位置對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，根據(jù)該數(shù)字信號(hào)以及根據(jù)模數(shù)轉(zhuǎn)換時(shí)的采樣頻率，獲得相鄰RR間數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，將所述數(shù)據(jù)點(diǎn)
數(shù)與時(shí)間間隔相乘，得到RR間期。
數(shù)據(jù)記錄單元M2,在一種實(shí)施例中，包括保存方式選擇單元和存儲(chǔ)單元。
其中，保存方式包括自動(dòng)保存或者手動(dòng)保存，存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)時(shí)間間隔、 心率數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)數(shù)量。
在一種實(shí)施例中，具體地來(lái)說(shuō)，在自動(dòng)保存的方式下，當(dāng)時(shí)間間隔達(dá)到 第一周期的整數(shù)倍時(shí)，自動(dòng)將心率數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)數(shù)量保存至存儲(chǔ)單元。在 具體的實(shí)施例中，第一周期可為15至40分鐘。在手動(dòng)保存方式下，當(dāng)時(shí)間 間隔達(dá)到第一設(shè)定值時(shí)，分別將心率數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)數(shù)量保存至存儲(chǔ)單元； 若未達(dá)到第一設(shè)定值，則該時(shí)間間隔內(nèi)的心率數(shù)據(jù)以及心率數(shù)據(jù)數(shù)量都不作 記錄；其中，第一設(shè)定值小于第一周期。正常情況下，普通人從情緒波動(dòng)到 完全穩(wěn)定的時(shí)間不大于3分鐘，第一設(shè)定值應(yīng)略大于從情緒波動(dòng)到完全穩(wěn)定 的時(shí)間周期，以保證記錄下至少一次的情緒波動(dòng)。在具體的實(shí)施例中，第一 設(shè)定值可為3至8分鐘。
數(shù)據(jù)分組單元M3，其工作過(guò)程具體可以包括對(duì)所保存的心率數(shù)據(jù)進(jìn)行 分組，使每組心率數(shù)據(jù)的數(shù)量為第二設(shè)定值；若最后一組心率數(shù)據(jù)的數(shù)量不 足第二設(shè)定值，可用值為零的數(shù)據(jù)補(bǔ)充。其中，第二設(shè)定值由第一設(shè)定值確 定，根據(jù)第一設(shè)定值的取值確定對(duì)應(yīng)的第二設(shè)定值數(shù)值；具體地來(lái)說(shuō)，當(dāng)?shù)?一設(shè)定值為3分鐘時(shí)，第二設(shè)定值為256;第一設(shè)定值為4至8分鐘時(shí)，第二 設(shè)定值可為256至540之間的任意整數(shù)。
均值單元M4，計(jì)算所得到的每一組心率數(shù)據(jù)的平均值。其工作過(guò)程具體 可以包括計(jì)算每一組心率數(shù)據(jù)之和；將所得到的心率數(shù)據(jù)之和除以該組對(duì) 應(yīng)的心率數(shù)據(jù)的數(shù)量，即除以第二設(shè)定值；
差值計(jì)算單元M5,計(jì)算每一組中每個(gè)心率數(shù)據(jù)的值與所得到的該組心率 數(shù)據(jù)平均值的差值。頻域數(shù)據(jù)計(jì)算單元M6，根據(jù)所述差值，獲得頻域心率數(shù)據(jù)。其工作過(guò)程
具體可以包括產(chǎn)生窗函數(shù)，對(duì)所述差值進(jìn)行數(shù)據(jù)截?cái)?，得到時(shí)域數(shù)據(jù)；實(shí) 現(xiàn)FFT,將所述時(shí)域數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的頻域數(shù)據(jù)。
參考圖15，在一種實(shí)施方式中，生理參數(shù)計(jì)算單元M7包括頻率間隔計(jì) 算單元M7a、頻率功率計(jì)算單元M7b以及標(biāo)化值計(jì)算單元M7c。
其中，頻率間隔計(jì)算單元M7a計(jì)算所述頻域心率數(shù)據(jù)的均值與該組心率 數(shù)據(jù)數(shù)量的乘積的倒數(shù)，得到頻率間隔。
頻率功率計(jì)算單元M7b接收所述頻率間隔，計(jì)算分別對(duì)應(yīng)于心率變異性 各頻鐠段的頻率范圍內(nèi)所包含的心率數(shù)據(jù)的數(shù)目，將這些心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的所 有頻域數(shù)據(jù)的功率相加，從而得到對(duì)應(yīng)的頻率功率值。其工作過(guò)程具體可以 包括計(jì)算0.4Hz范圍內(nèi)心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的頻域數(shù)據(jù)的功率之和，得到總頻率 功率；計(jì)算0.04Hz至0.15Hz范圍內(nèi)每個(gè)心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的頻域數(shù)據(jù)的功率之和， 得到低頻功率；計(jì)算0.15Hz至0.4Hz范圍內(nèi)每個(gè)心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的頻域數(shù)據(jù)的 功率之和，得到高頻功率；計(jì)算0.04Hz范圍以?xún)?nèi)每個(gè)心率數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的頻域數(shù) 據(jù)的功率之和，得到極低頻功率。
標(biāo)化值計(jì)算單元M7c根據(jù)所述總頻率功率、高頻功率、低頻功率以及極 低頻功率，計(jì)算高頻功率標(biāo)化值HFnorm、低頻功率標(biāo)化值LFnorm和高低頻 功率比值LF/HF。
參考圖16，所述反饋提醒單元N2在具體的實(shí)施方式中，包含 狀態(tài)分類(lèi)單元M8，按照各個(gè)心率變異性生理參數(shù)值與正常值的大小關(guān)系
工作過(guò)程具體可以包括判斷心率變異性生理參數(shù)值的值是否處于所設(shè)定的 正常值范圍；判斷該心率變異性生理參數(shù)值隨時(shí)間變化的趨勢(shì)；根據(jù)判斷結(jié) 果，得到自主神經(jīng)功能狀態(tài)類(lèi)別。
反饋輸出單元M9，根據(jù)所述自主神經(jīng)功能狀態(tài)類(lèi)別，將其映射為相應(yīng)的提醒信號(hào)，并將提醒信號(hào)按照?qǐng)D像、或聲音、或圖像和聲音的組合的形式反饋輸出，提醒用戶(hù)其自主神經(jīng)功能狀況；在一個(gè)實(shí)施例中，可以包含顯示器、或喇叭、或顯示器和喇叭的組合。
參考圖17，在自主神經(jīng)功能生物反饋系統(tǒng)的另一種實(shí)施方式中，還包括
刺激信號(hào)發(fā)生單元，產(chǎn)生并持續(xù)輸出具有設(shè)定頻率范圍的剌激信號(hào)。
在一個(gè)實(shí)施例中，刺激信號(hào)發(fā)生單元可以包含信號(hào)發(fā)生設(shè)備。信號(hào)發(fā)生設(shè)備產(chǎn)生設(shè)定頻率的信號(hào)，使單擺，或移動(dòng)的直棒以該設(shè)定頻率進(jìn)行擺動(dòng)，其中，所述設(shè)定頻率可采用醫(yī)學(xué)上公認(rèn)可使人體感受到平靜的頻率范圍，即
不大于2Hz，具體的來(lái)說(shuō)，可將刺激信號(hào)頻率設(shè)定為0.25Hz、或0.5 Hz、或0.75 Hz、或lHz、或2Hz。
在另一個(gè)實(shí)施例中，刺激信號(hào)發(fā)生單元還可以包含圖像顯示設(shè)備，將單擺或移動(dòng)的直棒等，以圖像形式，而不是實(shí)物形式表現(xiàn)出來(lái)，仍然使該圖像形式的單擺或直棒按照設(shè)定頻率進(jìn)行擺動(dòng)。所述刺激信號(hào)的表現(xiàn)形式不受為實(shí)物或者虛擬圖像的限制，同樣，也不限制于圖像形式，可以令按設(shè)定頻率運(yùn)動(dòng)的物體為節(jié)拍器，或者為移動(dòng)圓球的形狀。
參考圖18,在具體的實(shí)施例中，提醒信號(hào)以笑臉的形式顯示出來(lái)，刺激信號(hào)以單擺的圖像形式顯示出來(lái)。單擺處于頻率固定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，提醒信號(hào)
提示用戶(hù)其當(dāng)前自主神經(jīng)功能的狀況，實(shí)施過(guò)程中使用戶(hù) 一直保持注視著畫(huà)面。當(dāng)用戶(hù)受到干擾時(shí)，提醒信號(hào)的笑臉轉(zhuǎn)變?yōu)榭弈槪崾居脩?hù)受到了干擾。用戶(hù)看到提示之后，保持注視單擺，并且在醫(yī)生的指導(dǎo)下進(jìn)行自我調(diào)整，從而使精神狀態(tài)得到改善。
參照?qǐng)D19,自主神經(jīng)功能生物反^t系統(tǒng)的實(shí)施方式包括
數(shù)據(jù)獲取單元E1，對(duì)檢測(cè)到的生理電信號(hào)進(jìn)行處理，獲得預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)的時(shí)域心率凄t據(jù)。
在一個(gè)實(shí)施例中，所述預(yù)定時(shí)間間隔可以是15至40分鐘。處理設(shè)備E2，將所述時(shí)域心率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域心率數(shù)據(jù)，基于對(duì)所述頻
域心率數(shù)據(jù)的頻譜分析和計(jì)算，獲得心率變異性生理參數(shù)值，并根據(jù)所述心率變異性生理參數(shù)值，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)。
在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，處理設(shè)備E2可以是具有數(shù)據(jù)處理能力的各類(lèi)電子設(shè)備，例如計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、單片機(jī)或者微控制器等?？砂ù鎯?chǔ)器，對(duì)時(shí)域心率數(shù)據(jù)、頻域心率數(shù)據(jù)以及各中間數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。
在一個(gè)實(shí)施例中，處理設(shè)備E2還包括刺激信號(hào)發(fā)生單元，產(chǎn)生并持續(xù)輸出設(shè)定頻率范圍的刺激信號(hào)。所述刺激信號(hào)發(fā)生單元的具體實(shí)現(xiàn)可參照前述實(shí)施例的具體描述，此不贅述。
輸出單元E3，輸出所述提醒信號(hào)。
在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，輸出單元E3可以選擇以圖像、或者聲音、或者圖像和聲音的組合的任一種方式將提醒信號(hào)輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，輸出單元E3可包括顯示器或者喇叭。
數(shù)據(jù)獲取單元E1的具體實(shí)現(xiàn)可以參考前述實(shí)施例的描述，此不贅述。
上述實(shí)施方式也可以通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)將所述步驟，包括對(duì)心率數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、對(duì)所保存的心率數(shù)據(jù)進(jìn)行分組、計(jì)算每一組心率數(shù)據(jù)的平均值、分別計(jì)算每一組中每個(gè)心率數(shù)據(jù)的值與該組心率數(shù)據(jù)平均值的差值、根據(jù)所
述差值獲得頻域心率數(shù)據(jù)、對(duì)所述頻域心率數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析和計(jì)算獲得心率變異性生理參數(shù)值、基于心率變異性生理參數(shù)值所反映的自主神經(jīng)功能狀態(tài)輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)，以可執(zhí)行程序代碼進(jìn)行描述，將存儲(chǔ)有上述可執(zhí)行程序代碼的存儲(chǔ)介質(zhì)直接或者間接地提供給系統(tǒng)或設(shè)備，并且該系統(tǒng)或設(shè)備中的計(jì)算機(jī)或者中央處理單元(CPU)讀出并執(zhí)行上述程序代碼。
此時(shí)，只要該系統(tǒng)或者設(shè)備具有執(zhí)行程序的功能，則實(shí)施方式不局限于程序，并且該程序也可以是任意的形式，例如，目標(biāo)程序、解釋器執(zhí)行的程序或者提供給操作系統(tǒng)的腳本程序等。
上述這些機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不限于各種存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)單元，半導(dǎo)體設(shè)備，磁盤(pán)單元例如光、磁和磁光盤(pán)，以及其它適于存儲(chǔ)信息的介質(zhì)等。另外，客戶(hù)計(jì)算機(jī)通過(guò)連接到因特網(wǎng)上的相應(yīng)網(wǎng)站，并且將計(jì)算機(jī)程序代碼下載和安裝到計(jì)算機(jī)中然后執(zhí)行該程序，也可以實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程。
上述實(shí)施方式，在獲得心率變異性生理參數(shù)的基礎(chǔ)上，將所述心率變異性生理參數(shù)所反映的自主神經(jīng)功能狀態(tài)以易于察覺(jué)的提醒信號(hào)反饋輸出，使得用戶(hù)對(duì)自身的自主神經(jīng)功能狀況有形象的了解，從而輔助用戶(hù)在有指導(dǎo)的情況下根據(jù)所反饋的提醒信息自我調(diào)整，而且易于實(shí)施。
權(quán)利要求
1.一種自主神經(jīng)功能生物反饋方法，包括根據(jù)生物電信號(hào)，獲得心率變異性生理參數(shù)值；根據(jù)所述心率變異性生理參數(shù)值，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的生物反饋方法，其中，所述根據(jù)心率變異性生理參數(shù)值，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)包括將所述心率變異性生理參數(shù)值，與其正常值范圍進(jìn)行比較，得到各參數(shù)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)；根據(jù)所述比較結(jié)果以及所述各參數(shù)趨勢(shì)，得到自主神經(jīng)功能狀態(tài)；根據(jù)所述自主神經(jīng)功能狀態(tài)，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)。 '
3. 如權(quán)利要求2所述的生物反饋方法，其中，所述提醒信號(hào)具有與所述自主神經(jīng)功能的狀態(tài)相同數(shù)目的等級(jí)數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的生物反饋方法，其中，還包括持續(xù)輸出具有設(shè)定頻率范圍的刺激信號(hào)。
5. 如權(quán)利要求1所述的生物反饋方法，其中，4艮據(jù)生物電信號(hào)，獲得心率變異性生理參數(shù)值，包括根據(jù)生物電信號(hào)，獲得心率數(shù)據(jù)；對(duì)所述心率數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲得頻域心率數(shù)據(jù)； 根據(jù)所述頻域心率數(shù)據(jù)，獲得心率變異性生理參數(shù)值。
6. 如權(quán)利要求5所述的生物反饋方法，其中，所述根據(jù)生物電信號(hào)，獲得心率數(shù)據(jù)，包括.對(duì)生物電信號(hào)進(jìn)行放大、濾波；檢測(cè)生物電信號(hào)中的QRS波群,對(duì)所獲得的QRS波群進(jìn)行波形整形以獲得R波信號(hào)；將經(jīng)放大、濾波的生物電信號(hào)，以及經(jīng)QRS波群檢測(cè)及整形的R波信號(hào)， 轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。 '
7. 如權(quán)利要求'5所述的生物反饋方法，其中，所述對(duì)心率數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，獲 得頻域心率數(shù)據(jù)包括對(duì)所述心率數(shù)據(jù)進(jìn)行分組；計(jì)算每一組心率數(shù)據(jù)的平均值；分別計(jì)算每一組中每個(gè)心率數(shù)據(jù)的值與所述該組心率數(shù)據(jù)平均值的差值；根據(jù)所述差值獲得頻域心率數(shù)據(jù)。
8. 如權(quán)利要求7所述的生物反饋方法，其中，對(duì)所述心率數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，包 括使每組心率數(shù)據(jù)的數(shù)量為第二設(shè)定值；若心率數(shù)據(jù)的數(shù)量不足第二設(shè)定 值時(shí)，用值為零的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)充。
9. 如權(quán)利要求5所述的生物反饋方法，其中，所述根據(jù)頻域心率數(shù)據(jù)，獲得 心率變異性生理參數(shù)值，包括計(jì)算頻域心率數(shù)據(jù)之間的頻率間隔；根據(jù)所述頻率間隔，分別計(jì)算心率變異性各生理參數(shù)值所在頻語(yǔ)段的頻率 功率；根據(jù)所述頻率功率，計(jì)算頻率功率標(biāo)化值以及頻率功率比值。
10. 如權(quán)利要求9所述的生物反饋方法，其中，所述心率變異性各生理參數(shù)值 所在頻鐠段的頻率功率，包括總頻率功率、高頻功率、低頻功率以及極低 頻功率的值。
11. 一種自主神經(jīng)功能生物反^lt系統(tǒng)，包括測(cè)試單元，根據(jù)生物電信號(hào)，獲得心率變異性生理參數(shù)值； 反饋提醒單元，根據(jù)所述心率變異性生理參數(shù)值，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)。
12. 如權(quán)利要求11所述的生物反饋系統(tǒng)，其中，所述反饋提醒單元，包括狀態(tài)分類(lèi)單元，根據(jù)所述心率變異性生理參數(shù)值，將所表示的自主神經(jīng) 功能狀態(tài)分類(lèi)；反饋輸出單元，根據(jù)所述狀態(tài)類(lèi)別，將其映射為相應(yīng)的的提醒信號(hào)，反 饋輸出提醒信號(hào)。
13. 如權(quán)利要求12所述的生物反饋系統(tǒng)，其中，所述狀態(tài)分類(lèi)單元判斷心率 變異性生理參數(shù)值的值是否處于所設(shè)定的正常值范圍；判斷該心率變異性生 理參數(shù)值隨時(shí)間變化的趨勢(shì)；根據(jù)判斷結(jié)果，得到自主神經(jīng)功能狀態(tài)類(lèi)別。
14. 如權(quán)利要求11所述的生物反饋系統(tǒng)，其中，還包括刺激信號(hào)發(fā)生單元， 產(chǎn)生并持續(xù)輸出具有設(shè)定頻率范圍的刺激信號(hào)。
15. 如權(quán)利要求11所述的生物反饋系統(tǒng)，其中，所述測(cè)試單元，包括數(shù)據(jù)獲取單元，根據(jù)生物電信號(hào)，獲得心率數(shù)據(jù)； 處理單元，對(duì)所述心率lt據(jù)進(jìn)行處理，獲得頻域心率lt據(jù)； 生理參數(shù)計(jì)算單元，根據(jù)所述頻域心率數(shù)據(jù)，計(jì)算心率變異性生理參數(shù)值。
16. 如權(quán)利要求15所述的生物反饋系統(tǒng)，其中，所述數(shù)據(jù)獲取單元，包括預(yù)處理單元，；改大和過(guò)濾所述生物電信號(hào)；檢波整形單元，檢測(cè)所述生物電信號(hào)中的QRS波群，對(duì)QRS波群進(jìn)行 整形以獲得R波信號(hào)；模數(shù)轉(zhuǎn)換單元，將所述R波信號(hào)以及經(jīng)放大、過(guò)濾的生物電信號(hào)，進(jìn)行 模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得數(shù)字信號(hào)；心率數(shù)據(jù)計(jì)算單元，基于所述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，獲得心率數(shù)據(jù)。
17. 如權(quán)利要求16所述的反饋系統(tǒng)，其中，所述預(yù)處理單元包括至少一放大 單元和濾波單元。
18. 如權(quán)利要求16所述的反饋系統(tǒng)，其中，所述^r波整形單元包括沖企波單元 和濾波單元。
19. 如權(quán)利要求18所述的反饋系統(tǒng)，其中，所述檢波單元包括微分電路和全 波檢波電路。
20. 如權(quán)利要求15所述的反饋系統(tǒng)，其中，所述處理單元，包括數(shù)據(jù)分組單元，對(duì)所述心率數(shù)據(jù)進(jìn)行分組；均值單元，計(jì)算所得到的每一組心率數(shù)據(jù)的平均值；差值計(jì)算單元，計(jì)算每一組中每個(gè)心率數(shù)據(jù)的值與所得到的該組心率數(shù) 據(jù)平均值的差值；頻域數(shù)據(jù)計(jì)算單元，根據(jù)所得到的差值，獲得頻域心率數(shù)據(jù)。
21. 如權(quán)利要求15所述的反饋系統(tǒng)，其中，所述生理參數(shù)計(jì)算單元，包括頻率間隔計(jì)算單元，計(jì)算頻域心率數(shù)據(jù)之間的頻率間隔；頻率功率計(jì)算單元，根據(jù)所述頻率間隔，分別計(jì)算心率變異性各生理參 數(shù)值所在頻譜段的頻率功率；標(biāo)化值計(jì)算單元，根據(jù)所述頻率功率，計(jì)算頻率功率標(biāo)化值以及頻率功 率比值。
22. —種自主神經(jīng)功能生物反饋系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取單元，對(duì)檢測(cè)到的生物電信號(hào)進(jìn)行處理，獲得預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)的時(shí)域心率數(shù)據(jù)；處理設(shè)備，將所述時(shí)域心率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為頻域心率數(shù)據(jù)，基于對(duì)所述頻域 心率數(shù)據(jù)的頻譜分析和計(jì)算，獲得心率變異性生理參數(shù)值，并根據(jù)所述心率 變異性生理參數(shù)值，輸出對(duì)應(yīng)的提醒信號(hào)；輸出單元，輸出所述提醒信號(hào)。
23.如權(quán)利要求22所述的生物反饋系統(tǒng)，其中，所述處理設(shè)備還包括刺激信 號(hào)發(fā)生單元，產(chǎn)生并持續(xù)輸出設(shè)定頻率范圍的刺激信號(hào)。
全文摘要
自主神經(jīng)功能生物反饋方法和系統(tǒng)在通過(guò)測(cè)試獲得心率變異性生理參數(shù)值的基礎(chǔ)上，將所獲得的心率變異性生理參數(shù)所反映的自主神經(jīng)功能狀態(tài)，以易于察覺(jué)的提醒信號(hào)反饋輸出，從而使得用戶(hù)對(duì)自身的自主神經(jīng)功能狀況有形象的了解，進(jìn)而可以輔助用戶(hù)學(xué)會(huì)在一定范圍內(nèi)通過(guò)意識(shí)調(diào)控內(nèi)臟器官的活動(dòng)，糾正偏離正常范圍的內(nèi)臟活動(dòng)，而且易于實(shí)施。
文檔編號(hào)A61B5/024GK101642369SQ200810041378
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2008年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月4日
發(fā)明者寧新寶 申請(qǐng)人:南京大學(xué)