專利名稱：用于心電干擾信號(hào)識(shí)別的判斷指標(biāo)的生成方法及裝置的制作方法
用于心電干擾信號(hào)識(shí)別的判斷指標(biāo)的生成方法及裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種心電信號(hào)的處理，尤其涉及用于心電干擾信號(hào)識(shí)別的 判斷指標(biāo)的生成方法及裝置。背景技術(shù)：
心電信號(hào)作為心臟電活動(dòng)在人體體表的表現(xiàn)，信號(hào)一般比較微弱，幅
度,在10uV 5mV，頻率為0. 05~100Hz。在心電信號(hào)的測(cè)量過(guò)程中，會(huì)引入 各種噪聲和干擾。這些噪聲和干擾主要有以下幾種
(1) 基線漂移引起基線漂移的因素很多，其中既有人的因素又有 儀器本身的因素。如人的呼吸、電極和人體皮膚間的阻抗、體位移動(dòng)所引 發(fā)的擾動(dòng)，放大器的熱噪聲等；
(2) 肌電及電子設(shè)備等產(chǎn)生的高頻干擾。肌肉收縮會(huì)產(chǎn)生微伏級(jí)的 電勢(shì)，幅值大約是ECG峰峰值的10%，維持時(shí)間大約是50毫秒，頻率成 分可以從0 10KHz;外科手術(shù)中用的器具的高頻電流會(huì)完全改變ECG信 號(hào)，從而產(chǎn)生頻率在100KHz-lMHz的高頻噪聲，幅值約是ECG峰峰值的 200%，維持時(shí)間為1-10秒。
(3) 電極接觸噪聲是由于電極和皮膚接觸不良或是被測(cè)對(duì)象和測(cè)量 系統(tǒng)脫離引起的瞬態(tài)干擾。這種脫離在諸如運(yùn)動(dòng)和振蕩時(shí)有可能發(fā)生，可 以是永久的或者是間斷性的。電極接觸噪聲可以看作是一個(gè)隨機(jī)發(fā)生的快 速基線改變，這種改變可能只發(fā)生一次，這種情況只產(chǎn)生一個(gè)階躍干擾， 也可能快速發(fā)生好幾次。該噪聲信號(hào)維持時(shí)間大約1秒，幅值可達(dá)到放大 器最大輸出。
(4) 50Hz工頻干擾；
為了改善心電信號(hào)的質(zhì)量，必須采用有效的濾波器來(lái)去除這些噪聲和 干擾。在早期的儀器中，主要采用硬件電路的設(shè)計(jì)來(lái)抑制這些噪聲和干擾。 自微計(jì)算機(jī)和微處理器出現(xiàn)以來(lái)，數(shù)字濾波器由于精度高，可靠性好，使 用靈活，已逐漸顯示出取代模擬濾波器的趨勢(shì)。
目前對(duì)于這些干擾信號(hào)的處理有兩種方法 一是直接對(duì)噪聲進(jìn)行抑制，以改善信號(hào)分析結(jié)果；二是對(duì)噪聲進(jìn)行有效識(shí)別，以實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的 優(yōu)選或進(jìn)行正確的報(bào)警提示。目前采用方式一的方法較多，包括經(jīng)典濾波 處理、曲線擬和、自適應(yīng)處理、小波變換等方法對(duì)噪聲進(jìn)行抑制，處理后 的信號(hào)再進(jìn)行進(jìn)一步分析。方法二研究的較少，多通過(guò)過(guò)零點(diǎn)次數(shù)檢測(cè)、 方差計(jì)算的方法判斷給出一個(gè)粗略的判斷，但基本僅適用于規(guī)則的高頻噪
聲和依賴于QRS波穩(wěn)定可靠的檢出，實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中均有較大局限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的就是提供一種用于心電干擾信號(hào)識(shí)別的判斷指標(biāo) 的生成方法及裝置，采用合理的判斷指標(biāo)來(lái)識(shí)別心電干擾信號(hào)，從而可從 多路信號(hào)中選擇質(zhì)量好的通道進(jìn)行分析，以提高分析結(jié)果的可靠性。
本發(fā)明的次要目的是提供一種用于心電干擾信號(hào)識(shí)別的判斷指標(biāo)的 生成方法及裝置，生成多個(gè)判斷指標(biāo)，從而可對(duì)心電千擾信號(hào)進(jìn)行綜合識(shí) 別，以進(jìn)一步提高分析結(jié)果的可靠性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于心電干擾信號(hào)識(shí)別的判斷指標(biāo)
的生成方法，包括以下步驟
Al、采集心電信號(hào)，得到原始心電信號(hào)數(shù)據(jù)序列； Bl、對(duì)一定時(shí)間段內(nèi)的所述數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，統(tǒng)計(jì)每組的最小值； Dl、在査找出的由每組的最小值組成的最小值集合中査找出其中的最 小值和最大值；
El、將步驟Dl中找出的最大值和最小值的差作為第一基線漂移判斷指 標(biāo)，用于識(shí)別低頻干擾和不規(guī)則干擾。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，所述步驟D1之前還包括以下步驟
Cl、對(duì)査找出的由每組的最小值組成的最小值集合進(jìn)行濾波。
其中，步驟B1中所述的分組通過(guò)以下方式中任一種實(shí)現(xiàn)
Bll、采用時(shí)間窗對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分割以形成分組；
B12、采用滑動(dòng)時(shí)窗在數(shù)據(jù)序列上滑動(dòng)以形成分組。
其中，所述一定時(shí)間段可以為最近2秒時(shí)間。
在本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例中，在步驟B1中還統(tǒng)計(jì)每組的最大值和 窗高，所述每組的窗高為該組的最大值減去最小值。
在步驟B1之后還包括以下步驟査找一定時(shí)間段內(nèi)的最小窗高值，并 將所述最小窗高值作為高頻噪聲判斷指標(biāo)，用于識(shí)別高頻噪聲。在本發(fā)明另一改進(jìn)的實(shí)施例中，在步驟B1之后還包括以下步驟査找 一定時(shí)間段內(nèi)的每組窗高的最大變化值，并將所述窗高的最大變化值作為
QRS幅度判斷指標(biāo)，用于識(shí)別QRS幅度的高度。
在本發(fā)明另一改進(jìn)的實(shí)施例中，在步驟Al之后還包括以下步驟
A2、根據(jù)原始心電信號(hào)的數(shù)據(jù)檢測(cè)QRS波； B2、查找每個(gè)QRS波的起點(diǎn)；
C2、檢測(cè)最近若干QRS波起點(diǎn)的波動(dòng)值，所述波動(dòng)值為若干QRS波起 點(diǎn)中的最大值減去最小值，并將所述波動(dòng)值作為第二基線漂移判斷指標(biāo)， 用于識(shí)別低頻干擾。
在本發(fā)明另一改進(jìn)的實(shí)施例中，在步驟Al之后還包括以下步驟
A3、對(duì)原始心電信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波；
B3、對(duì)濾波后一定時(shí)間段內(nèi)的所述數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，統(tǒng)計(jì)每組的最 大值、最小值和窗高，所述每組的窗高為該組的最大值減去最小值；
C3、査找最近指定時(shí)間內(nèi)的最大窗高值，并將所述最大窗高值作為信 號(hào)過(guò)小判斷指標(biāo)，用于判斷信號(hào)是否過(guò)小。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種用于心電干擾信號(hào)識(shí)別的判斷指 標(biāo)的生成裝置，包括
采樣單元，用于采集心電信號(hào)，得到原始心電信號(hào)數(shù)據(jù)序列；
第一分組統(tǒng)計(jì)單元，用于對(duì)一定時(shí)間段內(nèi)的所述數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組， 統(tǒng)計(jì)每組的最小值； ，
第一基線漂移判斷指標(biāo)生成單元，用于在查找出的由每組的最小值組 成的最小值集合中査找出其中的最小值和最大值，并將找出的最大值和最 小值的差作為第一基線漂移判斷指標(biāo)，以用于識(shí)別低頻干擾和不規(guī)則干擾。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，還進(jìn)一步包括用于對(duì)查找出的由每組的最小值組 成的最小值集合進(jìn)行濾波的第一濾波單元。
在本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的實(shí)施例中，所述第一分組統(tǒng)計(jì)單元還用于統(tǒng)計(jì) 每組的最大值和窗高，所述每組的窗高為該組的最大值減去最小值。
還包括高頻噪聲判斷指標(biāo)生成單元，其用于查找一定時(shí)間段內(nèi)的最小 窗高值，并將所述最小窗高值作為高頻噪聲判斷指標(biāo)，以用于識(shí)別高頻噪 聲。
在本發(fā)明另一改進(jìn)的實(shí)施例中，還包括QRS幅度判斷指標(biāo)生成單元，其用于查找一定時(shí)間段內(nèi)的每組窗高的最大變化值，并將所述窗高的最大
變化值作為QRS幅度判斷指標(biāo)，以用于識(shí)別QRS幅度的高度。
在本發(fā)明另一改進(jìn)的實(shí)施例中，還包括
QRS波檢測(cè)單元，用于根據(jù)原始心電信號(hào)的數(shù)據(jù)檢測(cè)QRS波； 起點(diǎn)査找單元，用于查找每個(gè)QRS波的起點(diǎn)；
第二基線漂移判斷指標(biāo)生成單元，用于檢測(cè)最近若干QRS波起點(diǎn)的波
動(dòng)值，并將所述波動(dòng)值作為第二基線漂移判斷指標(biāo)，用于識(shí)別低頻干擾，
所述波動(dòng)值為若干QRS波起點(diǎn)中的最大值減去最小值。 在本發(fā)明另一改進(jìn)的實(shí)施例中，還包括 第二濾波單元，用于對(duì)原始心電信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波； 第二分組統(tǒng)計(jì)單元，用于對(duì)濾波后一定時(shí)間段內(nèi)的所述數(shù)據(jù)序列進(jìn)行
分組，統(tǒng)計(jì)每組的最大值、最小值和窗高，所述每組的窗高為該組的最大
值減去最小值；
信號(hào)過(guò)小判斷指標(biāo)生成單元，用于査找最近指定時(shí)間內(nèi)的最大窗高值， 并將所述最大窗高值作為信號(hào)過(guò)小判斷指標(biāo)，用于判斷信號(hào)是否過(guò)小。
本發(fā)明的有益效果是目前采用的噪聲抑制方法可能導(dǎo)致一些偽心電
波形的產(chǎn)生，而本發(fā)明立足客觀檢測(cè)存在的噪聲，并據(jù)此生成合理的判斷 指標(biāo)，以便對(duì)干擾進(jìn)行有效識(shí)別，從而進(jìn)行真實(shí)的報(bào)警或進(jìn)行信號(hào)優(yōu)選處 理。本發(fā)明生成的判斷指標(biāo)對(duì)低頻干擾、基線漂移和高頻脈沖型的噪聲干 擾等常規(guī)濾波器難以處理的噪聲有很好的識(shí)別作用，通過(guò)這種有效識(shí)別， 可以提高心電信號(hào)分析結(jié)果的可靠性，尤其在進(jìn)行多通道信號(hào)分析中，可 以通過(guò)噪聲的有效識(shí)別來(lái)選擇信號(hào)質(zhì)量較好的通道進(jìn)行分析，大大提高了 分析結(jié)果的可靠性。

圖1為本發(fā)明一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明一種實(shí)施例的流程圖3為心電信號(hào)存在有高頻噪聲時(shí)的分析結(jié)果圖4為心電信號(hào)存在有基線漂移時(shí)的分析結(jié)果圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。 用于心電干擾信號(hào)識(shí)別的判斷指標(biāo)的生成裝置的一種優(yōu)選實(shí)施例如圖1所示，采樣單元、第一分組統(tǒng)計(jì)單元、第一濾波單元和第一基線漂移判 斷指標(biāo)生成單元順序相連的。采樣單元用于采集心電信號(hào)，得到原始心電 信號(hào)數(shù)據(jù)序列。第一分組統(tǒng)計(jì)單元，用于對(duì)一定時(shí)間段內(nèi)的所述數(shù)據(jù)序列 進(jìn)行分組，統(tǒng)計(jì)每組的最小值、最大值和窗高。第一基線漂移判斷指標(biāo)生 成單元用于在査找出的由每組的最小值組成的最小值集合中查找出其中的 最小值和最大值，并將找出的最大值和最小值的差作為第一基線漂移判斷 指標(biāo)，以用于識(shí)別低頻干擾和不規(guī)則干擾。高頻噪聲判斷指標(biāo)生成單元與 第一分組統(tǒng)計(jì)單元相連，用于査找一定時(shí)間段內(nèi)的每組窗高的最小變化值， 并將所述窗高的最小變化值作為高頻噪聲判斷指標(biāo)，以用于識(shí)別高頻噪聲。
QRS幅度判斷指標(biāo)生成單元與第一分組統(tǒng)計(jì)單元相連，用于査找一定時(shí)間 段內(nèi)的每組窗高的最大變化值，并將所述窗高的最大變化值作為QRS幅度 判斷指標(biāo)，以用于識(shí)別QRS幅度的高度。QRS波檢測(cè)單元與采樣單元相連， 用于根據(jù)原始心電信號(hào)的數(shù)據(jù)檢測(cè)QRS波；起點(diǎn)査找單元與QRS波檢測(cè)單 元相連，用于查找每個(gè)QRS波的起點(diǎn)；第二基線漂移判斷指標(biāo)生成單元與 起點(diǎn)査找單元，用于檢測(cè)最近若干QRS波起點(diǎn)的波動(dòng)值，并將所述波動(dòng)值 作為第二基線漂移判斷指標(biāo)，用于識(shí)別低頻干擾，所述波動(dòng)值為若干QRS 波起點(diǎn)中的最大值減去最小值。第二濾波單元與采樣單元相連，用于對(duì)原 始心電信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波；第二分組統(tǒng)計(jì)單元與第二濾波單元相連，用 于對(duì)濾波后一定時(shí)間段內(nèi)的所述數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，統(tǒng)計(jì)每組的最大值、 最小值和窗高，所述每組的窗高為該組的最大值減去最小值；信號(hào)過(guò)小判 斷指標(biāo)生成單元與第二分組統(tǒng)計(jì)單元相連，用于查找最近指定時(shí)間內(nèi)的最 大窗高值，并將所述最大窗高值作為信號(hào)過(guò)小判斷指標(biāo)，用于判斷信號(hào)是 否過(guò)小。
判斷指標(biāo)的生成流程如圖2所示，包括以下步驟 步驟l，原始心電信號(hào)采集
采用250hz采樣率對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，不經(jīng)過(guò)任何的預(yù)處理步驟。
步驟2， QRS識(shí)別
原始心電信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波與差分積分處理后，首先在積分信號(hào)中檢 測(cè)局部最大值，在該最大值超過(guò)檢測(cè)閾值的情況下，檢測(cè)與之對(duì)應(yīng)的QRS波 的位置和最大斜率等特征參數(shù)，再利用一些準(zhǔn)則對(duì)其進(jìn)行判斷，看其是否符合QRS波的條件，如果符合，就檢測(cè)到一個(gè)QRS波，并進(jìn)行參數(shù)的更新；
否則就認(rèn)為當(dāng)前的峰為噪聲峰，目前QRS波檢測(cè)技術(shù)屬于較成熟技術(shù)，這里
不詳細(xì)說(shuō)明。
步驟3、求出第二基線漂移判斷指標(biāo)；
以步驟2中檢測(cè)的R峰處的最大斜率值1/8 (也可以是其它值)為閾值， 在R波前一段時(shí)間(例如200ms或其它時(shí)間)內(nèi)搜索連續(xù)五點(diǎn)小于閾值的點(diǎn) 作為該QRS波的起點(diǎn)，檢測(cè)最近若干個(gè)(例如4個(gè)或5個(gè))QRS波的起點(diǎn)，并 計(jì)算這幾個(gè)起點(diǎn)的電位水平的最大幅度值，將該值作為第二基線漂移判斷 指標(biāo)；
步驟4、基線漂移識(shí)別；.
該步驟中利用步驟3中檢測(cè)出的第二基線漂移判斷指標(biāo)來(lái)判斷低頻干 擾強(qiáng)度，若心電信號(hào)的點(diǎn)位變化幅度較大，則認(rèn)為該通道的干擾強(qiáng)度較大。 還可將第二基線漂移判斷指標(biāo)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境用于報(bào)警或信號(hào)質(zhì)量判 斷。
步驟5、以時(shí)間窗(例如100ms ls的時(shí)間窗)分割一定時(shí)間段內(nèi)的數(shù)據(jù)， 統(tǒng)計(jì)各窗內(nèi)的最大、最小值；計(jì)算各個(gè)窗高值。 一定時(shí)間段可以選取最近 2s或3s，以下以2s為例進(jìn)行說(shuō)明。
由于濾波處理容易將臨床中一些不規(guī)則干擾處理成類似QRS波形，此處 進(jìn)行窗分割的對(duì)象是原始心電信號(hào)；考慮到QRS波寬度范圍在40 120ms范圍 內(nèi)，如果選用200ms的時(shí)間窗來(lái)分割最近2s的數(shù)據(jù)，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，可以分別得到 IO個(gè)最大、最小值，各窗內(nèi)的最大值減去最小值可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)窗的窗高。
步驟6、濾波；
對(duì)步驟5所統(tǒng)計(jì)出的各窗內(nèi)的最小值sAmp200msWinMin []進(jìn)行連續(xù)濾 波，可采用3點(diǎn)的最大值濾波處理。
步驟7、在步驟6進(jìn)行濾波處理后的各窗最小值中查找出其中的最大值、 最小值；
步驟8、求出第一基線漂移判斷指標(biāo)；
將經(jīng)過(guò)步驟6濾波后數(shù)據(jù)的幅度變化(即步驟7中査找出的最大值和最 小值之差)，作為第一基線漂移判斷指標(biāo)。因3點(diǎn)最大值濾波處理對(duì)象是一 定時(shí)間段內(nèi)各個(gè)時(shí)間窗內(nèi)的最小值，所以利用第一基線漂移判斷指標(biāo)可以 檢出基線漂移寬度大于200ms 400ms的基線波動(dòng)，只要是大于此寬度范圍的基線漂移均可被檢出。延時(shí)400ms，基本與QRS檢出時(shí)間同步。因?yàn)V波數(shù)據(jù) 中的最大最小值之差對(duì)應(yīng)的就是不規(guī)則千擾的強(qiáng)度，所以第一基線漂移判 斷指標(biāo)還可以用于判斷不規(guī)則干擾強(qiáng)度。該判斷指標(biāo)根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的 不同，用于報(bào)警或信號(hào)質(zhì)量判斷。
步驟9、査找最近2s內(nèi)的最小窗高值；
高頻噪聲的幅度要小于QRS波的幅度，所以最近2s的最小窗高值能夠反 映出高頻噪聲情況。首先將每秒的最小窗高值，那么最近2s內(nèi)有兩個(gè)最小 窗高值，但是在多導(dǎo)分析中存在有多個(gè)數(shù)據(jù)通道，故將其存入一個(gè)二維數(shù) 組sOrgAmpMinOffsetLast []，查找最近2s內(nèi)窗高的最小值org—min—off set ，
并將該最小值作為高頻噪聲判斷指標(biāo)； 步驟IO、高頻噪聲判斷；
將步驟9中得到的高頻噪聲判斷指標(biāo)用于判定高頻千擾強(qiáng)度。該值可與 本發(fā)明中的其他指標(biāo)聯(lián)合判斷信號(hào)質(zhì)量，用于報(bào)警或信號(hào)優(yōu)選。高頻噪聲 的幅度要小于QRS波的幅度，所以最近2s的最小窗高值能夠反映出高頻噪聲 的強(qiáng)度情況；在存在有兩道信號(hào)的情況下，這個(gè)值可以作為判斷兩道信號(hào) 質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo)進(jìn)行比較。
步驟ll、査找最近2s的最大窗高值；
與步驟9的原理相類似，最近2s的最大窗高值能夠反映出QRS幅度大小 情況；將每秒的最大窗高值存于數(shù)組sOrgAmpMaxOffsetLast[],查找最近2s 內(nèi)的最大窗高值org—max—offset,該值可以反映出QRS的幅度水平，所以將 最近2s內(nèi)的最大窗高值作為QRS幅度判斷指標(biāo)。
步驟12、 QRS幅度判斷；
步驟11中得到的QRS幅度判斷指標(biāo)正?？煞从砆RS幅度高度，可用于多 通道信號(hào)分析中的導(dǎo)聯(lián)優(yōu)選，因QRS幅度判斷指標(biāo)表明了不同通道QRS波幅 度大小，在多導(dǎo)優(yōu)選中，盡量選擇QRS幅度較大，且接近處于正常生理范圍 的導(dǎo)聯(lián)。實(shí)際上該指標(biāo)可能受到階梯樣干擾影響，因而可與第一基線漂移 識(shí)別指標(biāo)聯(lián)合判斷，作為信號(hào)有效幅度判斷依據(jù)，即當(dāng)基線漂移識(shí)別指標(biāo)2 與QRS幅度判斷指標(biāo)接近，表明QRS幅度判斷指標(biāo)可能由基線漂移指標(biāo)導(dǎo)致， 在優(yōu)選中應(yīng)盡量排除此類導(dǎo)聯(lián)。因此依據(jù)應(yīng)用環(huán)境不同，QRS幅度判斷指標(biāo) 可用于報(bào)警或?qū)?lián)優(yōu)選。
步驟13、濾波；本步驟對(duì)原始心電信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。濾波方法可以采用簡(jiǎn)單整系數(shù) 帶通濾波方法或其它為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的方法，初步抑制高頻與低 頻噪聲干擾。
步驟14、分組統(tǒng)計(jì)最大最小值；
以200ms時(shí)間窗對(duì)步驟13濾波后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分割，統(tǒng)計(jì)出每組中的最大
最小值。
原始的心電信號(hào)經(jīng)過(guò)帶通濾波以后，再以200ms窗進(jìn)行分割，并統(tǒng)計(jì)各 窗內(nèi)最大與最小值，計(jì)算各個(gè)窗高值，將每秒窗高最大值存于數(shù)組 sAmpMaxOffsetLast[]。
步驟15、査找最近指定時(shí)間內(nèi)最大值；
查找最近指定時(shí)間(例如規(guī)定的停搏檢測(cè)時(shí)間，這個(gè)時(shí)間是可以由用 戶來(lái)設(shè)置)內(nèi)的最大窗高值，并將該最大窗高值作為信號(hào)幅度過(guò)小判斷指標(biāo)。
步驟16、信號(hào)過(guò)小判斷；
該判斷指標(biāo)用于信號(hào)是否過(guò)小的判斷，判斷方法為若在規(guī)定的停搏 檢測(cè)時(shí)間內(nèi)濾波后信號(hào)幅度變化小于指定的閾值，則認(rèn)為信號(hào)丟失，不能 夠用于后續(xù)分析。信號(hào)幅度過(guò)小判斷指標(biāo)用于判定當(dāng)前信號(hào)是否能進(jìn)行有 效分析，由于該信號(hào)剔出了信號(hào)噪聲，該值反映更真實(shí)的QRS幅度情況，作 為后續(xù)判斷優(yōu)選的依據(jù)。
該步驟與步驟12不同，用于判斷較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)的信號(hào)幅度，以便穩(wěn)定 判斷通道是否有效。
當(dāng)心電信號(hào)有多個(gè)導(dǎo)聯(lián)時(shí)，通過(guò)以上環(huán)節(jié)對(duì)各導(dǎo)聯(lián)信號(hào)分別進(jìn)行分 析，得出五個(gè)信號(hào)質(zhì)量判斷指標(biāo)，對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行比較，當(dāng)某導(dǎo)聯(lián)基線漂 移、高頻噪聲指標(biāo)較小，信號(hào)幅度較大時(shí)，則將此導(dǎo)聯(lián)作為優(yōu)選導(dǎo)聯(lián)，進(jìn)
行心率計(jì)算、ARR分析等信號(hào)處理。當(dāng)無(wú)最優(yōu)導(dǎo)聯(lián)，則可根據(jù)QRS幅度與 高頻噪聲的比例、與基線漂移的比例進(jìn)行優(yōu)選，從而得到較優(yōu)導(dǎo)聯(lián)用于分 析。
步驟5、 14中的分隔時(shí)間窗還可以替換為滑動(dòng)窗，在心電信號(hào)數(shù)據(jù)序 列上以一定間隔滑動(dòng)，以將心電信號(hào)數(shù)據(jù)序列劃分出若干組，并通過(guò)后續(xù) 步驟查找出各組的最大最小值。
本發(fā)明的各項(xiàng)判斷指標(biāo)在處理中結(jié)合心電信號(hào)特點(diǎn)，排除了單個(gè)的寬度200ms以內(nèi)的突變波形，能夠有效識(shí)別低頻干擾、臨床常見不規(guī)則干擾、 高頻干擾等信號(hào)，同時(shí)給出各通道QRS幅度參考信息，通過(guò)以上指標(biāo)的聯(lián) 合判斷，作為多導(dǎo)聯(lián)優(yōu)選分析的依據(jù)。
本發(fā)明只由加法、減法和比較運(yùn)算構(gòu)成，其運(yùn)算相對(duì)簡(jiǎn)單，所需系統(tǒng) 資源少，很適合于在基于嵌入式微處理器的心電圖機(jī)等儀器中的應(yīng)用。
圖3與圖4分別反映出在實(shí)際測(cè)得的兩通道心電信號(hào)中存在有高頻噪聲 與基線漂移時(shí)的指標(biāo)分析結(jié)果。兩圖中Base—Qrs對(duì)應(yīng)的是基于QRS起點(diǎn)電位 變化水平的第二基線漂移判斷指標(biāo);Base—M是進(jìn)行連續(xù)3點(diǎn)的最大值濾波處 理后的最近2s窗內(nèi)最大值，作為第一基線漂移判斷指標(biāo)；mnoise一amp反映 的是最近2s窗高的最小值，即高頻噪聲判斷指標(biāo)；而mqrs—amp對(duì)應(yīng)的是最 近2S內(nèi)窗高的最大值，可以作為QRS幅度判斷指標(biāo)。
從圖3中的mnoise—amp指標(biāo)我們可以看出通道1的各指標(biāo)要明顯 高于通道0，在這種情況下，我們就可以判斷出通道1中存在有高頻噪聲。 圖4的通道1中存在有低頻干擾以及不規(guī)則的干擾信號(hào)，從Base—Qrs和 Base—M指標(biāo)中我們也可以發(fā)現(xiàn)通道1的各指標(biāo)均要明顯地高于通道0， 在這種情況下，我們可以明確的判斷出通道l中存在有基線漂移。在得出 以上分析指標(biāo)結(jié)果后，程序可以根據(jù)需要給出相關(guān)的提示信息，或者進(jìn)行 多路信號(hào)的優(yōu)選，提高分析結(jié)果的可靠性。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō) 明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若 干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用于心電干擾信號(hào)識(shí)別的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于包括以下步驟A1、采集心電信號(hào)，得到原始心電信號(hào)數(shù)據(jù)序列；B1、對(duì)一定時(shí)間段內(nèi)的所述數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，統(tǒng)計(jì)每組的最小值；D1、在查找出的由每組的最小值組成的最小值集合中查找出其中的最小值和最大值；E1、將步驟D1中找出的最大值和最小值的差作為第一基線漂移判斷指標(biāo)，用于識(shí)別低頻干擾和不規(guī)則干擾。
2. 如權(quán)利要求1所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于所述步 驟D1之前還包括以下步驟Cl、對(duì)查找出的由每組的最小值組成的最小值集合進(jìn)行濾波。
3. 如權(quán)利要求1所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于步驟 Bl中所述的分組通過(guò)以下方式中任一種實(shí)現(xiàn)Bll、采用時(shí)間窗對(duì)數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分割以形成分組； B12、采用滑動(dòng)時(shí)窗在數(shù)據(jù)序列上滑動(dòng)以形成分組。
4. 如權(quán)利要求1所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于所述一 定時(shí)間段為最近2秒時(shí)間。
5. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征 在于在步驟Bl中還統(tǒng)計(jì)每組的最大值和窗高，所述每組的窗高為該組 的最大值減去最小值。
6. 如權(quán)利要求5所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于在步驟Bl之后還包括以下步驟査找一定時(shí)間段內(nèi)的最小窗高值，并將所述最小窗高值作為高頻噪聲判斷指標(biāo)，用于識(shí)別高頻噪聲。
7. 如權(quán)利要求6所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于在步驟 Bl之后還包括以下步驟查找一定時(shí)間段內(nèi)的每組窗高的最大變化值，并將所述窗高的最大變化值作為QRS幅度判斷指標(biāo)，用于識(shí)別QRS幅度的高度。
8. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于在步驟A1之后還包括以下步驟A2、根據(jù)原始心電信號(hào)的數(shù)據(jù)檢測(cè)QRS波；B2、查找每個(gè)QRS波的起點(diǎn)；C2、檢測(cè)最近若干QRS波起點(diǎn)的波動(dòng)值，所述波動(dòng)值為若干QRS波起 點(diǎn)中的最大值減去最小值，并將所述波動(dòng)值作為第二基線漂移判斷指標(biāo)， 用于識(shí)別低頻干擾。
9. 如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于在步驟A1之后還包括以下步驟A3、對(duì)原始心電信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波；B3、對(duì)濾波后一定時(shí)間段內(nèi)的所述數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，統(tǒng)計(jì)每組的最 大值、最小值和窗高，所述每組的窗高為該組的最大值減去最小值；C3、査找最近指定時(shí)間內(nèi)的最大窗高值，并將所述最大窗高值作為信 號(hào)過(guò)小判斷指標(biāo)，用于判斷信號(hào)是否過(guò)小。
10. —種用于心電干擾信號(hào)識(shí)別的判斷指標(biāo)的生成裝置，其特征在于 包括采樣單元，用于采集心電信號(hào)，得到原始心電信號(hào)數(shù)據(jù)序列； 第一分組統(tǒng)計(jì)單元，用于對(duì)一定時(shí)間段內(nèi)的所述數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，統(tǒng)計(jì)每組的最小值；第一基線漂移判斷指標(biāo)生成單元，用于在査找出的由每組的最小值組成的最小值集合中查找出其中的最小值和最大值，并將找出的最大值和最小值的差作為第一基線漂移判斷指標(biāo)，以用于識(shí)別低頻干擾和不規(guī)則干擾。
11. 如權(quán)利要求10所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于還包 括用于對(duì)查找出的由每組的最小值組成的最小值集合進(jìn)行濾波的第一濾 波單元。
12. 如權(quán)利要求10或11所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于 所述第一分組統(tǒng)計(jì)單元還用于統(tǒng)計(jì)每組的最大值和窗高，所述每組的窗高 為該組的最大值減去最小值。
13. 如權(quán)利要求12所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于還包括高頻噪聲判斷指標(biāo)生成單元，其用于查找一定時(shí)間段內(nèi)的最小窗高值， 并將所述最小窗高值作為高頻噪聲判斷指標(biāo)，以用于識(shí)別高頻噪聲。
14. 如權(quán)利要求13所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于還包括QRS幅度判斷指標(biāo)生成單元，其用于查找一定時(shí)間段內(nèi)的每組窗高的最 大變化值，并將所述窗高的最大變化值作為QRS幅度判斷指標(biāo)，以用于識(shí) 別QRS幅度的高度。
15. 如權(quán)利要求10所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于還包括QRS波檢測(cè)單元，用于根據(jù)原始心電信號(hào)的數(shù)據(jù)檢測(cè)QRS波；起點(diǎn)査找單元，用于査找每個(gè)QRS波的起點(diǎn)；第二基線漂移判斷指標(biāo)生成單元，用于檢測(cè)最近若干QRS波起點(diǎn)的波動(dòng)值，并將所述波動(dòng)值作為第二基線漂移判斷指標(biāo)，用于識(shí)別低頻干擾，所述波動(dòng)值為若干QRS波起點(diǎn)中的最大值減去最小值。
16. 如權(quán)利要求10所述的判斷指標(biāo)的生成方法，其特征在于還包括第二濾波單元，用于對(duì)原始心電信號(hào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波；第二分組統(tǒng)計(jì)單元，用于對(duì)濾波后一定時(shí)間段內(nèi)的所述數(shù)據(jù)序列進(jìn)行 分組，統(tǒng)計(jì)每組的最大值、最小值和窗高，所述每組的窗高為該組的最大值減去最小值；信號(hào)過(guò)小判斷指標(biāo)生成單元，用于查找最近指定時(shí)間內(nèi)的最大窗高 值，并將所述最大窗高值作為信號(hào)過(guò)小判斷指標(biāo)，用于判斷信號(hào)是否過(guò)小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于心電干擾信號(hào)識(shí)別的判斷指標(biāo)的生成方法，包括以下步驟A1.采集心電信號(hào)，得到原始心電信號(hào)數(shù)據(jù)序列；B1.對(duì)一定時(shí)間段內(nèi)的所述數(shù)據(jù)序列進(jìn)行分組，統(tǒng)計(jì)每組的最小值；D1.在查找出的由每組的最小值組成的最小值集合中查找出其中的最小值和最大值；E1.將步驟D1中找出的最大值和最小值的差作為第一基線漂移判斷指標(biāo)，用于識(shí)別低頻干擾和不規(guī)則干擾。本發(fā)明立足客觀檢測(cè)存在的噪聲，并據(jù)此生成合理的判斷指標(biāo)，以便對(duì)干擾進(jìn)行有效識(shí)別，從而可以提高心電信號(hào)分析結(jié)果的可靠性。
文檔編號(hào)A61B5/0452GK101449973SQ20071007757
公開日2009年6月10日 申請(qǐng)日期2007年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月4日
發(fā)明者葉文宇, 孫澤輝, 宇 岳, 張光磊, 洪俊標(biāo), 鄒人強(qiáng) 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司