[发明专利]一种单导联胎儿心电信号提取方法

说明书

本发明涉及一种单导联胎儿心电信号提取方法，包括，接收腹壁电极从母体腹壁监测到的母胎混合信号；定位母胎混合信号中的多个R波波峰位置，截取R波波峰前后M时间长度的数据形成多个母体心搏数据；将多个母体心搏数据组成n维矩阵A，对矩阵A做至少两次SVD分解，形成矩阵C；矩阵C平均形成母体心搏模板；用母胎混合信号减去母体心搏模板，得到胎儿心电信号。通过本发明提出的单导联胎儿心电信号提取方法具有运算量小、复杂度低、实时性好等优点。

技术领域

本发明涉及心电监测技术领域，具体涉及一种单导联胎儿心电信号提取方法。

背景技术

近年来，胎儿心电提取技术有了极大发展，但现有的胎儿心电提取技术大多建立在多导联采集系统之上，需要一路胸导联采集母体心电信号及多路腹部导联采集母胎混合信号，将母体心电信号作为参考导联来进行后续的处理。这种多导联采集体系实现较为繁琐；在后续信号处理中母体信号中的噪声也会不同程度地被引入胎儿心电信号中；胸导联和腹部导联母体信号的同步性和相关性也直接影响到后续胎儿心电信号的分离和提取。与此同时，基于多导联采集体系的盲源分离算法运算较为复杂，分离后的信号需要一定判别才能确定为胎儿心电信号，实时性难以保障，无法实现从单频道的混合信号中提取胎儿心电。此外，胎儿心电信号的微弱性导致胎儿心电信号极易被幅值较高的母体心电信号和噪声掩盖。如何从低信噪比的母胎混合信号中提取出胎儿心电信号也是一项挑战。

发明内容

本发明的目的是提供一种单导联胎儿心电信号提取方法，以解决不能从单导联的母胎混合信号中提取胎儿心电的问题，并提供一种低信噪比胎儿心电信号提取方案。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种单导联胎儿心电信号提取方法，包括，接收腹壁电极从母体腹壁监测得到的母胎混合信号；定位母胎混合信号中的多个母体心博R波波峰位置，截取R波波峰前后M时间长度的数据形成n个母体心搏数据；将n个母体心搏数据组成M×N维矩阵A，对矩阵A至少两次做SVD分解形成矩阵C；形成的所述矩阵C做平均形成母体心博模板；用已定位母体心搏位置的母胎混合信号减去母体心博模板，得到胎儿心电信号。

进一步地，所述矩阵A做两次SVD分解，第一次SVD分解形成矩阵B，对矩阵B进行第二次SVD分解得到矩阵C，通过矩阵C提取母体心搏数据，重构后平均得到母体心搏模板。

进一步地，使用TEO能量算子和自适应阈值法定位母胎混合信号中的母体R波波峰位置。

进一步地，母胎混合信号在确定R波波峰位置之前通过滤除基线漂移、50Hz工频干扰进行预处理。

进一步地，计算母胎混合信号中母体R波定位点左右0.05s内的平均能量将作为判定初始阈值进行自适应迭代。

进一步地，得到所述胎儿心电信号后，通过计算所述胎儿心电信号中母体R波定位点左右0.05s内的平均能量，判断该段平均能量是否小于阈值，若小于阈值则认为母体心搏被成功消除，直接得到胎儿心电信号；若不小于，则使用加权母体心搏模板对该处母体心搏进行二次消除，消除后重新得到胎儿心电信号。

进一步地，根据平均能量和阈值的差值设定权值对母体心搏模板加权。

进一步地，M为0.5倍的平均RR间期。

进一步地，使用TEO能量算子和自适应阈值对所述胎儿心电信号定位R波位置，并计算胎儿心率。

本发明的有益效果：

本发明至少两次做SVD分解得到母体心博模板，通过本发明提出的单导联胎儿心电信号提取方法具有运算量小、复杂度低、实时性好、鲁棒性好等优点。

附图说明

图1为一种单导联胎儿心电信号提取方法中单导联胎儿心电信号提取方法流程图；

图2为一种单导联胎儿心电信号提取方法中母胎混合信号示意图；