[发明专利]一种心电信号单导联f波提取方法和装置

说明书

本发明实施例公开了一种心电信号单导联f波提取方法和装置，根据所检测的心电信号的R峰位置，将心电信号切割为多个单独的初始心拍信号；对各初始心拍信号进行高斯增强，得到高斯增强后的心拍信号；采用基于DTW距离的近邻算法，确定出每个心拍信号的K个近邻心拍。计算各心拍信号与其相应的K个近邻心拍的DTW残差向量，并依据DTW残差向量，得到各心拍信号的f波信号；拼接各f波信号，以完成对心电信号f波的提取。以K个近邻心拍为模板对相应的心拍信号进行DTW重构，将所得的K个残差向量进行平均得到f波，实现了对R峰检测误差的校正，减少了畸变QRS波的影响，提升了f波提取的准确性，为房颤临床诊断提供可靠的依据。

技术领域

本发明涉及心电信号技术领域，特别是涉及一种心电信号单导联f波提取方法和装置。

背景技术

房颤是一种常见的心律失常疾病。随着年龄的增长，房颤的发生率会不断地增加。房颤可能引起中风和心力衰竭，严重危害公众健康。在心脏病患者中，房颤患者的死亡率是其他患者的两倍。当房颤发生时，心房激动的频率达每分钟300～600次，正常心电的P波消失，取而代之的是连续、不规则颤动的f波。f波的物理参数，比如幅度和频谱常被用于房颤的临床诊断，对房颤电生理活动机制的研究有重要的意义。

但是，心室QRS波与心房f波在时域和频域都有部分混叠，制约了f波的检测精度。为了解决该问题，研究人员提出了很多方法，可分为多导联和单导联两大类。

多导联方法采用独立分量分析、稀疏成分分析等技术，利用多通道心电信号之间的相关性分离QRS波和f波，虽然检测精度较高，但是需要布置多个电极，不便于移动心电监护设备使用。单导联方法采用平均模板消除、贝叶斯滤波等技术，剔除QRS波或依据先验模型对f波进行参数估计，从而实现f波的提取。单导联方法虽然便于移动心电监护，但是对异常心拍比如室性早搏所导致的心拍形态变化敏感，检测精度较低。

可见，如何提高单导联f波提取的精度，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种心电信号单导联f波提取方法和装置，可以提高单导联f波提取的精度。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种心电信号单导联f波提取方法，包括：

检测心电信号的R峰位置，并根据各所述R峰位置，将所述心电信号切割为多个单独的初始心拍信号；

对各所述初始心拍信号进行高斯增强，得到高斯增强后的心拍信号；

采用基于DTW距离的近邻算法，确定出每个心拍信号的K个近邻心拍；

计算各所述心拍信号与其相应的K个近邻心拍的DTW残差向量，并依据所述DTW残差向量，得到各所述心拍信号的f波信号；

拼接各所述f波信号，以完成对所述心电信号f波的提取。

可选的，所述对各所述心拍信号进行高斯增强，得到高斯增强后的心拍信号包括：

按照如下公式，对各所述心拍信号进行高斯增强，

其中，x_i(t)表示第i个心拍信号的波幅向量，i＝1,2,3...,N，N表示心拍信号的个数，t表示心拍信号的采样时刻，表示第i个增强后的心拍信号的波幅向量，μ表示高斯加权函数的期望，μ位于R峰所对应的时刻，σ表示高斯加权函数的方差。

可选的，所述依据所述DTW残差向量，得到各所述心拍信号的f波信号包括：

对目标心拍信号所对应的K个目标DTW残差向量进行平均，得到所述目标心拍信号的f波信号；其中，所述目标心拍信号为所有所述心拍信号中的任意一个心拍信号。

可选的，在所述检测心电信号的R峰位置之前还包括：