[发明专利]基于心电间期序列归一化直方图的心衰检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于心电间期序列归一化直方图的心衰检测方法和装置，特别是对受测者心衰病程进行无创检测的方法和装置，属于心血管系统功能状态检测技术领域。

背景技术

目前，心衰已经成为危害人们身体健康的一种常见心血管疾病。传统心衰检测方法包括：心电图、超声心动图、放射性核素造影，X线检测，B型钠尿肽试验(BNP)等，但这些方法均不具有早期、简便、无创检测心衰病程的特点。

心衰的发展过程可以分为心功能代偿期和失代偿期，无论在代偿期还是失代偿期，心脏负荷的增加都能够引起交感神经兴奋，使得心率加快，心电间期序列较正常情况发生改变，从而引起心率变异性(Heart Rate Variability，HRV)的改变。因此，HRV分析为早期、简便、无创检测心衰病程提供了一种途径。并且现有研究已经证明，心衰在HRV分析结果上表现出明显的特征。

HRV分析常用的方法有两类：线性分析方法和非线性分析方法，其中线性分析方法又分为时域分析方法、频域分析方法和时频分析方法等。(1)时域分析指标：主要包括检测心电间期序列(RR序列)的标准差SDNN、每5min的RR序列平均值的标准差SDANN、RR序列相邻间期差值的均方根值RMSSD、RR序列间期直方图、RR序列间期分布图等；(2)频域分析指标：主要包括检测RR序列的总功率、极低频、低频、高频成分含量、低频与高频成分含量比值等；(3)时频分析指标：主要通过检测RR序列谱峰的动态特性得出一些指标。非线性分析方法目前有散点图分析法、分形维数分析法、复杂度分析法、近似熵分析法、模式熵分析法和符号动力学分析法等，但是真正在临床上有较多应用的是散点图分析方法。大多数线性分析方法特异性较低，并对外界噪声比较敏感。散点图分析方法主要依靠医生肉眼观察，得出一些定性或半定量指标，指标物理意义不是很明确，难以进行准确诊断。其它的非线性分析方法分别从不同侧面显示了其理论价值，但是距离临床应用还有差距。

发明内容

本发明针对现有临床心衰检测技术的不足，提供一种基于心电间期序列归一化直方图的心衰检测方法，该检测方法通过计算心率变异性归一化直方图的两个特异性指标：中心-边缘比(Center-Edge Ratio，CER)和累积能量(Cumulative Energy，CE)，能够对受测者心衰病程做出客观评价，同时提供一种基于心电间期序列归一化直方图的心衰检测装置。

本发明的基于心电间期序列归一化直方图的心衰检测方法包括以下步骤：

(1)采集受测者的心电信号；

(2)对心电信号进行模拟-数字转换，并存储心电波形数据；

(3)提取心电信号R波峰值点，构造心电间期序列RR；

(4)检验RR序列的有效性：RR序列中元素值在下阈值T_d和上阈值T_u范围以内，则获取的RR序列为有效序列，否则RR序列无效，需重新获取；

(5)构造RR序列归一化直方图；

(6)计算归一化直方图两个特异性指标中心--边缘比CER和累积能量CE；

(7)依据指标中心--边缘比和累积能量对受测者心衰病程做出评价。

下面给出上述基于心电间期序列归一化直方图的心衰检测方法的具体实现过程。

首先，采集受测者的心电信号，时间持续5分钟～10分钟，采集的信号经数据采集卡进行模拟-数字转换，采样率设置为每秒五百--两千个点，通常取每秒一千个点。其次，利用小波模极大值算法由计算机自动识别出心电R波峰位置，构造心电间期序列RR，RR＝{RR₁，RR₂，…，RR_N}。再次，对获取的RR序列进行有效性检验：计算平均心电间期设置下阈值T_d和上阈值T_u，其中下阈值T_d＝k_d*RR_mean，上阈值T_u＝k_u*RR_mean，k_d和k_u为两个系数，根据受测者年龄，具体取值见下表(该取值是根据大量长期的临床数据得出的)：