[發(fā)明專利]一種基于時頻特征的心電信號分析方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210192970.0
• 申請日: 2022-02-28
• 公開（公告）號: CN114557704A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐赤坤;譚鋌;劉康;李偉;何俊德
• 申請（專利權(quán)）人: 上海圖靈醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: A61B5/349
• 分類號: A61B5/349
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 吳軼淳

1.一種基于時頻特征的心電信號分析方法，其特征在于，具體包括以下步驟:

步驟S1，采集至少一個用戶的一實時心電信號，對所述實時心電信號進行預(yù)處理得到一規(guī)范化心電信號；

步驟S2，根據(jù)所述規(guī)范化心電信號處理得到多個時頻特征，將各所述時頻特征輸入至所述心電分析模型中處理得到對應(yīng)的分類標(biāo)簽作為心電分析結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心電信號分析方法，其特征在于，執(zhí)行所述步驟S1之前包括一模型訓(xùn)練過程，具體包括以下步驟：

步驟A1，獲取多個群體對應(yīng)的多組歷史心電信號，并分別為各組歷史心電信號配置對應(yīng)的所述群體的分類標(biāo)簽；

步驟A2，對各組歷史心電信號分別進行特征提取得到對應(yīng)的多個時頻特征；

步驟A3，將各組歷史心電信號對應(yīng)的各所述時頻特征作為輸入，將各所述歷史心電信號對應(yīng)的所述群體的分類標(biāo)簽作為輸出，訓(xùn)練得到所述心電分析模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的心電信號分析方法，其特征在于，所述時頻特征包括各所述歷史心電信號對應(yīng)的時序特征、傅里葉變換系數(shù)、奇異值熵和分形維數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的心電信號分析方法，其特征在于，通過以下計算公式計算得到所述分形維數(shù)：

其中，

D表示分形維數(shù)；

N表示所述歷史心電信號的一橫坐標(biāo)長度；

d表示所述歷史心電信號的一二維長度；

L表示所述歷史心電信號的一直徑。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的心電信號分析方法，其特征在于，所述步驟A2中，對所述歷史心電信號進行快速傅里葉變換并取前十個基的系數(shù)作為所述傅里葉變化系數(shù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的心電信號分析方法，其特征在于，所述步驟A2中，根據(jù)所述歷史心電信號處理得到一QRS波群周期、一QT間期和一QTc間期，根據(jù)所述QRS波群周期、所述QT間期和所述QTc間期處理得到一平均周期作為所述時序特征。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的心電信號分析方法，其特征在于，所述步驟S1包括：

步驟S11，采集至少一個用戶的所述實時心電信號，對所述實時心電信號進行濾波處理得到一濾波后心電信號；

步驟S12，根據(jù)所述濾波后心電信號處理得到一自相關(guān)函數(shù)，提取所述自相關(guān)函數(shù)的多個局部極值，將各所述局部極值的差分中位數(shù)作為所述濾波后心電信號的周期；

步驟S13，根據(jù)預(yù)設(shè)的一片段長度截取所述濾波后心電信號中的一心電片段，并判斷所述心電片段的周期是否大于所述片段長度：

若是，轉(zhuǎn)向步驟S14；

若否，將所述片段長度作為所述心電片段的周期并轉(zhuǎn)向步驟S14；

步驟S14，對所述心電片段進行規(guī)范化處理得到所述規(guī)范化心電信號。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的心電信號分析方法，其特征在于，所述步驟S11包括：

步驟S111，采集至少一個用戶的所述實時心電信號，將所述實時心電信號分為多個實時片段，對各所述實時心電信號分別進行快速傅里葉變換得到一變換值；

步驟S112，針對每個所述變換值，判斷所述變換值的絕對值是否大于一第一閾值和一第二閾值：

若是，剔除所述變換值對應(yīng)的所述實時片段并轉(zhuǎn)向步驟S113；

若否，保留所述變換值對應(yīng)的所述實時片段并轉(zhuǎn)向步驟S113；

步驟S113，將保留的各所述實時片段進行低通濾波并整合成所述濾波后心電信號。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的心電信號分析方法，其特征在于，所述步驟S12包括：

步驟S121，根據(jù)所述濾波后心電信號處理得到自相關(guān)函數(shù)，通過預(yù)先設(shè)置的間隔參數(shù)提取各所述局部極值；

步驟S122，按縱坐標(biāo)值從大到小的順序?qū)Ω魉鼍植繕O值的橫坐標(biāo)值進行排序，并根據(jù)排序后的各所述橫坐標(biāo)值處理得到所述差分中位數(shù)作為所述濾波后心電信號的周期。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的心電信號分析方法，其特征在于，所述步驟S14包括：

步驟S141，將所述心電片段分為多個心電子片段，根據(jù)各所述心電子片段分別處理得到一二階導(dǎo)數(shù)值；

步驟S142，按從大到小的順序?qū)o各所述二階導(dǎo)數(shù)值進行排序，將排序最后的所述二階導(dǎo)數(shù)值與預(yù)先設(shè)置的一第三閾值相乘得到一第四閾值；

步驟S143，判斷所述心電子片段對應(yīng)的所述二階導(dǎo)數(shù)值是否大于所述第四閾值：

若是，剔除所述心電子片段并轉(zhuǎn)向步驟S144；

若否，保留所述心電子片段并轉(zhuǎn)向步驟S144；

步驟S144，將保留的各所述心電子片段整合為所述規(guī)范化心電信號。