[發明專利]一種對單通道孕婦腹壁電母體心電圖R峰進行檢測的方法

有效

• 申請號: 201910135293.7
• 申請日: 2019-02-22
• 公開（公告）號: CN109645985B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 劉紅星;王璇;劉鐵兵
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: A61B5/318
• 分類號: A61B5/318;A61B5/352;A61B5/366
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種對單通道孕婦腹壁電信號母體心電圖R峰進行檢測的方法，它的步驟包括，(1)讀入一通道孕婦腹壁電信號，(2)對該腹壁電信號上的母體心電圖R峰進行初檢或者叫預檢，(3)依據初檢結果構造適應性高斯字典，基于構造的適應性高斯字典通過稀疏表示實現對母體心電信號R峰的增強，(4)在母體心電R峰增強信號上檢測R峰，并輸出其R峰位置，其特征在于，第(3)步的高斯字典由對應母體心電成分的高斯原子、對應胎兒心電成分的高斯原子、對應噪聲成分的高斯原子三部分組成，其中，對應母體心電成分的高斯原子只涉及一個尺度，這一尺度是根據腹壁電信號初檢的母體心電圖R峰的情況通過優化求得的。

技術領域

本申請涉及一種基于計算機程序對采集的單通道孕婦腹壁電信號上的母體心電圖(ECG)的R峰進行檢測的方法。

從孕婦腹壁記錄心電圖，旨在從中分離出胎兒心電圖，但記錄的腹壁電，除胎心電成分外，還包含母體心電成分和其他噪聲。要成功分離出胎心電成分，一個關鍵是先精確估計出母體心電成分；而要精確估計出母體心電成分，一個關鍵環節是先對腹壁電上母體心電圖R峰進行高質量檢測。在信噪比不高的情況下，包括胎心電成分較大的情況，腹壁電上母體心電圖R峰的高質量精確檢測富有挑戰。

當然，用于單通道孕婦腹壁電之母體心電圖R峰檢測方法，也可用于采集的多通道腹壁電的各通道信號R峰的分別檢測。

背景技術

單通道腹壁電中的母體ECG R峰的檢測涉及母體ECG增強和基于閾值的R峰標記兩個環節，其中母體ECG增強是關鍵。母體ECG增強的常見方法有：差分法、希爾伯特變換法、模板匹配法、小波變換法等。其中，基于連續小波變換的母體心電圖增強是一種應用最多的方法，但在信噪比較低的情況下，它對母體心電圖R峰增強的結果不甚理想，可能導致多檢和漏檢。

有文獻[1]提出了一種胎心電分離方法，它在本質上基于信號稀疏表示理論對孕婦腹壁電中的母體ECG的R峰進行增強。基于稀疏表示理論對心電圖進行增強的原理如附圖2所示。圖2中，x為已知的待稀疏分解的心電信號，它的長度為N點；D為過完備字典，它由K個列向量又叫原子構成，D維數為NxK；u為求解優化問題min||u||₀ subject to x＝Du的解，即它是滿足x＝Du且非零元素個數最少的向量，稱這樣的u為x的稀疏表示，它的長度也為K點；u′為稀疏向量u進一步稀疏化后的向量，即僅保留稀疏向量u中想要的非零數值，其他元素置0，其長度K點不變；x′＝Du′，即為基于稀疏表示對心電圖的增強結果，它的長度為N點。圖2中，u′的非零元素i，j，k對應字典中所激活的原子d_i，d_j，d_k。

基于稀疏表示對母體ECG的R峰進行增強時，字典D的確定很關鍵。文獻[1]基于先驗知識預先確定了一個固定的過完備高斯字典。所謂高斯字典，基于如下高斯函數產生原子：

其中，σ_i是尺度因子，a_j是位移因子。每給一個尺度因子σ_i，取a_j＝j，j＝1，…，N，來構造N個原子ψ_k(n)；若有σ_i i＝1，…，p個尺度因子，則總共可構成K＝p×N個原子的過完備高斯字典D，即D為NxK維，它的每一列原子也是一個高斯信號序列。文獻[1]中確定的固定字典的尺度因子，由對應母體、胎兒和噪聲的三部分組成，如圖3所示，其中，對應母體心電圖的固定尺度因子有σ_i∈{5，6，7，8，9，10，12，15，20，30，50}，對應胎兒心電圖的固定尺度因子有σ_i∈{2.5，3，3.5，4}，對應其他噪聲成分的固定尺度因子有σ_i∈{1.6，2}。