本發(fā)明涉及一種心率測量方法與裝置，特別是涉及一種靜息心率測量方法與裝置以及包括該裝置的可穿戴設(shè)備。

背景技術(shù)：

觀察靜息心率及其變化或趨勢有重要意義，而且靜息心率的價值越來越得到大眾和醫(yī)療界的廣泛認可。具體來講，積極的身體鍛煉可以增加人的心臟功能，靜息心率會降低；個體在承受較大壓力時，靜息心率會增快。通過了解靜息心率，可以了解自己的身體狀況。在醫(yī)療界，靜息心率增快是誘發(fā)冠心病的危險因子和預(yù)后不良的預(yù)報因子, 與心血管死亡率、全因死亡率之間關(guān)系緊密, 且與高血壓、糖尿病、缺血性卒中及腎功能損害等有內(nèi)在聯(lián)系；靜息心率降低可預(yù)示心血管疾病的預(yù)后改善。因此，在靜息心率的測量中，如果出現(xiàn)誤差，則會大大影響對評估對象的評估結(jié)果。

目前，流行的可穿戴設(shè)備測量到的靜息心率實際大多是在睡眠狀態(tài)下的心率，而非真正的“清醒、不活動的安靜狀態(tài)下”的心率。靜息心率的測量條件偏離正確要求很大，所測量的結(jié)果并非醫(yī)學(xué)上的靜息心率（也就是在清醒、不活動的安靜狀態(tài)下的每分鐘心跳的次數(shù)），因此這種方法所統(tǒng)計的靜息心率并不具備等同于醫(yī)學(xué)上定義的靜息心率的參考意義。

為此，有一種改進的做法，提供一種依據(jù)用戶有效心率計算靜息心率的方法，其主要是通過生理和運動傳感器識別設(shè)定時間范圍內(nèi)用戶在非睡眠狀態(tài)、非運動狀態(tài)和前十五分鐘內(nèi)無運動的心率為有效心率，統(tǒng)計多個有效心率的平均值作為設(shè)定時間范圍內(nèi)的靜息心率。該方法相對運用睡眠狀態(tài)下心率計算靜息心率更為科學(xué)，滿足醫(yī)學(xué)上定義的靜息心率。然而，這樣的計算方法會容易把一些嚴(yán)重影響用戶心率但幾乎不表現(xiàn)出運動量的活動計入，例如打電腦游戲（只有手指的活動）、看恐怖視頻（手部基本不需要活動）、側(cè)臥腿部運動（手部不需要活動）。于是，按照該方法所計算的靜息心率同樣面臨準(zhǔn)確度低、不具備參考意義的問題。

因此，需要一種新的靜息心率測量方法，以達到較準(zhǔn)確判定用戶的狀態(tài)符合“清醒、不活動的安靜狀態(tài)”的要求；并且，進一步通過使用校正參數(shù)來校正，使用戶在經(jīng)過一段時間使用后，即使不主動測量，也可通過使用校正參數(shù)來校正測量偏差，從而獲得較為準(zhǔn)確的靜息心率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種靜息心率測量方法與裝置以及包括該裝置的可穿戴設(shè)備。為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下：

按照本發(fā)明實施例的第一方面，提供一種用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量方法，包括：使能步驟，用于由可穿戴設(shè)備對用戶處于睡眠狀態(tài)、安靜狀態(tài)或低活動量狀態(tài)進行識別，并在識別到用戶處于安靜狀態(tài)時使能靜息心率測量；提示步驟，用于在識別到用戶處于安靜狀態(tài)時，提示用戶可進行靜息心率測量；啟動步驟，用于由用戶在評估符合測量條件的情況下啟動靜息心率測量；以及測量步驟，用于測量預(yù)定時間段的平均心率為靜息心率。

按照再一個實施例，可選的是，所述的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量方法還包括校正步驟，用于將測量的靜息心率分別與多次測量的睡眠心率以及靜息心率分別與多次測量的低活動量心率比值的各平均比值，再分別乘以測量的睡眠心率和低活動量心率計算的靜息心率再平均，得到校正后的靜息心率。

按照又一個實施例，可選的是，所述的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量方法還包括存儲步驟，用于存儲每次測量的靜息心率。

按照另一個實施例，可選的是，所述的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量方法還包括顯示步驟，用于顯示測量的靜息心率和/或多次測量的靜息心率。

按照其他一個實施例，可選的是，所述提示步驟包括在用戶從睡眠狀態(tài)轉(zhuǎn)入清醒狀態(tài)或到達設(shè)定時間時，提示用戶可進行靜息心率測量。

按照本發(fā)明實施例的第二方面，提供一種用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量裝置，包括：使能模塊，用于由可穿戴設(shè)備對用戶處于睡眠狀態(tài)、安靜狀態(tài)和低活動量狀態(tài)進行識別，并在識別到用戶處于安靜狀態(tài)時使能靜息心率測量；提示模塊，用于在識別到用戶處于安靜狀態(tài)時，提示用戶可進行靜息心率測量；啟動模塊，用于由用戶在評估符合測量條件的情況下啟動靜息心率測量；以及測量模塊，用于測量預(yù)定時間段的平均心率為靜息心率。

按照再一個實施例，可選的是，所述的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量裝置還包括校正模塊，用于將測量的靜息心率分別與多次測量的睡眠心率以及靜息心率分別與多次測量的低活動量心率比值的各平均比值，再分別乘以測量的睡眠心率和低活動量心率計算的靜息心率再平均，得到校正后的靜息心率。

按照又一個實施例，可選的是，所述的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量裝置還包括存儲模塊，用于存儲每次測量的靜息心率。

按照另一個實施例，可選的是，所述的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量裝置還包括顯示模塊，用于顯示測量的靜息心率和/或多次測量的靜息心率。

按照本發(fā)明實施例的第三方面，提供一種可穿戴設(shè)備，包括按照本發(fā)明實施例第二方面所述的靜息心率測量裝置。

按照本發(fā)明實施例的靜息心率測量方法與裝置以及包含該裝置的可穿戴設(shè)備，依靠人工觸發(fā)加上設(shè)備條件判斷雙重限制測量條件的方式，精確限定測試時的用戶狀態(tài)，提高了對靜息心率測量狀態(tài)的判斷準(zhǔn)確度，為精確的測量保證了必要條件。并且經(jīng)過校正的靜息心率值，相當(dāng)于在獲得的心率的基礎(chǔ)上，做了進一步的修正，所以獲得的靜息心率更精確、更接近實際值。

下面將結(jié)合附圖并通過實施例對本發(fā)明進行具體說明，其中相同或基本相同的部件采用相同的附圖標(biāo)記指示。

附圖說明

圖1是按照本發(fā)明一個實施例的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量方法的示意性流程圖；

圖2是按照本發(fā)明一個實例的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量過程的示意性流程圖；

圖3是按照本發(fā)明再一個實例的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量過程的示意性流程圖；

圖4是按照本發(fā)明一個實施例的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量方法中的校正過程的示意性流程圖；以及

圖5是按照本發(fā)明一個實施例的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量裝置的示意性結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

按照本發(fā)明實施例的可穿戴設(shè)備，例如手環(huán)，可配置有心率傳感器、慣性傳感器、生物電阻抗傳感器、以及溫度傳感器，可以獲得心率、體溫、加速度、阻抗、皮膚電變化數(shù)據(jù)。當(dāng)人體進入睡眠狀態(tài)時，心率減慢、體溫降低、無活動；處于安靜狀態(tài)時，心率在正常值范圍，無活動，如果之前有活動，則是經(jīng)過了一段時間的休息，心率處于無明顯波動的較穩(wěn)定的水平；低活動量狀態(tài)指的是人體有活動，但活動水平較低，心率上升較少。通過加速度變化情況作為人體活動情況的評估依據(jù)之一，如每25筆加速度數(shù)據(jù)進行一次變化量累加和計算（傳感器的采樣率是25Hz，即1s采集25筆數(shù)據(jù)），每1秒內(nèi)相鄰兩筆采樣數(shù)據(jù)相減的差值取絕對值然后求和，即為1s的加速度采樣值的差值的累積值a，例如每10秒的a值求平均值A(chǔ)，當(dāng)A≤40，認為符合睡眠狀態(tài)；當(dāng)40＜A≤60，認為符合安靜狀態(tài)；當(dāng)60＜A≤100，認為符合低活動量狀態(tài)。具體如下所述：

睡眠狀態(tài)：當(dāng)一定時間內(nèi)，心率數(shù)據(jù)在較低的心率值范圍（35~85次/分），加速度數(shù)據(jù)A≤40，體溫數(shù)據(jù)≤37^oC，手環(huán)自動認為是在睡眠狀態(tài)。

安靜狀態(tài)：當(dāng)一定時間內(nèi)，心率數(shù)據(jù)在一般的心率值范圍（45~100次/分），生物電阻抗數(shù)據(jù)顯示無波動，加速度數(shù)據(jù)40＜A≤60，該時間之前的15分鐘內(nèi)加速度數(shù)據(jù)40＜A≤60，手環(huán)自動認為是在安靜狀態(tài)。

低活動量狀態(tài)：當(dāng)一定時間內(nèi)，心率數(shù)據(jù)在較高的心率值范圍（小于110次/分），加速度數(shù)據(jù)60＜A≤100，手環(huán)自動認為是在低活動量水平。

如圖1所示，是按照本發(fā)明一個實施例的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量方法的示意性流程圖，主要包括：使能步驟100，提示步驟102，啟動步驟104，以及測量步驟106；在其他實施例中，還可選地包括校正步驟108，存儲步驟110，和/或顯示步驟112。

在使能步驟100中，由可穿戴設(shè)備對用戶處于睡眠狀態(tài)、安靜狀態(tài)或低活動量狀態(tài)持續(xù)進行識別，并在識別到用戶處于安靜狀態(tài)時使能靜息心率測量。在提示步驟102中，在設(shè)備識別到用戶處于安靜狀態(tài)時，提示用戶可進行靜息心率測量。在啟動步驟104中，由用戶在評估符合測量條件的情況下啟動靜息心率測量，其中的測量條件為清醒、不活動的安靜狀態(tài)。在測量步驟106中，設(shè)備測量預(yù)定時間段的平均心率為靜息心率；其中的預(yù)定時間段，按照一個實施例，可以為30～60秒左右，優(yōu)選為30秒。

在校正步驟108中，將測量的靜息心率分別與多次測量的睡眠心率以及靜息心率分別與多次測量的低活動量心率比值的各平均比值，再分別乘以測量的睡眠心率和低活動量心率計算的靜息心率再平均，得到校正后的靜息心率。在存儲步驟110中，存儲每次測量的靜息心率。在顯示步驟112中，顯示測量的靜息心率和/或多次測量的靜息心率。

按照上述實施例的步驟雖然是按照一定的順序描述的，但這并不是限制；在不同的具體實例中，可以對這些步驟的順序進行變化，具體如下所述。

如圖2所示，是按照本發(fā)明一個實例的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量過程的示意性流程圖，可穿戴設(shè)備以手環(huán)為例，配置有對睡眠狀態(tài)、安靜狀態(tài)、低活動量狀態(tài)的識別功能。并且手環(huán)對此三種狀態(tài)的識別是自動、持續(xù)進行的。在框200，當(dāng)手環(huán)識別到用戶處于安靜狀態(tài)時，使設(shè)備進入能夠進行靜息心率測量的狀態(tài)（步驟100）；然后，進入框202，提示用戶測量靜息心率，并可在界面顯示靜息心率測量建議（步驟102）。在框204，用戶評估條件后認為適合測量，或者用戶直接同意測量，則在框206用戶點擊界面進入靜息心率測量模式（步驟104）。接下來，進入框208，測量時間30秒，測量結(jié)束后手環(huán)計算30秒的平均心率即為靜息心率。隨后，在框210，手環(huán)界面顯示本次測量的靜息心率（步驟112），并且測量結(jié)果會內(nèi)部儲存（步驟110）。經(jīng)過多個連續(xù)的日期重復(fù)進行上述測量，測量結(jié)果反映了用戶靜息心率的變化，并且可將測量數(shù)據(jù)存貯在手環(huán)內(nèi)部。

如圖3所示，是按照本發(fā)明又一個實例的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量過程的示意性流程圖，其中可穿戴設(shè)備仍以手環(huán)為例。在框300，用戶設(shè)定手環(huán)的鬧鐘時間，如早晨6：00。在框302，早晨6：00鬧鐘響起，之后手環(huán)界面提示進行靜息心率測量（步驟102）；隨后，在框304，用戶確認符合測量條件時，保持臥位狀態(tài)，進入框308點擊界面，進入測量模式（步驟104）；或者，用戶不需要鬧鐘或很少用鬧鐘的情況下，亦可以在沒有鬧鐘提醒時，在框306用戶評估符合測量條件時，在框308通過點擊手環(huán)界面主動進入測量模式進行靜息心率測量（步驟104）。

接著，進入框310，手環(huán)根據(jù)持續(xù)測量的數(shù)據(jù)判斷是否符合測量要求，如符合則使能進行靜息心率測量（步驟100）；測量時間30秒，測量結(jié)束后手環(huán)計算30秒的平均心率為靜息心率（步驟106）；手環(huán)界面顯示本次主動測量的靜息心率（步驟112），并且測量結(jié)果會內(nèi)部儲存（步驟110）。經(jīng)過多個連續(xù)的日期重復(fù)進行上述測量，測量結(jié)果反映了用戶靜息心率的變化，并且測量數(shù)據(jù)存貯在手環(huán)內(nèi)部。

如圖4所示，是按照本發(fā)明一個實例的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量方法中的校正過程（步驟108）的示意性流程圖。當(dāng)用戶處于睡眠狀態(tài)時，可以獲得睡眠心率，以一整個夜晚得到的多個睡眠心率的平均值為當(dāng)晚的睡眠心率 HR_s。當(dāng)用戶處于低活動量狀態(tài)時，以獲得的多個連續(xù)的心率的平均值，為低活動量心率HR_a。低活動量狀態(tài)，指人體在一定時間段內(nèi)進行活動，但活動水平較低，依據(jù)一定時間內(nèi)加速度變化量的絕對值的累積值，輔助低心率值共同判定。另外，靜息心率用HR_i表示。

根據(jù)當(dāng)天的HR_s、HR_i、HR_a，手環(huán)的比較單元會生成比較計算：

HR_i/HR_s=k_s 公式（1），

HR_i/HR_a=k_a 公式（2），

其中參數(shù)k_s和k_a的值反映了睡眠心率、低活動量心率分別和靜息心率之間的關(guān)系。當(dāng)?shù)?天測量時，k_s=k_s1，第二天測量時，k_s=（k_s1+k_s2）/2，第三天測量時k_s=（k_s1+k_s2+k_s3）/3，......，第n天時，k_s=（k_s1+k_s2+......+k_sn)/n，即計算靜息心率分別與多次測量的睡眠心率的比值后，再將其相加后除以次數(shù)得到平均比值。

同理，當(dāng)?shù)?天測量時，k_a=k_a1，第二天測量時，k_a=（k_a1+k_a2）/2，第三天測量時k_a=（k_a1+k_a2+k_a3）/3，......第n天時，k_a=（k_a1+k_a2+......+k_an)/n，即計算靜息心率分別與多次測量的低活動量心率的比值后，再將其相加后除以次數(shù)也得到其平均比值。

當(dāng)連續(xù)多天測量以后，k_s、k_a值趨于穩(wěn)定。在一定時間范圍內(nèi)有多個主動測量值，例如10天內(nèi)有6次測量值時，此時，用戶可無需主動觸發(fā)靜息心率測量即可得到靜息心率值，利用上述公式以（1）和（2）的變形公式：

HR_i=k_s*HR_s 公式（3）

HR_i=k_a*HR_a 公式（4）

可以得到公式：

HR_r=（k_s*HR_s+k_a*HR_a）/2 公式（5）

即根據(jù)參數(shù)k_s和k_a各自的平均值計算得到兩個靜息心率后，再將其相加后除以2取平均，得到校正后的靜息心率值HR_r。此時，靜息心率同時參考睡眠心率、低活動量心率及其參數(shù)值k_s、k_a值而獲得，通過兩個值和穩(wěn)定的參數(shù)值來校正，得到的靜息心率數(shù)值更接近實際值。

用戶長期佩戴手環(huán)時，可在此基礎(chǔ)（當(dāng)在一定時間范圍內(nèi)有多個主動測量值，例如10天內(nèi)有6次測量時，此后用戶無需主動觸發(fā)測量即可得到靜息心率值）上，用戶只需要偶爾主動測量靜息心率，即可獲得再次校正，以持續(xù)的保證高精度。

如圖5所示，是按照本發(fā)明一個實施例的用于可穿戴設(shè)備的靜息心率測量裝置500的示意性結(jié)構(gòu)框圖，主要包括：使能模塊501，提示模塊503，啟動模塊505，以及測量模塊507；在其他實施例中，還可選地包括校正模塊509，存儲模塊511，和/或顯示模塊513。這些模塊可以通過軟件、硬件、固件或者其組合來實現(xiàn)。其中：

-使能模塊501用于執(zhí)行步驟100，由可穿戴設(shè)備對用戶處于睡眠狀態(tài)、安靜狀態(tài)和低活動量狀態(tài)進行識別，并在識別到用戶處于安靜狀態(tài)時使能靜息心率測量；

-提示模塊503用于執(zhí)行步驟102，在識別到用戶處于安靜狀態(tài)時，提示用戶可進行靜息心率測量；

-啟動模塊505用于執(zhí)行步驟104，由用戶在評估符合測量條件的情況下啟動靜息心率測量；

-測量模塊507用于執(zhí)行步驟106，測量預(yù)定時間段的平均心率為靜息心率；

-校正模塊509用于執(zhí)行步驟108，將測量的靜息心率分別與多次測量的睡眠心率以及靜息心率分別與多次測量的低活動量心率比值的各平均比值，再分別乘以測量的睡眠心率和低活動量心率計算的靜息心率再平均，得到校正后的靜息心率；

-存儲模塊511用于執(zhí)行步驟110，存儲每次測量的靜息心率；以及

-顯示模塊513用于執(zhí)行步驟112，顯示測量的靜息心率和/或多次測量的靜息心率。

按照上述實施例的靜息心率測量裝置500可實現(xiàn)在各種可穿戴設(shè)備中，例如智能手環(huán)、手表等等，并且可與可穿戴設(shè)備中的處理器、心率傳感器、慣性傳感器（例如加速度傳感器）、生物電阻抗傳感器、以及溫度傳感器、存儲器、顯示屏等等結(jié)合來實現(xiàn)。

按照本發(fā)明實施例的靜息心率測量方法與裝置以及包括該裝置的可穿戴設(shè)備，依靠人工觸發(fā)加上設(shè)備條件判斷雙重限制測量條件的方式，精確限定測試時的用戶狀態(tài)，提高了對靜息心率測量狀態(tài)的判斷準(zhǔn)確度，為精確的測量保證了必要條件。并且經(jīng)過校正的靜息心率值，相當(dāng)于在獲得的心率的基礎(chǔ)上，做了進一步的修正，所以獲得的靜息心率更精確、更接近實際值。

以上通過具體的實施例對本發(fā)明進行了說明，但本發(fā)明并不限于這些具體的實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，還可以對本發(fā)明做各種修改、等同替換、變化等等，例如將上述實施例中的一個步驟或模塊分為兩個或更多個步驟或模塊來實現(xiàn)，或者相反，將上述實施例中的兩個或更多個步驟或模塊的功能放在一個步驟或模塊中來實現(xiàn)。但是，這些變換只要未背離本發(fā)明的精神，都應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。另外，本申請說明書和權(quán)利要求書所使用的一些術(shù)語并不是限制，僅僅是為了便于描述。此外，以上多處所述的“一個實施例”、“另一個實施例”等等表示不同的實施例，當(dāng)然也可以將其全部或部分結(jié)合在一個實施例中。