[发明专利]一种心电信号QRS波起止点定位方法

权利要求书

1.一种心电信号QRS波起止点定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，对ECG信号作预处理；

预处理包括：采用中值滤波技术滤除ECG中的基线漂移；为了减少浮点操作的影响，将滤波后的ECG放大500倍，用signal(n)表示；其中n代表采样点；对于长度为N的ECG信号，则n＝1,2,···,N；

步骤二，ECG心拍位置检测；用最小二乘法二次多项式技术分段拟合signal(n)，用拟合得到的斜率和幅度重构signal(n)，以增强信号的抗噪能力；重构后的signal(n)用s1(n)表示，且二者的采样点一一对应；从s1(n)中提取幅度大于阈值threshold的信号对应的采样点，并记入R_candidate序列；对R_candidate序列求差分，得到差分序列DR_candidate；从DR_candidate序列中识别差分值大于0.25*f_s的采样点及其前一个临近采样点；在所有两个采样点对之间检测s1(n)的幅度最大值，将最大值对应的采样点检测为R峰位置，即ECG信号signal(n)的心拍位置，用ROC序列表示；第k个心拍用ROC(k)表示；

步骤三，在第k个心拍ROC(k)上，分别截取ROC(k)到ROC(k)前180ms的ECG片段和ROC(k)到ROC(k)后220ms的片段，分别记为sig1和sig2；用Douglas-Peucker算法提取sig1和sig2的特征点；假设分别从sig1和sig2中提取的特征点数分别为P和Q个，并分别记入vertex1和vertex2中；由于QRS波的起止点、Q和S波波峰属于特征点范畴，所以vertex1中包含了QRS波的起始点和Q波波峰信息，而vertex2中包含了QRS波的终止点和S波波峰信息；

步骤四，分别从vertex1和vertex2中筛选QRS波起始点和终止点的候选点，并分别记入Q_points_candidate和S_points_candidate；所述步骤四中：对于vertex1，限定拟筛选的QRS波候选起始点数最多为limit_num个，具体步骤如下：

步骤a：从vertex1中任选一点作为初始参考点，记为ref_point；将ref_point最邻近的一个特征点与ref_point进行比对，若同时满足下列3个条件，则该特征点可作为一个有效的QRS波候选起始点，存入Q_points_candidate中，并将该特征点作为新的ref_point；否则，抛弃该特征点，重新选择另一个与ref_point最邻近的特征点作为比对点，重复上述比对过程；

幅度条件；被比对的特征点与ref_point在sig1中的幅度差大于幅度阈值h_sh；

时间差条件；被比对的特征点与ref_point在sig1中的位置时间差大于阈值t_sh；

凹凸性条件；被比对的特征点与ref_point在sig1中的凹凸性相反；如果二者的凹凸性相同，则要求被比对的特征点在sig1中幅度的绝对值要大于ref_point的幅度绝对值；

步骤b：以满足上述3个条件的比对点作为新的ref_point，重复步骤a，直到所有vertex1中的特征点被比对；如果遇到连续2个以上的比对特征点不能同时满足3个条件，则可认为已经从vertex1找到了全部的QRS波候选起始点，终止比对，直接进入下一步；

步骤c：若Q_points_candidate中记录的QRS波候选起始点数小于等于limit_num，则终止筛选；否则，增大幅度阈值h_sh，重复步骤a和b；

从vertex2中筛选QRS波候选终止点时，在执行了步骤a-c以后，还需要对候选终止点进行复检，确定最终的QRS波候选终止点，并记入S_points_candidate；

步骤五，将Q_points_candidate中的QRS波候选起始点按其在sig1中的时间先后顺序进行排序，将排序在第一位的候选点作为QRS波的起始点，记入Qonset；同样地，将S_points_candidate中的QRS波候选终止点按其在sig2中的时间先后顺序进行排序，将排序在最末一位的候选点作为QRS波的终止点，记入Soffset；QRS波宽则为Soffset和Qonset之差值；

步骤六，对signal(n)中每个心拍执行同样的处理，便可定位每个心拍QRS波的起止点。