[发明专利]心电信号检波方法及检波器

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学工程领域，特别涉及一种心电信号检波方法及检波器。

背景技术

理论上，如图1所示，一般一次心动周期就会在心电图上记录出一系列地高低宽窄不同的波形：包括P波、QRS复合波、T波和U波（U波有时没有）。

典型的QRS复合波包括三个相连的波动。第一个向下的波为Q波，继Q波后一个狭高向上的波为R波，与R波相连接的又一个向下的波为S波。由于这三个波紧密相连且总时间不超过0.10秒，故合称QRS波。QRS所占时间代表心室肌兴奋传播所需时间，正常人在0.06～0.10秒之间。

R检测是心电分析的基础与关键，现有关于R检测研究也比较热，如一种心电信号R波峰检测方法（ZL201010214626.4）,通过对差向量进行对数极坐标转换来度量波形技术实现R波检测，又如心电图R波检测方法（CN101856225A），主要通过公式d(n)*d(n)*log(d(n)*d(n))对预处理后心电数据进行香农能量转换，在此基础上检测R波位置，还如基于波形特征匹配的心电信号R波峰检测方法:ZL 201010170490.1，通过模板匹配法来检测R波位置，这些方法对于一般的病理性不是很明显的心电信号检波，效果非常好，准确率可达99%，但是，一方面对于一些病理性强的QRS波或者QRS波群中R波可能不存在情况（如QS波），由于识别特征不再明显，现有检波算法误差较大，漏检和虚检比较严重，易误把QS波识别成R波，另一个方面，现有算法相对复杂，计算量大。并且，现在R波检波算法没有考虑aVR导联的特殊性，即与其他导联正常波形相比其波形是倒置的，适用范围受限。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种心电信号检波方法及检波器，根据QRS复合波识别特征，不需对心电数据进行基线漂移抑制和滤波等预处理，即能准确识别出QRS复合波，同时有效识别心脏停博信号，用于不同导联、不同采样率、不同数据长度的心电数据的QRS复合波实时和非实时检测。

本发明提供一种心电信号检波方法，包括：

获取原始心电序列EcgData；

计算原始心电序列的差分绝对值序列DiffAbs；

对滑动窗内差分绝对值求和得到窗口差分和序列DiffSumAbs；

在窗口差分和序列DiffSumAbs中，寻找大于DiffSumAbsMax×f1的第一个位置点，设为Is，寻找小于DiffSumAbsMax×f1的第一个位置点，设为Ie；其中f1为调节系数，在0.1–0.9之间取值；

在Is到Ie区间内寻找原始数据最大值点位置EcgMaxL和最小值点位置EcgMinL；

利用EcgMaxL与EcgMinL大小关系、是否avR导联，识别QRS复合波。

本发明还提供一种心电信号检波器，包括分别与中央处理器相连接的存储器、差分绝对值计算单元、求和单元、比较判断单元、分析导联单元和复合波检测单元；

所述存储器用于存储数据，包括原始心电序列EcgData、原始心电序列的差分绝对值序列DiffAbs、窗口差分和序列DiffSumAbs；

所述差分绝对值计算单元用于计算原始心电序列的差分绝对值序列DiffAbs；

所述求和单元用于对序列值求和，包括对滑动窗内差分绝对值求和得到窗口差分和序列DiffSumAbs

所述比较判断单元用于对数据进行比较和判断，包括在窗口差分和序列DiffSumAbs中，寻找大于DiffSumAbsMax×f1的第一个位置点，设为Is，寻找小于DiffSumAbsMax×f1的第一个位置点，设为Ie；其中f1为调节系数，在0.1–0.9之间取值；在Is到Ie区间内寻找原始数据最大值点位置EcgMaxL和最小值点位置EcgMinL；比较EcgMaxL与EcgMinL大小关系；

分析导联单元用于判断是否属于avR导联；

复合波检测单元，用于根据是否属于avR导联和EcgMaxL与EcgMinL大小关系识别QRS复合波

与现有技术相比，本发明计算原始心电序列的差分绝对值序列，采用滑动窗对窗内差分绝对值求和，寻找大于特定值的位置区间，并在该区间内寻找原始数据最大值点位置EcgMaxL和最小值点位置EcgMinL，根据利用EcgMaxL与EcgMinL大小关系、avR导联，识别QRS复合波。本发明提供的心电信号检波方法和检波器简捷可行，准确性高，抗干扰能力强，具有广泛的应用场景。

附图说明