[发明专利]一种心电信号ST段的识别方法

说明书

技术领域

该发明是一种心电信号ST段数字识别算法，主要针对人体滤波后的心电信号，采用斜率比极值法定位S波和T波，实现ST段的位移、斜率和宽度特征的准确识别。

背景技术

心电信号(Electrocardiogram，ECG)记录了心脏在每个心动周期中，由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随的电能量的变化，其形态变化反映了人体心脏功能，是反应心脏状态的参考依据，准确识别心电信号的变化特征显得至关重要。

心电信号的幅度范围大约在10μV-5mV，频率范围大约在0.05-100Hz。典型的心电信号波形如图1所示：心电信号是由许多特征部分组成，分别为：P波、Q波、R波、S波、T波，其中Q波、R波、S波同属于QRS波群中。QRS波群起点对应于Q波峰之前的第一个斜率突变点，QRS波群的终点对应于S波峰之后的第一个斜率突变点。QRS波群的终点到T波起点的一段称为ST段。

然而，由于T波相对于R波而言具有幅度小、频率低的特点，其有时候很难和噪声信号进行区分；同时，T波的形态也不唯一，具有正向单峰T波、双峰T波和倒向单峰T波这三类T波。这使得ST段特征提取一直都是国内外心电信号监测的重点和难点。目前，尽管已经有时间窗检测法、波形消除检测法、小波分析法、主成分分析法等判别方法识别ST段，但是有的计算大、复杂性高，而有的对于实际非标准的动态心电信号ST段识别效果并不理想，所以，随着心电监护的社会需求日益增加，有必要研究一种新的计算简单、适应性强的ST段识别方法。

发明内容

人体心电信号反映了心肌细胞有规律的除极复极过程，准确识别心电信号特征对了解心脏功能具有重要意义。采用心电检测仪采集出的人体心脏信号S(t)，通常经过滤波方法去除基线漂移、工频干扰、肌电干扰等检测时参杂的干扰信号，可以获得较为清晰的心电信号然后采用特征提取方法提取心电信号特征，以反映心脏功能的强弱。

本发明针对滤波后的心电信号s(t)，在已知R峰位置的前提下，采用斜率比极值法准确定位S波和T波，最后实现ST段位移、斜率和长度特征的准确识别。该方法不仅计算简单、易于实现，而且准确率高，为心电信号快速有效识别提供新途径。

本发明提供一种基于斜率比极值法的心电信号ST段识别方法，在心电信号中，J点和T_on点分别是ST段与S波、T波的交界点，其均为斜率突变点,其中：

根据已知心电信号s(x)，心电信号R波峰点(x_R,y_R)和RR间期T_RR；

在R峰位置x_R之后0.55T_RR的区间内寻找峰点中的最大值，则最大值点x_T处的峰值y_t即为T波峰值，且有T(x_t,y_t)；在R峰之前0.45T_RR的区间内寻找峰点的最大值，则最大值点x_P1处的峰值y_p1即为P波峰，且有P(x_p1,y_p2)；在x_R和x_t之间寻找谷点中的最小值点，则最小值点x_s处的谷值y_s即为S波峰值点S(x_s,y_s)；

设R峰位置x_R之后0.52T_RR处的采样点为x_m1，x_R之后0.58T_RR处的采样点为x_m2，则心电信号基线纵坐标其中y_j为区间[x_m1，x_m2]之间心电信号采样点的幅值；

对于在心电信号S波和T波采样点区间[x_s，x_t]内的点P(x_p,y_p)，判断y_p与f₀、之间的关系，

当y_p>f₀时，P(x_p,y_p)位于T_on到T点之间，