(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811452617.1
(22)申请日 2018.11.30
(71)申请人 无锡祥生医疗科技股份有限公司
地址 214028 江苏省无锡市新吴区新区硕
放工业园五期51、53号地块长江东路
228号
(72)发明人 龚栋梁 陆慧 贾廷秀 戴晓
赵明昌
(74)专利代理机构 无锡市大为专利商标事务所
(普通合伙) 32104
代理人 曹祖良 屠志力
(51)Int.Cl.
A61B 5/0402(2006.01)
A61B 5/00(2006.01)
(54)发明名称心电信号特征检测方法及其系统(57)摘要本发明提供一种心电信号特征检测方法，包括以下步骤：对ECG信号采样序列进行平滑处理；对平滑后的ECG信号采样序列中采样点计算斜率；检测ECG信号的有效性，排除无效信号；搜索ECG信号采样序列中ECG信号上半部的所有波峰；对于ECG 信号上半部的所有波峰，通过波峰左右两侧斜率限定检测R波波峰；通过R波波峰左侧的斜率数据确定Q波波峰；通过R波波峰右侧的斜率数据确定S波波峰；通过搜索Q波波峰左侧设定范围内采样点数据的最大值确定P波波峰；通过搜索S波波峰右侧设定范围内采样点数据的最大值确定T波波峰。本发明提高了心电信号特征检测
的可靠性和准确性。权利要求书2页 说明书6页 附图3页CN 111248895 A 2020.06.09
C N 111248895
A
1.一种心电信号特征检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
对ECG信号采样序列进行平滑处理；
对平滑后的ECG信号采样序列中采样点计算斜率；
检测ECG信号的有效性，排除无效信号；
搜索ECG信号采样序列中ECG信号上半部的所有波峰；
对于ECG信号上半部的所有波峰，通过波峰左右两侧斜率限定检测R波波峰；
通过R波波峰左侧的斜率数据确定Q波波峰；
通过R波波峰右侧的斜率数据确定S波波峰；
通过搜索Q波波峰左侧设定范围内采样点数据的最大值确定P波波峰；
通过搜索S波波峰右侧设定范围内采样点数据的最大值确定T波波峰。
2.如权利要求1所述的心电信号特征检测方法，其特征在于，
采用高斯滤波处理来对ECG信号采样序列进行平滑处理。
3.如权利要求1所述的心电信号特征检测方法，其特征在于，
采用中心差分方式计算ECG信号采样序列中采样点的斜率数据。
4.如权利要求1所述的心电信号特征检测方法，其特征在于，
所述检测ECG信号的有效性，具体包括：计算ECG信号采样序列中采样点数据的最大值与最小值的差，
作为第一差值，以及计算ECG信号采样序列中采样点斜率数据中的最大值与最小值的差，作为第二差值；如果第一差值和第二差值都大于设定的相应阈值，则认为ECG 信号有效。
5.如权利要求1所述的心电信号特征检测方法，其特征在于，
所述搜索ECG信号采样序列中ECG信号上半部的所有波峰，具体包括：
搜索出ECG信号采样序列中采样点数据的所有波峰值和一个最小值，将每个波峰值与最小值求差值，当求得的差值大于设定阈值时，确定为满足条件的波峰值，得到对应的波峰位置。
6.如权利要求1所述的心电信号特征检测方法，其特征在于，
所述对于ECG信号上半部的所有波峰，通过波峰左右两侧斜率限定检测R波波峰，具体包括：
对于计算出的ECG信号上半部的每一个波峰，分别在波峰的左侧和右侧设定范围内对相应的斜率数据进行搜索，若同时满足波峰左侧存在斜率大于设定正向斜率阈值且右侧存在斜率小于负向斜率阈值的条件，则表示确定了R波波峰位置。
7.如权利要求1所述的心电信号特征检测方法，其特征在于，
所述通过R波波峰左侧的斜率数据确定Q波波峰，具体包括：
从R波波峰向左侧搜索，当相邻两个采样点的斜率，满足左侧采样点的斜率小于或者等于0，并且右侧采样点的斜率大于或者等于0的条件，则确定Q波波峰位置。
8.如权利要求1所述的心电信号特征检测方法，其特征在于，
所述通过R波波峰右侧的斜率数据确定S波波峰，具体包括：
从R波波峰向右侧搜索，当相邻两个采样点的斜率，满足左侧采样点的斜率小于或者等于0，并且右侧采样点的斜率大于或者等于0的条件，则确定S波波峰位置。
9.一种心电信号特征检测系统，其特征在于，包括：
队列缓存单元，用于缓存ECG信号采样序列；
斜率计算单元，用于对ECG信号采样序列中采样点计算斜率；
信号有效性检测单元，用于检测ECG信号的有效性，排除无效信号；
上半部波峰搜索单元，用于搜索ECG信号采样序列中ECG信号上半部的所有波峰；
R波波峰检测单元，用于对于ECG信号上半部的所有波峰，通过波峰左右两侧斜率限定检测R波波峰；
Q波波峰检测单元，用于通过R波波峰左侧的斜率数据确定Q波波峰；
S波波峰检测单元，用于通过R波波峰右侧的斜率数据确定S波波峰；
P波波峰检测单元，用于通过搜索Q波波峰左侧设定范围内采样点数据的最大值确定P 波波峰；
T波波峰检测单元，用于通过搜索S波波峰右侧设定范围内采样点数据的最大值确定T 波波峰。
10.如权利要求9所述的心电信号特征检测系统，其特征在于，还包括：
信号预处理单元，用于在计算斜率前对ECG信号采样序列进行平滑处理。
心电信号特征检测方法及其系统
技术领域
[0001]本发明涉及医疗计算机辅助领域，尤其是一种心电信号特征检测方法及其系统。
背景技术
[0002]心血管疾病发病率越来越高，已成为目前对人类生命构成最大危害的疾病之一。心电图(ECG)作
为心脏状态的重要表征，在检测心脏疾病时起到非常重要的作用。ECG信号(即心电信号)通常包括P波、Q波、R波、S波和T波，少数情况下还包括U波。
发明内容
[0003]本发明的目的在于提供一种心电信号特征检测方法，用于准确地检测出ECG信号中的P波、Q波、R波、S波和T波的波峰；本发明采用的技术方案是：
[0004]一种心电信号特征检测方法，包括以下步骤：
[0005]对ECG信号采样序列进行平滑处理；
[0006]对平滑后的ECG信号采样序列中采样点计算斜率；
[0007]检测ECG信号的有效性，排除无效信号；
[0008]搜索ECG信号采样序列中ECG信号上半部的所有波峰；
[0009]对于ECG信号上半部的所有波峰，通过波峰左右两侧斜率限定检测R波波峰；[0010]通过R波波峰左侧的斜率数据确定Q波波峰；
[0011]通过R波波峰右侧的斜率数据确定S波波峰；
[0012]通过搜索Q波波峰左侧设定范围内采样点数据的最大值确定P波波峰；
[0013]通过搜索S波波峰右侧设定范围内采样点数据的最大值确定T波波峰。
[0014]具体地，采用高斯滤波处理来对ECG信号采样序列进行平滑处理。
[0015]具体地，采用中心差分方式计算ECG信号采样序列中采样点的斜率数据；[0016]具体地，所述检测ECG信号的有效性，具体包括：计算ECG信号采样序列中采样点数据的最大值与最小值的差，作为第一差值，以及计算ECG信号采样序列中采样点斜率数据中的最大值与最小值的差，作为第二差值；如果第一差值和第二差值都大于设定的相应阈值，则认为ECG信号有效。
[0017]具体地，所述搜索ECG信号采样序列中ECG信号上半部的所有波峰，具体包括：[0018]搜索出ECG信号采样序列中采样点数据的所有波峰值和一个最小值，将每个波峰值与最小值求差值，当求得的差值大于设定阈值时，确定为满足条件的波峰值，得到对应的波峰位置。
[0019]具体地，所述对于ECG信号上半部的所有波峰，通过波峰左右两侧斜率限定检测R 波波峰，具体包括：
[0020]对于计算出的ECG信号上半部的每一个波峰，分别在波峰的左侧和右侧设定范围内对相应的斜率数据进行搜索，若同时满足波峰左侧存在斜率大于设定正向斜率阈值且右侧存在斜率小于负向斜率阈值的条件，则表示确定了R波波峰位置。
[0021]具体地，所述通过R波波峰左侧的斜率数据确定Q波波峰，具体包括：
[0022]从R波波峰向左侧搜索，当相邻两个采样点的斜率，满足左侧采样点的斜率小于或者等于0，并且右侧采样点的斜率大于或者等于0的条件，则确定Q波波峰位置。
[0023]具体地，所述通过R波波峰右侧的斜率数据确定S波波峰，具体包括：
[0024]从R波波峰向右侧搜索，当相邻两个采样点的斜率，满足左侧采样点的斜率小于或者等于0，并且右侧采样点的斜率大于或者等于0的条件，则确定S波波峰位置。
[0025]本发明还提出一种心电信号特征检测系统，包括：
[0026]队列缓存单元，用于缓存ECG信号采样序列；
[0027]斜率计算单元，用于对ECG信号采样序列中采样点计算斜率；
[0028]信号有效性检测单元，用于检测ECG信号的有效性，排除无效信号；
[0029]上半部波峰搜索单元，用于搜索ECG信号采样序列中ECG信号上半部的所有波峰；[0030]R波波峰检测单元，用于对于ECG信号上半部的所有波峰，通过波峰左右两侧斜率限定检测R波波峰；
[0031]Q波波峰检测单元，用于通过R波波峰左侧的斜率数据确定Q波波峰；
[0032]S波波峰检测单元，用于通过R波波峰右侧的斜率数据确定S波波峰；
[0033]P波波峰检测单元，用于通过搜索Q波波峰左侧设定范围内采样点数据的最大值确定P波波峰；
[0034]T波波峰检测单元，用于通过搜索S波波峰右侧设定范围内采样点数据的最大值确定T波波峰。
[0035]以及，信号预处理单元，用于在计算斜率前对ECG信号采样序列进行平滑处理。[0036]本发明的优点在于：本发明提高了心电信号特征检测的可靠性和准确性，对于检测心脏疾病起到了非常重要的作用。
附图说明
[0037]图1为本发明的检测方法流程图。
[0038]图2为本发明的检测系统示意图。
[0039]图3为本发明的ECG导联线悬空信号示意图。
[0040]图4为本发明的检测实验一示意图。
[0041]图5为本发明的检测实验二示意图。
具体实施方式
[0042]下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0043]本发明提出一种心电信号特征检测方法，用于对采样获得的ECG信号采样序列进行处理，以便准确的识别其中的P波、Q波、R波、S波和T波；
[0044]可通过一ECG信号采集模块实现ECG信号采样序列的采集；ECG信号采集模块通常包括ECG导联线、ECG信号采集专用芯片、FPGA芯片等；三根ECG导联线接到人体上，ECG信号采集专用芯片完成ECG信号的采样、放大、模数转换等；FPGA芯片进行基线漂移处理、增益控制、降低干扰处理等；ECG信号采集模块并非本发明的重点，在此仅简要阐述；
[0045]所采集的ECG信号采样序列的采样点数(即采样点数据的数量)必须达到一定的数
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议