[發明專利]一種基于改進帶通濾波器的壓縮域心電信號質量評估方法

在審

• 申請號: 202011050724.9
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112274159A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 劉繼忠;徐文斌;趙鵬
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: A61B5/318
• 分類號: A61B5/318;A61B5/346
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 許瑩瑩

本發明公開一種基于改進帶通濾波器的壓縮域心電信號質量評估方法，用于壓縮采樣后高質量的心電信號段的選擇，將受到干擾的劣等信號與高質量信號區分出來，跳過了復雜的信號重構過程。該方法在傳感采樣節點對原始心電信號進行壓縮采樣，獲得壓縮采樣信號，之后利用六個壓縮域帶通濾波器分別對壓縮采樣信號進行濾波處理，得出原始心電信號六個頻帶上的小波系數在壓縮域的等價形式，并求出每層的類似能量和類似小波熵。最后將各頻帶類似能量和類似小波熵共同作為評估指數，運用支持向量機(Support Vector Machine,SVM)判斷壓縮采樣信號為“可接受”或者“不可接受”，從而實時判斷信號質量較高的壓縮采樣信號片段，為后續直接處理壓縮采集心電數據提供評判依據。

技術領域

本發明涉及一種壓縮心電信號質量評估方法，尤其涉及一種基于改進帶通濾波器的壓縮域心電信號質量評估方法。

背景技術

世界衛生組織發布《全球非傳染性疾病現狀的報告(2014)》指出，在非傳染性疾病導致的死亡病例中心血管疾病的發病率居首位。僅2012年，心血管疾病導致全球1750萬例死亡，占非傳染性疾病致死病例的46％根據中國國家心血管病中心統計資料顯示，近年來，我國心血管疾病患者數量增加較快，同時，我國心臟起搏器植入量持續增長，年增長率穩定在10％以上，用于心血管疾病治療的費用也相應地呈現出逐年攀升的態勢。心血管疾病已成為威脅我國人民生命健康的重要殺手。目前，醫學臨床中的研究結果表明，心血管疾病是一種可以控制和預防的疾病。因此，對心血管疾病的預防和診療具有非常重要的意義和研究價值。

心律失常是一種最為多發的心血管疾病，心律失常將引發心臟搏動紊亂和泵血功能異常，甚至造成心臟驟停或心源性猝死。而心電信號(electrocardiosignal,ECG)是心律失常臨床診斷的主要依據，也是心臟健康監測系統采集的重要生理信號。目前，可穿戴式健康監控系統(Wearable Health Monitoring System,WHMS)被廣泛應用于ECG的采集和處理。由于WHMS電池容量有限，在資源有限的低功耗傳感系統中，通信約束發揮著關鍵作用。在傳感采樣節點采用壓縮感知(Compressed Sensing,CS)可在數據采樣的同時完成數據壓縮，從而極大減少數據傳輸量以及系統能耗，從而可有效解決該問題，但又面臨壓縮采集心電信號是否被噪聲干擾不易識別，且進行心律失常識別診斷前必須經過復雜的重構過程重建信號的新問題。

因此，需要一種能夠對壓縮感知心電信號(compressed sensingelectrocardiosignal,CSECG)進行信號質量評估的方法，在對CSECG進行心律失常心拍識別診斷前，對信號質量進行評估，根據信號質量情況對信號能否作為診斷依據進行取舍。

發明內容

為解決以上技術問題，本發明提出一種能夠評估壓縮域下心電信號質量的方法。利用本方法對壓縮心電信號進行質量評估時，可以快速得到評估結果，并且具有較高的準確率，能夠為后期信號去除噪聲或者采集數據的取舍提供依據。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于改進帶通濾波器的壓縮域心電信號質量評估方法，包括如下步驟：

步驟1、將心電信號的質量評估結果分為可接受與不可接受兩類；

步驟2、根據預設的截取長度，從獲取的心電信號中截取心電數據x(N)，并對信號進行類別標記，標記為可接受與不可接受兩個類別；

步驟3、對截取的心電數據x(N)進行壓縮采樣，得到壓縮采樣信號y(M)；

步驟4、在基于離散小波變換(DWT)下，構建修正壓縮域帶通濾波器，對壓縮采樣信號y(M)進行頻帶分解，得出心電數據x(N)多個頻帶上的小波系數在壓縮域的等價形式；