[发明专利]一种基于多通道生理信号的心动特征融合提取方法

说明书

本发明公开了一种基于多通道生理信号的心动特征融合提取方法，它包括4个步骤——(1)对多通道生理信号提取关键时间段；(2)对关键时间段内的多通道生理信号进行包括扁平线与Z型线判别、基线漂移去除、工频干扰去除、起搏器尖峰滤除的预处理；(3)针对ECG信号、ABP信号、PPG信号提取各自的R峰位置与心动周期信息，并计算信号质量指数和关联质量指数；(4)根据信号质量指数与关联质量指数同信号质量采信阈值与关联质量采信阈值的比较情况，进行心动特征融合：结合ABP信号与PPG信号的心动周期信息，对ECG信号进行R峰探测，并和单独利用ECG信号探测的R峰位置做对比，选择性的进行R峰标记的添加或修改。本方法能充分利用多通道生理信号的心动周期信息，提升ECG信号R峰探测准确性，提升心律失常误报警抑制率，经实际数据测试，效果很好。

技术领域

本发明涉及信号处理、融合特征提取在多类心率失常误报警抑制方向的应用。

背景技术

重症监护室(ICU)是医院内监护设备最集中的科室，其中以心电监护仪误报警占比99.4％，为各类误报警种类中最高。高误报警率的各类心率失常报警会使医护人员工作负担加大，对报警的敏感性降低，导致报警疲劳，产生无意识的对报警的忽视。因此，研发降低心律失常误报警率的算法能有效提升ICU医护人员的工作效率、提升心率失常预警的质量。目前ICU中心律失常预报警技术存在以下局限：

首先，国内ICU心率失常预报警决策多数依赖病理性定义单一决策，决策指标的单一导致预报警结果易受到噪声、伪迹和数据缺失的影响。因此预报警准确性受信号质量影响较大，检测生理信号质量下降会引发误报警。

然后，ICU心率失常报警通常以单导联或多导联心电信号(ECG)为主要监测信号，动脉血压信号(ABP)、光电容积脉搏波信号(PPG)虽然也在ICU监护信号范围内，但在心率失常预报警决策中，多种生理信号未能有统一准确的决策逻辑，导致当前心率失常预报警算法受单一种类生理信号影响较重。

针对上述局限，如果能基于多种生理信号进行融合心动特征提取，再提供给后续随机森林模型进行判断，将有效推动ICU心率失常误报警抑制的研究，同时也将为其他类型多种生理信号结合的病例预测问题提供帮助。

发明内容

本发明的目的在于通过分析ECG、ABP、PPG多通道生理信号，提取出有助于判断心率停搏、心动过速、心动过缓、室扑\室颤、室性心动过速这五种心率失常预报警真假性的融合性心动特征。

本发明的目的是这样实现的：结合信号质量指数与信号关联质量指数，设计多通道生理信号心动周期信息的融合算法，具体包括：1)当ECG与ABP、PPG信号关联指数都较高时，多种生理信息心动周期信息匹配度较好，则不进行心动周期信息融合；2)当ECG与ABP、PPG信号中某一个信号关联指数较高时，且对应的ABP或PPG信号质量指数较高，则将ECG与质量指数较高的ABP或PPG信号的心动周期信息进行融合；3)当ECG与ABP、PPG信号的关联指数都较低，则选取ABP与PPG信号中，质量指数较高的信号的心动周期信息，与ECG信号心动周期信息进行融合。

附图说明

图1，信号关键时间段截取与信号预处理流程图

图2，一个示例的多通道生理信号原始波形图

图3，同一示例多通道信号心动周期与起搏周期提取示例图

图4，多通道信号多维度特征组成结构图

图5，是该模型的预测流程图

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实例对本发明进行详细的描述。

一种基于多通道生理信号的心动特征融合提取方法，步骤包括：

1)针对不同心率失常类型预报警，在原有生理信号基础上，划分包含报警关键时间段的多通道生理信号数据；