[发明专利]一种心电信号中ST段形态的自动分类方法

权利要求书

1.一种心电信号中ST段形态的自动分类方法，其特征在于：利用曲率尺度空间技术自动判断心电信号中ST段形态的类别；所述ST段形态类别包括直线型和弓背型，所述直线型包括水平型和斜直型，所述弓背型包括凹形和凸型；所述斜直型包括上斜型和下斜型；

包括如下步骤：

(1)利用心电电极同步采集人体各导联的心电信号，即ECG信号；

(2)利用曲率尺度空间技术识别ECG信号中ST段弯曲程度最大的点：

2a、对ECG信号进行平滑处理得到ECG平滑信号C(t,σ)，其中σ为尺度因子、t为时间变量；

2b、利用曲率尺度空间技术计算C(t,σ)中各点的曲率值k(t,σ)，获得C(t,σ)对应的曲率曲线，并根据所述曲率曲线、利用顶点选择法在ECG信号中定位ST段的起点EcgSTonset和ST段的终点EcgSToffset；

2c、寻找ST段中弯曲程度最大的点：

2c1、在高尺度因子下，计算ST段中各点的曲率绝对值中的最大值k_max，并寻找ST段中曲率绝对值大于1/2k_max的点，记为Point(i)，存入序列CurMaxPoint(i)中，其中i＝1,2…；

2c2、在第二尺度因子下，依次判断各个Point(i)所在的局部区域内各点的曲率绝对值中的最大值所对应的点Point(i)′，若Point(i)′与Point(i)为同一点，则将Point(i)继续保留在序列CurMaxPoint(i)中，否则，则将Point(i)从序列CurMaxPoint(i)中移除；

2c3、在最低尺度因子下，按步骤2c2相同的方法对序列CurMaxPoint(i)中保留的点Point(i)再次筛选，仍保留下来的Point(i)即为ST段的拐点；

2d、在最低尺度因子下，判断ST段各拐点中曲率绝对值最大的点，该点即为ST段中弯曲程度最大的点，记为STCurMaxPoint；

(3)根据STCurMaxPoint在最低尺度因子下的曲率绝对值判断ST段的形态类别：

3a、若STCurMaxPoint在最低尺度因子下的曲率绝对值＞第一阈值τ，则ST段为弓背型：

若STCurMaxPoint在最低尺度因子下的曲率值＞0时，则ST段为曲线型中的凸型；

若STCurMaxPoint在最低尺度因子下的曲率值＜0时，则ST段为曲线型中的凹型；

3b、若STCurMaxPoint在最低尺度因子下的曲率绝对值≤第一阈值τ时，则ST段为直线型：

计算ST段所在直线与水平线的夹角所对应的弧度，即为ST段的坡脚；

若ST段的坡脚＜第二阈值θ，则ST段为直线型中的水平型，否则ST段为斜直型；

对于斜直型的ST段，若ST段终点EcgSToffset的心电幅值大于ST段起点EcgSTonset的心电幅值，则ST段为斜直型中的上斜型；若ST段终点EcgSToffset的心电幅值小于ST段起点EcgSTonset的心电幅值，则ST段为斜直型中的下斜型。

2.根据权利要求1所述的心电信号中ST段形态的自动分类方法，其特征在于：

步骤2b中根据所述利用曲率曲线及顶点选择法定位ST段的起点EcgSTonset和ST段的终点EcgSToffset的步骤为：

2b1、定位曲率曲线上各极值点中幅值最大的点，即为R波峰值点，记为Rpeak；

定位距离R波峰值点后[间期，间期]内各极值点中幅值最大的点，即为T波峰值点；

2b2、选择曲率曲线中R波峰值点后[Rpeak+40ms,Rpeak+80ms]的区间内曲率绝对值最小的点所对应的ECG信号中的点，即为ECG信号中ST段的起点EcgSTonset，将ST段的起点EcgSTonset在ECG平滑信号C(t,σ)中所对应的点记为CSTonset；

2b3、利用补充顶点选择法定位ST段的终点EcgSToffset：

2b31、在ECG平滑信号中，将CSTonset后20ms处的点记为点A，T波峰值点所对应的ECG平滑信号中的点记为点B；

2b32、在ECG平滑信号中位于AB段内的各点到直线AB的距离最大的点记为点C；若点C到直线AB的距离≤第三阈值D_th时，则点C在ECG信号上所对应的点即为ST段的终点EcgSToffset；若点C到直线AB的距离＞阈值D_th，则进行步骤2b33；

2b33、以点C替换点B，继续进行步骤2b32。