[发明专利]一种无创胎儿心电信号质量评估方法

说明书

本发明公开了一种无创胎儿心电信号质量评估方法，将胎儿心电明显的信号与受到强烈干扰或胎儿心电不清晰的信号区分。该方法对采集到的腹部电信号进行预处理和分离，通过计算预处理后的腹部心电信号和分离得到的胎儿心电信号的信息熵、Lempel‑Ziv复杂度、母胎能量比、R波个数等作为评估参数，运用支持向量机判断腹部心电信号和胎儿心电信号为“质量可接受”或“质量不可接受”。本发明实现了对腹部心电信号和胎儿心电信号的信号质量分类，能够避免因信号质量不高而导致提取错误胎心率的情况，在长时间胎心监护过程中，能够实时判断信号质量，对无创提取准确可靠的胎心率有一定的帮助。

技术领域

本发明属于医学信号处理技术领域，特别涉及一种无创胎儿心电信号质量评估方法。

背景技术

胎儿及新生儿的死亡率是衡量一个国家经济、文化及医疗等发展水平的重要依据。

胎儿在母亲体内出现胎儿窘迫等其他问题都会直接反映在胎心率的变化上。胎儿健康监护能提前检测到胎儿的某些心脏疾病、被脐带缠绕引起的窒息和宫内窘迫等异常情况，实现胎儿健康安全预防和优生，能大大降低胎儿和新生儿的死亡率。

目前，获取胎心率有两种主要方法：超声多普勒法和胎儿心电法。其中，超声多普勒法存在着许多的不足，首先胎心探头对于位置要求比较高，往往需要专业人员进行操作；在监测过程中孕妇不能移动，行动受限，无法做到长时间监护等等。并且有研究表明，长时间超声检测或许会对胎儿发育产生副作用，表现在对绒毛膜结构、角膜结构、神经发育的影响。而相比于传统的超声多普勒监护方式，胎儿心电法可以进行长时间监测，在监测过程中孕妇可以适当活动。综合来看，胎儿心电法是目前医护研究人员研究的重点。

胎儿心电法通过在母亲腹部体表放置采集电极来被动接收微弱的非入侵式生物电信号，但在采集过程中通常会受到许多因素的干扰，最明显的是母亲心电信号，另外非平稳噪声的存在会影响胎儿心电信号的信噪比，导致心率不易识别或错误识别的情况出现。因此，需要对预处理后的腹部心电信号以及分离得到的胎儿心电信号进行信号质量评估，将信号质量差的信号在后续分析过程中剔除，可以提高心率检测的准确性，及时避免错误获取母亲心率和胎心率。

现有的腹部心电信号和胎儿心电信号质量评估方法相对较少，大多是通过计算信号质量指数来对腹部心电信号或胎儿心电信号进行判断。同时由于采集到的腹部心电信号和分离得到的胎儿心电信号个体差异性较大，只计算某一个信号质量指数难以做到准确判断信号质量。因此，需要一种能够对腹部心电信号和胎儿心电信号进行质量评估的方法，在对腹部心电信号进行分离前，能够剔除掉信号质量差的信号；同时在计算胎心率前，能够评估胎儿心电信号质量，避免获取错误的胎心率。

发明内容

本发明的目的是提供一种无创胎儿心电信号质量评估方法，以解决上述背景技术中提到的问题。

本发明的无创胎儿心电信号质量评估方法，包括以下步骤：

步骤1、采集得到多组4路通道的腹部电信号；

步骤2、对采集到的信号进行预处理以及胎儿心电信号分离，将预处理后的腹部心电信号和分离得到的胎儿心电信号的质量评估结果分为可接受与不可接受两类；

步骤3、对预处理后的腹部心电信号的每一通道信号计算获取信息熵、Lempel-Ziv复杂度、母胎能量比以及相对功率比，作为对应通道信号的特征数据。并将得到的特征数据，通过基于支持向量机方法进行训练学习获得腹部心电信号分类模型；

步骤4、对分离得到的胎儿心电信号计算信息熵、Lempel-Ziv复杂度、R波个数作为特征数据，通过支持向量机方法进行训练学习获得胎儿心电信号分类模型；

步骤5、对新采集的腹部心电测试信号，截取预设的长度后，根据步骤3计算特征数据，放入训练好的腹部心电信号分类模型获得信号质量的评估结果；