動態心電信號數據中的檢波方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種動態心電信號數據中的檢波方法和裝置。所述方法包括：預處理原始動態心電信號數據；將預處理后的原始動態心電信號數據進行形態變換；在形態變換輸出的動態心電信號數據中根據所述第一閾值和第二閾值得到存在QRS復合波的動態心電信號數據段，并在所述得到的動態心電信號數據段中搜索定位，以得到QRS復合波；所述第一閾值和第二閾值將根據預設時間內的原始動態心電信號數據進行更新。所述裝置包括：預處理模塊、形態變換模塊和搜索模塊。采用本發明能消除使用單一的閾值所造成的動態心電信號數據中偽差誤判。
【專利說明】動態心電信號數據中的檢波方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及信號處理技術，特別是涉及一種動態心電信號數據中的檢波方法和裝置。
【背景技術】
[0002]心電采集設備的佩戴者將在正常生活下連續24小時甚至于更長的時間進行心電信號的記錄，以得到動態心電信號數據，進而借助計算機對動態心電信號進行處理。
[0003]由于佩戴者并不可能是靜止不動的，因此常常使得心電采集設備所進行的心電信號記錄受到各種干擾，造成偽差存在于動態心電信號數據中。例如，佩戴者走路、爬樓梯、提重物甚至于睡眠都不可避免地接觸或者拉扯心電采集設備的導聯線，從而由此產生的干擾將引起的偽差將帶來心電描跡線的起伏，甚至于湮沒正常的心電信號。
[0004]由于存在著偽差的心電信號中常常包含著有價值的心電信息，因此，常常對記錄心電信號所得到的動態心電信號數據消除偽差，例如，識別動態心電信號數據中存在的偽差，以消除識別的偽差。
[0005]傳統的偽差識別算法大都采用單一的閾值來判斷動態心電信號數據中是否存在偽差，但是，由于人體的運動具有多樣性，例如，包括了爬樓梯、散步、慢跑和起臥等動作，因此將導致心電電極片與人體表面接觸的緊密程序的變化過程也是多樣的，相應的，動態心電信號數據中所含的偽 差形態也是多種多樣的，使用單一的閾值將造成動態心電信號數據中偽差的誤判。
【發明內容】
[0006]基于此，有必要針對使用單一的閾值造成了動態心電信號數據中偽差的誤判的技術問題，提供一種能消除使用單一的閾值所造成的動態心電信號數據中偽差誤判的動態心電信號數據中的檢波方法
[0007]此外，還有必要提供一種能消除使用單一的閾值所造成的動態心電信號數據中偽差誤判的動態心電信號數據中的檢波裝置。
[0008]一種動態心電信號數據中的檢波方法，包括如下步驟:
[0009]預處理原始動態心電信號數據；
[0010]將預處理后的原始動態心電信號數據進行形態變換；
[0011]在形態變換輸出的動態心電信號數據中根據所述第一閾值和第二閾值得到存在QRS復合波的動態心電信號數據段，并在所述得到的動態心電信號數據段中搜索定位，以得到QRS復合波；
[0012]所述第一閾值和第二閾值將根據預設時間內的原始動態心電信號數據進行更新。
[0013]在其中一個實施例中，所述方法還包括:
[0014]對所述第一閾值和第二閾值進行計時以得到對應的更新間隔時間；
[0015]判斷所述第一閾值和第二閾值是否達到更新周期，若是，則獲取預設時間內的形態變換輸出的動態心電信號數據段中的絕對值最大值；
[0016]進一步判斷所述第一閾值是否與更新條件相符，若是，則將所述第一閾值更新為閾值系數和所述絕對值最大值之間的乘積；
[0017]將所述第二閾值更新為所述第一閾值的負值。
[0018]在其中一個實施例中，所述根據所述第一閾值和第二閾值得到形態變換輸出的動態心電信號數據中存在QRS復合波的動態心電信號數據段，并在所述得到的動態心電信號數據段中搜索定位，以得到QRS復合波的步驟為:
[0019]檢測形態變換輸出的動態心電信號數據中是否存在持續預設時間段均大于第一閾值或者小于第二閾值的動態心電信號數據段，若是，則
[0020]搜索定位所述動態心電信號數據段中的QRS復合波。
[0021]在其中一個實施例中，所述搜索定位所述動態心電信號數據段中的QRS復合波的步驟之后，所述方法還包括:
[0022]獲取當前搜索定位得到的QRS復合波的R波位置，以及最新搜索定位得到的若干個QRS復合波中的RR間期；
[0023]取所述若干個QRS復合波中RR間期的平均值，并根據所述當前搜索定位得到的R波位置計算得到當前的RR間期；
[0024]根據所述平均值和所述當前的RR間期判斷當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間是否存在漏檢,若是,則
[0025]根據當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波進行回波檢測，以得到所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波。
[0026]在其中一個實施例中，所述根據當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波進行回波檢測，以得到所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波的步驟包括:
[0027]判斷當前的RR間期是否過長，若是，則根據所述平均值得到QRS模板；
[0028]根據所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波得到回波檢測時間段，在所述回波檢測時間段中以QRS模板的寬度為時寬，單位數據點為步長進行搜索，以得到候選QRS復合波；
[0029]篩選所述候選QRS復合波，以得到所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波。
[0030]在其中一個實施例中，所述根據當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波進行回波檢測，以得到所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波的步驟還包括:
[0031]若判斷到當前的RR間期并未過長，則進一步判斷當前的RR間期是否過短，若是，則根據當前搜索定位得到的QRS復合波與QRS模板之間的歸一化相關系數以及前一 QRS復合波與QRS模板之間的歸一化相關系數識別當前搜索定位得到的QRS復合波和前一 QRS復合波中誤檢的QRS復合波，并清除；
[0032]若判斷到當前的RR間期并未過長也未過短，則根據QRS模板的幅度設置偽差識別閾值，以根據偽差識別閾值識別當前搜索定位得到的QRS復合波為誤檢的QRS復合波，并清除。[0033]在其中一個實施例中，所述方法還包括:
[0034]獲取當前得到的QRS復合波之前的若干個QRS復合波，以根據獲取的若干個QRS復合波得到當前QRS模板；
[0035]獲取對應的心律異常心電特征，根據所述當前QRS模板和QRS復合波判斷QRS復合波是否與心律異常心電特征相符，若否，則判定所述QRS復合波是偽差，清除所述QRS復合波。
[0036]一種動態心電信號數據中的檢波裝置，包括:
[0037]預處理模塊，用于預處理原始動態心電信號數據；
[0038]形態變換模塊，用于將預處理后的原始動態心電信號數據進行形態變換；
[0039]所述搜索模塊用于在形態變換輸出的動態心電信號數據中根據所述第一閾值和第二閾值得到存在QRS復合波的動態心電信號數據段，并在所述得到的動態心電信號數據段中搜索定位，以得到QRS復合波；
[0040]所述第一閾值和第二閾值將根據預設時間內的原始動態心電信號數據進行更新。
[0041]在其中一個實施例中，所述裝置還包括: [0042]計時模塊，用于對所述第一閾值和第二閾值進行計時以得到對應的更新間隔時間；
[0043]時間判斷模塊，用于判斷所述第一閾值和第二閾值是否達到更新周期，若是，則通知信號數值獲取模塊；
[0044]所述信號數值獲取模塊用于獲取預時間內的形態變換輸出的動態心電信號數據段的絕對值最大值；
[0045]更新模塊，用于進一步判斷所述第一閾值是否與更新條件相符，若是，則將所述第一閾值更新為閾值系數和所述絕對值最大值之間的乘積，將所述第二閾值更新為所述第一閾值的負值。
[0046]在其中一個實施例中，所述搜索模塊還用于檢測形態變換輸出的動態心電信號數據中是否存在持續預設時間段均大于第一閾值或者小于第二閾值的動態心電信號數據段，若是，則搜索定位所述動態心電信號數據段中的QRS復合波。
[0047]在其中一個實施例中，所述裝置還包括:
[0048]復合波獲取模塊，用于獲取當前搜索定位得到的QRS復合波的R波位置，以及最新搜索定位得到的若干個QRS復合波中的RR間期；
[0049]運算模塊，用于取所述若干個QRS復合波中RR間期的平均值，并根據所述當前搜索定位得到的R波位置計算得到當前的RR間期；
[0050]漏檢判定模塊，用于根據所述平均值和所述當前的RR間期判斷當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間是否存在漏檢，若是，則通知回波檢測模塊；
[0051]所述回波檢測模塊用于根據當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波進行回波檢測，以得到當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波。
[0052]在其中一個實施例中，所述回波檢測模塊包括:
[0053]間期過長判斷單元，用于判斷當前的RR間期是否過長，若是，則通知模板獲取單元;[0054]所述模板獲取單元用于根據所述平均值得到QRS模板；
[0055]回波搜索單元，用于根據所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波得到回波檢測時間段，在所述回波檢測時間段中以QRS模板的寬度為時寬，單位數據點為步長進行搜索，以得到候選QRS復合波；
[0056]篩選單元，用于篩選所述候選QRS復合波，以得到所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波。
[0057]在其中一個實施例中，所述回波檢測模塊包括:
[0058]間期過短判斷單元，用于若所述間期過長判斷單元判斷到當前的RR間期并未過長，則進一步判斷當前的RR間期是否過短，若是，則通知間期過短處理單元，若否，則通知當前波偽差識別單元；
[0059]所述間期過短處理單元用于根據當前搜索定位得到的QRS復合波與QRS模板之間的歸一化相關系數以及前一 QRS復合波與QRS模板之間的歸一化相關系數識別當前搜索定位得到的QRS復合波和前一 QRS復合波中誤檢的QRS復合波，并清除；
[0060]所述當前偽差識別單元用于根據QRS模板的幅度設置偽差識別閾值，以根據偽差識別閾值識別當前搜索定位得到的QRS復合波為誤檢的QRS復合波，并清除。
[0061]在其中一個實施例中，所述裝置還包括:
[0062]當前復合波獲取模塊，用于獲取當前得到的QRS復合波之前的若干個QRS復合波，以根據獲取的若干個QRS復合波得到當前QRS模板；
·[0063]特征判斷模塊，用于獲取對應的心律異常心電特征，根據所述當前QRS模板和QRS復合波判斷QRS復合波是否與心律異常心電特征相符，若否，則判定所述QRS復合波是偽差，清除所述QRS復合波。
[0064]上述動態心電信號數據中的檢波方法和裝置，預處理原始動態心電信號數據，并將預處理后的原始動態心電信號數據進行形態變換之后，將判斷該形態變換輸出的動態心電信號數據是否介于第一閾值和第二閾值之間，若是，則在該形態變換輸出的動態心電信號數據中進行搜索定位，由于第一閾值和第二閾值均是根據預設時間內的原始動態心電信號進行更新的，而不再簡單使用單一的閾值，消除了由于使用單一的閾值所造成的動態心電信號數據中偽差的誤判。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0065]圖1為一個實施例中動態心電信號數據中的檢波方法的流程圖；
[0066]圖2為另一個實施例中動態心電信號數據中的檢波方法的流程圖；
[0067]圖3為一個實施例中在形態變換輸出的動態心電信號數據中根據第一閾值和第二閾值得到存在QRS復合波的動態心電信號數據段，并在得到的動態心電信號數據段中搜索定位，以得到QRS復合波的方法流程圖；
[0068]圖4為另一個實施例中動態心電信號數據中的檢波方法的流程圖；
[0069]圖5為圖4中根據當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波進行回波檢測，以得到當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波的方法流程圖；
[0070]圖6為另一個實施例中動態心電信號數據中的檢波方法的流程圖；[0071]圖7為一個實施例中動態心電信號數據中的檢波裝置的結構示意圖；
[0072]圖8為另一個實施例中動態心電信號數據中的檢波裝置的結構示意圖；
[0073]圖9為另一個實施例中動態心電信號數據中的檢波裝置的結構示意圖；
[0074]圖10為圖9中回波檢測模塊的結構示意圖；
[0075]圖11為另一個實施例中動態心電信號數據中的檢波裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0076]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0077]如圖1所示，在一個實施例中，一種動態心電信號數據中的檢波方法，包括如下步驟:
[0078]步驟SI 10，預處理原始動態心電信號數據。
[0079]本實施例中，原始動態心電信號數據將是持續記錄佩戴者的心電信號得到的。預處理原始動態心電信號以濾除基線漂移及工頻干擾，以使得濾波后的原始動態心電信號數據的基線位置在O附近。
[0080]進一步的，將采用整芊數數字濾波的方式實現原始動態心電數據信號的預處理，
即
【權利要求】
1.一種動態心電信號數據中的檢波方法，包括如下步驟: 預處理原始動態心電信號數據； 將預處理后的原始動態心電信號數據進行形態變換； 在形態變換輸出的動態心電信號數據中根據所述第一閾值和第二閾值得到存在QRS復合波的動態心電信號數據段，并在所述得到的動態心電信號數據段中搜索定位，以得到QRS復合波； 所述第一閾值和第二閾值將根據預設時間內的原始動態心電信號數據進行更新。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 對所述第一閾值和第二閾值進行計時以得到對應的更新間隔時間； 判斷所述第一閾值和第二閾值是否達到更新周期，若是，則獲取預設時間內的形態變換輸出的動態心電信號數據段中的絕對值最大值； 進一步判斷所述第一閾值是否與更新條件相符，若是，則將所述第一閾值更新為閾值系數和所述絕對值最大值之間的乘積； 將所述第二閾值更新為所述第一閾值的負值。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述在形態變換輸出的動態心電信號數據中根據所述第一閾值和第二閾值得到存在QRS復合波的動態心電信號數據段，并在所述得到的動態心電信號數據段中搜索定位，以得到QRS復合波的步驟為: 檢測形態變換輸出的動態心電信號數據中是否存在持續預設時間段均大于第一閾值或者小于第二閾值的動態心電信號數據段，若是，則 搜索定位所述動態心電信號數據段中的QRS復合波。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述搜索定位所述動態心電信號數據段中的QRS復合波的步驟之后，所述方法還包括: 獲取當前搜索定位得到的QRS復合波的R波位置，以及最新搜索定位得到的若干個QRS復合波中的RR間期； 取所述若干個QRS復合波中RR間期的平均值，并根據所述當前搜索定位得到的R波位置計算得到當前的RR間期； 根據所述平均值和所述當前的RR間期判斷當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間是否存在漏檢，若是，則 根據當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波進行回波檢測，以得到所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據當前搜索定位得到的QRS復合波與前一QRS復合波進行回波檢測，以得到所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一QRS復合波之間漏檢的QRS復合波的步驟包括: 判斷當前的RR間期是否過長，若是，則根據所述平均值得到QRS模板； 根據所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波得到回波檢測時間段，在所述回波檢測時間段中以QRS模板的寬度為時寬，單位數據點為步長進行搜索，以得到候選QRS復合波； 篩選所述候選QRS復合波，以得到所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波進行回波檢測，以得到所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波的步驟還包括: 若判斷到當前的RR間期并未過長，則進一步判斷當前的RR間期是否過短，若是，則根據當前搜索定位得到的QRS復合波與QRS模板之間的歸一化相關系數以及前一 QRS復合波與QRS模板之間的歸一化相關系數識別當前搜索定位得到的QRS復合波和前一 QRS復合波中誤檢的QRS復合波，并清除； 若判斷到當前的RR間期并未過長也未過短，則根據QRS模板的幅度設置偽差識別閾值，以根據偽差識別閾值識別當前搜索定位得到的QRS復合波為誤檢的QRS復合波，并清除。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 獲取當前得到的QRS復合波之前的若干個QRS復合波，以根據獲取的若干個QRS復合波得到當前QRS模板； 獲取對應的心律異常心電特征，根據所述當前QRS模板和QRS復合波判斷QRS復合波是否與心律異常心電特征相符，若否，則判定所述QRS復合波是偽差，清除所述QRS復合波。
8.一種動態心電信號數據中的檢波裝置，其特征在于，包括: 預處理模塊，用于預處理原始動態心電信號數據； 形態變換模塊，用于將預處理后的原始動態心電信號數據進行形態變換； 所述搜索模塊用于在形態變換輸出的動態心電信號數據中根據所述第一閾值和第二閾值得到存在QRS復合波的動態心電信號數據段，并在所述得到的動態心電信號數據段中搜索定位，以得到QRS復合波； 所述第一閾值和第二閾值將根據預設時間內的原始動態心電信號數據進行更新。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 計時模塊，用于對所述第一閾值和第二閾值進行計時以得到對應的更新間隔時間；時間判斷模塊，用于判斷所述第一閾值和第二閾值是否達到更新周期，若是，則通知信號數值獲取模塊； 所述信號數值獲取模塊用于獲取預時間內的形態變換輸出的動態心電信號數據段的絕對值最大值； 更新模塊，用于進一步判斷所述第一閾值是否與更新條件相符，若是，則將所述第一閾值更新為閾值系數和所述絕對值最大值之間的乘積，將所述第二閾值更新為所述第一閾值的負值。
10.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述搜索模塊還用于檢測形態變換輸出的動態心電信號數據中是否存在持續預設時間段均大于第一閾值或者小于第二閾值的動態心電信號數據段，若是，則搜索定位所述動態心電信號數據段中的QRS復合波。
11.根據權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 復合波獲取模塊，用于獲取當前搜索定位得到的QRS復合波的R波位置，以及最新搜索定位得到的若干個QRS復合波中的RR間期； 運算模塊，用于取所述若干個QRS復合波中RR間期的平均值，并根據所述當前搜索定位得到的R波位置計算得到當前的RR間期；漏檢判定模塊，用于根據所述平均值和所述當前的RR間期判斷當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間是否存在漏檢，若是，則通知回波檢測模塊； 所述回波檢測模塊用于根據當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波進行回波檢測，以得到當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述回波檢測模塊包括: 間期過長判斷單元，用于判斷當前的RR間期是否過長，若是，則通知模板獲取單元； 所述模板獲取單元用于根據所述平均值得到QRS模板； 回波搜索單元，用于根據所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波得到回波檢測時間段，在所述回波檢測時間段中以QRS模板的寬度為時寬，單位數據點為步長進行搜索，以得到候選QRS復合波； 篩選單元，用于篩選所述候選QRS復合波，以得到所述當前搜索定位得到的QRS復合波與前一 QRS復合波之間漏檢的QRS復合波。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特征在于，所述回波檢測模塊包括: 間期過短判斷單元，用于若所述間期過長判斷單元判斷到當前的RR間期并未過長，則進一步判斷當前的RR間期是否過短，若是，則通知間期過短處理單元，若否，則通知當前波偽差識別單元； 所述間期過短處理單元用于根據當前搜索定位得到的QRS復合波與QRS模板之間的歸一化相關系數以及前一 QRS復合波與QRS模板之間的歸一化相關系數識別當前搜索定位得到的QRS復合波和前一 QRS復合波中誤檢的QRS復合波，并清除； 所述當前偽差識別單元用于根據QRS模板的幅度設置偽差識別閾值，以根據偽差識別閾值識別當前搜索定位得到的QRS復合波為誤檢的QRS復合波，并清除。
14.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括: 當前復合波獲取模塊，用于獲取當前得到的QRS復合波之前的若干個QRS復合波，以根據獲取的若干個QRS復合波得到當前QRS模板； 特征判斷模塊，用于獲取對應的心律異常心電特征，根據所述當前QRS模板和QRS復合波判斷QRS復合波是否與心律異常心電特征相符，若否，則判定所述QRS復合波是偽差，清除所述QRS復合波。
【文檔編號】A61B5/0402GK103705234SQ201310654705
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月5日 優先權日:2013年12月5日
【發明者】李燁, 戴呼合, 上官衛華 申請人:深圳先進技術研究院