[发明专利]心电信号特征波提取方法

说明书

一种心电信号特征波提取方法，属于心电信号处理技术领域。本发明针对现有心电信号处理方法对噪声信号或异常波形的检测效果不佳，及处理方法计算量大的问题。包括：采集被测试者的原始心电信号；进行预处理获得待识别心电信号；剔除野值，并进行RR间期的数据平滑处理，获得具有清晰波形特征波群的心电信号；对具有清晰波形特征波群的心电信号采用阈值法检测QRS波群，并将QRS波群数据点全部归零；获得QRS归零后心电信号；再获得P波归零后心电信号；再采用阈值法检测T波峰值；然后利用求导法检测T波起始点与终点；由此依次实现待识别心电信号中特征波的提取。本发明用于心电信号特征波的提取。

技术领域

本发明涉及心电信号特征波提取方法，属于心电信号处理技术领域。

背景技术

心电图作为反映心脏激动的电学活动量度，一直是临床上检测和诊断心脏疾病的重要依据。传统的心电图分析通常在医院记录10秒左右的数据，由医生手动完成诊断。这种诊断方法效率低，容易掺杂主观因素，对一些异常的心电波形无法检测。

心电信号可以反映整个心脏跳动的节律，是测量和诊断异常心脏节律最好的方法。心电信号(ECG)波形由P波、QRS波群、T波及50％～75％可能出现的U波组成，如图6所示。

通常由仪器直接采集获得的心电信号幅值较低，且会不可避免地掺杂各种噪声，如工频干扰，基线漂移和肌电干扰，这些非稳态的噪声对于ST段的检测造成较大的障碍。正常心电信号的频率范围在0.05～100Hz之间，QRS波群的能量占了很大的比例，振幅比P波高出许多，P波和T波处于0.5～10Hz之间。

在心律失常监测中，通常需要分析P波与QRS波群形态，P波与QRS波群的相互关系及PR间期是否恒定等；所以QRS波群与心电信号的其他特征对心律失常等临床诊断至关重要。

常见的QRS波群检测法有模板检测法、数字滤波法、非线性变换检测法、小波变换法与神经网络法。传统的数字滤波法是通过单纯数字滤波的方式提取心电信号的QRS分量，排除干扰；再利用非线性变换得到特征更加明显的决策信号；最后利用阈值和相关策略来实现R波检测。但是单一的数字滤波器对于噪声信号或异常波形的检测效果不佳；而小波变换等方法抗干扰能力强，但是计算量较大，不适合短时间的心电信号实时监测。

发明内容

针对现有心电信号处理方法对噪声信号或异常波形的检测效果不佳，及处理方法计算量大的问题，本发明提供一种心电信号特征波提取方法。

本发明所述的一种心电信号特征波提取方法，包括：

步骤一：以1000Hz的采样频率采集被测试者的原始心电信号；

步骤二：对原始心电信号进行预处理，获得待识别心电信号；

步骤三：对待识别心电信号采用高斯加权移动平均滤波法剔除野值，并进行RR间期的数据平滑处理，获得具有清晰波形特征波群的心电信号；

步骤四：对具有清晰波形特征波群的心电信号采用阈值法检测QRS波群，并将QRS波群数据点全部归零；获得QRS归零后心电信号；

步骤五：再对QRS归零后心电信号采用阈值法检测P波峰值；然后利用求导法检测P波起始点与终点，将P波数据点全部归零，获得P波归零后心电信号；

步骤六：再对P波归零后心电信号采用阈值法检测T波峰值；然后利用求导法检测T波起始点与终点；由此依次实现待识别心电信号中特征波的提取。

根据本发明所述的心电信号特征波提取方法，

所述步骤一中，采集原始心电信号10分钟；所述原始心电信号的存储格式为.mat，幅值为-0.5～0.7mV。

根据本发明所述的心电信号特征波提取方法，

所述步骤二中，待识别心电信号的获得过程包括：