基于二維云模型的心電信號(hào)ST段分析方法研究.pdf

1、急性心肌梗死是危害中老年人身體健康的常見(jiàn)疾病,在其發(fā)病初期主要是通過(guò)心電圖情況來(lái)進(jìn)行檢測(cè),目前針對(duì)該病癥的有效診斷及防治已成為醫(yī)學(xué)界所面臨的一項(xiàng)新的課題。以往常規(guī)的心電信號(hào)采集系統(tǒng)中均采用12導(dǎo)聯(lián)進(jìn)行采集,但多數(shù)患者在疾病突發(fā)時(shí)往往不在醫(yī)院,會(huì)對(duì)診斷及救護(hù)帶來(lái)不便,因此,本研究在開發(fā)一種便攜式單導(dǎo)聯(lián)心電監(jiān)護(hù)手機(jī)的背景下,進(jìn)行了單導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)檢測(cè)技術(shù)算法研究。該技術(shù)可以讓患者隨時(shí)隨地的對(duì)心電圖進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷,成為了心電監(jiān)護(hù)設(shè)備的一種發(fā)展方

2、向。
　　 急性心肌梗死早期主要體現(xiàn)為心電圖的ST段變化,因此心電信號(hào)ST段的正確識(shí)別對(duì)于急性心肌梗死的診斷具有重要的意義。ST段代表心室除極完成后復(fù)極過(guò)程的電位變化,極易受到心肌缺血、噪聲等外界干擾,此外ST段形態(tài)在同一個(gè)體的不同導(dǎo)聯(lián)情況下也存在差異,因此ST段的計(jì)算機(jī)自動(dòng)識(shí)別成熟度遠(yuǎn)低于QRS波識(shí)別技術(shù)。正確識(shí)別ST段起始點(diǎn)、終止點(diǎn)、ST段形態(tài)特征及其電平測(cè)量較困難,且目前尚無(wú)統(tǒng)一測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)于ST段形態(tài)特征和檢測(cè)難點(diǎn),本

3、文提出了一種基于二維云模型理論的心電信號(hào)ST檢測(cè)方法。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 (1)根據(jù)ST段所受的噪聲特點(diǎn),本文使用了零相位數(shù)字濾波方法,設(shè)計(jì)出一個(gè)9階Chebyshev帶通數(shù)字濾波器來(lái)對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行濾波降噪,通過(guò)濾波前后的信號(hào)頻譜分析,驗(yàn)證了該濾波器在保持心電信號(hào)形態(tài)不失真(主要是ST段形態(tài))的條件下,能夠有效消除低頻基線漂移和工頻干擾。
　　 (2)在心電信號(hào)特征參數(shù)的提取方面,對(duì)于心電信號(hào)QRS波,本文采用差分

4、閾值法進(jìn)行檢測(cè),并綜合運(yùn)用時(shí)間移動(dòng)窗口、自適應(yīng)等技術(shù),提高了檢測(cè)精度,克服了小波變換計(jì)算量大、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模板訓(xùn)練時(shí)間長(zhǎng)等缺點(diǎn),比較適合于便攜式單導(dǎo)聯(lián)心電監(jiān)護(hù)手機(jī)的開發(fā);同時(shí)采用局域變換算法對(duì)ST段起始點(diǎn)、終止點(diǎn)進(jìn)行提取,仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示算法具有較高的精度。
　　 (3)針對(duì)心電數(shù)據(jù)模糊性和隨機(jī)性較大的特點(diǎn),本文提出了一種基于云模型的心電信號(hào)ST段的檢測(cè)方法,能夠通過(guò)待測(cè)信號(hào)對(duì)判別規(guī)則云隸屬度大小的判斷,來(lái)進(jìn)行心電信號(hào)ST段形態(tài)判定

5、。首先采用云模型對(duì)ST段內(nèi)的大量采樣點(diǎn)特征(數(shù)據(jù)點(diǎn)的電位值、一階導(dǎo)數(shù)和二階導(dǎo)數(shù))所出現(xiàn)的頻率進(jìn)行聚類分析,獲得具有自身特性的ST段特征綜合云,進(jìn)而利用云模型來(lái)描述幾種ST段的不同特征。之后通過(guò)云變換以生成ST段判別規(guī)則云,將待檢測(cè)的ST段數(shù)據(jù)特征作為輸入,通過(guò)其對(duì)判別規(guī)則云隸屬度的判斷,來(lái)進(jìn)行ST段形態(tài)的判別。本研究利用歐盟CSE心電數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái),采用Matlab對(duì)算法進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果驗(yàn)證了該算法有效可行,利用云模型所得到的ST段判別結(jié)果符