[發明專利]一種多跳無線體域網環境中基于自適應碼本的心電信號傳輸方法

無效

• 申請號: 200910047669.5
• 申請日: 2009-03-17
• 公開（公告）號: CN101841928A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 付汀
• 申請（專利權）人: 付汀
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;A61B5/0472
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種無線通信技術領域的方法，具體是一種在無線體域網中的心電信號傳輸方法。

背景技術

隨著社會的發展，人們的生活節奏加快、壓力增大，各種疾病多發，其中各類心臟疾病是危害人類健康的重要原因；同時，全球發達國家人口老齡化趨勢明顯，心臟疾病也是老年人面對的主要健康挑戰。為了更好地保護人類身體健康，能夠對人體進行實時監測的無線體域網成為當前的一個重要技術熱點。心電圖監控是無線體域網中的一個主要監控手段。心電信號的無線傳輸是無線體域網廣泛應用需要解決的重要問題。

目前無線心電監控大多是直接傳輸經過壓縮的心電信號。無線傳輸過程一般包括：心電信號預處理、心電信號壓縮和編碼傳輸。現有心電信號的壓縮方法研究可進行如下的分類：時域直接壓縮方法、變換域數據壓縮法、特征參數提取法、其他壓縮方法。以上的心電數據壓縮方法，均假設壓縮后的心電數據在信道中能夠進行無差錯地傳輸；或信道環境足夠好，使得不用考慮信道的變化；或是僅僅在系統硬件設備上進行改進來達到傳輸效果。然而無線體域網的信道質量可能發生巨大變化，而壓縮后的心電數據需要在多變的無線信道環境中傳輸。因此需要一種新的壓縮方法考慮信道的變化，在進行心電數據壓縮的同時，考慮信道環境的變化，并且用現有的硬件設備即可完成傳輸，不增加硬件的復雜度。

發明內容

本發明的目的就是為了克服現有技術中的上述不足之處，提供一種可以適應信道多變性的無線心電數據傳輸方法。

本發明包括如下具體步驟：

步驟一，采用高通和低通濾波對心電信號進行預處理，主要除去50Hz及其倍頻附近的工頻干擾和0.7Hz以下的基線漂移等干擾源。

步驟二，分別采用差分閾值法和小波分析的方法對心電信號的QRS波群和P波、T波進行檢測標記。

步驟三，如圖2，利用固定碼本和自適應碼本合成一個心電信號，根據使合成心電信號與原始心電信號的加權均方誤差最小的準則，調整自適應碼本和固定碼本中挑選的碼矢，用合適的碼矢以代替殘差信號，將碼矢地址和增益等參數量化編碼后傳送到發送端。在此之前根據數據庫中的心電信號，利用Hermite?曲線擬合得到的參數來建立固定碼本與自適應碼本。

步驟四，利用信道控制指令來確定擬合函數的階數，以適應信道的多變性，達到信源信道聯合控制的效果。

與現有技術相比，本發明適用于多變的無線傳輸環境，還可以達到信源信道聯合控制的效果。

附圖說明

圖1是本發明的心電信號處理流程示意圖。

圖2是本發明的碼本搜索模型。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明，其整體的流程圖請參考圖1所示，具體步驟如下：

步驟一，對心電信號進行預處理。

為了去除心電信號中50Hz及其倍頻附近的工頻干擾和0.7Hz以下的基線漂移等干擾源，要對采集到的心電信號進行預處理。這里通過使用一個低通濾波器和一個高通濾波器依次作用后實現帶通濾波器的效果。之后再經過微分運算得到信號波形的斜率特性，平方運算對微分后的信號進行非線性放大，來突出高頻部分，最后移動窗積分。經過這一系列的處理之后，保證了在波形形態不失真的基礎上，達到減噪的效果。

步驟二，差分法檢測QRS波群和小波變換法檢測P波、T波，標記好QRS波群與P波、T波的起點、終點、波峰值點、波谷值點，方便下一步窗函數的作用和曲線擬合。

差分法是通過對信號進行一階或二階差分，判斷其分量值是否超過特定閾值來確定QRS波的存在及其位置。通常在R波的上升沿和下降沿是心電波形斜率變換最大的區域，中間出現的一階導數過零點為R點所在的位置。

設原始ECG信號為：{x(n)，n＝1，2，L，N}，差分算子的常用表達式有：

θ是閾值，可設定為固定閾值和自適應閾值。

在本例中的方法是先對ECG信號進行低通平滑，然后對信號進行微分得到一系列峰谷對，去除差分信號中低于斜率閾值的部分，最后每一對峰谷定為一個R峰。

在QRS波群定位之后，進行T波和P波的檢測。ECG信號經二次樣條小波多尺度分解后，選擇尺度2⁴上檢測P波和T波。由于絕大多數T波是相對其頂點近似對稱的，因此T波頂點對應于2⁴尺度上模極大值對之間的多零點，T波的起點對應于模極大值對的起點，T波終點對應于模極大值對的終點。經過時移修正后，就完成T波的檢測。P波的檢測與T波的檢測類似。