ECG去噪和R波檢測(cè)的算法研究.pdf

1、心電圖(Electrocardiograph，ECG)是利用心電圖機(jī)記錄心臟跳動(dòng)周期所產(chǎn)生電信號(hào)變化的一種圖形技術(shù)，可以用來(lái)記錄人體正常心臟的電活動(dòng)以及診斷各種心臟疾病。然而在采集過(guò)程中心電信號(hào)經(jīng)常會(huì)受到各種干擾，故心電信號(hào)去噪處理和特征波形的檢測(cè)一直是醫(yī)學(xué)信號(hào)處理領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文基于心電信號(hào)去噪處理和R波檢測(cè)的研究現(xiàn)狀，對(duì)常用的心電信號(hào)去噪算法和R波檢測(cè)算法加以研究和改善，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)獲得了較好的結(jié)果。本文主要工作如下:

2、　　(1)首先介紹了心電信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理、基本組成部分及其各個(gè)特征波形、波段包含的參數(shù)指標(biāo)所代表的生理意義，還有心電信號(hào)受到的干擾噪聲類型。心電信號(hào)是一種隨機(jī)性強(qiáng)、幅值微弱、信噪比低的生理信號(hào)，在采集期間，心電信號(hào)極易受到心電圖機(jī)、電極連接以及病人自身的運(yùn)動(dòng)偽跡等因素的影響，從而引入噪聲干擾，這些常見(jiàn)的噪聲主要包括了肌電噪聲、工頻噪聲和基線漂移等。
　　(2)根據(jù)各類噪聲的不同性質(zhì)，對(duì)不同的噪聲采取不同的去噪處理方法。針對(duì)基線漂移的

3、去除，本文給出了一種數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和希爾伯特振動(dòng)相結(jié)合的算法，首先通過(guò)改進(jìn)的形態(tài)學(xué)開(kāi)、閉運(yùn)算分離QRS波群，保留含有基線漂移的P波和T波，然后利用希爾伯特振動(dòng)提取出基線漂移，最后將QRS波群和濾除基漂的P、T波疊加，獲得不失真的心電波形。對(duì)于工頻噪聲和肌電噪聲，本文給出了一種基于集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解與小波新閾值相結(jié)合的算法，首先通過(guò)經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解獲得心電信號(hào)的若干個(gè)本征模函數(shù)（IMFs），并判定出含噪IMF的數(shù)量，然后對(duì)含噪IMF分量進(jìn)行小波分解

4、，利用自適應(yīng)雙閾值去除低尺度（如第一尺度）的噪聲，利用新閾值函數(shù)去除較低尺度（如第三尺度）的噪聲，最后將去噪IMF分量和信號(hào)IMF分量重構(gòu)，獲得干凈的心電信號(hào)。本文利用Matlab2015a軟件編程，對(duì)MIT-BIH心率失常數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行了算法驗(yàn)證和仿真，效果良好。
　　(3)將香農(nóng)能量(Shannon energy)應(yīng)用到R波檢測(cè)算法中。該算法首先采用帶通濾波器對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行濾波處理，隨后對(duì)去噪后的心電信號(hào)進(jìn)行一階差分以及幅