[发明专利]一种微伏级T波交替的定量检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种检测方法，具体涉及一种微伏级T波交替的定量检测方法。属于生物医学信号处理技术领域。

背景技术

T波电交替（TWaveAlternans，TWA）是指在规则的心律时，体表心电图上T波振幅、形态甚至极性的逐搏交替变化现象。自1872年Traube首次发现电交替现象后，许多研究表明TWA与心肌缺血、冠状动脉病变、电解质紊乱和长QT综合症有关，最近30年的研究表明TWA是心肌电活动不稳定的标志，是预测室性心律失常与心脏性猝死独立的，具有统计学意义的指标。与其它无创心电检测方法比较，TWA在预测心律失常事故上具有较高的精确度，对提高恶性心律失常的防治水平、降低猝死率具有重要意义。目前，TWA检测已成为心律失常研究热点，通过数字信号处理技术检测体表心电图上肉眼难以辨别的微伏级T波交替也成为临床上一种无创评定发生恶性室性心律失常及猝死的技术。

然而，体表心电图上肉眼可分辨的TWA现象非常少。1981年Adam等首次报告了微伏级TWA（Microvolt T-wave Alternans，MTWA），发现貌似形态完全一致的T波之间可能存在微小差异，表现为微伏级的电压幅值差异，并呈交替性变化。MTWA在体表心电图上肉眼不可辨，需经特殊心电信号处理技术才能发现。随着数字信号处理技术和计算机技术的发展，有了多种检测方法。根据TWA检测统计方法不同，将TWA检测分为短时傅里叶变换法、符号变换法和非线性法。庞加莱映射（poincare map,PM）是非线性法的一种，利用散点图适于描述周期性变化数据的特性，可以使T波交替中T波幅值逐拍变化的特点从形态上直观表现出来。但是只从直观形态上进行分析没有明确的判据且不利于临床统计研究，为此我们需要探讨散点图外部形态与T波交替的关系，并进一步研究散点图中的有效定量指标。

文献《利用Poincare散点图法检测t波交替的指标研究》（李斐、赵捷等，现代生物医学进展，VOL.12，NO.14MAY2012）和《基于Poincare散点图与谱分析法的T波交替检测》（李斐，山东师范大学，2012年）主要采用“散点到直线x+y=0的距离均值”和“散点到直线x-y=0的距离均值与到直线x+y=0的距离均值的比值”作为定量指标来进行TWA检测。该方法对所有T波采样点进行数值处理，数据处理量大且受异常数据影响较大，因不同人心电幅值差别较大且同一心电信号中也存在很多异常心拍，都会导致误检，降低TWA检测的准确性。本发明从图形处理角度，提取散点图最有价值的目标边界信息，大量缩减待分析数据的同时剔除异常数据，提高TWA检测的实时性和准确性。

文献《心率的Poincare散点图量化指标》（生物医学工程学杂志，2000：17(4)，P433-436）是以连续心搏的RR间距为坐标作散点图，用“龟爬行计数”法进行图形处理，定义了适用于描述散点图形态与心率变异关系的四个指标：长轴、短轴、面积和角度。但其图形处理算法是基于散点的，指标计算公式复杂，算法不适于计算机实现和实时处理，且由于心率变异与T波交替的发生机制不同，是基于不同心脏非线性动力学特征的，所以其散点图作图方式，散点图形态特征，检测指标都完全不同。若要利用散点图法实现TWA片段检测，还需克服以上困难。

中国专利申请201210064226公开了一种心电图中的T波交替检测的方法，采用相关分析法从时域角度检测TWA信号，虽然能够动态跟踪非稳态TWA现象，但其对信号输入质量要求高，对邻频噪声十分敏感，容易造成误检和漏检。

中国专利申请201110418860.3公开了一种基于模型的动态心电图T波交替定量分析方法，即基于维格纳分布（Winger-Ville Distribution，WVD）的TWA时频检测。其检测过程涉及多尺度小波变换、WVD时频分析并采用WVD高阶谱抑制交叉干扰项。这些方法的复杂度都很高，其主要应用WVD虽然时频集中性高，但交叉干扰严重，复杂度高，且清晰度和复杂度是彼此取舍的，运算量大导致实时性差，对现有硬件的处理能力来说在实际应用中存在很大缺陷。

中国专利申请200410003212.1公开了一种用于改善T波交替的测量的方法和系统，通过将某些搏动从T波交替测量中剔除来改善TWA检测的方法，仅涉及TWA检测的心电信号预处理，并未提出具体的TWA检测方法。

发明内容