[發明專利]基于IPCMM算法的心電信號QRS復合波檢測方法及系統

有效

• 申請號: 202010147303.1
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111166325B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 李彬;李偉;孟海龍;喬風娟;李金紅;魏諾;王玉誠
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學;山東省計算中心（國家超級計算濟南中心）
• 主分類號: A61B5/366
• 分類號: A61B5/366;A61B5/00;G06K9/62;G06K9/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

1.一種基于IPCMM算法的心電信號QRS復合波檢測方法，其特征在于，步驟包括：

獲取心電信號；

利用IPCMM算法對帶通濾波器進行改進，利用改進后的帶通濾波器對心電信號進行濾波；

對濾波后的心電信號進行雙斜率處理；

利用IPCMM算法對低通濾波器進行改進，利用改進后的低通濾波器對雙斜率處理后的心電信號進行濾波；得到QRS復合波檢測結果；

其中，IPCMM算法對各濾波器的改進過程為：使用群延遲誤差的修正包絡線迭代更新相位誤差上界函數，在通帶內實現一致或近似一致的群延遲誤差；

所述得到QRS復合波檢測結果的步驟包括：

利用滑動窗口積分，使得光滑處理后的QRS復合波的絕對振幅增大，檢測到正確波峰振幅變化；

設定閾值，所述閾值需要根據已經檢測到的正確波峰振幅變化進行設定；所述閾值采用雙閾值設計，設置高閾值和低閾值；

在設定的閾值范圍內輸出QRS復合波檢測結果，并針對QRS復合波定位檢測算法進行算法評估。

2.如權利要求1所述的心電信號QRS復合波檢測方法，其特征在于，IPCMM算法對各濾波器的改進過程的具體步驟包括，IPCMM算法下的濾波器頻率響應誤差minimax設計，簡化后的數學模型為：

s.t.:|Re{|E_c(ω,h)|}+jλ^-1Im{|E_c(ω,h)|}|≤δ

其中，u(ω)＞0表示相位誤差的指定上界，E_c(ω,h)和E_p(ω,h)表示頻率響應誤差和相位誤差；

E_c(ω,h)≡H(ω,h)-D(ω,h)

E_p(ω,h)≡φ_H(ω,h)-φ_D(ω,h)

其中，H(ω,h)表示濾波器的頻率響應，D(ω)表示期望的FR，φ_H(ω,h)和φ_D(ω,h)分別為H(ω,h)和D(ω)的相位。

3.如權利要求1所述的心電信號QRS復合波檢測方法，其特征在于，所述針對QRS復合波定位檢測算法進行算法評估步驟包括：

針對QRS復合波定位檢測算法有3個常用指標：敏感度(SE)，正預測率(PP)和檢測錯誤率(DER)；

其中TP代表檢測正確的心拍個數，FN代表漏檢的心拍個數，FP代表錯檢的心拍數。

4.如權利要求1所述的心電信號QRS復合波檢測方法，其特征在于，所述進行雙斜率處理的步驟包括：QRS波兩側較陡的性質，處理QRS復合波的波形各邊最大、最小斜率的計算公式如下:

其中，a為最接近的整數0.027f_s，b為最接近的整數0.063f_s，zⁿ為第n^th個位置的ECG樣本，f_s為ECG信號的采樣頻率。

5.如權利要求1所述的心電信號QRS復合波檢測方法，其特征在于，所述閾值采用雙閾值設計，設置高閾值和低閾值，高閾值和低閾值根據檢測到的所述正確波峰振幅變化進行設置；所述閾值的更新公式：

其中，T₁：高閾值，T₀：低閾值，peak：檢測到的峰值，peak_v8：當前峰值前面的8個峰值的集合，T₁_lim，T₀_lim是兩個經驗常數，表示兩個閾值變化的下限。