[发明专利]一种用于心脏生理电信号的处理方法

说明书

技术领域：

本发明属于通信领域，涉及一种生理电信号的处理方法，尤其是一种用于心脏生理电信号的处理方法。

背景技术：

心率变异性信号作为心血管系统的输出信号，是判断心脏自主神经功能最好的指标，能为心血管疾病的研究提供有用的生理病理信息。近些年，随着人们对健康的关注，体育运动越来越成为日常生活不可缺少的部分。因此对心率变异性信号的研究逐渐被众多运动科学研究者重视。正常情况下，心脏节律的变化受到自主神经系统的控制交感神经和副交感神经两者协调工作，调节人体心肺器官的正常运转，使人体的血压，心率，体温等保持在一个恒定的范围。当人体在不同时段运动时，心脏节律的变化不仅受到自主神经系统的控制，还受到生理节律的影响，对心脏生理电信号的研究可以对心脏节律的变化提供间接测量指标。

现有技术对心率变异性信号的处理方法是进行傅里叶变换，只分析其频谱和功率谱，导致分析的结果不够准确。大量的研究表明心率变异性信号是一种具有混沌特性的非线性信号，而分形理论是描述信号混沌特性的重要手段，但是截止目前，尚未见将分形理论用于不同运动状态下的心率变异性信号的报道。而且对不同运动状态下的心率变异性信号研究都是在同一时段下进行的，但是人们在现实生活中往往根据自己的工作和生活规律来安排运动时间。有些人习惯在上午进行体育锻炼，但是有学者指出上午运动可诱发心律失常和心肌梗死。因此不同时段运动对身体机能的影响一直是学者长期争论的话题，至今没有统一的结论。因此需要提出一种新的技术方案解决上述问题。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种用于心脏生理电信号的处理方法，通过对采集到的生理电信号进行分组，检测所述生理电信号的QRS波群，对QRS波群进行整形，确定RR间期，提取R波信号，得到时域心率变异性信号序列，分析时域心率变异性信号的相关性，获得心率变异性信号生理参数值；分析时域心率变异性信号的多重分形性，获得心率变异性信号生理参数值。

心率变异性信号作为心血管系统的的输出信号，是判断自主神经活动最好的指标，能为心血管疾病的研究提供有用的生理病理信息。当外界刺激或者内部刺激的变化，心脏每次跳动之间的间期都会有微小的差异，每次心跳间期的变化范围就是心率变异性。正常情况下，人体心跳间期的变化受交感神经和副交感神经控制。当人体在不同时段运动时，人体心跳间期的变化不仅受交感神经和副交感神经控制，同时还受到不同时段人体生理节律的影响。心率变异性越高，表明心脏能越快的适应内部或外部环境，交感神经和副交感神经之间相互作用良好，心率变异性越低，表明机体的适应能力较差。因此心率变异性信号可以作为反映自主神经系统功能的间接生理指标。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于心脏生理电信号的处理方法，包括以下步骤：

步骤一：对采集到的生理电信号进行分组；

步骤二：检测所述生理电信号的QRS波群，对QRS波群进行整形，确定RR间期，提取R波信号，得到时域心率变异性信号序列；

步骤三：分析时域心率变异性信号的相关性，获得心率变异性信号生理参数值；

步骤四：分析时域心率变异性信号的多重分形性，获得心率变异性信号生理参数值。

所述步骤一中采集到的生理电信号分为上午运动前、上午运动中、上午运动后、下午运动前、下午运动中、下午运动后六种不同状态，每种状态为一组。

所述步骤二中包括：

对采集到的生理电信号进行放大，滤波；检测放大后的生理电信号的QRS波群，并对检测到的QRS波群进行波形整形，剔除异搏，确定RR间期，提取R波信号，得到时域心率变异性信号序列；RR间期是指两个RR波峰之间的时间间隔。

所述步骤二中，保留RR间期满足如下不等式的信号，得到心率变异性序列，每个序列包含1500个数据点；

其中RR_i是RR间期序列，是RR间期序列的平均值。

所述步骤三包括：

计算各组时域心率变异性信号的标准Hurst指数h(2)，计算各组数据的标准Hurst指数的平均值和离散度，以及不同时段下标准Hurst指数的波动值。

所述步骤三中不同时段下标准Hurst指数的波动值是用各组时域心率变异性信号的最大Hurst指数和最小Hurst指数差值的绝对值来计算。

所述步骤四包括：

计算标准Hurst指数下的质量指数谱和多重分形谱；