[發(fā)明專利]一種基于MODWT的動(dòng)態(tài)心電圖實(shí)時(shí)心率估算方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010180921.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111493852A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊智;顧林躍;孫斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江好絡(luò)維醫(yī)療技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): A61B5/0245
• 分類號(hào): A61B5/0245;A61B5/0472;A61B5/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 陳琦;陳繼亮

一種基于MODWT的動(dòng)態(tài)心電圖實(shí)時(shí)心率估算方法，包括：a)預(yù)處理；b)基于MODWT及各特征波形頻帶特點(diǎn)對(duì)動(dòng)態(tài)心電圖進(jìn)行濾波處理；c）基于心電規(guī)則，確定動(dòng)態(tài)心電圖主波位置及實(shí)時(shí)心率。本發(fā)明基于MODWT及心電規(guī)則，對(duì)動(dòng)態(tài)心電圖實(shí)時(shí)心率進(jìn)行了估算，易于理解，容易實(shí)現(xiàn)，精度較高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明提出了一種基于MODWT的動(dòng)態(tài)心電圖實(shí)時(shí)心率估算方法，涉及心電圖智能診斷領(lǐng)域。

背景技術(shù)

心電圖檢查是體檢的常見(jiàn)項(xiàng)目，如果患者疑似有心律失常癥狀，通常也會(huì)去醫(yī)院做個(gè)心電圖，但是，在醫(yī)院的幾分鐘或者十幾分鐘心電圖，難以發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，這時(shí)候醫(yī)生可能會(huì)給患者一個(gè)可以穿戴的心電圖檢測(cè)器，佩戴一天、兩周或者更長(zhǎng)時(shí)間，這會(huì)產(chǎn)生幾十、幾百小時(shí)的心電圖，即所謂的動(dòng)態(tài)心電圖，這就會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題：其一，為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)致命心臟疾患，心電圖檢測(cè)器最好能實(shí)時(shí)進(jìn)行分析，給出重要心臟疾患指標(biāo)；其二：醫(yī)生要一秒一秒的檢查長(zhǎng)時(shí)間的心電圖，非常耗費(fèi)時(shí)間，為此，一條比較好的思路是，首先由心電圖檢測(cè)器實(shí)時(shí)的給出重要的心臟指標(biāo)，以便及時(shí)預(yù)警，其次是由心電圖檢測(cè)器進(jìn)行智能判斷，找出可能的心律失常的時(shí)間位置，再由醫(yī)生針對(duì)這些地方進(jìn)行進(jìn)一步診斷，顯然，對(duì)動(dòng)態(tài)心電圖信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)、給出輔助診斷結(jié)果的首要任務(wù)是檢測(cè)心率的變化，即迅速、準(zhǔn)確地識(shí)別出主波位置，本專利的發(fā)明初衷來(lái)源于此。

與常規(guī)心電圖相比較，動(dòng)態(tài)心電圖更容易受到外界因素的干擾，信號(hào)中存在大量的工頻干擾、基線漂移和肌電噪聲，目前，對(duì)心電信號(hào)的噪聲抑制一般采用低通濾波方法，其中主要的不足在于固定頻帶的濾波不能適應(yīng)心電信號(hào)的隨機(jī)性、非平穩(wěn)性，小波變換具有良好的時(shí)-頻局部分析特點(diǎn)，能較好的解決這些問(wèn)題，但在強(qiáng)噪聲背景下，進(jìn)行小波變換后，不具有平移不變性，且幅度較小的Q、S波處常出現(xiàn)Gibbs振蕩現(xiàn)象，造成信號(hào)失真,為此，我們提出一種MODWT的心電信號(hào)自適應(yīng)濾波方法，MODWT是一種高度冗余的非正交小波變換，對(duì)樣本容量沒(méi)有要求，具有小波系數(shù)和尺度系數(shù)的平移不變性、無(wú)相位扭曲，從而保留了心電信號(hào)中有用的特征波形，避免了有用心電信息的損失。

就主波的定位而言，已有不少研究者從多個(gè)角度出發(fā)對(duì)心電圖主波的識(shí)別和定位進(jìn)行了研究，比如差分閾值法、小波分析法、模板匹配法、聚類方法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(深度學(xué)習(xí)等)等,因動(dòng)態(tài)1秒心率更新的需要，與常規(guī)心電圖主波定位相比，其要求的運(yùn)行速度很快，為此，我們?cè)谶M(jìn)行MODWT的基礎(chǔ)上，結(jié)合心電圖各特征波頻帶分布、幅值特點(diǎn)及不應(yīng)期等相關(guān)心電規(guī)則，選擇了主波所在的主要頻帶，給出了一種快速的主波定位算法，并估算心率。

該方法基于MODWT及心電規(guī)則，對(duì)動(dòng)態(tài)心電圖實(shí)時(shí)心率進(jìn)行了估算，易于理解，容易實(shí)現(xiàn)，精度較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明克服現(xiàn)有技術(shù)不足，設(shè)計(jì)一種基于MODWT的動(dòng)態(tài)心電圖實(shí)時(shí)心率估算方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種基于MODWT的動(dòng)態(tài)心電圖實(shí)時(shí)心率估算方法，包括：a)預(yù)處理；b)基于MODWT及各特征波形頻帶特點(diǎn)對(duì)動(dòng)態(tài)心電圖進(jìn)行濾波處理；c)基于心電規(guī)則，確定動(dòng)態(tài)心電圖主波位置及實(shí)時(shí)心率，所述a)預(yù)處理方法為：

步驟1：采集心電圖信號(hào)，采樣頻率為128Hz，以5秒、10秒、20、30秒作為分析時(shí)長(zhǎng)分別進(jìn)行了分析測(cè)試，基于測(cè)試結(jié)果，確定動(dòng)態(tài)心電圖分析實(shí)時(shí)參數(shù)，對(duì)心電圖信號(hào)進(jìn)行分段處理；

步驟2：去除干擾程度較大的分段心電信號(hào)；

作為優(yōu)選：所述b)基于MODWT及各特征波形頻帶特點(diǎn)對(duì)動(dòng)態(tài)心電圖進(jìn)行濾波處理方法為：

步驟1：基于采樣頻率及各特征波形頻帶特點(diǎn)對(duì)選定分段信號(hào)進(jìn)行MODWT處理；

步驟2：去除干擾頻帶及P波、T波所在頻帶，選定分析頻帶；

步驟3：對(duì)分析頻帶心電信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)濾波，所述自適應(yīng)濾波方法為極值閾值濾波方法：