[发明专利]一种心电信号自动降噪方法

说明书

本发明涉及一种心电信号的自动降噪方法，其实现过程是：a）检测心电信号的R波波峰位置，并进行初步滤波；b）从初步滤波后的心电信号中选择若干连续心拍的心拍段做均值，得平均模板；c）用平均模板替换所获取的心电信号相对应的心拍段，得到指导信号；d）在指导信号上依次设定若干窗口，然后在每个窗口中，利用指导滤波模型将指导信号经过线性变换得到滤波输出；e）对所有窗口计算完线性系数后，代入指导滤波模型中求得q_i的值作为最终结果。本发明利用平均模板的方法可以在一定的程度上保留住心电信号大部分的幅值特性，然后通过替代心电信号主要部分来构造出指导信号，这样得到的指导信号保留住了心电信号大部分的幅值特征。

技术领域

本发明涉及心电信号的自动检测与分析技术，具体的说是一种心电信号自动降噪方法。

背景技术

近年来，心血管疾病已成为威胁人类生命和健康的头号杀手。心血管疾病具有突发性，发病就在一瞬间。往往因为症状短暂，患者赶到医院进行心电采集时，症状已经消失，这时候的心电图往往难以捕捉到有效的诊断依据，不能反映患者的实际心脏健康状态，因为缺少疾病发病期间的心电数据导致患者无法进行相应的治疗。因此，针对心血管疾病最好的办法就是心血管患者住院进行24小时的动态心电监测。在现代化的远程通信技术突飞猛进的社会背景下，远程心电监护仪无疑是最好的解决办法。远程心电监护就需要患者实时穿戴检测设备，在互联网的支持下，数据可以实时传输到定点医院。这其中最大的问题是，穿戴的设备与医院的心电图机不同，数据是在患者进行各种日程生活中采集的，与在医院静态采集的心电数据相比存在很大的干扰信号，例如最常见的电极接触噪声(EM)、肌肉颤动引起的肌电干扰(MA)、人体呼吸移动等引起的基线漂移(BW)。这些在很大程度上影响了心电信号的正常形态，而已有算法在降噪过程中容易丢失心电信号的某些重要特征，对医生的诊断造成很大的偏差，误诊率提高。因此恢复心电信号的原有形态对疾病诊断有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种心电信号自动降噪的方法，以解决现有算法在降噪过程中丢失心电信号重要特征的问题。

本发明的目的是这样实现的：

一种心电信号的自动降噪方法，其包括以下步骤：

a)获取一段人体的心电信号，先检测所获取的心电信号的R波波峰位置，然后进行初步滤波以滤除低频信号，去除基线漂移；

b)从初步滤波后的心电信号中选择若干个连续的心拍的心拍段做均值，即得平均模板；从每个心拍中所选择的心拍段的长度包含270个采样点，所述270个采样点由R波波峰之前的89个采样点、R波波峰处的1个采样点及R波波峰之后的180个采样点构成；

c)用步骤b)所得到的平均模板替换步骤a)中所获取的人体心电信号中每一个心拍相对应的心拍段，得到指导信号；

进行替换时，如果一个RR间期的长度小于所述平均模板的长度，会有部分采样点重叠，此时将重叠的采样点进行均值处理；

d)在所述指导信号上依次设定若干窗口ω，然后在每一个窗口中，利用指导滤波模型将所述指导信号经过线性变换得到滤波输出：

其中1：对于在所述指导信号上依次设定的各窗口，(a,b)是在一个窗口中保持不变的一系列线性系数，其值为一个窗口中各采样点的滤波输出与对应的待滤波信号差值最小时所对应的线性系数值；

其中2：I_i表示所述指导信号在所在窗口的第i个采样点的值；q_i表示所述指导信号在所在窗口的第i个采样点的滤波输出值；

所述待滤波信号即为步骤a)中所获取的人体心电信号；