[发明专利]一种对心电数据精度转换的方法

说明书

技术领域

心电数据精度的转换方法属于采样控制系统领域，主要适用于心电数据的重采样，可将数据进行精度转换，得到不同采样精度的数据，用于后续处理及研究；该发明同样适用于其它类似的数据精度转换场合。

背景技术

人体心电信号的主要频率范围为0.05～100Hz，而电压幅度为0～4mV，信号十分微弱。而且，心电信号中通常混杂有其他生物电信号等干扰，使得测量环境较差。为了能够检测到不失真的心电信号，以用于后续临床处理，因而大部分心电检测设备在硬件电路上均要使用前置放大模块等对心电原始信号进行放大。

另外，由于人体心电信号为模拟信号，为了便于传输及存储，必须要转换为数字信号。因而心电检测设备需要将采集到的心电模拟信号通过A/D转换，得到数字信号。由于心电信号的电压幅度过小，处于mV级别，而大部分A/D转换模块中要求输入信号的幅度要在单位V的级别上，因而心电检测设备除去前面介绍的前置放大电路，还需要采用进一步放大以及偏移值处理，以达到A/D模块中对输入信号的电压级别要求。其中的增益值、偏移值等参数，必须要同检测到的心电数字信号一起提供给心电数据处理的软件，才能进行后续心电滤波及分析的处理。

而当前市面上心电检测设备层出不穷，种类更是多种多样，在心电采样的参数中，如采样频率、增益值、偏移值、采样精度等各不相同，这导致了一种心电设备检测的数据不能使用另一种心电分析软件对其进行分析，对于心电数据的统一管理分析非常不利。目前清华大学深圳研究生院嵌入式系统实验室正在研发的“人体健康状态监测分析与信息管理云服务网络平台”，通过自主研发产品以及整合集成医院、社区、家庭现有的各种医疗监护设备，能够随时随地监测用户的心电、血压等生理参数，通过蓝牙、WIFI、有线网络等，实时发送给医用智能手机和医院服务器多参数监护中心，以供医护人员进行心电、血压等参数的特征提取与分析，为病人提供及时的诊疗服务。由于当前各种心电检测设备的参数不同，就需要在对数据进行处理之前，先将心电数据按照心电分析软件处理的数据格式，将原始心电数据中采样频率、增益值、采样精度等转换为目标数据所规定的值。本发明中，针对的是心电数据采样精度的转换，其中也涉及到使用原始及目标数据规定的增益值、偏移值等参数。

本发明综合考虑了项目的数据处理需要及国际化标准的要求，对所取得的数据进行精度转换设置的标准为：单导联、三导联的数据采用实际项目应用中1字节的数据精度，12导联的心电数据采用MIT-BIH数据库规定的2字节精度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种心电数据采样精度的转换方法，可使得不同精度的心电数据之间进行精度转换，有利于对于心电数据的分析与统一管理，同样也适用于其他离散数据精度转换的类似应用中。

本发明使用的相关理论包括：心电数据前期处理、数据的左右移位。

本发明中涉及的心电数据的精度转换方法与上述技术的不同之处，在于将传统的数据左右移位改变数据精度，与心电数据处理的前期过程相结合，使得心电数据在精度转换的过程中，误差大幅减小。本发明的方法流程图如图1所示，本发明综合考虑转换速率与转换误差，在传统方法的基础上，对心电数据的精度进行转换，使其能够达到工程应用要求。本发明可以实现不同精度的心电数据之间的转换，根据目标精度与原始数据精度的大小，分情况进行。

在进行数据精度转换之前，需要获知原始数据及目标数据的精度、增益值与偏移值，不同心电检测设备的这些参数一般不会完全相同。另外，心电数据均被保存为二进制文件。

(1)若目标数据精度大于或等于原始数据，则直接将心电数据前期处理过程应用于转换，即可将原始心电数据文件转换为目标心电数据文件。

(2)若目标数据精度小于原始数据，则将心电数据前期处理过程与传统的移位方法相结合，这样可以在保证误差较小的前提小，尽量提高执行效率，完成心电数据的精度转换，生成目标要求的心电数据文件。

上述两种情况的心电数据精度具体的转换步骤，见本说明书的第五部分：具体实现方式。

本心电数据精度转换的方法将心电数据处理过程应用于精度转换：在传统方法中，对于数据采样精度的转换均采用移位来实现，这样的方法简单而且便于实现，但是在一般情况的数据精度转换中存在较大误差。本发明中利用心电数据处理前期过程来实现精度转换，减小了转换误差。心电数据处理前期过程，即通过对整型的采样数据进行计算，取得被采样心电数据的浮点数类型原始值，后续再对处理得到的数据进行心电波形的绘制以及其他方法的研究实现；