[发明专利]一种心电信号R波的快速检测方法

说明书

本发明公开了一种心电信号R波的快速检测方法，包括以下步骤：获取原始ECG数据并进行滤波处理；针对滤波处理后的ECG数据，在设定的初始搜索区间内，查找最大值和最小值来计算R波搜索梯度因子k；将最大值对应的采样点标记为第一个R波波峰Peak0，将Peak0设定为当前R波波峰Peak_now；利用搜索梯度因子k，从Peak_now位置开始，对滤波后的ECG数据，按搜索梯度因子k下降搜索直至相交；从得到的相交点位置开始，对滤波后的ECG数据，继续往后查找出现的第一个极大值，将该极大值标记为新的R波波峰Peak_new；将Peak_new更新为Peak_now，再重复搜索直至搜索完所有滤波后的ECG数据；返回检测到的所有R波波峰。本发明具有准确率高、抗干扰能力强、运算简单和易于工程实现等优点。

技术领域

本发明涉及心电信号自动检测技术领域，特别是一种心电信号R波的快速检测方法。

背景技术

心电信号(Electrocardiograph，ECG)是一种可以反映人类身体健康状态的重要生理信号，QRS波群则是心电信号的主要特征。由于R波是QRS波群中波幅最大的波，因而，R波的检测是QRS波群定位的关键步骤。

目前心电信号的R波检测方法有：差分阈值法、模板匹配法、小波变换法以及神经网络法等。差分阈值法具有简单快速且易于工程实现的特点，但容易出现漏检错检的问题；模板匹配法的原理简单，但对高频噪声和基线漂移的抗干扰能力弱；小波变换法对R波检测的准确度较高，但运算开销大且计算复杂度高；神经网络法具有很好的R波检测效果，但往往需要较长的训练时间，也不易于工程实现。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种心电信号R波的快速检测方法，该方法具有准确率高、抗干扰能力强、运算简单和易于工程实现等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种心电信号R波的快速检测方法，包括以下步骤：

步骤一、获取设定采样时间T内的心电信号，获取的心电信号为原始ECG数据，对原始ECG数据做频谱分析，通过频谱分析结果对原始ECG数据进行滤波处理；

步骤二、针对滤波处理后的ECG数据，在设定的初始搜索区间内，查找最大值ECG_max和最小值ECG_min来计算R波搜索梯度因子k，且所述的初始搜索区间的长度至少包含一个心跳周期；

步骤三、将步骤二中的最大值ECG_max对应的采样点标记为第一个R波波峰Peak0，将Peak0设定为当前R波波峰Peak_now；

步骤四、利用步骤二算出的搜索梯度因子k，从Peak_now位置开始，对滤波后的ECG数据，按搜索梯度因子k下降搜索直至相交，若相交点与R波波峰的间隔nT大于设定的相邻波峰间隔阈值sT，则停止下降搜索并返回相交点位置，否则，继续按搜索梯度因子k下降搜索；其中，间隔阈值sT大于标准ECG数据中Q-T间期的最小值，且小于最小的正常心跳间隔；

步骤五、从步骤四得到的相交点位置开始，对滤波后的ECG数据，继续往后查找出现的第一个极大值，将该极大值标记为新的R波波峰Peak_new；

步骤六、将步骤五的Peak_new更新为Peak_now，重复步骤四和步骤五的搜索过程，直至搜索完所有滤波后的ECG数据；

步骤七、返回检测到的所有R波波峰{Peak0，Peak_new1,Peak_new2,……}。

作为一种优选的实施方式，步骤一中所述的滤波处理为带通滤波处理。

作为另一种优选的实施方式，所述的带通滤波处理的通带为5Hz-25Hz。

作为另一种优选的实施方式，步骤二中所述的搜索梯度因子k的计算公式为：

k＝θ*(ECG_max-ECG_min)，其中，θ为可设定的梯度调整参数，取值范围为(0,1)。