[发明专利]心电图R波检测方法

说明书

技术领域

本发明特别涉及一种心电图R波检测方法。 

背景技术

心电图是由心脏周期活动产生的PQRST 等波形组成，其中R波是心电图中最明显的一个波形，正确检测R波是整个心电图自动分析的基础，R波检测方法也是心电图相关研究的热点。

现有的R波检测方法很多，准确率也逐渐提高。如M.Sabarimalai Manikandan等人在题为“A novel method for detecting R-peaks in electrocardiogram(ECG) signal”的（《Biomedical Signal Processing and Control》，2011.04.02）的论文中即提出了一种R波检测方法，即：首先经过6-18Hz的带通滤波器双向滤波，进行差分，并对差分信号进行归一化；之后使用d(n)*d(n) * log( d(n)*d(n) ) 香农能量进行转换，并使用55点的平均滤波器双向滤波；再后使用希尔伯特变换，并把结果减去900点平均滤波的结果；在此结果上，检测从负到正过零点的位置为R波位置，最后在该R位置周围±25点地方寻找真正R位置。

该方法简单、方便，准确率在当时为最高，但它仍存在下列不足，即：

（1）非实时性：该方法采用正反双向滤波、归一化、希尔伯特变换等需要所有数据才能继续的中间方法，导致必须等到所有数据全部接收以后才能进行最后检测，不可能实现实时检测，且即使使用数据分段方式使用也会有很大延迟；

（2）不能检测停搏：该方法在香农能量计算前采用归一化技术，使得即使全部是噪声的信号也会被检测出R波，从而导致停搏信号不能被检测，而这在临床心电监护方面是非常严重事故。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的不足提出一种心电图R波检测方法，其可实现对心电图的实时高准性分析，且消除了停搏信号不能被检测的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种心电图R波检测方法，其特征在于，该方法为：以带通滤波器对输入的心电图信号进行滤波并进行相位补偿，之后进行差分处理，再采用线性变化对差分信号进行数据整理，其后使用d(n)*d(n) * log( d(n)*d(n) ) 香农能量进行转换，并使用平均滤波器滤波并进行相位补偿，而后检测极大点、极小点，排除假R点，纠正误排除点，得到近似R波位置，最后在该近似R波位置周围±25点范围内寻找到真正R位置。

优选的，所述带通滤波器包括5-18Hz的前向滤波器。

优选的，所述平均滤波器包括M=55～75点的前向滤波器。

进一步的，该方法具体包括如下步骤：

1）带通滤波：使用5-18Hz的前向滤波器对对输入的心电图信号进行滤波并做相位延迟补偿；

2）差分：对前向滤波器输出的信号进行差分处理，形成差分信号；

3）数据整理：对差分信号进行变换：输出 = 输入的绝对值 / G1，G1为假定的人类R波差分值最大值，可取值0.1~0.5，若输出等于1则设置成1，若输出小于0.01也置1；

4）对经数据整理后的信号使用公式d(n)*d(n) * log( d(n)*d(n) ) 进行香农能量转换；

5）平均滤波：使用M=55～75点（153～208ms）的前向滤波器对经步骤4）处理后的信号进行滤波并做相位延迟补偿；

6）检测极大/小点：所述极大点是指取值大于左边又大于右边的点（即，假设该极大点为f（n），则其取值同时大于f（n-1）和f（n+1）），所述极小点是指取值小于左边又小于右边的点（即，假设该极小点为f（n），则其取值同时小于f（n-1）和f（n+1））；

7）排除假R点：假设n点是极大点，它只需满足以下任一个条件就将被排除：

(a) 如果在n点停搏时限范围内差分信号小于G2a时，则此处应为停搏，n点对应的极大点不是R波，G2a为R波差分后最小允许有效值，可取值为0.01~0.06，其取值跟信号噪声有关；

(b) 如果n点在平均滤波后的数据值小于G2b，则排除该点，G2b为允许R波最小峰值，可取0.005~0.01；

(c) 如果n点与旁边极小点的差值比n点停搏时限范围内的最大值的G3倍小则被排除，G3为允许R波幅度突然变小的最大比例，可以取0.06~0.2；

8）纠正误排除点：假设n点是被排除的极大点，如果它全部满足以下条件则认为是误排除的R波：