[發明專利]心電信號壓縮傳輸方法及其心電監護系統

在審

• 申請號: 201510974314.6
• 申請日: 2015-12-22
• 公開（公告）號: CN105476624A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 劉秀玲;李瑞凱;李兆朋;婁存廣;梁鐵;王洪瑞
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 蘇艷肅

技術領域

本發明涉及心電信號的處理方法，具體的說是一種心電信號壓縮傳輸方法及其 心電監護系統。

背景技術

心臟病是一種發病率很高且非常常見的心臟疾病，有著病情發展緩慢并隱蔽， 一旦發病病情危急的特點，嚴重威脅著人類的健康與生命。一般情況下，造成心 臟疾病患者猝死的主要原因是惡性心律失常和心功能衰竭等；心臟病發作時間沒 有規律，這類患者在平時工作或生活中會表現出癥狀，但到醫院做心電檢查時癥 狀可能消失，因此，無法檢測到異常心電圖，導致醫生不能對病情做出準確的判 斷，無法進行病情診斷并且可能耽誤最佳治療時機。如果能夠及時識別日常生活 中的心率失常等心臟病癥狀，采取有效的預防及治療措施，能夠很大程度上提高 挽救患者生命的成功率。

多年以來，由于心電信號自動分析技術的廣泛應用，給眾多心臟病患者的病理 檢測帶來了巨大便利。然而，現有的心電監護系統是將心電信號采集，處理單元 和發射裝置融合于一部便攜設備內，通過設備上的電極接觸胸壁形成回路來采集 心電信號，然后通過移動通訊網絡將心電信息發送至遠端服務器進行數據處理。 該心電監護儀解決了移動狀態下心電信號采集和傳輸問題，大大減少了時間、地 域的限制。但是，該儀器存在以下缺點：網絡基礎設備建設的滯后在一定程度上 影響了心電信號到遠端服務器的傳輸速度，同時給偏遠地區人們的遠程監護帶來 了不便。受制于設備本身的處理能力，需要不斷發送心電信號到后臺服務器進行 大數據的處理分析，才能得到較準確詳細的診斷結果，這樣信息冗余量較大，系 統功耗也比較大，不易于連續長時間進行動態監測，同時大的數據傳輸量也給遠 端服務器的信道傳輸及信息處理帶來很大的負擔。

心電信號采集客戶端的數據預處理及壓縮能夠顯著減小發送數據流量，降低 對網絡的要求，避免網絡信息傳輸不暢帶來的危險預警缺失，同時能夠有效降低 客戶端功耗，實現長期、動態、實時監測。

發明內容

本發明的目的是提供一種高效的心電信號壓縮傳輸方法，以解決現有方法數 據流量大、保真度差等問題。同時，本發明還提供了該心電信號壓縮傳輸方法所 依托的一種遠程心電監護系統，以便于能夠實時、高效的對病人的身體狀況進行 動態監護和分析預警，及時發現發病征兆。

本發明所要提供的心電信號壓縮傳輸方法的技術方案如下：

一種心電信號壓縮傳輸方法，該方法是將心電信號采集模塊采集到的人體心 電信號在數據處理模塊進行初步處理，然后傳輸到數據壓縮編碼模塊進行信號互 相關運算；

所述初步處理是：在所述數據處理模塊，將通過心電信號采集模塊采集到的 人體心電信號先經放大，然后進行除雜降噪；

所述信號互相關運算是：

①取初步處理后的心電信號數據中一個心動周期時長的心電信號并對其峰值進行歸一化后記作S_i，與其下一個相鄰的峰值歸一化后的心電信號S_i+1按公式進行互相關運算，得到該相鄰的兩個心電信號的相關系數R₁₂，將相關系數R₁₂的幅值與判斷閾值進行比較；

其中，所述公式中，T_m為積分時間，T_m＝kT，k取值為1～200間整數，T為一個心動周期時長，單位為秒；τ為S_i到S_i+1的渡越時間，單位為秒；d為微分算子；t為時間變量，單位為秒；

②如果步驟①中計算所得R₁₂＜判斷閾值，則將心電信號S_i存入數據處理模塊 緩存，將S_i+1～S_i+n之間的心電信號波形數據發送到遠程服務器，然后獲取心電信號 S_i+n+1，按步驟①將S_i與S_i+n+1進行互相關運算；如果步驟①中計算所得R₁₂≥判斷閾 值，則將心電信號S_i+1存入數據處理模塊緩存,并發送一個正常心電信號代碼到遠 程服務器，然后按步驟①將心電信號S_i+1繼續與下一個相鄰的心電信號S_i+2進行互 相關運算；

其中，所述n取值為1～30之間的整數，所述判斷閾值取值為0.25～0.45間的 任意一值。

本發明所述的心電信號壓縮傳輸方法，

所述初步處理具體是：