[发明专利]移动心电监测差分阈值检测改进算法

摘要

本发明涉及一种移动心电监测差分阈值检测改进算法，对原始ECG心电信号进行去噪处理，采用五点差分处理信号，使信号特征点更加突出，由差分阈值得到的R波切入点，利用一阶差分过零点，精确定位心电信号QRS波群，从而实时计算心率，算法易于实现，并且运算处理快、准确率较高。应用于移动心电监测。无论是MIT-BIH中ArrhythmiaDatabase麻省理工学院BIH心律失常数据库中心电数据还是移动心电监测仪设备采集到的实测数据都可以快速的、精确的计算出心率，为后续分析系统提供有用的相关数据。

主权项

1.一种移动心电监测差分阈值检测改进算法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）对原始ECG心电信号进行去噪处理：设计滤波器法对采集到的原始ECG信号进行去噪，高通滤波器法去基线漂移，低通滤波器去除工频干扰；2）QRS波群检测：A:首先对步骤1）去噪处理后心电信号为x(n)，分别进行五点差分和一阶差分，信号长度为L，可得五点差分信号为y(n)和一阶差分信号为d(n)，y(n)=x(n+2)+x(n+1)-x(n-1)-x(n-2)，其中，n=2,3......，L-2d(n)=x(n+1)-x(n)，其中，n=1,2......，L1；B:其次求初始阈值和初始平均幅值阈值：取步骤1）去噪处理后心电信号x(n)的前6s数据Xi，以2s为单位周期将Xi划分成3段，按五点差分公式作差分运算，然后每一周期段内分别求得，五点差分心电数据的最大正差分值Dmaxi、最小负差分值Dmini和Xi信号的最大幅值Amaxi、最小幅值Amini，然后对五点差分最大Dmaxi、最小值Dmini、Xi信号幅度最大值Amaxi和幅度落差值（Amaxi-Amini）求算术平均值，依次得到初始阈值DDmax、DDmin、AAmax和初始平均幅值阈值TH，阈值可以表示为如下式子：其中；；；；；每个单位周期的阈值由初始阈值及当前段最大、最小差分和最大幅值来共同决定，th为阈值参数；C:更新阈值：初始阈值检测到的6s数据的R波后，采用滑动平均法来修正检测阈值，取每2s为动态阈值调整范围，最新阈值由当前段阈值和初始阈值共同决定，新的阈值为：；D:用五点差分信号y(n)进行R波检测：当满足当前差分值大于正差分阈值DDmax，下一点差分值也大于正差分阈值DDmax，并且当前幅值大于幅度阈值Aamax，以此点为起始点作160ms的窗口，如果窗口内存在其差分值小于负差分阈值DDmin的点，则找出窗口内最大峰值点，作为R波峰值点，随后每分段周期内阈值按步骤B和C中阈值计算和更新公式进行修改，以新的阈值继续检测初始R波，其中跳过临床心电生理学医学原理上的不应期检测，即R波后200ms内不需检测；E:初步检测到R波后，由五点差分确定QRS波群入口点，以每一个R波峰值点为中心,分别向前向后寻找Q点和S点，R波与其对应的Q、S波的位置关系为：如果R波在一阶差分信号d(n)中为QRS波群所对应的向下过零点，即其值为负，则Q波应为R波所在位置前面的第一个向上过零点，即其值为正；S波为R波所在位置后面的第一个向上过零点，即其值为正；向前向后求一阶差分过零点以及初始平均幅值阈值判断条件来精确定位心电信号QRS波群，完成QRS波群检测检测。