[发明专利]一种多通道微弱生理信息记录系统中工频干扰的高保真滤除方法

摘要

一种多通道微弱生理信息记录系统中工频干扰的高保真滤除方法，根据多通道测量系统的这个特点，利用信噪比较高的通道估算工频电干扰正弦波的参数。计算出的频率就是所有通道的工频电干扰频率，而计算出来的相位，取决于具体的记录系统中各个通道的空间分布来决定是否反相180度，这可以由本身通道信息估算出的工频电干扰正弦参数来判断。使所有的通道尤其是那些信噪比较低的通道，都得到了和高信噪比通道一样的三个参数中的两个参数的准确估计。对于三个参数中的最后一个参数幅度，可以利用这样一个关系来优化低信噪比的通道中干扰的幅度的估算。所有通道中的工频干扰的幅度的相对比例，是保持不变的。从而提高了低信噪比通道的估算准确性。

主权项

一种多通道微弱生理信息记录系统中工频干扰的高保真滤除方法，其特征在于包括以下步骤：1）首先对N个通道逐一进行如下分析：对每一个通道的数据细分为M个数据单元，每一个数据单元长度取决于工频的变化快慢，在每一个数据单元里，工频电干扰对应的正弦波的三个基本参数即频率、幅度和相位保持不变，对每一个数据单元的数据进行包络检查，查验是否有冲击干扰；如果没有冲击干扰，利用传统的STEM方法估算正弦波的三个基本参数即频率、幅度和相位；如果有冲击干扰，利用RAW‑STEM方法来提取正弦波的三个参数即频率、幅度和相位；同时，计算出这一数据单元的标准方差SD，再对下一个通道进行以上操作，得到所有通道在所有时刻即所有数据单元的工频电干扰的数据库，这个数据库就是正弦波的参数估计值，其中的幅度估计值的准确可靠性是用幅度估计值与标准方差的比值来衡量的；2）利用提取的幅度与标准方差之比值，作为加权系数，对信噪比最高的数个通道中估算的频率进行加权平均，如公式（1）所示，从而进一步优化参数估算的准确性 f 0 = 1 Σ n = 1 L a n SD n · Σ n = 1 L a n SD n f n - - - ( 1 ) 式中，L是所选出的具有最高信噪比的通道数，an是利用传统STEM或者RAW‑STEM估算出的第n个通道的工频电干扰的幅度，SDn是第n个通道在当前 时刻的标准方差，fn是当前通道在当前时刻的工频干扰频率估算值，而f0则是整个测量系统所有通道工频电干扰的当前估算频率；3）把公式（1）中的fn代之以趋于一致的各个通道的相位估计值，估算出准确的相位；4）选择所有通道信噪比最高的那些时刻即数据单元，来求得各个通道在这些时刻的幅度值，利用公式（1）的加权方法，fn代之以各个通道相应的幅度估计值，来计算各个通道幅度的比例值，这样，在任意时刻，利用该比例关系和该时刻的一个或数个最高信噪比通道提供的幅度值，求出其余较低信噪比通道的在该时刻的幅度。