[发明专利]一种由腹壁心电信号提取胎儿心电信号的方法及系统

权利要求书

1.一种由腹壁心电信号提取胎儿心电信号的方法，其特征是：包括腹壁心电信号预处理、母体心电的定位、母体心电的去除和胎儿心电定位四个步骤：

(1)腹壁心电信号预处理：

采用小波去噪方法分别去除低频噪声和高频噪声，得到母体心电和胎儿心电的混合信号；

(2)母体心电R波的定位：

对预处理后的腹壁心电信号进行小波分解，在小波变换域中，找到模极大值点，并根据模极大值点与R波波峰的关系得到R波位置；

(3)母体心电的去除：

在完成母体心电R波定位后，将相邻R波波峰之间的波形分别提取出来，累加求平均，得到母体心电模板；按原有顺序分别连接构造完整母体心电模板；将预处理后的腹壁心电信号所有母体R波波峰位置前后0.05秒期间的波形提取出来，替代所述完整母体心电模板的相应位置，得到调整后的母体心电模板；将预处理后的腹壁心电信号与调整后的母体心电模板做差，就去除了共同的母体心电成分，剩余部分即为胎儿心电信号；

(4)胎儿心电定位：

对得到的胎儿心电信号通过心电R波识别算法对胎儿心电R波进行定位，得出胎儿心率；

在定位R波之前，首先将胎儿心电信号进行滤波，去除频率0-2Hz的成分，以减小步骤(3)中做差产生的新的噪声干扰，使用小波变换模极大值方法定位胎儿心电R波；对识别R波后的胎儿心动周期进行优化调整，根据以下公式获得胎儿心率：

HR=NR-1(XlR-Xfr)/fs*60;]]>

式中HR为平均胎儿心率，N_R为胎儿R波总个数，X_lR为最后一个R波位置的采样点数，X_fr为首个R波所在位置采样点数，fs为采样率，计算得到的平均胎儿心率单位为次/分钟。

2.根据权利要求1所述的由腹壁心电信号提取胎儿心电信号的方法，其特征是：所述步骤(1)中采用小波去噪方法分别去除低频噪声和高频噪声的具体过程是：①去除低频噪声，采用coif5小波将腹壁心电信号进行尺度为6的分解，将6尺度的低频系数置零并重构腹壁心电信号，以消除低频噪声干扰；②去除高频噪声，采用coif5小波，对腹壁心电信号进行尺度为3的分解，使用软阈值法去除高频噪声，最后重构心电信号。

3.根据权利要求1所述的由腹壁心电信号提取胎儿心电信号的方法，其特征是：所述步骤(2)中得到R波位置的具体实现过程如下：

①分别在2-16尺度对腹壁心电信号进行sym2小波变换，记其分解系数f_i，i＝2,3,…,16；构造矩阵F＝[f₂；f₃；...；f₁₆]，其中f_i为行向量，记f为F的列值求和；

②求f的极大值和极小值，分别记为f_max和f_min，设系数a＝0.5，阈值Th_max＝f_max*a，Th_min＝f_min*a，对f求大于Th_max和小于Th_min的时间点坐标，记loca序列；

③得到loca序列后，定义时间阈值T，遍历loca序列，对两点之间时间小于T的删除后面的点；循环上述操作，直至任意两点间隔大于T；

④以经过处理后的loca序列中的点为参考，在腹壁心电信号中检测该点周围模极大值点，记为R波位置；

按照上述过程得到全部R波的位置，确定每个母体心电周期。