11、心脏心率测量：多位置与多方法的研究

心脏心率测量：多位置与多方法的研究

1. 不同信号特性与心率估计方法选择

在心脏相关信号研究中，心电图（ECG）作为电信号，在房颤情况下会比作为机械信号的心振图（VCG）达到更高的频率。这是因为组织的刚度会衰减高频成分，所以心脏本身以及到皮肤表面（振动计信号采集处）的机械反应会减弱。

对于不同的心率估计方法适用性研究表明，如果使用带宽减小的滤波器，CZC方法结合窄带滤波是最合适的选择。

2. 颈部心率测量

激光振动计信号只能穿透较薄的衣物，因此颈部是测量心跳活动的一个理想位置。因为颈部大多没有衣物覆盖，且激光束易于垂直对准皮肤表面。颈动脉处脉搏最强，所以颈动脉正上方的测量点是首选，但精确确定该点较为繁琐。

实验选取了九个位置中的四个角落位置进行研究，将原始振动计信号通过带宽为Δf = 40Hz的带通滤波器进行滤波，采样频率fs = 120Hz并去除均值。对长度为Δt = 30s的信号片段进行观察，发现所有信号中都能看到心跳信号的峰值，右侧测量点的结果最佳。这可能是因为右侧测量点下方有颈动脉。右侧信号的振幅几乎恒定，而左侧信号有明显波动。

为比较信号质量，使用了可靠性度量r(t)，结果如下表所示：
| 编号 | 位置 | 可靠性指标 |
| ---- | ---- | ---- |
| 1 | 左上 | 0.4443 |
| 2 | 左下 | 0.4319 |
| 3 | 右上 | 0.6196 |
| 4 | 右下 | 0.5679 |

从四个估计心跳频率的方法来看，只有自相关函数（ACF）方法得到了可接受的结果。所有结果的平均值约为60