遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)診斷系統(tǒng)心電信號(hào)處理方法研究.pdf

1、心臟病是一種常見的多發(fā)慢性疾病，由于病情隱蔽、發(fā)展緩慢、發(fā)病危險(xiǎn)性高，故而成為威脅人類生命的主要疾病，因此研究和開發(fā)心電自動(dòng)監(jiān)護(hù)診斷系統(tǒng)具有非常重要的意義。心電信號(hào)的預(yù)處理和波形檢測是心電自動(dòng)分析診斷系統(tǒng)的關(guān)鍵問題，直接決定著診斷與治療心臟病的效果。但目前現(xiàn)有的心電信號(hào)處理方法和自動(dòng)分析手段都存在著一定的缺陷，因此對心電信號(hào)處理方法進(jìn)行研究，具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 本文的工作是圍繞我們自行研發(fā)的用手機(jī)傳輸信息的遠(yuǎn)程心電監(jiān)

2、護(hù)診斷系統(tǒng)進(jìn)行的，主要對動(dòng)態(tài)心電信號(hào)的預(yù)處理、波形檢測和分類診斷等問題進(jìn)行了深入研究，完成了心電信號(hào)自動(dòng)分析算法及診斷軟件設(shè)計(jì)。 首先，本文對小波分解與重構(gòu)法和小波閾值法這兩種基本小波去噪方法進(jìn)行了研究。針對小波基的選取這個(gè)影響小波變換去噪效果的主要因素，對8大類常用小波系的數(shù)學(xué)特性進(jìn)行分析比較，從理論上確定了適合于心電信號(hào)分析的小波基，克服了以往根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或反復(fù)試驗(yàn)來確定最優(yōu)小波基的盲目性。另外，小波分解層數(shù)的確定問題是影響所有

3、小波變換去噪法去噪效果的另一個(gè)主要因素。本文針對小波閩值去噪法應(yīng)用中最優(yōu)分解層數(shù)難以確定的問題，提出了基于3σ準(zhǔn)則的小波分解層數(shù)自適應(yīng)確定算法，克服了以往通過反復(fù)進(jìn)行不同尺度分解來確定最優(yōu)分解層數(shù)費(fèi)時(shí)費(fèi)力、靈活性差的弊端，增強(qiáng)了小波閾值去噪法在實(shí)際應(yīng)用中的可行性。 然后，本文分析了傳統(tǒng)小波閾值去噪法存在的問題及產(chǎn)生原因，設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)的閾值處理函數(shù)，并結(jié)合平移不變?nèi)ピ胨枷耄岢隽嘶诟倪M(jìn)閾值函數(shù)的平移不變小波去噪算法，應(yīng)用該算法

4、處理心電信號(hào)中的肌電干擾等具有白噪聲特性的干擾，取得了很好的去噪效果。 此外，本文又分析了傳統(tǒng)的小波閾值法和小波分解與重構(gòu)法應(yīng)用于心電信號(hào)去噪時(shí)的局限性，將改進(jìn)小波閾值去噪法與傳統(tǒng)的小波分解與重構(gòu)去噪法相結(jié)合，提出了一種基于小波變換的心電信號(hào)綜合去噪算法，該算法可以同時(shí)去除心電信號(hào)中的工頻干擾、基線漂移、肌電干擾等多種主要干擾，并能較好保持原始心電信號(hào)的特征，具有較高的實(shí)用價(jià)值。 QRS波群檢測是心電波形檢測中的首要問題

5、，主要包括R波峰值點(diǎn)定位和QRS波群寬度檢測兩個(gè)方面。本文在檢測R波峰值點(diǎn)時(shí)，提出將正向R波和倒置R波分開檢測的思想，在自適應(yīng)差分閾值法檢測正向R波的基礎(chǔ)上，提出了幅值基線比較法來檢測倒置R波，又針對幾種特殊形態(tài)的QRS波群設(shè)計(jì)了一系列避免漏檢和誤檢的策略，有效地提高了檢測準(zhǔn)確率。另外，本文還根據(jù)Tompkins差分法的原理，提出了一種新的QRS波群寬度檢測算法，有效地克服了傳統(tǒng)Tompkins差分法檢測時(shí)存在時(shí)間延遲和標(biāo)準(zhǔn)方波脈沖輸出

6、不易得到的缺陷。 P波和T波的檢測是心電波形檢測的難點(diǎn)。本文以QRS波群特征點(diǎn)的位置為基準(zhǔn)，結(jié)合P、T波的斜率和幅值關(guān)系，設(shè)計(jì)了一種簡便的差分幅值法，實(shí)現(xiàn)了P、T波峰值點(diǎn)、起終點(diǎn)的定位，應(yīng)用于我們自行研發(fā)的心電自動(dòng)診斷系統(tǒng)中，作為診斷時(shí)的輔助參考。 最后，本文將上述算法成功地應(yīng)用于手機(jī)傳輸信息的遠(yuǎn)程心電監(jiān)護(hù)診斷系統(tǒng)中，在此基礎(chǔ)上用邏輯判別法實(shí)現(xiàn)了12種常見心律失常問題的分類診斷，并以VC++6.0為開發(fā)平臺(tái)完成了心電信號(hào)