[發明專利]一種自適應二階濾波心電信號去噪預處理裝置及方法

在審

• 申請號: 201910769222.2
• 申請日: 2019-08-20
• 公開（公告）號: CN110584646A
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 楊海南;廉迎戰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: A61B5/0402
• 分類號: A61B5/0402;A61B5/00
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 林麗明

本發明公開了一種自適應二階濾波心電信號去噪預處理裝置及方法，通過對采集貼在人體皮膚特殊位置的電極片間的電勢差獲得的心電信號進行自適應控制處理以及二階濾波處理，從而濾除其中的低階與高階噪音，獲得能夠用于醫用治療和科研分析有效的心電信號，解決了現有方法采集得到的心電信號存在噪音，影響后續診斷精度的問題。

技術鄰域

本發明涉及醫療設備的技術鄰域，尤其涉及一種自適應二階濾波心電信號去噪預處理裝置及方法。

背景技術

隨著城市生活的加快，心臟病已經成為正常生活的一大困擾。如何應用正確的檢測并預防心臟疾病是當今社會研究的熱點。心電圖是診斷心臟病的標準，對于心肌梗死、心室肥大等心臟疾病的診斷起到了很大的作用。心電信號中各種特征波形與心臟的機械運動、生理功能以及健康狀況存在著密不可分的對應關系，因此通過長期觀察心電波形特征的變異情況是醫生發現早期心血管類疾病的主要途徑之一。然而，心電信號作為人體微弱信號，采集的過程中存在大量噪音，將其有效部分提取出來成為心電檢測與識別的前提。目前在醫療上或者科研分析中，心電信號是通過采集貼在人體皮膚特殊位置的電極片間的電勢差獲得，以這種方式獲得的心電信號為含噪心電信號，存在一定的干擾，以此作為診斷的標準會診斷的精度，甚至有可能帶來誤判。

發明內容

本發明為解決現有方法采集得到的心電信號存在噪音，影響后續診斷精度的問題，提供了一種自適應二階濾波心電信號去噪預處理裝置及方法。

為實現以上發明目的，而采用的技術手段是：

一種自適應二階濾波心電信號去噪預處理裝置，包括：心電信號采集器、自適應控制器、二階濾波器；

所述心電信號采集器用于采集原始心電信號；

所述自適應控制器用于對所述心電信號采集器采集得到的心電信號進行自適應控制處理，濾除其中的低頻噪聲；

所述二階濾波器用于對所述自適應控制器處理后的心電信號進行二階濾波，濾除其中的高頻噪音，得到最終的去噪心電信號。

上述方案中，通過對采集貼在人體皮膚特殊位置的電極片間的電勢差獲得的心電信號進行自適應二階濾波預處理，從而濾除其中的低階與高階噪音，獲得能夠用于醫用治療和科研分析有效的心電信號。

優選的，所述預處理裝置還包括模數轉換器，用于對所述心電信號采集器采集得到的原始心電信號進行離散化處理。在本優選方案中，由于計算機只能識別類似于0/1的離散二進制數或者十六進制數，因此對采集的原始心電信號進行離散化處理。

優選的，所述二階濾波器具體為對所述心電信號中包括P波、Q波、R波、S波、T波和U波的特征波形進行二階濾波處理。

優選的，所述二階濾波器包括以順序結構連接的第一濾波器和第二濾波器。在本優選方案中，將第一濾波器和第二濾波器以順序結構連接使得心電信號在濾波器處理過程中平滑過渡，避免出現對心電信號造成不必要的抖動。

優選的，所述自適應控制器的輸入信號包括目標信號以及參考信號，所述目標信號為采集得到的心電信號，所述參考信號為所述目標信號中與噪聲信號無關的信號，所述自適應控制處理為抵消目標信號中的噪聲信號而保留與參考信號相對應的相關信號，從而得到不含低頻噪聲的心電信號；

所述自適應控制器的模型為：