[發(fā)明專利]基于自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的心電信號特征點(diǎn)識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710533058.6
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107184203B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 季忠;張亞丹
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué);重慶科發(fā)醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: A61B5/0452
• 分類號: A61B5/0452;A61B5/0402;A61B5/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 黃河

1.基于自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的心電信號特征點(diǎn)識別方法，其特征在于，用于對心電信號中的R點(diǎn)、Q點(diǎn)和S點(diǎn)進(jìn)行識別，以定位識別出待識別心電信號中的QRS波；該方法包括如下步驟：

A)對待識別心電信號進(jìn)行自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，對自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解得到的各階固有模態(tài)函數(shù)分量進(jìn)行指定階層的小波閾值降噪和尾階層舍棄處理，對處理后得到的全部階層的固有模態(tài)函數(shù)分量進(jìn)行疊加合成，得到心電降噪信號；

B)從待識別心電信號進(jìn)行自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解得到的各階固有模態(tài)函數(shù)分量中根據(jù)待檢波形的能量分布擇優(yōu)選取部分階層疊加作為檢測層，對檢測層信號進(jìn)行差分運(yùn)算，再對差分得到的心電差分信號進(jìn)行分段處理，得到心電差分分段信號；

C)在心電降噪信號和心電差分分段信號上，根據(jù)心電信號中各特征點(diǎn)間的距離和波形斜率關(guān)系確定待識別心電信號中的R點(diǎn)、Q點(diǎn)和S點(diǎn)位置，實(shí)現(xiàn)對待識別心電信號中的QRS波的定位識別。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的心電信號特征點(diǎn)識別方法，其特征在于，所述步驟A)具體為：

a1)對待識別心電信號進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，得到經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的各階固有模態(tài)函數(shù)分量，取其中前兩個階層的固有模態(tài)函數(shù)分量進(jìn)行合成作為高頻分量噪聲信號，求取該高頻分量噪聲信號的幅值標(biāo)準(zhǔn)差σ_h，并確定集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解中加入白噪聲的量R_atio為

a2)預(yù)先設(shè)定期望的信號分解相對誤差ε，計(jì)算待識別心電信號的幅值標(biāo)準(zhǔn)差為σ₀，并確定加入白噪聲的幅值標(biāo)準(zhǔn)差σ_n為進(jìn)而確定集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解中的集合平均次數(shù)N_EEMD為

a3)根據(jù)加入白噪聲的量R_atio和集合平均次數(shù)N_EEMD的值，對待識別心電信號進(jìn)行集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解，得到各階固有模態(tài)函數(shù)分量；

a4)將自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的前三階層固有模態(tài)函數(shù)分量合成后進(jìn)行小波閾值降噪，且舍棄掉自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的第八階層及其以后的各階層固有模態(tài)函數(shù)分量，將自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的前三階固有模態(tài)函數(shù)分量合成并降噪后的信號與第四、第五、第六和第七階層固有模態(tài)函數(shù)分量進(jìn)行疊加合成，即得到心電降噪信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的心電信號特征點(diǎn)識別方法，其特征在于，所述步驟a4)中，將自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的前三階層固有模態(tài)函數(shù)分量合成后進(jìn)行小波閾值降噪時，選取Coiflet小波族中coif4小波作為小波閾值去噪的小波基函數(shù)，小波分解層數(shù)k按照如下方式確定：

其中N表示待識別心電信號的采樣點(diǎn)數(shù)，f_s表示待識別心電信號的采樣頻率，f_noise表示待濾除的信號中所含各種噪聲頻率的下限值；符號為下取整運(yùn)算符；

在進(jìn)行小波閾值降噪過程中，根據(jù)Birge-Massart策略確定各小波分解層的閾值，對分解后的各小波分解層的系數(shù)進(jìn)行軟閾值處理。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的心電信號特征點(diǎn)識別方法，其特征在于，所述步驟B)具體為：

b1)統(tǒng)計(jì)待識別心電信號進(jìn)行自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解得到的各階固有模態(tài)函數(shù)分量的信號能量，擇優(yōu)選取QRS波信號能量占比較大的部分階層作為準(zhǔn)檢測層；

b2)對作為準(zhǔn)檢測層的各個階層固有模態(tài)函數(shù)分量進(jìn)行疊加形成檢測層，并對檢測層信號進(jìn)行一階差分運(yùn)算，得到心電差分信號；

b3)對差分運(yùn)算得到的差分信號進(jìn)行分段處理，分段處理過程中通過構(gòu)建反饋機(jī)制，自適應(yīng)地計(jì)算確定分段劃分的步進(jìn)長度，從而根據(jù)步進(jìn)長度對差分信號進(jìn)行分段處理，得到心電差分分段信號。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述基于自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解的心電信號特征點(diǎn)識別方法，其特征在于，所述步驟b1)中，選取待識別心電信號進(jìn)行自適應(yīng)集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解得到的各階固有模態(tài)函數(shù)分量中的第五和第六個階層的固有模態(tài)函數(shù)分量作為準(zhǔn)檢測層。