[發明專利]一種心電圖信號處理方法及裝置

有效

• 申請號: 201210576742.X
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103892822A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 姚振杰;張志鵬;王俊艷;徐青青;許利群
• 申請（專利權）人: 中國移動通信集團公司
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 郭潤湘

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，尤其涉及一種心電圖信號處理方法及裝置

背景技術

睡眠研究是睡眠學和腦電圖學的重要組成部分，也是當今世界上科學研究的熱點之一。精確分析睡眠的結構，可以對充分評估睡眠質量，分析睡眠障礙患者的健康情況，給出正確合理的診斷建議。

早期研究認為睡眠狀態僅與腦電圖(Electroencephalography,EEG)EEG的同步化慢波相聯系，睡眠是一個單一進程。借助于早期的多導睡眠圖（Polysomnographic，PSG），美國的Kleitman和Aserinsky（1957）發現人類的睡眠不是一個均一狀態，而是有兩個不同的時相周期交替：非快速眼球運動睡眠(non-rapid?eye?movement，NREM)和快速眼球運動睡眠(rapid?eye?movement，REM)，二者以是否有眼球陣發性快速運動及不同的腦電波特征相區別。REM階段心率等體征參數不穩定，翻身等肢體動作也相對較多，屬于淺睡階段；NREM階段心率等體征參數穩定，屬于深睡階段。

目前臨床睡眠結構分析方法是分析PSG，分析需要在醫院的睡眠監測室進行，采用PSG記錄被測者的腦電，肢體運動，呼吸，心率，眼動等數據并進行分析，獲得被測者的睡眠結構。在實際應用中，PSG存在以下問題：

1.整個過程操作復雜，耗時，專業技術要求高，檢測費用高，只能在醫院進行；2.監測時需要在人體上貼近十個電極（如圖1所示），非常不舒適，佩戴后病人難以入睡；3.患者可能不適應醫院環境，加重失眠癥狀；4.醫院睡眠監測資源有限，無法保證大部分病人的就診，根據醫院統計，在北京做一次睡眠監測需要提前3個月預約；5.睡眠障礙與其他神經癥并發率高，由于國人觀念作祟多不愿意就診，而該類病人又多為社會精英階層，注重隱私的保護，現有醫療模式不能有效保護他們的隱私權；6.偏遠地區患者就診不方便，綜上，目前的睡眠監測模式遠遠無法滿足患者的需求，家庭監測比醫院監測更為切實可行，研發適合家庭使用的睡眠監測系統具有重要意義。

目前，用于家庭監測的睡眠監測系統主要通過貼在人體表面的多個電極，可以獲得心電圖(Electrocardiography，ECG)，這些電極可以通過集成減小體積，增強便攜性，例如圖2a是一個胸帶式的心電傳感器。心電圖是描述心臟跳動引起的體表電位變化的圖形，其形狀如圖2b所示，一個心電周期主要包括Q、R、S三個重要特征點波，兩個相鄰周期的R波間隔就是RR間隔（R-R?Interval），通過RR間隔可以分析心率。心率變異率(Heart?Rate?Variability，HRV)，是指人體心臟搏動周期存在的微小變異，這種變化差異能夠反映人體自主神經的活性，可以反映被監測者的睡眠深度。由于HRV具有高信噪比和容易獲得等特點，可以在家里以及在普通的醫療環境進行記錄。

但是，目前用于家庭監測的睡眠監測系統的主要工作集中與傳感器的開發和設計，以提高生理指標的量測精度，而在利用傳感器采集到心電圖信號進行分析以判斷睡眠深度的過程中，只是進行簡單的特征提取，以提取HRV特征為例，HRV特征是一種統計特征，需要較長時間的觀測數據才能準確計算。而現有睡眠監測系統采用30s的心電圖數據計算HRV特征。一方面，數據量較小，特征不夠穩定；另一方面，由于采樣時間短，造成HRV的頻域特征的分辨率不夠，這樣直接降低了睡眠深度分析結果的精度，無法滿足實際應用需求。

發明內容

本發明實施例提供一種心電圖信號處理方法及裝置，用以提高睡眠分析結果的精度。

本發明實施例提供一種心電圖信號處理方法，包括：

獲得預設時間間隔內的心電圖ECG信號數據；

按照預設的采樣周期對獲得的ECG信號數據進行采樣，獲得各采樣周期對應的ECG信號數據，其中，每一采樣周期內的ECG信號數據包括該采樣周期內以及該采樣周期之前和/或該采樣周期之后的、預設時長內的ECG信號數據；

根據各采樣周期對應的ECG信號數據，分別確定各采樣周期內的心率變異率特征向量。

本發明實施例提供一種心電圖信號分析裝置，包括：

獲得單元，用于獲得預設時間間隔內的心電圖ECG信號數據；

采樣單元，用于按照預設的采樣周期對獲得的ECG信號數據進行采樣，獲得各采樣周期對應的ECG信號數據，其中，每一采樣周期內的ECG信號數據包括該采樣周期內以及該采樣周期之前和/或該采樣周期之后的、預設時長內的ECG信號數據；