[發明專利]一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取方法

有效

• 申請號: 201410722832.4
• 申請日: 2014-12-02
• 公開（公告）號: CN104323772A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 李燈熬;陳園;趙菊敏
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: A61B5/046
• 分類號: A61B5/046
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及房顫信號的提取方法，具體為一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取方法。

背景技術

心房顫動是一種常見的心臟疾病，其特點是心房快速且不規則的活動。研究認為在心房內有多個不同的信號源，這些信號源產生的快速、不同步的活動引起了不規則的電生理活動，導致房顫的發生。而在正常的心臟活動時，心跳是由唯一的信號源(竇房結)產生的，作為心臟的一個起搏器，竇房結產生了一個規則的電生理活動。房顫信號可作為檢測心臟疾病的一個參考指標，醫生再結合上臨床病例等信息可以較為準確的診斷出心臟疾病，因此需要提取出房顫信號，但由于房顫信號的稀疏性較低，現有的稀疏成分分析算法只能將正常心電信號從帶有房顫信號的心電圖中分離出來，而無法得到純凈的房顫信號。

發明內容

本發明為了解決現有的信號提取方法不能提取到純凈的房顫信號的問題，提供了一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取方法。

本發明是采用如下的技術方案實現的：一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取方法，包括以下步驟：

將含有房顫信號和噪聲信號的心電信號作為混合信號X；

稀疏化：用Haar母小波對混合信號X進行小波變換，將混合信號X從空域變換到頻域，并從頻域中選擇對角矩陣為(j＝1,2,...,T/4)，T指混合信號X的周期；

去除零列，同一方向：對于對角矩陣(j＝1,2,...,T/4)中的每個列向量如果則如果則去掉該列得到中間矩陣X’；

線性聚類:中間矩陣X’中若任意兩列向量X'_p和X'_q滿足公式(1)，則這兩列共線，當且僅當X'_p與X'_q共線，則X'_p∈θ(k)，X'_q∈θ(k)，通過將中間矩陣X’中所有的列向量線性聚類，可以得到θ(k)k＝1,2,...,t(t≥m)，m為中間矩陣X’行向量的個數；

估計混合矩陣A_SCA：對每個線性聚類θ(k)，如果該類樣本點個數少于閾值，則直接將該類刪除；否則，計算該類聚類中心，θ(k)中包含n個元素X₁',X'₂,...,X'_n，則聚類中心C由公式(2)獲得；由聚類中心C得到聚類中心矩陣，聚類中心矩陣則為混合矩陣A_SCA；

計算源信號：根據S'＝A_SCA^-1X，即可恢復出源信號S′==S1′S2′S3′;]]>

選取歸一化相關系數NCC對源信號S'進行反饋，當源信號S'的min∑₂NCC(S',X)最小時，則認為它是最純凈的信號，輸出該心電信號S₁'，

構造新混合信號X_new：令輸出的心電信號S₁'為零并通過X_new＝A_SCAS'反作用于混合信號X，構成新混合信號X_new，

對新混合信號X_new重復前述步驟，即可在第二次迭代中得到房顫信號，剩余部分為噪聲信號。

傳統的稀疏成分分析方法的分離結果只有正常心電信號而沒有房顫信號，本方法在傳統稀疏成分分析方法的基礎上，創造性地將分離出的正常心電信號反饋到源信號中，去除源信號中的正常心電信號，即可獲取房顫信號。

本發明提供了一種基于稀疏成分分析的房顫信號提取方法，該方法可以提取到純凈的房顫信號，解決了現有的信號提取方法不能提取到純凈的房顫信號的問題。

附圖說明