專利名稱：一種生物電信號處理的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物電信號檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種生物電信號處理的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
生物電檢測是以人體或者其他生物體為對象實(shí)現(xiàn)生物電信號提取的一種宏觀技術(shù)統(tǒng)稱，當(dāng)機(jī)體有生理反應(yīng)時(shí)最先發(fā)生的是生物電反應(yīng)，所以人體不同部位的生物電檢測能記錄反應(yīng)相應(yīng)部位的興奮變化，也是臨床診斷的重要依據(jù)。生物電信號很微弱幾乎都主要集中在UV mV級，并且不同信號在強(qiáng)弱上并不相等。生物電信號檢測過程中存在很多干擾，例如工頻干擾、極化電壓干擾等。目前，大多數(shù)生物電檢測或者測量儀器都具有一定濾波功能。但是該濾波功能對于極化電壓干擾的濾除效果十分不理想。以心電圖機(jī)為例，圖I是采集的生物電采樣信號的波形圖。圖I中最左邊的振幅很大(260mv左右)的信號為極化電壓信號，后面振幅較小(-0. 6mv-0. 5mv左右)的波動(dòng)信號為心電信號。圖2是經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)濾波處理后心電圖機(jī)得到的心電信號波形圖。圖2中，該心電信號出現(xiàn)了往上漂移的現(xiàn)象(圖形上直觀表現(xiàn))，出現(xiàn)了基線漂移，往往會壓縮心電信號使其顯示不清楚(圖2中，每格代表2mv,而圖I中，每格代表O. 5mv),并且,該心電信號過了較長一段時(shí)間(IOs左右)才穩(wěn)定下來。為了解決此問題，現(xiàn)有技術(shù)中往往通過增加復(fù)位鍵，通過使用者手動(dòng)釋放電極上的極化電壓，快速減少極化電壓，使心電信號波形盡快穩(wěn)定。此種方法雖然可以解決問題，但是需要人工干預(yù)，增加了醫(yī)生或護(hù)士的工作量。同時(shí)存在一定隱患，萬一醫(yī)生或護(hù)士沒有進(jìn)行手動(dòng)釋放，那么得出的心電圖會不清晰，可能導(dǎo)致醫(yī)生的誤判。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的缺乏自動(dòng)處理極化電壓的技術(shù)問題，提供一種生物電信號處理方法和設(shè)備，具體方案如下一種生物電信號處理方法，包括如下步驟A、接收生物電采樣信號；B、檢測當(dāng)前采樣點(diǎn)是否存在極化電壓；若否，執(zhí)行步驟C ;若是，執(zhí)行步驟D ；C、對當(dāng)前采樣點(diǎn)信號采用截止頻率為PHz第三高通濾波器進(jìn)行濾波處理，得到所述采樣點(diǎn)的生物電信號并輸出，然后對下個(gè)采樣點(diǎn)執(zhí)行步驟B ；D、當(dāng)前采樣點(diǎn)為起點(diǎn)往后Tl時(shí)間內(nèi)，處理所有采樣點(diǎn)的生物電信號都為“O”并輸出；以及對所述Tl時(shí)間后的第一個(gè)采樣點(diǎn)執(zhí)行步驟B。本發(fā)明提供的生物電信號處理設(shè)備，包括接收模塊，用于接收生物電采樣信號；與接收模塊連接的極化電壓檢測模塊，用于檢測生物電采樣信號中是否存在極化電壓；與接收模塊和極化電壓檢測模塊連接的截止頻率為PHz的第三高通濾波器，用于當(dāng)檢測生物電采樣信號中不存在極化電壓時(shí)，對所述檢測的生物電采樣信號進(jìn)行濾波處理，得到生物電信號并輸出；以及與接收模塊和極化電壓檢測模塊連接的極化處理模塊，用于當(dāng)檢測生物電采樣信號中存在極化電壓時(shí)，存在極化電壓的采樣點(diǎn)為起點(diǎn)往后Tl時(shí)間內(nèi)，處理所有采樣點(diǎn)的生物電信號都處理為“O”并輸出。有益效果 本發(fā)明的生物電信號處理方法和設(shè)備，通過自動(dòng)檢測并處理極化電壓，使輸出生物電信號顯示清晰且快速穩(wěn)定，解決了現(xiàn)有技術(shù)問題。


圖I是采集的生物電采樣信號的波形圖；圖2是經(jīng)過現(xiàn)有技術(shù)濾波處理后得到的生物電信號波形圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的生物電信號處理方法流程圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例的極化電壓檢測方法流程圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例的生物電信號處理設(shè)備結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例的極化電壓檢測模塊的結(jié)構(gòu)圖；圖7是經(jīng)過本發(fā)明實(shí)施例生物電信號處理方法處理后的生物電信號波形圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例所述及的生物電是由生物細(xì)胞電活動(dòng)產(chǎn)生的，包括心電、腦電、肌電、神經(jīng)電、胃電和眼電等等。本發(fā)明實(shí)施例中生物電采樣信號一般是指通過電極或者傳感器采集，然后經(jīng)過模擬放大、模擬濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字信號。下文描述中，該生物電采樣信號為原始信號，生物電信號為經(jīng)過處理的信號。圖3是本發(fā)明實(shí)施例的生物電信號處理方法流程圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例的極化電壓檢測方法流程圖。參照圖3和圖4，本發(fā)明實(shí)施例的生物電信號處理方法包括如下步驟SOO、初始化。本實(shí)施例優(yōu)選采用本步驟。在某些實(shí)施例中，可以調(diào)用其他參數(shù)，可以省略本步驟。本實(shí)施例中使用的所有高通濾波器均為數(shù)字濾波器，因此，可以方便根據(jù)不同生物電信號進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，并且可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化處理，減小儀器體積。本實(shí)施例優(yōu)選該所有數(shù)字濾波器的公式為Y(N)=c2*Y(N-l)+cl*(X(N)-X(N-l))，cl、c2為參數(shù)，cl、c2的取值范圍均為大于O小于I。不同的濾波器差別在于Cl和c2的不同。Y(N)是第N點(diǎn)濾波器處理結(jié)果值，Y(N-I)是第N-I點(diǎn)濾波器處理結(jié)果值，X(N)是第N點(diǎn)濾波器輸入值，X(N-I)是第N-I點(diǎn)濾波器輸入值，以達(dá)到運(yùn)算量少、效率高的目的。
對于第三高通濾波器而言，第N點(diǎn)濾波器處理結(jié)果值即為第N點(diǎn)的生物電信號，第N點(diǎn)濾波器輸入值即為第N點(diǎn)的生物電采樣信號。第一高通濾波器和第二高通濾波器的處理值并不直接用于輸出，而是用于傳遞參數(shù)，這也是本發(fā)明的亮點(diǎn)之一。本實(shí)施例優(yōu)選第一高通濾波器、第二高通濾波器和第三高通濾波器一起使用，具體使用過程詳細(xì)見下面描述，以使處理后得到的生物電信號顯示更加清晰及以更快穩(wěn)定，同時(shí)減少錯(cuò)誤顯示，減少誤判概率。在某些實(shí)施例中，可以不需要第一高通濾波器和第二高通濾波器，這樣效果會稍差些，此時(shí)，X(N-I)、Y (N-I)是與當(dāng)前處理點(diǎn)該第三高通濾波器最近一次的輸入和輸出。本步驟中主要初始化第一高通濾波器、第二高通濾波器和第三高通濾波器的Cl、c2。本實(shí)施例以處理心電信號為例初始化如下參數(shù)所述第一高通濾波器的Cl為O. 8878、c2為O. 7757，所述第二高通濾波器的Cl為O. 9408、c2為O. 8816，所述第三高通濾波器的Cl為O. 9998、c2為O. 9997，可以更加到位地去除極化電壓，更加真實(shí)地反映所需數(shù)據(jù)。本步驟中，也初始化檢測是否存在極化電壓的端點(diǎn)值，為了使檢測更加準(zhǔn)確。本步驟中，也使其他參數(shù)恢復(fù)到初始值，例如，第三高通濾波器或第一高通濾波器初始的Y(O)、X(O)，一般該Y(O)、X(O)為零，當(dāng)然也可以根據(jù)需要改成別的數(shù)值，以方便開始本次處理。S10、接收生物電采樣信號。接收生物電采樣信號(原始信號)，一般有一個(gè)緩沖器進(jìn)行保存，以便后續(xù)使用。為了方便數(shù)字化處理，該生物電采樣信號一般為數(shù)字信號。S20、檢測當(dāng)前采樣點(diǎn)是否存在極化電壓。若否，執(zhí)行步驟S30 ;若是，執(zhí)行步驟S40 ；請參閱圖4，該檢測當(dāng)前采樣點(diǎn)是否存在極化電壓的方法如下S21、判斷在生物電采樣信號中以當(dāng)前采樣點(diǎn)為起點(diǎn)往回追述T時(shí)間內(nèi)斜率大于第一閾值的采樣點(diǎn)的第一數(shù)量是否大于M ;若否，執(zhí)行步驟S24 ;若是，執(zhí)行步驟S22 ；本步驟首先計(jì)算該T時(shí)間內(nèi)采樣點(diǎn)的斜率，然后統(tǒng)計(jì)斜率大于第一閾值的采樣點(diǎn)的數(shù)量即第一數(shù)量，再后判斷該第一數(shù)量是否大于M，最后，根據(jù)該判斷結(jié)果，選擇下步處理步驟。該當(dāng)前采樣點(diǎn)的斜率計(jì)算公式為|d[i]-d[i_l] |，d[i]是當(dāng)前采樣點(diǎn)的采樣值，d[i-l]是當(dāng)前采樣點(diǎn)之前一采樣點(diǎn)的采樣值；因此，對于第一個(gè)采樣點(diǎn)來說，計(jì)算斜率時(shí)，就需要初始化d
的值，一般該d
的值為0，當(dāng)然，也可以根據(jù)需要改成別的值，不然就會出現(xiàn)錯(cuò)誤信息。T的取值范圍為5ms到21ms，M的取值為4或者3或者2，所述第一閾值的取值范圍是60到168。本實(shí)施例中優(yōu)選該第一閾值為166. 7，該T為10ms，該M值為2，可以減少運(yùn)算量，節(jié)約時(shí)間。若當(dāng)前采樣點(diǎn)與采樣信號起始點(diǎn)之間的時(shí)間長度小于IOms時(shí)，以當(dāng)前采樣點(diǎn)與起始點(diǎn)之間的采樣點(diǎn)作為對象進(jìn)行處理。 S22、判斷該T時(shí)間內(nèi)采樣值大于第二閾值的第二數(shù)量是否大于N;若否，執(zhí)行步驟S24 ;若是，執(zhí)行步驟S23 ；本步驟首先統(tǒng)計(jì)采樣值斜率大于第二閾值的采樣點(diǎn)的數(shù)量即第二數(shù)量，然后判斷該第二數(shù)量是否大于N，最后根據(jù)該判斷結(jié)果，選擇下步處理步驟。該第二閾值為第一閾值的一半，該N的取值為4或者3或者2。本實(shí)施例優(yōu)選，該第二閾值為83. 35，該N值與M值一樣為2。S23、給出當(dāng)前采樣點(diǎn)存在極化電壓的信息；S24、給出當(dāng)前采樣點(diǎn)不存在極化電壓的信息。
通過步驟S23、S24將是否存在極化電壓的信息輸出。S30、當(dāng)接收到當(dāng)前采樣點(diǎn)不存在極化電壓的信息時(shí)，對當(dāng)前采樣點(diǎn)的生物電采樣信號采用截止頻率為PHz的第三高通濾波器進(jìn)行濾波處理，得到該當(dāng)前采樣點(diǎn)的生物電信號并輸出，然后對下個(gè)采樣點(diǎn)執(zhí)行步驟S20。該第三高通濾波器是用于濾除其他干擾，優(yōu)選該第三高通濾波器的截止頻率PHz的取值范圍O. 04Hz到O. 06Hz。該第三高通濾波器的公式為Y (N) = O. 9998*Y (N-I)+0. 9997* (X(N)-X (N-I))，此時(shí)該截止頻率PHz為O. 05Hz，效果尤佳。S40、當(dāng)前采樣點(diǎn)為起點(diǎn)往后Tl時(shí)間內(nèi)，所有采樣點(diǎn)的生物電信號都處理為“O”并輸出。若當(dāng)前采樣點(diǎn)存在極化電壓時(shí)，一般會認(rèn)為從當(dāng)前采樣點(diǎn)的時(shí)刻起往后面Tl時(shí)間內(nèi)接收到的生物電采樣信號都存在極化電壓信號，因此，對這些采樣點(diǎn)進(jìn)行賦“O”值處理并將該“O”值輸出成為這些采樣點(diǎn)生物電信號，消除極化電壓并且消除了極化電壓對后續(xù)心電信號的干擾。該Tl時(shí)間的范圍為160ms到240ms，本實(shí)施例優(yōu)選200ms，達(dá)到輸出生物電信號快速穩(wěn)定和顯示波形清晰的效果。本實(shí)施例的生物電信號處理方法，從檢測到處理都需要一定時(shí)間，因此對于極化電壓存在開始時(shí)會有處理不及時(shí)的現(xiàn)象，例如圖7里面開始時(shí)的振幅很高的黑色區(qū)域，這是允許的。圖7是經(jīng)過本發(fā)明實(shí)施例生物電信號處理方法處理后的生物電信號波形圖。S50、對所述Tl時(shí)間的前T2時(shí)間內(nèi)采樣點(diǎn)依次采用截止頻率為RHz的第一高通濾波器濾波處理，并將最后一個(gè)處理值傳送給第二高通濾波器，用于配置第二高通濾波器；然后對所述Tl時(shí)間剩余時(shí)間內(nèi)采樣點(diǎn)依次采用截止頻率為SHz的第二高通濾波器濾波處理，并將最后一個(gè)處理值傳送給所述第三高通濾波器，用于配置第三高通濾波器。本步驟是本實(shí)施例優(yōu)選采用的步驟，在某些實(shí)施例中可以沒有。采用本步驟的優(yōu)點(diǎn)在于，若該Tl時(shí)間后的第一采樣點(diǎn)不存在極化電壓時(shí)，根據(jù)上面數(shù)字濾波器的公式可以知道，對該第一采樣點(diǎn)的進(jìn)行處理第三高通濾波器的Y(N-I)和X(N-I)值就可以通過第一高通濾波器和第二高通濾波器傳遞得到，保證了波形的延續(xù)性和信號前后的關(guān)聯(lián)性，提高處理精度。本實(shí)施例中T2的取值大小對處理結(jié)果也是很明顯的，T2的取值范圍78ms到129ms，優(yōu)選T2為100ms。一般該R的取值范圍為36到46、S的取值范圍為16到26，已達(dá)到較好傳遞參數(shù)效果。優(yōu)選第一高通濾波器的公式為Y(N) = O. 8878*Y(N-I)+0.7757*(X(N)-X(N-I))，此時(shí)該截止頻率RHz為40Hz。優(yōu)選第二高通濾波器的公式為Y(N) = O. 9408*Y(N-I)+0.8816*(X(N)-X(N-I))，此時(shí)該截止頻率SHz為20Hz。該第一高通濾波器和第二高通濾波器的選取是為了取得較好的處理效果。
S60、對所述Tl時(shí)間后的第一個(gè)采樣點(diǎn)執(zhí)行步驟S20。這樣保證了處理的延續(xù)性，不會出現(xiàn)間斷。圖5是本發(fā)明實(shí)施例的生物電信號處理設(shè)備結(jié)構(gòu)圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例的極化電壓檢測模塊的結(jié)構(gòu)圖。參照圖5、圖6，提出本發(fā)明實(shí)施例一種生物電信號處理設(shè)備。該設(shè)備包括接收模塊 100、極化電壓檢測模塊200、第三高通濾波器300、極化處理模塊400、第一高通濾波器500和第二高通濾波器600。該接收模塊100，用于接收生物電采樣信號；接收的生物電采樣信號(原始信號)，一般有一個(gè)緩沖器進(jìn)行保存，以便后續(xù)使用。為了方便數(shù)字化處理，該生物電采樣信號一般為數(shù)字信號。該極化電壓檢測模塊200，與接收模塊100連接，用于檢測生物電采樣信號中是否存在極化電壓；本實(shí)施例的所述極化電壓檢測模塊200包括計(jì)算單元210、第一判斷單元220、第二判斷單元230、第一輸出單元240和第二輸出單元250。該計(jì)算單元210，與接收模塊100連接，用于計(jì)算生物電采樣信號的斜率。該計(jì)算單元210的計(jì)算斜率的公式為|d[i]-d[i_l] |，d[i]是當(dāng)前采樣點(diǎn)的采樣值，d[i-i]是當(dāng)前采樣點(diǎn)之前一采樣點(diǎn)的采樣值；對于第一個(gè)采樣點(diǎn)來說，計(jì)算斜率時(shí)，就需要初始化d
的值，一般該d
的值為0，當(dāng)然，也可以根據(jù)需要改成別的值，不然就會出現(xiàn)錯(cuò)誤信息，因此，本實(shí)施例的生物電信號處理設(shè)備在開始使用時(shí)需要進(jìn)行初始化。由于本發(fā)明實(shí)施例的高通濾波器均為數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器的公式為Y(N)=c2*Y (N-I) +cl* (X (N) -X (N-I)), Y (N)是第N點(diǎn)濾波器處理結(jié)果值，Y (N-I)是第N-1點(diǎn)濾波器處理結(jié)果值，X(N)是第N點(diǎn)濾波器輸入值，X(N-I)是第N-I點(diǎn)濾波器輸入值，cl、c2為參數(shù)，cl、c2的取值范圍均為大于O小于1，所以在初始化時(shí)，需要對各高通濾波器的cl、c2等參數(shù)進(jìn)行初始化。該第一判斷單元220，與計(jì)算單元210連接，用于判斷連續(xù)T時(shí)間內(nèi)斜率大于第一閾值的采樣點(diǎn)的第一數(shù)量是否大于M。該連續(xù)的T時(shí)間本實(shí)施例是指以當(dāng)前采樣點(diǎn)為起點(diǎn)往回追述的T時(shí)間。該第一判斷單元220需要先統(tǒng)計(jì)斜率大于第一閾值的采樣點(diǎn)的數(shù)量即第一數(shù)量，再后判斷該第一數(shù)量是否大于M。T的取值范圍為5ms到21ms，M的取值為4或者3或者2，所述第一閾值的取值范圍是60到168。本實(shí)施例中優(yōu)選該第一閾值為166. 7，該T為10ms，該M值為2，可以減少運(yùn)算量，節(jié)約時(shí)間。若當(dāng)前采樣點(diǎn)與采樣信號起始點(diǎn)之間的時(shí)間長度小于IOms時(shí)，計(jì)算單元210和第一判斷單元220以當(dāng)前采樣點(diǎn)與起始點(diǎn)之間的采樣點(diǎn)作為對象進(jìn)行處理。該第二判斷單元230，與第一判斷單元220連接，用于當(dāng)?shù)谝慌袛鄦卧?20輸出“是”時(shí)，判斷所述T時(shí)間內(nèi)采樣值大于第二閾值的采樣點(diǎn)的第二數(shù)量是否大于N ；該第二判斷單元230需要首先統(tǒng)計(jì)采樣值斜率大于第二閾值的采樣點(diǎn)的數(shù)量即第二數(shù)量，然后判斷該第二數(shù)量是否大于N。該第二閾值為第一閾值的一半，該N的取值為4或者3或者2。本實(shí)施例優(yōu)選，該第二閾值為83. 35，該N值與M值一樣為2。該第一輸出單元240，與第一判斷單元220和第二判斷單元230連接，用于當(dāng)?shù)谝慌袛鄦卧?20或者第二判斷單元230輸出“否”時(shí)，給出當(dāng)前采樣點(diǎn)不存在極化電壓的信息；第二輸出單元250，與第二判斷單元230連接，用于當(dāng)?shù)诙袛鄦卧?30輸出“是”時(shí)，給出生物電采樣信號存在極化電壓的信息。該極化電壓檢測模塊200通過第一輸出單元240、第二輸出單元250將檢測結(jié)果輸出。該第三高通濾波器300，截止頻率為PHz，與接收模塊100和極化電壓檢測模塊200連接，用于當(dāng)檢測生物電采樣信號中不存在極化電壓時(shí)，對所述檢測的生物電采樣信號進(jìn)行濾波處理，并輸出該采樣點(diǎn)處理后的生物電信號；該第三高通濾波器300是用于濾除其他干擾，優(yōu)選該第三高通濾波器300的截止頻率PHz的取值范圍O. 04Hz到O. 06Hz。該第三高通濾波器300的公式為Y(N) = O. 9998*Y (N-I)+0. 9997* (X(N)-X (N-I))，此時(shí)該截止頻率 PHz 為 O. 05Hz，效果尤佳。該極化處理模塊400，與接收模塊100和極化電壓檢測模塊200連接，用于當(dāng)檢測生物電采樣信號中存在極化電壓時(shí)，以存在極化電壓采樣點(diǎn)為起點(diǎn)往后Tl時(shí)間內(nèi)，所有采樣點(diǎn)的生物電信號都處理為“O”并輸出；若當(dāng)前采樣點(diǎn)存在極化電壓時(shí)，一般會認(rèn)為從當(dāng)前采樣點(diǎn)的時(shí)刻起往后面Tl時(shí)間內(nèi)接收到的生物電采樣信號都存在極化電壓信號，因此，對這些采樣點(diǎn)進(jìn)行賦“O”值處理并將該“O”值輸出成為這些采樣點(diǎn)生物電信號，消除極化電壓并且消除了極化電壓對后續(xù)心電信號的干擾。該Tl時(shí)間的范圍為160ms到240ms，本實(shí)施例優(yōu)選200ms，達(dá)到輸出生物電信號快速穩(wěn)定和顯示波形清晰的效果。該第一高通濾波器500，截止頻率為RHz，與極化處理模塊200和第二高通濾波器600連接，用于對所述Tl時(shí)間的前T2時(shí)間內(nèi)采樣點(diǎn)依次進(jìn)行濾波處理，并將最后一個(gè)處理值傳送給第二高通濾波器，用于配置第二高通濾波器；該第二高通濾波器600，截止頻率為SHz，與第一高通濾波器500和第三高通濾波器300連接，用于對所述Tl時(shí)間剩余時(shí)間內(nèi)采樣點(diǎn)依次進(jìn)行濾波處理，并將所述第二高通濾波器最后一個(gè)處理值傳送給所述第三高通濾波器300，用于配置第三高通濾波器300。該第一高通濾波器500和第二高通濾波器600是本實(shí)施例優(yōu)選采用的模塊，采用該兩個(gè)高通濾波器的優(yōu)點(diǎn)在于，若該Tl時(shí)間后的第一采樣點(diǎn)不存在極化電壓時(shí)，根據(jù)上面數(shù)字濾波器的公式可以知道，對該第一采樣點(diǎn)的進(jìn)行處理第三高通濾波器的Y(N-I)和X(N-I)值就可以通過第一高通濾波器和第二高通濾波器傳遞得到，保證了波形的延續(xù)性和信號前后的關(guān)聯(lián)性，提高處理精度。在某些實(shí)施例中可以沒有該兩個(gè)高通濾波器，這樣效果會稍差些，此時(shí)，X(N-I)、Y(N-I)是與當(dāng)前處理點(diǎn)該第三高通濾波器最近一次的輸入和輸出。本實(shí)施例中T2的取值大小對處理結(jié)果也是很明顯的，T2的取值范圍78ms到129ms，優(yōu)選T2為100ms。一般該R的取值范圍為36到46、S的取值范圍為16到26，已達(dá)到較好傳遞參數(shù)效果。優(yōu)選第一高通濾波器500 的公式為 Y(N) = O. 8878*Y (N-I)+0. 7757* (X(N) -X (N-1))，此時(shí)該截止頻率RHz為40Hz。優(yōu)選第二高通濾波器600 的公式為 Y(N) = O. 9408*Y (N-I)+0. 8816* (X(N) -X (N-1))，此時(shí)該截止頻率SHz為20Hz。該第一高通濾波器和第二高通濾波器的選取是為了取得較好的處理效果。圖7是本實(shí)施例的生物電信號處理方法和設(shè)備處理后的生物電信號波形圖，該圖可以通過MATLAB模擬得到。從圖7中可以得到，該生物電信號波形在不到2S的時(shí)間就穩(wěn)定了，較現(xiàn)有技術(shù)中IOS縮短了很多。同時(shí)，該生物電信號波形沒有發(fā)生基線漂移并沒有壓縮振幅，能夠清晰反映正常的生物電信號。因此，本發(fā)明通過自動(dòng)檢測并處理極化電壓，使輸出生物電信號顯示清晰且快速穩(wěn)定，解決了現(xiàn)有技術(shù)問題。以上對本發(fā)明提供的生物電信號處理方法和設(shè)備進(jìn) 行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同吋，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。
權(quán)利要求
1.一種生物電信號處理方法，其特征在于，包括如下步驟 A、接收生物電采樣信號； B、檢測當(dāng)前采樣點(diǎn)是否存在極化電壓；若否，執(zhí)行步驟C;若是，執(zhí)行步驟D ; C、對當(dāng)前采樣點(diǎn)信號采用截止頻率為PHz的第三高通濾波器進(jìn)行濾波處理，得到所述采樣點(diǎn)的生物電信號并輸出，然后對下個(gè)采樣點(diǎn)執(zhí)行步驟B ; D、當(dāng)前采樣點(diǎn)為起點(diǎn)往后Tl時(shí)間內(nèi)，處理所有采樣點(diǎn)的生物電信號都為“O”并輸出；以及對所述Tl時(shí)間后的第一個(gè)采樣點(diǎn)執(zhí)行步驟B。
2.如權(quán)利要求I所述的生物電信號處理方法，其特征在于，在對所述Tl時(shí)間后的第一個(gè)采樣點(diǎn)執(zhí)行步驟B之前，步驟D還包括 對所述Tl時(shí)間的前T2時(shí)間內(nèi)采樣點(diǎn)依次采用截止頻率為RHz的第一高通濾波器濾波處理，并將最后一個(gè)處理值傳送給第二高通濾波器，用于配置第二高通濾波器；然后對所述Tl時(shí)間剩余時(shí)間內(nèi)采樣點(diǎn)依次采用截止頻率為SHz的第二高通濾波器濾波處理，并將最后一個(gè)處理值傳送給所述第三高通濾波器，用于配置第三高通濾波器。
3.如權(quán)利要求2所述生物電信號處理方法，其特征在于，P的取值范圍為O.04到O. 06，R的取值范圍為36到46，S的取值范圍為16到26，Tl的取值范圍為160ms到240ms，T2的取值范圍78ms到129ms。
4.如權(quán)利要求2所述生物電信號處理方法，其特征在于，所述高通濾波器均為數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器的公式為Y(N) = c2*Y(N-I)+cI* (X(N)-X(N-I)), Y(N)是第N點(diǎn)濾波器處理結(jié)果值，Y (N-I)是第N-I點(diǎn)濾波器處理結(jié)果值，X (N)是第N點(diǎn)濾波器輸入值，X (N-I)是第N-I點(diǎn)濾波器輸入值，cl、c2為參數(shù)，cl、c2的取值范圍均為大于O小于I。
5.如權(quán)利要求4所述生物電信號處理方法，其特征在于，所述第一高通濾波器的Cl為O.8878、c2為O. 7757，所述第二高通濾波器的cl為O. 9408、c2為O. 8816，所述第三高通濾波器的 Cl 為 O. 9998、c2 為 O. 9997。
6.如權(quán)利要求I所述生物電信號處理方法，其特征在于，檢測當(dāng)前采樣點(diǎn)信號是否存在極化電壓的方法如下 BH、判斷在生物電采樣信號中以當(dāng)前采樣點(diǎn)為起點(diǎn)往回追述T時(shí)間內(nèi)斜率大于第一閾值的采樣點(diǎn)的第一數(shù)量是否大于M ;若否，執(zhí)行步驟B13 ;若是，執(zhí)行步驟B12 ； B12、判斷所述T時(shí)間內(nèi)采樣值大于第二閾值的第二數(shù)量是否大于N ;若否，執(zhí)行步驟B13 ;若是，執(zhí)行步驟B14 ； B13、給出當(dāng)前采樣點(diǎn)不存在極化電壓的信息； B14、給出當(dāng)前采樣點(diǎn)存在極化電壓的信息。
7.如權(quán)利要求6所述生物電信號處理方法，其特征在于，所述斜率計(jì)算公式為d[i]-d[i-i] |，d[i]是當(dāng)前采樣點(diǎn)的采樣值，d[i-i]是當(dāng)前采樣點(diǎn)之前一采樣點(diǎn)的采樣值；τ的取值范圍為5ms到21ms，M的取值為4或者3或者2，N的取值為4或者3或者2，所述第一閾值的取值范圍是60到168，所述第二閾值為第一閾值的一半。
8.—種生物電信號處理設(shè)備,其特征在于,包括 接收模塊，用于接收生物電采樣信號； 與接收模塊連接的極化電壓檢測模塊，用于檢測生物電采樣信號中是否存在極化電壓；與接收模塊和極化電壓檢測模塊連接的截止頻率為PHz的第三高通濾波器，用于當(dāng)檢測生物電采樣信號中不存在極化電壓時(shí)，對所述檢測的生物電采樣信號進(jìn)行濾波處理，得到生物電信號并輸出；以及 與接收模塊和極化電壓檢測模塊連接的極化處理模塊，用于當(dāng)檢測生物電采樣信號中存在極化電壓時(shí)，存在極化電壓的采樣點(diǎn)為起點(diǎn)往后Tl時(shí)間內(nèi)，處理所有采樣點(diǎn)的生物電信號都處理為“O”并輸出。
9.如權(quán)利要求8所述的生物電信號處理設(shè)備，其特征在于，還包括 與極化處理模塊和第二高通濾波器連接的截 止頻率為RHz的第一高通濾波器，對所述Tl時(shí)間的前T2時(shí)間內(nèi)采樣點(diǎn)依次進(jìn)行濾波處理，并將最后一個(gè)處理值傳送給第二高通濾波器，用于配置第二高通濾波器；以及 與第一高通濾波器和第三高通濾波器連接的截止頻率為SHz的第二高通濾波器，用于對所述Tl時(shí)間剩余時(shí)間內(nèi)采樣點(diǎn)依次進(jìn)行濾波處理，并將最后一個(gè)處理值傳送給所述第三高通濾波器，用于配置第三高通濾波器。
10.如權(quán)利要求9所述的生物電信號處理設(shè)備，其特征在于，P的取值范圍為0.04到O.06，R的取值范圍為36到46，S的取值范圍為16到26，Tl的取值范圍為160ms到240ms，T2的取值范圍78ms到129ms ο
11.如權(quán)利要求9所述生物電信號處理設(shè)備，其特征在于，所述高通濾波器均為數(shù)字濾波器，該數(shù)字濾波器的公式為Y(N) = c2*Y(N-I)+cI* (X(N)-X(N-I)), Y(N)是第N點(diǎn)濾波器處理結(jié)果值，Y(N-I)是第N-I點(diǎn)濾波器處理結(jié)果值，X(N)是第N點(diǎn)濾波器輸入值，X(N-I)是第N-I點(diǎn)濾波器輸入值，cl、c2為參數(shù)，cl、c2的取值范圍均為大于O小于I。
12.如權(quán)利要求11所述生物電信號處理方法，其特征在于，所述第一高通濾波器的Cl為O. 8878、c2為O. 7757，所述第二高通濾波器的cl為O. 9408、c2為O. 8816，所述第三高通濾波器的Cl為O. 9998、c2為O. 9997。
13.如權(quán)利要求8所述的生物電信號處理設(shè)備，其特征在于，所述極化電壓檢測模塊包括 與接收模塊連接的計(jì)算單元，用于計(jì)算生物電采樣信號的斜率； 與計(jì)算單元連接的第一判斷單元，用于判斷連續(xù)T時(shí)間內(nèi)斜率大于第一閾值的采樣點(diǎn)的第一數(shù)量是否大于M ; 與第一判斷單元連接的第二判斷單元，用于當(dāng)?shù)谝慌袛鄦卧敵觥笆恰睍r(shí)，判斷所述T時(shí)間內(nèi)采樣值大于第二閾值的采樣點(diǎn)的第二數(shù)量是否大于N; 與第一判斷單元和第二判斷單元連接的第一輸出單元，用于當(dāng)?shù)谝慌袛鄦卧蛘叩诙袛鄦卧敵觥胺瘛睍r(shí)，給出當(dāng)前采樣點(diǎn)不存在極化電壓的信息； 以及與第二判斷單元連接的第二輸出單元，用于當(dāng)?shù)诙袛鄦卧敵觥笆恰睍r(shí)，給出生物電采樣信號存在極化電壓的信息。
14.如權(quán)利要求13所述的生物電信號處理設(shè)備，其特征在于，所述計(jì)算單元計(jì)算斜率的公式為|d[i]-d[i-l] |，d[i]是當(dāng)前采樣點(diǎn)的采樣值，d[i-l]是當(dāng)前采樣點(diǎn)之前一采樣點(diǎn)的采樣值；T的取值范圍為5ms到21ms，M的取值為4或者3或者2，N的取值為4或者3或者2，所述第一閾值的取值范圍是60到168，所述第二閾值為第一閾值的一半。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物電信號檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種生物電信號處理的方法和設(shè)備。該方法包括如下步驟A、接收生物電采樣信號；B、檢測當(dāng)前采樣點(diǎn)是否存在極化電壓；若否，執(zhí)行步驟C；若是，執(zhí)行步驟D；C、對當(dāng)前采樣點(diǎn)信號采用截止頻率為PHz的第三高通濾波器進(jìn)行濾波處理，得到所述采樣點(diǎn)的生物電信號并輸出，然后對下個(gè)采樣點(diǎn)執(zhí)行步驟B；D、當(dāng)前采樣點(diǎn)為起點(diǎn)往后T1時(shí)間內(nèi)，處理所有采樣點(diǎn)的生物電信號都為“0”并輸出；以及對所述T1時(shí)間后的第一個(gè)采樣點(diǎn)執(zhí)行步驟B。本發(fā)明通過自動(dòng)檢測并處理極化電壓，使輸出生物電信號顯示清楚且快速穩(wěn)定，解決了現(xiàn)有技術(shù)問題。
文檔編號A61B5/04GK102613967SQ201110460830
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者李德東, 洪潔新 申請人:深圳市邦健電子有限公司