一種心電信號處理和數據壓縮方法技術

本發明專利技術提供了一種心電信號處理和數據壓縮方法，其特征在于，步驟為：獲取時間上連續的3個心電信號的采樣點，分別記為Vi、Vi+1及Vi+2；將Vi、Vi+1及Vi+2分別標注為M0、M1及M2；計算線段(M0，M1)的斜率k1及線段(M1，M2)的斜率k2；計算斜率差絕對值Q，Q＝|k2-k1|；判斷斜率差絕對值Q是否小于預設的閥值δ，根據不同情況進行不同處理。本發明專利技術的優點是：該方法不但可以有效過濾信號噪聲，還可達到壓縮數據，降低處理復雜度，減少計算量的目的，特別適用于連續心電監控、數據量大的領域。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種心電信號數據處理和數據壓縮方法，特別適用于心電連續監測領域的數據記錄和處理。
技術介紹
心腦血管疾病是一種嚴重威脅生命(特別是50歲以上中老年人)的常見病。全世界每年死于心腦血管疾病的人數高達1500萬人，居各種死因首位。心腦血管疾病已成為人類死亡病因最高的頭號殺手，也是人們健康的“無聲兇煞”！因此，對患者進行實時心電監測以及時發現心電異常變化對心血管疾病防治有重要意義。電監測儀是對心電異常變化進行實時動態監測預警的輔助性診斷設備，設備一般具有24小時隨時隨地連續監測和記錄用戶的心電數據，信息的采集、存儲、分析預警等功能，其主要價值是用于發現各類心率失常及ST段改變，為臨床診斷和治療提供重要依據。心電信號的特征點提取和波形識別是ECG分析診斷的關鍵，其中QRS波的檢測是心電信號自動分析的基礎，它的準確性和可靠性直接影響到心電實時監護系統的性能。只有當QRS波群被確定后，心電信號的其他參數信息，如ST段、P波、心率等才能得以檢測。目前，QRS 波檢測方法繁多，((Detection of ECG characteristic pointsusingffavelet Transforms [J])) (Cuiwei Li, Chong xun Zheng, Changfeng Tai et al,IEEETransactions on Biomedical Engineering, 1995,42 (I) :21-28)提出小波變換算法，但其計算量大實現復雜，不適于實時處理。《QRS Detection for Pacemakers ina NoisyEnvironment using a Time Lagged Artificial Neural Network [C]》(NevesRodrigues, OwalI, V. , Sornmo, L. et al, IEEE International Symposium on Circuitsand Systems, Sydney NSff,2001, 2(I) :101-103)、《An a卯roach to QRS ComplexDetection UsingMathematical Morphology [J])) (Trahanias P. E. , IEEE Transactions onBiomedicalEngineering, 1993,40(2) :201-205)、《Real-Time QRS DetectionAlgorithm》(J. Pan, Tompkins. A, IEEE Transactions on Biomedical Engineering,1985,230-236)、《QRSSlopes for Detection and Characterization of Myocardial Ischemia[J]》(Pueyo，E. , Sornmo, L. , Laguna, P. et al, IEEE Transactions on Biomedical Engineering,2008,55(2) :468-477)及《Complexes Detection for ECG Signal the DifferenceOperationMethod[J])) (, Wang, WJ. QRS Computer Methods and Programs in Biomedicine,2008，91 (3) :245-254)提出許多檢測算法，但在動態心電信號QRS波的實時檢測上，還很難做到準確與實時的統一，尤其在移動連續心電監護領域，心電信號檢測算法更不成熟，多采用在線采集，離線診斷的策略方法進行監護，很難達到實時監護的效果。其主要原因在于，連續對人體進行檢測記錄，數據量大于常規心電信號檢測，而且噪聲量大。連續監測24小時心電變化，信息量比普通心電圖大2000-3000倍，這給數據的存儲和處理帶來很多困難，尤其是隨身攜帶的檢測儀器，存儲量和處理能 力都有限，對如此大量的數據進行復雜的運算更是難以實現。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種降低心電信號處理計算復雜度的方法。為了達到上述目的，本專利技術的技術方案是提供了，其特征在于，步驟為步驟1、獲取時間上連續的3個心電信號的采樣點，分別記為V1、Vi+1及Vi+2 ；步驟2、將V1、Vi+1及Vi+2分別標注為MO、Ml及M2 ；步驟3、計算線段(MO，Ml)的斜率kl及線段(Ml，M2)的斜率k2 ；步驟4、計算斜率差絕對值Q，Q = |k2_kl I ；步驟5、判斷斜率差絕對值Q是否小于預設的閥值5，若是，則進入步驟6a，否則，進入步驟6b，其中閥值5根據需要設定，閥值5越大，則數據壓縮效果越好，但數據敏感度越低；閥值S越小，則數據壓縮效·果越差，但數據敏感度越高；步驟6a、消去Ml所對應的采樣點Vi+1，進入步驟7 ；步驟6b、保留MO所對應的采樣點ViJf Ml所對應的采樣點Vi+1標注為MO，進入步驟7 ;步驟7、將M2所對應的采樣點Vi+2標注為Ml ；步驟8、判斷是否將所有采樣點都處理完畢，或判斷采樣是否結束，若否，則將與采樣點Vi+2在時間上連續的采樣點Vi+3標注為M2，返回步驟3繼續執行。優選地，所述采樣點通過對所述心電信號進行實時采樣獲得，則在進行所述步驟8時，只須判斷采樣是否結束。優選地，在所述步驟I之前還包括對所述心電信號進行進行采樣，獲得由N個采樣點，對采樣點以時間為序排列得到采樣點序列，由采樣點序列中的第一個采樣點開始進行步驟1，則在進行所述步驟8時，只須判斷是否將所有采樣點都處理完畢。優選地，所述閥值5 G (Ak/10, Ak/5)，其中，A k為心電圖P波段的斜率最大差。本專利技術的優點是該方法不但可以有效過濾信號噪聲，還可達到壓縮數據，降低處理復雜度，減少計算量的目的，特別適用于連續心電監控、數據量大的領域。附圖說明圖1是本專利技術提供的心電信號處理和數據壓縮方法的實施例示意圖，主要針對在線采集和處理；圖2是對圖1所示的標準方法的具體方法過程的一個實施例；圖3是對圖1所示的標準方法的具體方法過程的一個實施例；圖4是對圖1所示的標準方法的具體方法過程的一個實施例，主要是針對數據采集后的數據后處理和壓縮。具體實施例方式為使本專利技術更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。實施例1如圖1所示，本實施例提供的，是在對心電信號進行采樣的同時，實時地完成數據處理和壓縮，其具體步驟為步驟100，確定斜率的閥值S，閥值S越大，則數據壓縮效果越好(S卩，剔除的點越多)，但數據敏感度越低(即，可能剔除一些有用信息點)；斜率閥值8越小，則數據壓縮效果越差(即，剔除的數據點就少)，但數據敏感度越高(即，對原始數據的細小變化保留就好)；步驟101，實時采樣得到時間上連續的3個采樣點V0、V1、V2 ;步驟102，將采樣點VO標注為MO ；步驟103，將采樣點Vl及采樣點V2分別標準為Ml、M2，其主要目的是為了后面循環計算的方便；步驟104，計算線段(MO，Ml)的斜率kl及線段(Ml，M2)的斜率k2 ；步驟105，計算斜率差絕本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種心電信號處理和數據壓縮方法，其特征在于，步驟為：步驟1、獲取時間上連續的3個心電信號的采樣點，分別記為Vi、Vi+1及Vi+2；步驟2、將Vi、Vi+1及Vi+2分別標注為M0、M1及M2；步驟3、計算線段(M0，M1)的斜率k1及線段(M1，M2)的斜率k2；步驟4、計算斜率差絕對值Q，Q＝|k2?k1|；步驟5、判斷斜率差絕對值Q是否小于預設的閥值δ，若是，則進入步驟6a，否則，進入步驟6b，其中閥值δ根據需要設定，閥值δ越大，則數據壓縮效果越好，但數據敏感度越低；閥值δ越小，則數據壓縮效果越差，但數據敏感度越高；步驟6a、消去M1所對應的采樣點Vi+1，進入步驟7；步驟6b、保留M0所對應的采樣點Vi，將M1所對應的采樣點Vi+1標注為M0，進入步驟7；步驟7、將M2所對應的采樣點Vi+2標注為M1；步驟8、判斷是否將所有采樣點都處理完畢，或判斷采樣是否結束，若否，則將與采樣點Vi+2在時間上連續的采樣點Vi+3標注為M2，返回步驟3繼續執行。

【技術特征摘要】
1.一種心電信號處理和數據壓縮方法，其特征在于，步驟為 步驟1、獲取時間上連續的3個心電信號的采樣點，分別記為V1、Vi+1及Vi+2 ； 步驟2、將V1、Vi+1及Vi+2分別標注為MO、Ml及M2 ； 步驟3、計算線段(MO，Ml)的斜率kl及線段(Ml，M2)的斜率k2 ； 步驟4、計算斜率差絕對值Q，2.如權利要求1所述的一種心電信號處理和數據壓縮方法，其特征在于所述采樣點通過對所述心電信號進行實時采樣獲得，則在進行所述步驟8...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李鋒，劉曉強，
申請(專利權)人：東華大學，
類型：發明
國別省市：