[發(fā)明專利]一種基于心電向量的心電波形特征點(diǎn)定位方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410068351.6
• 申請(qǐng)日: 2014-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN103810393A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐擁軍;鐘玉秋;曾文斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廈門納龍科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00;A61B5/0402
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及心電圖數(shù)據(jù)的自動(dòng)處理和分析，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)心電圖ECG數(shù)據(jù)波形特征點(diǎn)的定位。

背景技術(shù)

根據(jù)心電向量學(xué)的理論，多導(dǎo)聯(lián)的心電圖是心電空間向量的運(yùn)動(dòng)軌跡在不同導(dǎo)聯(lián)軸線上的投影。因此，對(duì)于每個(gè)心拍，不同導(dǎo)聯(lián)反映的心電波形起止點(diǎn)會(huì)有區(qū)別，例如QRS波群的起點(diǎn)和終點(diǎn)在有些導(dǎo)聯(lián)上較明顯，在有些導(dǎo)聯(lián)上則較模糊；因?yàn)橥队瓣P(guān)系有些導(dǎo)聯(lián)P波開始得較晚，有些導(dǎo)聯(lián)結(jié)束得較早。而事實(shí)上心電活動(dòng)開始和結(jié)束的時(shí)間是確定的，因此應(yīng)該綜合多導(dǎo)聯(lián)計(jì)算出唯一的全局結(jié)果。

有些單導(dǎo)聯(lián)特征點(diǎn)計(jì)算系統(tǒng)[1]采用后處理的方式來(lái)得到一個(gè)綜合值，然而這些方法不是真正的多導(dǎo)聯(lián)計(jì)算方式，需要以單導(dǎo)聯(lián)的方式逐個(gè)處理很多導(dǎo)聯(lián)。?還有些方法采用心電向量重投影的辦法來(lái)產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)化的單導(dǎo)聯(lián)[2]用于計(jì)算特征點(diǎn)，這類方法在重投影的過(guò)程中會(huì)損失掉一些有用的空間信息，對(duì)計(jì)算結(jié)果會(huì)造成影響。

發(fā)明內(nèi)容

基于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于心電向量的心電波形特征點(diǎn)定位方法，該方法克服上述現(xiàn)有方法的缺點(diǎn)，充分利用心電向量運(yùn)動(dòng)軌跡的空間信息高效準(zhǔn)確的計(jì)算出的心電特征點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于：一種基于心電向量的心電波形特征點(diǎn)定位方法，該方法可以概括為：根據(jù)原始多導(dǎo)聯(lián)心電數(shù)據(jù)生成心電向量VCG數(shù)據(jù)；利用心電向量VCG數(shù)據(jù)的空間信息生成衍生數(shù)據(jù)，該衍生數(shù)據(jù)的特征是非負(fù)性且能反應(yīng)心電活動(dòng)的劇烈程度；利用該衍生數(shù)據(jù)得到心電波形的特征點(diǎn)。

進(jìn)一步，所述原始多導(dǎo)聯(lián)心電數(shù)據(jù)需要經(jīng)噪聲抑制濾波，以濾除工頻噪聲，高頻噪聲以及基線漂移的干擾。所述衍生數(shù)據(jù)具有非負(fù)單峰性，所述衍生數(shù)據(jù)包括心電向量的運(yùn)動(dòng)速度和掃過(guò)的面積等。生成心電向量的方法包括以下兩種：其一為直接采用Frank連接法得到正交導(dǎo)聯(lián)；其二為將標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)換成心電向量VCG數(shù)據(jù)。針對(duì)該衍生數(shù)據(jù)，采用單導(dǎo)聯(lián)算法計(jì)算出心電特征波形的起止點(diǎn)。

該方法的具體步驟包括如下：

（1）原始多導(dǎo)聯(lián)心電數(shù)據(jù)需要經(jīng)噪聲抑制濾波，以濾除工頻噪聲，高頻噪聲以及基線漂移的干擾；

（2）原始多導(dǎo)聯(lián)心電數(shù)據(jù)生成VCG數(shù)據(jù)?????

VCG數(shù)據(jù)的生成可以采用不同的方式，包括以下兩種：1)?直接采用Frank連接法得到正交導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)；2)?將標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)換成VCG數(shù)據(jù)；?

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（3）計(jì)算心電向量掃過(guò)面積

基于正交導(dǎo)聯(lián)數(shù)據(jù)繪制而成的三維的心電向量環(huán)（如圖2所示），定義采樣點(diǎn)n到下一采樣點(diǎn)n+1時(shí)的向量運(yùn)動(dòng)的距離：?

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比單導(dǎo)聯(lián)電壓值更能反應(yīng)心臟的整體電活動(dòng)的變化；

更進(jìn)一步考慮到心電向量在各個(gè)特征階段的運(yùn)動(dòng)軌跡呈環(huán)狀（P環(huán)，?QRS環(huán)，?T環(huán)），其心電活動(dòng)的劇烈程度直接體現(xiàn)在心電量的模，即其頂點(diǎn)到原點(diǎn)（ISO點(diǎn)）的距離。本發(fā)明結(jié)合和向量的模，提出一個(gè)新的概念，即單位時(shí)間內(nèi)心向量掃過(guò)的面積：

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具有非負(fù)性，而且P波，QRS波以及T波的一般表現(xiàn)為單峰，便于進(jìn)一步判定波形和確定特征點(diǎn)。

（4）確定特征點(diǎn)

利用的非負(fù)性和單峰性，采用單導(dǎo)聯(lián)特征點(diǎn)常用的差分閾值法[1]或者基于小波的方法[3][4]可以方便而準(zhǔn)確的判定QRS波群，進(jìn)而利用同樣的方法確定P波和T波的起止點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果在于：充分利用心電向量運(yùn)動(dòng)軌跡的空間信息高效準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)心電圖ECG數(shù)據(jù)波形特征點(diǎn)的定位。

附圖說(shuō)明

圖1?是本發(fā)明的流程示意圖。

圖2?是實(shí)施例中QRS心電向量環(huán)及其的示意圖。

圖3?是三維心電向量數(shù)據(jù)和的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及特征點(diǎn)定位示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的上述技術(shù)內(nèi)容和構(gòu)造特點(diǎn)能更容易地被本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所理解，下面結(jié)合附圖和技術(shù)要點(diǎn)對(duì)本申請(qǐng)進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)關(guān)鍵是利用心電向量產(chǎn)生合適的非負(fù)的衍生變量，其實(shí)現(xiàn)的具體實(shí)施步驟包括如下：

一、噪聲抑制濾波

濾除工頻噪聲，高頻噪聲以及基線漂移干擾。

二、生成心電向量?VCG數(shù)據(jù)?????

VCG數(shù)據(jù)的生成可以采用不同的方式：1)?直接采用Frank連接法得到正交導(dǎo)聯(lián)；?2)將標(biāo)準(zhǔn)12導(dǎo)數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)換成心電向量VCG?