[发明专利]基于标准化栅条投影标准差的可电击复律心律识别算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种心电信号(ECG)识别仪器，特别涉及一种用于心电监护仪和自动体外除颤器可电击复律心律(Shockable Rhythm，ShR)识别仪器。

背景技术

心脏性猝死(SCD)是指由于心脏原因引起的突然发生的自然死亡。造成心脏性猝死的原因大部分是在各类心血管病变基础上发生的一时性功能障碍和电生理改变，并引起恶性室性心律失常如室性心动过速(简称室速，VT)、心室纤维颤动(简称室颤，VF)等。电击除颤是终止多数快速性恶性室性心律失常的首选有效方法。

1997年，美国心脏协会(AHA)在循环(Circulation)杂志上发表了一份与自动体外除颤器(AED)算法性能报道相关的建议《用于公共场合除颤的自动体外除颤器：对说明和汇报心律失常分析算法的性能、包含新的波形和提高安全性的建议》(《Automatic External Defibrillators forPublic Access Defibrillation：Recommendations for Specifying and ReportingArrhythmia Analysis Algorithm Performance，Incorporating New Waveforms，and Enhancing S afety.》)。

该建议将心律分为以下三大类：可电击复律心律(shockable rhythms，ShR)，不可电击复律心律(nonshockable rhythms，NShR)和中间心律(Intermediate rhythms)。

目前文献报道的可电击复律心律识别算法存在着各种问题，如由于室颤时心电图的形态会发生很大的变化，各种基于心电图R波识别的算法不适用于可电击复律心律的判别；相空间重建(Phase Space ReconstructionAlgorithm，PSR)算法、信号比较算法(Signal Comparison Algorithm，SCA)等虽然有很高的特异性，但灵敏度却很差；而一些基于各种变换和复杂度分析的算法计算复杂，对硬件的要求较高。所以，已有的可电击复律心律的判别算法仍存在灵敏度和特异性不能兼顾，或计算复杂等问题，例如，作为典型的例子，HILB算法应用于疾病的诊治的仪器或装置中也同样存在这样的一些缺点，HILB算法使用了在分析非线性信号时经常使用的方法-希尔伯特变换法构建相空间。假设心电信号为x(t)，对它做希尔伯特变换后得到x_H(t)，如果用x(t)表示x轴坐标，用x_H(t)表示y轴坐标，就构造出了一个二维的相空间。在这样一个相空间中，混沌信号的轨迹会比规律信号的轨迹杂乱。Anoton、Robert和Karl等人发现VF信号的相空间轨迹比SR(窦性心律)信号的相空间轨迹要杂乱。所以，他们假设VF信号是混沌的，而SR信号是规律的。他们将构建出来的相空间划分成40x40个相同大小的格子，并统计心电信号的相空间轨迹经过的格子点数。由于SR信号是规律的，VF信号是混沌的，所以与SR信号的相空间轨迹相比，VF信号的相空间轨迹会经过更多的格子。

为了减小计算量，还需要对信号做降采样。

HILB算法的详细过程如下：

1.对信号以50Hz降采样。

2.心电信号x(t)的希尔伯特变换为x_H(t)，构建40x40格的相空间，计算(x(t)，x_H(t))在所构建的相空间中所占的格数visited boxes。

3.定义并取阈值为d0，

如果d＞d0，则判为VF；

如果d＜＝d0，则判为SR。

发明内容：

由上述可见，为心电监护仪和自动体外除颤器提供判别准确性高且运算速度快的可电击复律心律识别算法，乃是本发明所要解决的技术问题。为此，本发明的目的在于提供一种识别准确、计算简单、能满足应用要求的、基于标准化栅条投影标准差的可电击复律心律识别仪器，以改进现有的需要使用可电击复律心律识别方法的仪器设备的性能。

本发明的技术方案如下：

根据本发明提出的标准化栅条投影标准差的可电击复律心律识别仪器，包括如下：

首先，对心电信号进行心脏停搏心律的识别：

如果是心脏停搏心律，则判为NShR；

如果不是心脏停搏心律，则进行后面的步骤。

计算标准化栅条投影标准差；

根据标准化栅条投影标准差来判别NShR和ShR，

判别标准为：