[发明专利]用于处理EMG信号的方法和系统

说明书

一种用于生成经滤波的EMG信号的方法包括获得组合信号，其中，所述组合信号包括ECG信号和EMG信号。将第一高通滤波器应用于组合信号，并基于经高通滤波的组合信号来生成ECG模型信号。所述方法还包括通过从经高通滤波的组合信号中减去ECG模型来生成部分滤波的EMG信号。然后将第二高通滤波器应用于部分滤波的EMG信号以生成第二EMG信号并且应用于所述ECG模型信号以生成第二ECG模型信号。通过门控技术基于所述第二EMG信号和所述第二ECG模型来生成经滤波的EMG信号。

技术领域

本发明涉及信号处理领域，更具体地涉及肌电图(EMG)信号处理领域。

背景技术

在患有慢性阻塞性肺病(COPD)和其他呼吸系统疾病的患者中，从表面肌电图测量的胸骨旁肌肉活动的评估可用于估计患者呼吸努力的强度、定时和持续时间。这可以作为呼吸肌负荷和呼吸肌能力之间平衡的指标。吸入期间发生的最大EMG水平与神经呼吸驱动(NRD)有关。在肺过度充气期间，如在COPD患者急性发作期间观察到的，呼吸肌负荷与容量之间的平衡发生变化，这反映在神经呼吸驱动中。较低的能力和较高的负载导致增加的NRD。在吸入期间经由EMG电极从呼吸肌测量的EMG信号的最大功率，例如来自第二肋间隙的胸骨旁肌肉或来自腹部隔膜，可以用作患者恶化或改善的指示。这也可以用作出院后再入院的预测因子。

在测量吸气EMG活动之前，必须消除差分测量中存在的ECG污染。当在安静呼吸期间和/或当执行被称为嗅探的强迫最大意志激励时测量COPD患者中的EMG信号时，EMG能量可以接近或甚至超过ECG能量。这导致不良信噪比(SNR)条件，导致ECG去除中的问题，因为在ECG信号内的R峰可能在这样的高能EMG区域中被错误地检测。错误检测到的R峰值可导致：低估的EMG水平，因为大的EMG峰被检测为R峰；或过高估计的EMG水平，因为未检测到R峰。

因此，需要一种从EMG信号中可靠地去除不良SNR条件下的ECG污染的方法，并且不需要显著的额外硬件。

发明内容

本发明由权利要求所定义。

根据本发明的一个方面的示例，提供了一种用于生成经滤波的EMG信号的方法，所述方法包括：

获得组合信号，其中，所述组合信号包括ECG信号和EMG信号；

将第一高通滤波器应用于所述组合信号；

基于经高通滤波的组合信号来生成ECG模型信号；

基于所述ECG模型信号和经高通滤波的组合信号中的至少一个来生成第一EMG信号；

将第二高通滤波器应用于所述第一EMG信号以生成第二EMG信号并且应用于所述ECG模型信号以生成第二ECG模型信号；并且

通过门控技术基于所述第二EMG信号和所述第二ECG模型来生成经滤波的EMG信号。

该方法在较差的SNR条件下生成基本上没有ECG污染信号的EMG信号，其中，EMG信号相对于ECG信号占主导地位。通过应用第一高通滤波器，可以从信号中去除噪声，同时保留ECG能量以用于生成ECG模型信号。所述ECG模型信号用作估计经高通滤波的组合信号的ECG分量。

通过基于经高通滤波的组合信号和/或ECG模型来生成第一EMG信号，所述第一EMG信号优选地是部分滤波的EMG信号；可以获得具有显著较少的ECG污染的EMG信号。然后可以应用第二高通滤波器以进一步去除ECG能量，所述ECG能量虽然对于ECG模型信号的生成有用，但会对门控技术生成负面影响。以这种方式，可以保留ECG能量以用于生成ECG模型信号，同时防止所述ECG能量破坏门控技术。第二高通滤波器也应用于ECG模型信号以生成可用于控制门控技术的第二ECG模型信号。

在一个实施例中，第一高通滤波器具有小于20Hz，例如小于或等于5Hz的截止频率。