[发明专利]一种基于多腹导和多胸导的自适应胎儿心电信号提取系统及方法

权利要求书

1.一种基于多腹导和多胸导的自适应胎儿心电信号提取系统，其特征在于，所述自适应胎儿心电信号提取系统包括线性结合器(3)、线性和非线性滤波器(4)、自适应LMS/RLS算法(5)以及自适应噪声抵消器(6)；

多腹导心电信号(1)经过线性结合器(3)得到自适应噪声抵消器的原始通道总输入；多胸导心电信号(2)经过线性和非线性滤波器(4)得到自适应噪声抵消器的参考通道总输出；

所述多腹导心电信号(1)和多胸导心电信号(2)分别是从母亲腹部导联和母亲胸部导联采集并经过预处理后得到的；

利用自适应LMS/RLS算法(5)的RLS算法调整原始通道中线性结合器(3)的系数；利用自适应LMS/RLS算法(5)的LMS算法分别调整每个参考通道中线性和非线性滤波器(4)的权值；

把自适应噪声抵消器(6)的原始通道总输入与参考通道总输出相减得到的自适应噪声抵消器的误差输出e(n)，作为胎儿心电信号的估计。

2.一种基于多腹导和多胸导的自适应胎儿心电信号提取方法，其特征在于，所述自适应胎儿心电信号提取方法是基于权利要求1所述系统来实现的，其过程为：

在自适应噪声抵消器的原始通道中，所述多腹导心电信号(1)包括p个通道，表示为所述线性结合器(3)的p个系数可表示为多腹导心电信号(1)经过线性结合器(3)得到的自适应噪声抵消器的原始通道总输入可表示为

fm(n)=Σj=1pcj(n)fj(n)]]>

其中，线性结合器(3)的p个系数须满足

在自适应噪声抵消器的参考通道中，所述多胸导心电信号(2)包括q个通道，可表示为所述线性和非线性滤波器(4)也包括q个通道，其中，第i个通道的线性和非线性滤波器对应第i个通道的胸导心电信号；多胸导心电信号(2)经过线性和非线性滤波器(4)得到自适应噪声抵消器的参考通道总输出可表示为m_d(n)；

利用自适应LMS/RLS算法(5)的RLS算法调整原始通道中线性结合器(3)的系数；利用自适应LMS/RLS算法(5)的LMS算法分别调整每个参考通道中线性和非线性滤波器(4)的权值，

在自适应噪声抵消器的原始通道中，利用自适应LMS/RLS算法(5)的RLS算法实时地调整原始通道中线性结合器(3)的系数并快速跟踪多腹导心电信号的变化，自适应地进行多腹导通道的选择优化，其过程为

C^(n)=C^(n-1)+P(n-1)d(n)1+dT(n)P(n-1)d(n)e(n)]]>

P(n)=P(n-1)-P(n-1)d(n)dT(n)P(n-1)1+dT(n)P(n-1)d(n)]]>

C(n)=C^(n)-P(n)ETC^(n)-1ETP(n)EE]]>

其中，p个腹导心电信号表示为向量形式d(n)＝[f₁(n),f₂(n),…,f_p(n)]^T；线性结合器的p个系数向量形式为C(n)＝[c₁(n),c₂(n),…,c_p(n)]^T；线性结合器的p个系数估计值向量形式为E＝[1,1,…,1]^T为p×1向量，P(n)为p×p的增益矩阵；[·]^T表示向量或矩阵的转置；e(n)为自适应噪声抵消器的误差输出；

所述自适应噪声抵消器的原始通道总输入f_m(n)与参考通道总输出m_d(n)相减得到的自适应噪声抵消器(6)的误差输出，即e(n)＝f_m(n)-m_d(n)，作为胎儿心电信号的估计。

3.根据权利要求2所述的一种基于多腹导和多胸导的自适应胎儿心电信号提取方法，其特征在于，

在自适应噪声抵消器的参考通道中，基于误差输出e(n)能量最小原则，利用自适应LMS/RLS算法(5)的LMS算法分别调整每个参考通道中线性和非线性滤波器(4)的权值；

第i个参考通道的从胸部区域到腹部区域之间的非线性，可通过参考通道中对应的第i个线性和非线性滤波器的权值给出；从而，参考通道中所有q个线性和非线性滤波器的权值，可实现所有q个参考通道的从胸部区域到腹部区域之间非线性的估计。