基于PPG的HEAL-T心率与IBI估算方法在体育锻炼中的效率验证

本资源是一套开源代码，旨在通过Matlab和bash脚本实现一种高效且精确的心率（HR）和心搏间期（IBI）的估算方法，专门应用于体育锻炼期间。该方法侧重于使用光电容积描记术（PPG）信号进行心率监测，PPG是一种非侵入性的技术，能够在低成本下测量血容量脉冲（BVP），并从BVP信号中提取心率变化（HRV）指标。这些指标对于评估和监控个人的健康和训练状态至关重要。 关键知识点如下： 1. PPG技术：光电容积描记术是一种利用光来监测和记录血流变化的技术。它通过测量因心脏搏动而导致的微小血容量变化来间接测量心率。PPG设备通常包括一个发光二极管（LED）和一个光电探测器，它们分别用于发射和检测穿过皮肤的光线。 2. 心率（HR）和心搏间期（IBI）：心率是指每分钟心跳的次数，通常以每分钟的心跳次数（bpm）为单位。心搏间期是指连续两个心跳之间的时间间隔，是评估心率变异性（HRV）的重要指标，HRV反映心脏对生理和环境变化的适应性。 3. BVP信号：血容量脉冲（BVP）信号是由PPG设备捕获的信号，反映了血管容积的变化。正常情况下，随着心脏的每一次跳动，血管容积会增加，导致PPG信号中出现周期性的波峰。 4. 运动伪影问题：在体育锻炼过程中，尤其是在进行快速或剧烈运动时，PPG设备所采集的BVP信号可能会受到运动伪影的影响。这些伪影会导致信号噪声增加，从而影响心率的准确测量。 5. 频谱分解技术：为了解决运动伪影问题，研究者提出了频谱分解技术，如M-FOCUSS和联合稀疏频谱等方法。这些方法可以有效地减少运动伪影的影响，并提高心率估计的准确性。尽管这些技术通常伴随较高的计算成本。 6. HEAL-T算法：HEAL-T（Heart Rate Estimation Algorithm for Physical Exercise）是一种在体育锻炼期间，基于PPG信号进行高效心率和IBI估算的算法。该算法致力于提高监测设备在动态条件下工作的鲁棒性，减少运动伪影对心率估算的影响。 7. Matlab和bash代码：该资源提供了一套Matlab和bash脚本，Matlab是一种广泛使用的数值计算和可视化软件，非常适合用于信号处理和数据分析。而bash脚本则常用于Linux环境下的自动化任务执行。 8. 开源资源：作为开源资源，该项目允许用户自由地访问和修改源代码，促进了科学研究和工程开发的透明性和协作性。 该资源的参考文献为：Torres，JMM，Ghosh，A.，Stepanov，EA和Riccardi，G。于2016年在第24届欧洲信号处理会议（EUSIPCO）上发表的论文，题目为“HEAL-T：体育锻炼中一种基于PPG的有效心率和IBI估计方法”，发表于EUSIPCO 2016年8月的会议记录中，第1438-1442页，并由IEEE出版。