[發明專利]用于提取心電圖時間特異性數據的模型建立方法及系統

在審

• 申請號: 201811209725.6
• 申請日: 2018-10-17
• 公開（公告）號: CN109247934A
• 公開（公告）日: 2019-01-22
• 發明（設計）人: 王景峰;趙慧英;陳樣新;張玉玲;胡海;杜崗;漆夢玲
• 申請（專利權）人: 中山大學孫逸仙紀念醫院
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402;G06K9/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 顏希文;宋靜娜

本發明一種用于提取心電圖時間特異性數據的模型建立方法及系統，所述方法包括：步驟S1，獲取心源性猝死幸存者的動態心電圖信息及正常人的動態心電圖信息；步驟S2，使用小波去噪對獲取的心電圖信號進行去噪，以降低頻率極大和周期極小的工頻干擾及周期極大和頻率極小的基線漂移；步驟S3，對去噪后的心電數據進行定峰及特征參數提取；步驟S4，根據定峰及特征參數提取結果對每個時間點建立邏輯回歸模型，進行特征參數選取，通過5倍交叉運算選取各個時間點的特征參數。步驟S5，根據選取的特征參數通過貝葉斯理論綜合各點的模型，建立最終模型，通過本發明，可實現心源性猝死24h心電圖信號的時間特異性數據提取。

技術領域

本發明涉及醫學信號處理領域，特別是涉及一種用于提取心電圖時間特異性數據的模型建立方法及系統。

背景技術

心電圖是指把心臟周期活動產生的電信號記錄下來并按規定的格式繪制出來的圖形，心電圖是反映心臟興奮的電活動過程，它對心臟基本功能及其病理研究方面，具有重要的參考價值，心電圖憑借其經濟、可靠、快速且非入侵式測量方式等優勢，已普遍應用于臨床，心臟的電生理活動能夠直觀反映在心電圖上，心電圖蘊含的波形、周期等信息對醫生具有重要的參考價值。

心臟性猝死是指急性癥狀發作后1小時內發生的以意識突然喪失為特征的、由心臟原因引起的自然死亡。心臟性猝死的直接原因主要是心律失常，約占88％，其中室速占62％、尖端扭轉性室速占13％、特發性室顫占8％、緩慢性心律失常占17％。心臟性猝死的發生率和死亡率高，存活率極低(<1％)，約占心血管疾病死亡原因50％以上，一直是世界范圍的重大健康公共問題。心臟性猝死發生快、發展快、預后差，因此，對于心臟性猝死的早期預警極其重要。

心臟性猝死作為一種心電異常導致死亡的疾病，通過監測心電信息并從中尋找規律，是實現心臟性猝死的早期、有效的預警具有合理的理論基礎。大量研究表明，多種心電圖信號可以提供有價值信息，包括QRS-T角、QTc間期、QRS移行區、T波峰末間期等(相關報道可見于國際心臟病學頂級期刊European Heart Journal(2017)0,1–9,doi:10.1093/eurheartj/ehx331)。

對于心電信號的檢測，目前已有很多成熟設備，例如心電床旁中心監護儀、心電Holter是廣泛應用的心電類儀器，此外還有心電工作站、運動心電圖、遠程醫療及監護、基于手機的家庭監護及可穿戴式測量與監護儀器。根據對心電信號的分析，心電信號中最重要的特征是R波、P波、T波的位置、幅度和形態，此外還有S-T段的形態、Q波、S波、QRS寬度、U波等。心電R波檢測是所有其他心電特征檢測和自動診斷的基礎，其檢測的精度直接影響到儀器的性能。R波自動檢測已有近40年的歷史，從早期的差分域值法、模板匹配法、積分法、濾波器組法，發展到20世紀90年代，基于小波變換的算法逐漸成為主流。至今，新的R波檢測算法仍然在不斷被提出。由于P，S及T波的幅度遠低于R波，且形態多變(如倒置、雙相等)，因此，對它們的準確檢測非常困難,完成了P，Q，R，S和T等波形的檢測，即可計算出R-R間隔，從而得到瞬時心率以及P-R間隙、QRS寬度、P-T間隙及S-T段形態等參數，它們都是心電圖臨床診斷的重要依據。

目前，隨著心電自動診斷技術的發展，根據心電監測設備檢測出的心電圖參數、心臟疾病的原理以及醫生的臨床經驗，建立起各種心律異常的數學模型，從而對心電信號做出判別，也涌現了很多心電自動診斷方法，例如基于信號稀疏表達和獨立分量分析的心電自動診斷算法以及基于開關Kalman濾波的半監督式和基于Logistic回歸的儲備池計算的心電分類方法等。

上述方法中心電圖預警信號大多來自于單次心電圖測量，忽略了心臟性猝死者24小時心電圖的時間特異性動態變化信息，并且，在程序識別方面，雖然現有的技術針對R波的檢測比較成熟，但缺少對P，Q，S，T峰的定位和峰面積等相關數據的提取和使用，既往使用的這些心電圖預警信號識別特異性及敏感性均較低。

發明內容