[发明专利]基于形态学的T波交替散点图法的心电信号分析方法

权利要求书

1.一种基于形态学的T波交替散点图法的心电信号分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）选取心电信号并进行心电信号预处理；

（2）获取采样点：采用T波窗口分析法，对128个心拍进行采样，每一个心拍采用T波窗口法选定7个采样点，就得到检测数据共有128*7个采样点；

（3）绘制散点图：将128个相邻心拍的采样点作一次差分，绘制一次差分的T波散点图；

（4）确定矢量角度指数取值范围，以判断T波交替存在与否；

（5）绘制功率谱曲线图：利用快速傅立叶变换将采样点的幅度转化成能量谱并进行叠加平均得到其功率谱曲线图；

（6）计算T波交替幅度值：

对心电信号中N个连续ST-T心动周期的一组采样点进行FFT快速傅里叶变换分析，其功率谱的计算公式如下：

Pl+1=1NΣi=1m|Σn=0N-1biWNnl|,]]>

其中，l为整数，且0≤l≤127，N＝128，m=7，b_i为第i个样点的值；

设定0.46～0.49周期/心拍内的噪声视为背景噪声，其平均频率值用Sn表示；0.5周期/心拍处的频率值用S_0.5表示，T波交替的功率值记作S_TWA，S_TWA的计算公式如下：

S_TWA=S_0.5-Sn

当S_TWA<0时，说明0.5周期/心拍处的频率值小于背景噪声频率值，S_0.5完全被背景噪声覆盖，则T波交替幅度值V_TWA=0，判定T波交替不存在；当S_TWA>0，T波交替幅度值为判定T波交替存在；

通过观察0.5cycles/beat处是否存在一明显的谱线，即为T波交替的标识谱线，可判断在心动周期内是否存在T波交替：若线谱不明显，则心跳周期中不存在T波交替；若有明显线谱，则存在T波交替。

2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步骤（3）、（4）、（6）均通过MTALBE7.0软件实现。

3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步骤（1）中的心电信号是从美国MIT/BIH标准心律失常数据库和欧洲ST-T心电数据库中获得。

4.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，步骤（1）中所述心电信号预处理是指去除基线漂移、工频干扰及肌电干扰的随机干扰，获得具有明显特征的心电信号。

5.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，步骤（4）中所述判断T波交替存在与否的散点图矢量角度指数取值范围的确定，包含以下步骤：

41）根据散点聚集区域的不同形态以及散点图的各种定量参数值，可得到所需的不同信息；通过计算散点图的矢量角度指数VAI来判断T波交替的存在与否，其计算公式为：

VAI=Σi=1N|θi-45|N,]]>

式中，N=128，x_i为第i点的横坐标，θ_i为第i点到坐标原点的连线与横坐标之间的夹角度，即θ_i＝arctan[(x_i+2-x_i+1)/(x_i+1-x_i)]；

用软件进行仿真时，将45度化成弧度制取为0.7854，VAI的大小表示相邻T波间的幅值差沿45°线的散开程度；

42）当矢量角度指数0.9rad≤VAI≤1.03rad时，则在心电信号中，含有T波交替；当VAI＜0.9rad或VAI＞1.03rad时，则在心电信号中，不含T波交替。