[發明專利]一種心電信號去噪方法、裝置和一種心電信號采集設備

在審

• 申請號: 201710152788.1
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN108618773A
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 楊曉立
• 申請（專利權）人: 深圳市理邦精密儀器股份有限公司
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402;A61B5/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 陽開亮

本發明實施例公開了一種心電信號去噪方法，用于解決現有噪聲濾除方法難以完全濾除心電信號中的噪聲干擾的問題。本發明實施例方法包括：獲取采集的心電信號；對所述心電信號進行集合經驗模態分解，得到濾除基線漂移干擾后的各個本征模函數分量；對所述各個本征模函數分量進行工頻干擾的噪聲濾除；對濾除工頻干擾后的所述各個本征模函數分量進行快速獨立成分分析，得到各個信號獨立分量；對所述各個信號獨立分量進行肌電干擾的噪聲濾除；對濾除肌電干擾后的所述各個信號獨立分量進行信號重構，得到去噪后的心電信號。本發明實施例還提供一種心電信號去噪裝置和一種心電信號采集設備。

技術領域

本發明涉及信號噪聲處理技術領域，尤其涉及一種心電信號去噪方法、裝置和一種心電信號采集設備。

背景技術

心血管病是一類由心臟、血管和調節血液循環的神經體液組織構成的循環系統的疾病。根據世界衛生組織的統計，心血管疾病是世界上致死率最高的疾病，在2012年全世界有1750萬人死于心血管疾病，占各種死因的31％。心血管疾病嚴重威脅人類，特別是50歲以上中老年人健康，具有高患病率、高致殘率和高死亡率的特點。近年來，隨著生活壓力的增加，工作時間的增加，心血管疾病在青年群體中的發病率越來越高。心電圖通過體表間接記錄心臟電活動，這些活動反映了心肌在心動周期中的去極化和復極活動，表示通常與體表點擊測量的整體心肌的動作電位和時間空間的總和。心電圖應用于臨床已經有一個世紀的歷史，作為一門獨立的臨床檢查診斷學科已自成體系，心電圖在心臟疾病的臨床診斷中具有重要價值，能為心血管疾病的正確分析、診斷、治療和監護提供客觀指標。心電圖檢查已經在全世界得到普及，是各級醫療機構一項極為重要的診斷工具，尤其因其是一項無創性檢查，價廉方便，能被患者所接受。

隨著科學技術的不斷發展，心電圖的監測方式越來越多樣話，除了使用傳統的靜態心電圖機采集心電信號外，運動心電圖儀、Holter記錄儀、可穿戴心電圖儀等設備，由于其更能強大，方便舒適，能夠長時間采集心電信號，得到了越來越多的重視。但隨著便捷性，舒適度的提升，心電信號在采集過程中更加容易受到噪聲的干擾，導致心電信號質量下降。因此，獲取高保真的心電信號，提升心電信號質量是心電圖的基礎，沒有良好的信號質量，后續醫生或智能算法的分析診斷則無從談起。

心電信號受到的噪聲干擾可以分為工頻干擾、基線漂移干擾以及肌電干擾三種形式。其中工頻干擾為50Hz正弦信號及其諧波，由空間電磁場引起；基線漂移干擾主要由人體呼吸運動或電極片接觸不良導致，屬于低頻信號，頻率范圍一般為0-1Hz之間；而肌電干擾是人體肌肉所產生的電信號，可以近似看成高斯白噪聲。傳統的噪聲濾除方法是使用經典濾波器濾除各類噪聲，經典濾波器結構簡單、易于實現，已經在工業應用上廣泛實現。但由于人體心電信號頻率范圍一般在0-100Hz，該頻率處于之前提到的三種噪聲的頻率范圍之內，造成心電信號和噪聲頻率混疊，因此無法使用經典濾波器完全濾除噪聲干擾，若濾波器的截止頻率設置過低，則會導致心電信號失真的情況出現。

發明內容

本發明實施例提供了一種心電信號去噪方法、裝置和一種心電信號采集設備，能夠濾除心電信號中的工頻干擾、基線漂移干擾以及肌電干擾的噪聲，在保留心電信號原本特征的同時，達到去噪的效果，提升心電信號的質量。

本發明實施例提供的一種心電信號去噪方法，包括：

獲取采集的心電信號；

對所述心電信號進行集合經驗模態分解，得到濾除基線漂移干擾后的各個本征模函數分量；

對所述各個本征模函數分量進行工頻干擾的噪聲濾除；

對濾除工頻干擾后的所述各個本征模函數分量進行快速獨立成分分析，得到各個信號獨立分量；

對所述各個信號獨立分量進行肌電干擾的噪聲濾除；

對濾除肌電干擾后的所述各個信號獨立分量進行信號重構，得到去噪后的心電信號。