[发明专利]用于心肺系统相位同步分析的系统和方法

摘要

本发明提供了一种用于心肺系统的相位同步分析的系统和方法，用于评估心率与呼吸同步的程度，即心肺耦合强度；该系统包括心电信号采集模块、心电信号预处理模块、心电信号R波峰检测模块、呼吸信号采集模块、呼吸信号预处理模块、呼吸信号波峰检测模块和相位同步分析模块；其中，心电信号采集模块采集心电信号；心电信号R波峰检测模块采用基于小波变换的R波检测算法检测R波峰；呼吸信号采集模块采集呼吸信号；呼吸信号波峰检测模块采用阈值法检测呼吸波峰点；相位同步分析模块基于相位同步图计算心肺同步时间，作为心肺耦合强度的量化指标。

主权项

一种用于心肺系统的相位同步分析的系统，其特征在于：所述系统包括心电信号采集模块、心电信号预处理模块、心电信号R波峰检测模块、呼吸信号采集模块、呼吸信号预处理模块、呼吸信号波峰检测模块和相位同步分析模块；心电信号采集模块采集心电信号；心电信号预处理模块包括基线漂移处理模块和数字滤波模块，数字滤波模块进行低通滤波处理、高通滤波处理及/或50/60HZ的陷波处理；心电信号R波峰检测模块采用基于小波变换的R波检测算法检测R波峰，基于小波变换的R波检测算法采用了支持紧支集且具有一阶消失矩的二次B样条小波，二次B样条小波的等效滤波器系数如下：h₁=0.3750,h₂=0.1250,h₃=0.0000g₁=0.5798,g₂=0.0869,g₃=0.0061h_k=h_1‑k,g_k=‑g_1‑k,若k>3,h_k=g_k=0,呼吸信号采集模块采集呼吸信号；呼吸信号预处理模块对呼吸信号进行滤波；所述呼吸信号预处理模块使用Chebyshev低通滤波器滤除高频噪声和干扰，设置截止频率fc=0.04Hz，通带纹波0.01dB；所述呼吸信号预处理模块在低通滤波的基础上，再对呼吸信号做自适应滤波；使用Widrow‑Hoff LMS算法来实现自适应滤波器，取N=71，μ=‑0.0001，其中N和μ为Widrow‑Hoff LMS算法中自适应滤波器的参数；呼吸信号波峰检测模块采用阈值法检测呼吸信号的波峰点；相位同步分析模块基于相位同步图计算心肺同步时间，作为心肺耦合强度的量化指标。