[發明專利]一種心電信號自動降噪方法

有效

• 申請號: 201710053354.6
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN106889984B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 劉秀玲;郝華青;劉明;熊鵬;杜海曼;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: 孫麗紅;蘇艷肅

本發明涉及一種心電信號的自動降噪方法，其實現過程是：a）檢測心電信號的R波波峰位置，并進行初步濾波；b）從初步濾波后的心電信號中選擇若干連續心拍的心拍段做均值，得平均模板；c）用平均模板替換所獲取的心電信號相對應的心拍段，得到指導信號；d）在指導信號上依次設定若干窗口，然后在每個窗口中，利用指導濾波模型將指導信號經過線性變換得到濾波輸出；e）對所有窗口計算完線性系數后，代入指導濾波模型中求得q_i的值作為最終結果。本發明利用平均模板的方法可以在一定的程度上保留住心電信號大部分的幅值特性，然后通過替代心電信號主要部分來構造出指導信號，這樣得到的指導信號保留住了心電信號大部分的幅值特征。

技術領域

本發明涉及心電信號的自動檢測與分析技術，具體的說是一種心電信號自動降噪方法。

背景技術

近年來，心血管疾病已成為威脅人類生命和健康的頭號殺手。心血管疾病具有突發性，發病就在一瞬間。往往因為癥狀短暫，患者趕到醫院進行心電采集時，癥狀已經消失，這時候的心電圖往往難以捕捉到有效的診斷依據，不能反映患者的實際心臟健康狀態，因為缺少疾病發病期間的心電數據導致患者無法進行相應的治療。因此，針對心血管疾病最好的辦法就是心血管患者住院進行24小時的動態心電監測。在現代化的遠程通信技術突飛猛進的社會背景下，遠程心電監護儀無疑是最好的解決辦法。遠程心電監護就需要患者實時穿戴檢測設備，在互聯網的支持下，數據可以實時傳輸到定點醫院。這其中最大的問題是，穿戴的設備與醫院的心電圖機不同，數據是在患者進行各種日程生活中采集的，與在醫院靜態采集的心電數據相比存在很大的干擾信號，例如最常見的電極接觸噪聲(EM)、肌肉顫動引起的肌電干擾(MA)、人體呼吸移動等引起的基線漂移(BW)。這些在很大程度上影響了心電信號的正常形態，而已有算法在降噪過程中容易丟失心電信號的某些重要特征，對醫生的診斷造成很大的偏差，誤診率提高。因此恢復心電信號的原有形態對疾病診斷有十分重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種心電信號自動降噪的方法，以解決現有算法在降噪過程中丟失心電信號重要特征的問題。

本發明的目的是這樣實現的：

一種心電信號的自動降噪方法，其包括以下步驟：

a)獲取一段人體的心電信號，先檢測所獲取的心電信號的R波波峰位置，然后進行初步濾波以濾除低頻信號，去除基線漂移；

b)從初步濾波后的心電信號中選擇若干個連續的心拍的心拍段做均值，即得平均模板；從每個心拍中所選擇的心拍段的長度包含270個采樣點，所述270個采樣點由R波波峰之前的89個采樣點、R波波峰處的1個采樣點及R波波峰之后的180個采樣點構成；

c)用步驟b)所得到的平均模板替換步驟a)中所獲取的人體心電信號中每一個心拍相對應的心拍段，得到指導信號；

進行替換時，如果一個RR間期的長度小于所述平均模板的長度，會有部分采樣點重疊，此時將重疊的采樣點進行均值處理；

d)在所述指導信號上依次設定若干窗口ω，然后在每一個窗口中，利用指導濾波模型將所述指導信號經過線性變換得到濾波輸出：

其中1：對于在所述指導信號上依次設定的各窗口，(a,b)是在一個窗口中保持不變的一系列線性系數，其值為一個窗口中各采樣點的濾波輸出與對應的待濾波信號差值最小時所對應的線性系數值；

其中2：I_i表示所述指導信號在所在窗口的第i個采樣點的值；q_i表示所述指導信號在所在窗口的第i個采樣點的濾波輸出值；

所述待濾波信號即為步驟a)中所獲取的人體心電信號；