CN101766483A - 一种新型的t波减影算法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物医学领域，尤其涉及一种人体心电信号处理的软件方法。其方法为从时域入手，通过检测正常形态下的T波，做出T波模板，再对准原信号中所有T波起点进行反向叠加，从而实现T波减影功能。其步骤包括：1、T波起止点的检测，通过基于小波模极大值原理检测；2、T波模板的建立：(1)基线的校正；(2)正常形态T波的筛选；(3)数据长度的选取；3、利用已做好的T波模板消除T波。本发明的目的就是提供一种心电分析-T波减影的软件方法，从而克服现有的技术缺陷，有效的解决心律失常患者心电图中P波和T波频段重叠的问题，以方便医生能够快速、准确的为患者做出诊断，也为相关临床研究提供了可靠的工具。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学领域，尤其涉及一种人体心电信号处理的软件方法。
背景技术
心律失常是给人类生命安全带来极大威胁的心脏疾病。房性心律失常主要包括阵发性房性心动过速(房速)、心房扑动(房扑)及心房颤动(房颤)，临床较常见，呈反复、交替、频繁发作。这一方面可抑制窦房结自律性，导致窦房结功能障碍；另一方面可使心房发生电重塑(electrical remodeling)及收缩功能障碍。这些结果又反过来促进房性心律失常发作，形成恶性循环。多数患者最终将演变成心功能明显减退，可诱发或加重心力衰竭，严重影响患者的生活质量。而对于房性心律失常的患者来说，去医院检查时做的普通心电图如图1所示，其心电图中会出现P波骑T波的现象(PonT)如图2所示，即房性期前收缩的异位P波落在前一周期的T波之上。这时，医生为患者做进一步诊断时，期望能够看到落在T波上的异位P波的完整形态，这就需要减除T波影像而又不影响心电信号中的其他波形。但是，从频域上考虑，P波的频谱带宽为0-18Hz(±3Hz)，波峰能量集中在5-12Hz，T波的频谱带宽为0-8Hz(±2Hz)，波峰能量集中在0-8Hz，两者的主要能量分布频段有重叠。所以，无论设计什么样的滤波器，在滤除T波的同时都会引起P波的能量衰减，达不到期望的效果，给医生的诊断带来麻烦，也使房性心律失常的患者的病情得不到及时、有效的诊断和治疗。
发明内容
本发明的目的就是提供一种心电分析-T波减影的软件方法，从而克服现有的技术缺陷，有效的解决心律失常患者心电图中P波和T波频段重叠的问题，以方便医生能够快速、准确的为患者做出诊断，为相关临床研究提供了可靠的工具。
本发明为从时域入手，通过检测正常形态下的T波，做出T波模板，再对准原信号中所有T波起点进行反向叠加，从而实现T波减影功能。其步骤包括：
1、T波起止点的检测，通过基于小波模极大值原理检测；
2、T波模板的建立：(1)基线的校正；(2)正常形态T波的筛选；(3)数据长度的选取；
3、利用已做好的T波模板消除T波。
为了便于进一步了解本发明的特征、目的和功能，下面结合附图对本发明进行具体说明。
附图说明
图1为正常形态的心电图
图2为P波骑T波时的心电图
图3为本发明的程序流程图
图4为T波减影前、后的心电图
具体实施方式
本发明的设计原理和具体实施过程如下：
1.T波起止点的检测
T波起止点的检测是本发明需要解决的核心问题之一。由于心电信号复杂多变，常常受到噪声的干扰，这给准确检测出T波起始点带来了很大的技术难度。经过数周的讨论，查阅资料并多方论证后，提出了基于小波模极大值原理检测T波起始点的方法。该方法利用小波变换具有多分辨率的特点，先在S＝23尺度下搜寻模极大值对，通过可变阈值准确定位出R波峰值点的位置。在定位R波峰值点后，选择在S＝24尺度下提取T波，以R波后出现的第一个模极大值对的零交叉点作为T波波峰的位置，设Ton为T波的起点，Ton点的定位可利用前面T波峰值点提取时已经找到的模极小值点，其对应于T波上升沿的中点。设中点到T波峰值点的距离为Ta，从T波上升沿中点再向前搜寻距离Ta得到Ton点。设Toff点是T波的终点，提取方法与提取Ton点类似，不同之处在于寻找T波波峰点之后的极大值点，从该点向后搜索。
2.T波模版的建立
(1)基线的校正
取T波起点和终点的算术平均值为基线值，经基线校正后可保证信号在T波减影后的波形不会产生大的突变点。
(2)正常形态T波的筛选
所谓正常形态的T波，就是指没有PonT现象的T波。在房性心律失常患者的心电图中，并不是每个周期都有PonT现象产生，如何从所有检测出的T波中筛选出正常形态的T波来做T波模板，是本发明的核心问题。提出了以下方案来解决如何筛选正常形态T波的问题：[1]针对房性早搏所引起的PonT情况，在有PonT现象发生的周期，其RR间期明显小于正常值，一般小于0.45秒，设定T波起点到下一周期R波峰值点的阈值为0.45秒，大于此阈值的即为正常形态的T波。[2]针对房室传导阻滞情况，PonT现象发生时不再有上述规律，但这时夹杂有P波的T波面积会大于常值，利用这一点，可先将所有的T波面积求出，然后对其排序，取排序后的中位值点作为标准值，在标准值附近设定阈值，符合阈值条件的T波被认为是正常形态的T波。
(3)数据长度的选取
为使建立的T波模板更具有普遍意义，理论上应该取尽可能多的周期进行平均叠加，但这与系统所要求的实时性相矛盾，即一次不能取过长的数据进行运算。综合考虑两方面的因素，拟一次性取16秒的数据进行运算，这样既能够保证模板由10个左右的正常形态的T波所建立，又能保证系统的实时运行。
3.利用模板消除T波
利用已做好的T波模板，对准所有T波的起始点进行反向叠加，从而实现T波减影的功能。
Claims (3)
1.本发明涉及生物医学领域，尤其涉及一种人体心电信号处理的软件方法。本发明为从时域入手，通过检测正常形态下的T波，做出T波模板，再对准原信号中所有T波起点进行反向叠加，从而实现T波减影功能。其步骤包括：
(1)、T波起止点的检测，通过基于小波模极大值原理检测；
(2)、T波模板的建立：[1]基线的校正；[2]正常形态T波的筛选；[3]数据长度的选取；
(3)、利用已做好的T波模板消除T波。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤(1)中利用小波变换具有多分辨率的特点，先在S＝23尺度下搜寻模极大值对，通过可变阈值准确定位出R波峰值点的位置。在定位R波峰值点后，选择在S＝24尺度下提取T波。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在方法步骤(2)中在有PonT现象发生的周期，其RR间期明显小于正常值，一般小于0.45秒，设定T波起点到下一周期R波峰值点的阈值为0.45秒，大于此阈值的即为正常形态的T波。
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| CN200810231518A CN101766483A (zh) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | 一种新型的t波减影算法 |
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Publications (1)
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| CN200810231518A Pending CN101766483A (zh) | 2008-12-26 | 2008-12-26 | 一种新型的t波减影算法 |
Country Status (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107874755A (zh) * | 2017-09-12 | 2018-04-06 | 广东工业大学 | 一种基于正交投影和独立分量分析的p波提取方法 |
| CN108294745A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-07-20 | 武汉大学 | 多导联心电图信号中p波、t波起止点检测方法及系统 |
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2008
- 2008-12-26 CN CN200810231518A patent/CN101766483A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| CN107874755B (zh) * | 2017-09-12 | 2019-09-03 | 广东工业大学 | 一种基于正交投影和独立分量分析的p波提取方法 |
| CN108294745A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-07-20 | 武汉大学 | 多导联心电图信号中p波、t波起止点检测方法及系统 |
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