[发明专利]心电信号获取过程中抑制陷波滤波器振铃的方法及系统

说明书

一种心电信号获取过程中抑制陷波滤波器振铃的方法及系统，实时对心电信号进行采样，获取心电信号，所述方法包括：包括缓存步骤、巨幅突变信号检测和抑制步骤、小幅突变信号检测步骤、陷波步骤和缓存时刻确定步骤。本发明实施例提出的方法及系统具有计算高效、实现简便、适用性强的优点。

技术领域

本发明属于心电信号处理技术领域，具体涉及一种心电信号获取过程中抑制陷波滤波器振铃的方法及系统。

背景技术

心脏在每个心动周期中，能够通过心电信号(Electrocardiogram，ECG)记录心脏在每个心动周期中由起搏点、心房、心室相继兴奋，伴随有生物电的变化，生物电的变化称为心电，其形态变化反映了人体心脏功能，是反映心脏状态的参考依据。

现有技术中，利用心电检测仪采集人体心电信号，其通过滤波方法去除基线漂移、工频干扰、肌电干扰等检测时掺杂的干扰信号，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QRS波、RR间期、S波、T波、ST段位移、ST段斜率等特征，以反映心脏功能的强弱。心电信号的信号幅度范围大约在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。

心脏起搏时，原始心电信号上升沿QR波陡峭，存在突变，如图2所示，图中横轴表示时间，单位为毫秒ms，纵轴为心电信号强度，单位为微伏μV。由于心电信号检测仪器中的滤波器的固有特性，突变信号通过陷波滤波器后容易在R波拐点附近发生振铃，采集到的发生振铃的心电信号如图3所示，其存在干扰，不能正常反映人体心脏功能。

为了抑制采集心电信号中的振铃，通常采用自适应滤波器或者相关平均的方法，但是这些方法计算复杂、计算量大，不适合心电信号的实时处理。

发明内容

为了在心电信号获取过程中减少运算量、提高算法的适应性，本发明实施例提出了一种心电信号采用过程中抑制陷波滤波器振铃的方法，包括如下步骤：

缓存步骤：缓存当前采样时刻t_i之前的一时间段内的多个缓存时刻t₀、t₁、...、t_i-1陷波输出的心电信号d[0]、d[1]、...、d[i-1]，其中i为大于等于2的自然数，所述时间段的长度在[10ms,30ms]范围内取值，所述缓存时刻t₀、t₁、...、t_i-1按时间先后排列，缓存时刻t_i-1最接近于当前采样时刻t_i；

巨幅突变信号检测和抑制步骤：对当前采样时刻t_i采样的原始心电信号d₀[i]进行巨幅突变信号检测、抑制，得到当前采样时刻t_i的心电信号d[i]，进入小幅突变信号检测步骤；

小幅突变信号检测步骤：计算在时刻t₁、...、t_i-1、t_i的各心电信号的斜率绝对值|k[n]|：

|k[n]|＝|(d[n]-d[n-1])/(t_n-t_n-1)|，

其中n＝1,...,i，如果|k[1]|、|k[2]|、...、|k[i-1]|的平均值小于单位时间的心电信号变化率阈值L，而|k[i]|大于单位时间的心电信号变化率阈值H，则判断当前采样时刻t_i的心电信号d[i]存在小幅突变；

陷波步骤：如果当前采样时刻t_i的心电信号d[i]存在小幅突变，则对其采用第一滤波器进行陷波输出；

缓存时刻确定步骤：如果当前采样时刻t_i的心电信号d[i]不存在小幅突变，则确定当前采样时刻t_i属于缓存时刻；