CN102697492A - 一种实时心电信息分析系统及其分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实时心电信息分析系统及其分析方法，其包括心电数据采集模块，并且所述实时心电信息分析系统还包括用于处理心电数据的数据处理模块、用于判断心率状况的心脏事件判断模块与分析结果生成模块；所述心电数据采集模块与所述数据处理模块通信连接，所述数据处理模块与所述心脏事件判断模块通信连接，所述心脏事件判断模块与所述分析结果生成模块通信连接；以及各个模块对心电图数据进行对应处理，生成详细的参考诊断结果及建议，如果以上统计结果显示出心电图异常则给出报告，供医生参考，提高了心电图实时监护的准确性。

Description

一种实时心电信息分析系统及其分析方法

技术领域

本发明涉及医学领域，尤其涉及一种实时心电信息分析系统及其分析方法。

背景技术

随着人们生活水平的提高、生活节奏的加快，心血管疾病的发病率迅速上升，已成为威胁人类身体健康的主要因素之一。而心电图则是治疗此类疾病的主要依据，在现代医学中，心电图的作用变得越来越重要，通过实时的监护，能及时避免和预防恶性心脏病的发生。由于心脏病的发生具有突发性的特点，因此有必要通过相应的监护装置对患者进行长时间的实时监护，记录患者的心电数据。

现有技术中的心电图分析仪器分析获得的数据较少，不能提供足够的心电数据供医生参考。目前获得心电图的主要方式是通过回顾式与片段式仪器。回顾式分析仪器价格昂贵，成本较高，并且一般不具心律失常实时报警的功能；而片段式仪器分析记录的心律失常种类较少，并且只能生成一段心电图，而医生诊断病人病情时，需要对比前后心电图的情况才可以确定病人状况，获取的心电图不全面，容易影响医生正确诊断，延误救治时机。

因此，现有技术还有待于更进一步的改进和发展。

 发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种实时心电信息分析系统及其分析方法，旨在解决心电图数据种类不全的技术问题，分析较全面的心电数据，以提高心电图实时监护的准确性。

本发明的技术方案如下：

一种实时心电信息分析系统，其包括心电数据采集模块，其中，所述实时心电信息分析系统还包括用于处理心电数据的数据处理模块、用于判断心率状况的心脏事件判断模块与分析结果生成模块；

所述心电数据采集模块与所述数据处理模块通信连接，所述数据处理模块与所述心脏事件判断模块通信连接，所述心脏事件判断模块与所述分析结果生成模块通信连接；

所述心电数据采集模块将采集到的心电数据传输至所述数据处理模块对所述心电数据进行处理，所述数据处理模块将处理后的心电数据传输至所述心脏事件判断模块，所述心脏事件判断模块进行判断后将其传输至所述分析结果生成模块，生成心电图报告。

所述的实时心电信息分析系统，其中，所述数据处理模块包括用于消除干扰数据的数据预处理单元、用于计算噪声指数的噪声识别单元、用于识别心搏特征的心搏检测单元、用于存储心搏特征参数的心搏特征储存模块、用于建立正常心搏形态模型并对比所述心搏特征参数的心搏形态单元、用于识别心律失常联律的识别单元、用于计算平均心率的心率计算单元与用于计算平均ST段幅度的ST段幅度计算单元；

所述数据预处理单元与所述噪声识别单元通信连接，所述噪声识别单元通与所述心搏检测单元通信连接，所述心搏检测单元与所述心搏特征储存模块通信连接，所述心搏特征储存模块与所述心搏形态单元通信连接，所述心搏心态单元与所述识别单元通信连接，所述识别单元与所述心率计算单元通信连接，所述心率计算单元与所述ST段幅度计算单元通信连接，所述ST段幅度计算单元与所述心脏事件判断模块通信连接。

一种实时分析心电数据的方法，其包括以下步骤：

A、心电数据采集模块将采集到的心电数据传输至数据处理模块对所述心电数据进行处理；

B、所述数据处理模块将处理后的心电数据传输至心脏事件判断模块，所述心脏事件判断模块进行判断后将其传输至分析结果生成模块，生成心电图报告。

所述的实时分析心电数据的方法，其中，所述步骤A还包括：所述心电数据采集模块从外设接口读入心电数据，并识别所述心电数据包头，然后对所述心电数据进行解包，检验解包后的所述心电数据，并提取对应心电数据插入队列缓存。

所述的实时分析心电数据的方法，其中，所述步骤B还包括心电数据预处理步骤与噪声识别步骤；所述心电数据预处理步骤包括：数据预处理单元对所述心电数据依次进行基线校正滤波、50Hz陷波滤波、40Hz低通滤波与平滑滤波处理，以消除干扰数据；

所述噪声识别步骤包括：噪声识别单元计算单位时间内消除干扰数据后所述心电数据的标准差，然后再计算单位时间内消除干扰数据后所述心电数据的极差、计算单位时间内消除干扰数据后所述心电数据的极值点数和过平均值线的次数；最后根据以上参数计算噪声指数。

所述的实时分析心电数据的方法，其中，所述步骤B还包括：心搏检测步骤与心搏特征储存步骤；所述心搏检测步骤包括：心搏检测单元初始化时建立一时间段心电分析队列，所述队列的入口位于队头，出口位于所述队头后面四分之一队列长度时间段处；将采集到的所述心电数据压入所述队头，覆盖所述队列之队尾的旧数据；以所述出口点为中心，向所述队列两侧一定范围内扫描所述心电数据，检测其极值点，优先检测向上的极值点，其次检测向下的极值点；根据动态更新的RR间期标尺和R波S波幅度标尺计算阈值并选择符合要求的极值点；将所述极值点通过斜率检测器选择符合要求的合格极值点；根据R波和S波的特征，判断所述合格极值点是否是真正的心搏；若判断为真正的心搏，则进行心搏特征识别；

所述心搏特征存储步骤包括：心搏特征储存单元将心搏计算得到的幅度与间期特征参数值储存。

所述的实时分析心电数据的方法，其中，所述步骤B还包括：心搏形态步骤与识别步骤；所述心搏形态步骤包括：心搏形态单元检索当前心搏特征记录，根据QRS波群宽度和面积、RR间期、主波方向和幅度、T波方向和幅度、QRS波群形态和T波形态的特征值，区分正常形态心搏和异常形态心搏；

所述识别步骤包括：识别单元初始化有限状态机为正常状态，定义各状态对应的模式数组和模式长度，接收输入心搏类型并顺序检查各状态当前指针指向的模式字节是否与接收到的心搏类型相等，若所述心电数据出现的次序完全符合对应联律类型定义的心搏出现次序，触发状态转换，输出该状态对应的联律类型，同时清零其余状态的当前指针，准备识别下一联律。

所述的实时分析心电数据的方法，其中，所述步骤B还包括：心率计算步骤与ST段幅度计算步骤；所述心率计算步骤还包括：心率计算单元初始化时建立RR间期队列并计算RR间期的平均值，以RR间期的采样点计算实时心率；

所述ST段幅度计算步骤还包括：ST段幅度单元初始化时建立ST段幅度队列，计算当前及之前心搏的平均ST段幅度，并将ST段幅度队列全部元素初始化为0，将ST段幅度累加和初始化为0，向队列逐一存入心搏的ST段幅度值并计算累加和，然后根据ST段幅度平均值=队列ST段幅度累加和除以队列心搏数的公式，计算当前ST段幅度平均值。

所述的实时分析心电数据的方法，其中，所述步骤B还包括心脏事件判断步骤：所述心脏事件判断模块根据所述数据处理模块处理后的心电数据判断当前P波是否属于正常类型，若当前的心电数据都是P波正常类型，则根据当前心率判断是否为窦性心动过缓、窦性心动过速或窦性心律不齐。

所述的实时分析心电数据的方法，其中，所述步骤B还包括分析结果生成步骤：所述分析结果生成模块统计心电图持续时间、心搏总数、总平均心率、总平均ST段幅度、室性早搏总数、室性早搏占全部心搏的比率、室上性早搏总数、室上性早搏占全部心搏的比率、室性早搏是否多源、大于1.5秒的长间歇总、室性早搏成对发生的次数、室性二联律总阵数、室性三联律总阵数、室性心动过速总阵数、室上性早搏成对发生的次数、室上性二联律总阵数、室上性三联律总阵数与室上性心动过速总阵数，并生成心电图报告。

本发明提供的一种实时心电信息分析系统及其分析方法，通过心电数据采集模块、数据处理模块、心脏事件判断模块与分析结果生成模块共同作用，生成详细的参考诊断结果及建议，如果以上统计结果显示出心电图异常则给出报告，并提出是否做进一步检查及治疗的建议，供医生参考，解决了心电图数据种类不全的技术问题，分析较全面的心电图数据，提高了心电图实时监护的准确性。

 附图说明

图1为本发明中实时心电信息分析系统的结构简图；

图2为本发明中数据处理模块的结构简图；

图3为本发明中实时分析心电数据方法的流程示意图；

图4是本发明中心电数据预处理步骤与噪声识别步骤的流程示意图；

图5是本发明中心搏检测步骤与心搏特征储存步骤的流程示意图；

图6是本发明中心搏形态步骤与识别步骤的流程示意图；

图7是本发明中心率计算步骤与ST段幅度计算步骤的流程示意图；

图8是本发明中心脏事件判断步骤的流程示意图；

图9是本发明中分析结果生成步骤的流程示意简图；

图10是本发明中实时分析心电数据方法的具体流程示意简图。

 具体实施方式

本发明提供一种实时心电信息分析系统及其分析方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种实时心电信息分析系统，通过对心电数据进行较为全面的，得出详细的心电图报告，为医生提供较全面的参考信息，实时监护，提高了心电图实时监护的准确性。如图1所示的，其包括心电数据采集模块101、用于处理心电数据的数据处理模块102、用于判断心率状况的心脏事件判断模块103与分析结果生成模块104。所述心电数据采集模块可以采用十二导联心电数据采集器等装置，也可采用少于12导联的心电数据采集器装置，降低了本发明的成本。

并且所述心电数据采集模块101与所述数据处理模块102通信连接，所述数据处理模块102与所述心脏事件判断模块103通信连接，所述心脏事件判断模块103与所述分析结果生成模块104通信连接；其各个模块之间的数据传输可以采用实体数据线连接传输、无线连接传输等传输方式。

所述心电数据采集模块将101采集到的心电数据传输至所述数据处理模块102对所述心电数据进行处理，所述数据处理模块102将处理后的心电数据传输至所述心脏事件判断模块103，所述心脏事件判断模块103进行判断后将其传输至所述分析结果生成模块104，生成心电图报告，所述分析结果生成模块104还可以与打印机相连接，以便打印心电图报告，方便了医生查阅。

本发明的另一较佳实施例中，如图2所述数据处理模块102包括用于消除干扰数据的数据预处理单元105、用于计算噪声指数的噪声识别单元106、用于识别心搏特征的心搏检测单元107、用于存储心搏特征参数的心搏特征储存模块108、用于建立正常心搏形态模型并对比所述心搏特征参数的心搏形态单元109、用于识别心律失常联律的识别单元110、用于计算平均心率的心率计算单元111与用于计算平均ST段幅度的ST段幅度计算单元112；所述数据处理模块102中各个单元可以集成在一个处理器上，也可以通过实体连接的方式实现。

所述数据预处理单元105与所述噪声识别单元106通信连接，所述噪声识别单元106通与所述心搏检测单元107通信连接，所述心搏检测单元107与所述心搏特征储存模块108通信连接，所述心搏特征储存模块108与所述心搏形态单元109通信连接，所述心搏心态单元109与所述识别单元110通信连接，所述识别单元110与所述心率计算单元111通信连接，所述心率计算单元111与所述ST段幅度计算单元112通信连接，所述ST段幅度计算单元112与所述心脏事件判断模块103通信连接。各个单元依次对所述心电数据采集模块101采集到的数据进行分析处理，得到较为全面的数据，提高了心电图实时监护的准确性。

为了使心电图报告更加详尽与准确，本发明还提供了一种实时分析心电数据的方法，如图3所示的，其主要包括以下步骤：

步骤301：心电数据采集模块101将采集到的心电数据传输至数据处理模块102对所述心电数据进行处理；

步骤302：所述数据处理模块102将处理后的心电数据传输至心脏事件判断模块103，所述心脏事件判断模块103进行判断后将其传输至分析结果生成模块104，生成心电图报告。对心电数据进行全面的分析处理，获得较全面的心电图数据供医生参考。

更进一步的，所述步骤301还包括：所述心电数据采集模块101从外设接口读入心电数据，并识别所述心电数据包头，然后对所述心电数据进行解包，检验解包后的所述心电数据，并提取对应心电数据并插入心电数据队列缓存。

在本发明的另一较佳实施例中，如图4所示的，所述步骤302还包括心电数据预处理步骤401与噪声识别步骤402；

所述心电数据预处理步骤401包括：数据预处理单元105对所述心电数据依次进行基线校正滤波、50Hz陷波滤波、40Hz低通滤波与平滑滤波处理，以消除干扰数据；

所述噪声识别步骤402包括：噪声识别单元106计算单位时间内消除干扰数据后所述心电数据的标准差，然后再计算单位时间内消除干扰数据后所述心电数据的极差、计算单位时间内消除干扰数据后所述心电数据的极值点数和过平均值线的次数；最后根据以上参数计算噪声指数。

在本发明的另一较佳实施例中，如图5所示的，所述步骤302还包括：心搏检测步骤501与心搏特征储存步骤502；

所述心搏检测步骤501包括：心搏检测单元107初始化时建立一时间段心电分析队列，所述队列的入口位于队头，出口位于所述队头后面四分之一队列长度时间段处；将采集到的所述心电数据压入所述队头，覆盖所述队列之队尾的旧数据；以所述出口点为中心，向所述队列两侧一定范围内扫描所述心电数据，检测其极值点，优先检测向上的极值点，其次检测向下的极值点；根据动态更新的RR间期标尺和R波S波幅度标尺计算阈值并选择符合要求的极值点；将所述极值点通过斜率检测器选择符合要求的合格极值点；根据R波和S波的特征，判断所述合格极值点是否是真正的心搏；若判断为真正的心搏，则进行心搏特征识别。

所述心搏检测步骤501更详尽的还包括：心搏检测单元107初始化时建立2秒心电分析队列，所述队列的入口位于队头，出口位于所述队头后面0.25倍队列长度处；将采集到的所述心电数据压入所述队头，覆盖所述队列之队尾的旧数据；以所述出口点为中心，向所述队列两侧一定范围内扫描所述心电数据，检测其极值点，优先检测向上的极值点，其次检测向下的极值点；根据动态更新的RR间期标尺和R波S波幅度标尺计算阈值并选择符合要求的极值点；将所述极值点通过斜率检测器选择符合要求的合格极值点；根据R波和S波的特征，判断所述合格极值点是否是真正的心搏；若判断为真正的心搏，则进行心搏特征识别。

所述心搏特征存储步骤502包括：心搏特征储存单元108将心搏计算得到的幅度与间期特征参数值储存。

所述心搏特征存储步骤502更详尽的还包括：在心电分析队列中的2秒心电波形中以队列出口点为中心，在一定范围内向两侧扫描心电图找R波顶点；然后以R波顶点为基准，向左找Q波顶点；并判断QR峰值间期的合理性，消除误判的Q波，如果不存在Q波峰值点，则以R波升支的拐点作为Q波；再以R波顶点为基准向右找S波顶点；判断RS峰值间期的合理性，消除误判的S波，如果不存在S波峰值点，则以R波降支的拐点作为S波；并根据QR顶点间期计算静息状态点的位置，用局部波形平滑法计算静息状态点基线值；然后计算R波幅度；计算Q波和S波幅度；根据RR间期计算ST段取值点；计算ST段幅度；并在R波左侧100到300ms内搜索心电图找P波顶点(向上和向下的顶点)；在R波右侧100到400ms内搜索心电图找T波顶点(向上和向下的顶点)；找到P波起始点，用P波顶点和P波顶点左侧120ms的基线点建立直线方程，在这两点之间扫描心电图，求出各点到直线的距离，距离最大的点为P波起始点；找T波终止点，用T波顶点和T波顶点右侧200ms的基线点建立直线方程，在这两点之间扫描心电图，求出各点到直线的距离，距离最大的点为T波终止点；如果存在Q波顶点，则找Q波起始点，从Q波顶点开始向左扫描心电图到静息状态点，其中非零差分最小点为Q波起始点；如果存在S波顶点，则找S波终止点，从S波顶点开始向右扫描心电图到ST段取值点，其中非零差分最小点为S波终止点；然后计算QRS面积，从Q波起点到S波终点逐点计算心电图各点到基线距离的代数和，其中基线以下为负值，基线以上为正值；最后将本心搏计算得到的各幅度、间期等特征参数值的心搏特征点填入所述心搏特征储存单元108内，使心搏特征更加详尽与明确。

在本发明的另一较佳实施例中，如图6所示的，所述步骤302还包括：心搏形态步骤601与识别步骤602；

所述心搏形态步骤601包括：心搏形态单元109检索当前心搏特征记录，根据QRS波群宽度和面积、RR间期、主波方向和幅度、T波方向和幅度、QRS波群形态和T波形态的特征值，区分正常形态心搏和异常形态心搏。

所述心搏形态步骤601更具体的还包括：所述心搏形态单元109检索当前心搏特征记录，根据所述步骤601获得的QRS波群宽度和面积、RR间期、主波方向和幅度、T波方向和幅度、QRS波群形态和T波形态的特征值，用于区分正常形态心搏和异常形态心搏；将当前心搏的主要特征值提取出来构成主要特征值记录，压入主要特征值队列，该队列保存了当前心搏和前5个心搏的主要特征值，包括主波方向、RR间期、R波幅度、S波幅度、P波幅度、T波幅度、PR顶点间期、RT顶点间期、QRS宽度等参数；以正常形态心搏的静息状态点处基线为横轴，R波顶点所在的垂线为纵轴建立直角坐标系，将1mV基准幅度(b LSB)除以本心搏R波幅度(r LSB)得到所述当前心搏归一化幅度系数，将所述当前心搏R波顶点前后各500ms的心电图逐点对基线做差后乘以所述当前心搏归一化幅度系数，得到归一化心电图，将这1秒的归一化心电图缓存，并累加到正常心搏叠加数组，以便生成正常心搏模板；如果监护心搏形态为正常，将所述监护心搏的主要特征点累加到正常形态心搏特征平均值队列，计算短时正常形态心搏各主要平均特征值；如果正常形态心搏平均值队列已累计超过8个心搏的特征值，则计算所述当前心搏特征值与队列平均特征值的相对误差 d=|a-b|/b,其中a为所述当前心搏特征值，b为队列平均特征值，设某特征值相对误差阈值为c，比如取 c=0.2,如果d<c，则认为当前心搏特征符合正常心搏特征，否则将所述当前心搏的归一化波形和正常心搏叠加模板以R波顶点配准，取R波顶点前后各200ms的心电数据，计算与正常心搏叠加数组均方差，设a为所述当前心搏数据点，b为正常心搏模板心搏数据点，S=根号(((a1-b1)^2 + (a2-b2)^2 + ...+(an-bn)^2)/n)，实际实现时可不开平方,如果S<阈值, 则认为所述当前心搏特征符合正常心搏特征，否则根据所述当前心搏特征数据的QR顶点间期、RS顶点间期、Q,R,S波的幅度、基线和R波升降支围成的三角形中位线宽度等特征判断是否符合正常心搏特征；如果所述当前心搏符合正常心搏特征，则计算RR间期的提前量，设当前RR间期为RRa，前一个RR间期为RRb，如果RRa<RRb, 计算提前量t=(RRb-RRa)/RRb，设提前量阈值为c=0.18，如果t>c，则心搏提前, 如果心搏提前，且前一个心搏类型为正常或室上性早搏，判断本心搏是室上性早搏；如果心搏不提前，且前一个心搏的类型为室上性早搏，如果前二个心搏的类型为正常，则与前二个心搏计算提前量，如果提前，则判断本心搏是室上性早搏，由此构成室上性早搏成对，但如果前二个心搏的类型也是室上性早搏，则判断当前心搏的RR间期是否小于430ms（对应心率140bpm），如果是，则判断当前心搏是室上性早搏，由此构成室上速；如果当前心搏符合正常特征，RR间期不提前，RR间期大于1.5秒，前一个心搏类型为正常或长间歇，则判断当前心搏类型为长间歇；如果当前心搏符合正常心搏特征，且之前没有判断为室上性早搏或长间歇的心搏，则判断当前心搏类型为正常；如果当前心搏不符合正常特征，计算RR间期的提前量，如果提前，无P波，且前一个心搏为正常类型，判断QRS波群宽度，如果QRS宽度大于100ms，判断当前心搏是室性早搏；否则，如果主波方向与前一个心搏（正常类型）的主波方向相反，判断当前心搏是室性早搏。如果QRS宽度小于90ms，且R波幅度和S波幅度与正常形态心搏特征平均值队列中的平均R波幅度和S波幅度的误差在给定范围内，且P波幅度和PR顶点间期与平均队列中的一致，则判断当前心搏为室上性早搏；如果RR间期不提前，且前一个心搏是室性早搏，判断QRS波群宽度，如果QRS波群宽度大于100ms, 且RR间期小于600ms（对应心率100bpm），判断当前心搏为室性早搏，由此构成室性早搏成对或室速；如果RR间期不提前，且前一个心搏不是室性早搏，判断QRS波群宽度，如果宽度小于90ms，且R波幅度和S波幅度与正常形态心搏特征平均值队列中的平均R波幅度和平均S波幅度相近，判断为正常心搏类型；除此之外的其他情况判断为未识别类型；如果当前心搏处于噪声区（噪声指数超过阈值），计算RR间期提前量，如果提前量大于0.5（严重提前），将此心搏去除，否则标注此心搏为噪声类型，这样的心搏不参加心律失常统计和心率、ST段计算。

所述识别步骤602包括：识别单元110初始化有限状态机为正常状态，定义各状态对应的模式数组和模式长度，接收输入心搏类型并顺序检查各状态当前指针指向的模式字节是否与接收到的心搏类型相等，若所述心电数据出现的次序完全符合对应联律类型定义的心搏出现次序，触发状态转换，输出该状态对应的联律类型，同时清零其余状态的当前指针，准备识别下一联律。

所述识别步骤602更具体的还包括：所述识别单元110初始化有限状态机为正常状态，定义各状态对应的模式数组和模式长度，各状态当前指针全部清零定义状态集合中的各联律模式为（1）正常 NNN……，（2)单发室性早搏 VNNN，（3）室性早搏成对 VVNN，(4)室性二联律 VNVNVN...，(5)室性三联律 VNNVNNVNN...， (6)室速 VVV...，（7)单发室上性早搏 SNN，（8）室上性早搏成对 SSNN，(9)室上性二联律 SNSNSN...，(10)室上性三联律 SNNSNNSNN...， (11)室上速 SSS...，注: “...”表示遇到相同的字符循环不退出该模式。并且接收输入心搏类型（N:正常，V:室性早搏，S:室上性早搏，X:其它），顺序检查各状态当前指针指向的模式字节是否与接收到的心搏类型相等，如果相等，将这个状态的当前指针加1，指向其模式的下一个字节，如果不是，将这个状态的当前指针清零，重新等待模式数组首字节对应的心搏类型，如果某状态的当前指针到达该状态的模式长度，即心搏出现的次序完全符合某一联律类型定义的心搏出现次序，触发状态转换，输出该状态对应的联律类型，同时清零其余状态的当前指针，准备识别下一联律，将心电数据进行逐一分类，使心电数据分析更详细准确。

在本发明的另一较佳实施例中，如图7所示的，所述步骤302还包括：心率计算步骤701与ST段幅度计算步骤702；

所述心率计算步骤701还包括：心率计算单元111初始化时建立RR间期队列并计算RR间期的平均值，以RR间期的采样点计算实时心率。

所述心率计算步骤701更具体的还包括：所述心率计算单元111初始化时建立可容纳64个心搏的RR间期队列，用于计算10秒内RR间期的平均值；将当前心搏的RR间期压入RR间期队列的队头位置，覆盖队尾的RR间期；从队头向前计算RR间期累加和，当这些RR间期的累加和大于或等于10秒时停止，记录累加的心搏数；计算10秒心搏的平均RR间期，用RR间期累加和（稍大于或等于10秒的采样点数）除以参与累加的心搏数；最后计算实时心率，心率=60×采样频率/平均RR间期，其采样频率=200（Hz），平均RR间期的单位为采样点数，提高了心率计算的准确性。

所述ST段幅度计算步骤702还包括：ST段幅度单元112初始化时建立ST段幅度队列，计算当前及之前心搏的平均ST段幅度，初始化时将ST段幅度队列全部元素初始化为0，将ST段幅度的累加和也初始化为0。当找到心搏时，队列ST段幅度累加和减队尾心搏ST段幅度值，计算新找到的心搏的ST段幅度并存入队列队尾，同时覆盖队尾心搏ST段幅度值，队列ST段幅度累加和加队尾心搏ST段幅度值。然后根据ST段幅度平均值=队列ST段幅度累加和除以队列心搏数的公式，计算当前ST段幅度平均值。

所述ST段幅度计算步骤702更具体的还包括：所述ST段幅度单元112初始化时建立可容纳16个心搏的ST段幅度队列，用于计算当前及之前共16个心搏的平均ST段幅度.将队列全部元素初始化为0，并初始化ST段幅度累加和为0；如果当前心搏的类型为正常心搏，则更新ST段幅度的显示值，将ST段幅度累加和减去队尾ST段幅度值，将当前心搏的ST段幅度压入ST段幅度队列的队头，同时覆盖队尾的ST段幅度，将ST段幅度累加和加上刚入队的当前ST段幅度值，队头指针加1；计算当前ST段幅度平均值，ST段幅度平均值=队列ST段幅度累加和除以队列心搏数，队列心搏数为16，更详尽的计算ST段幅度，为后续步骤提供更详尽的分析数据。

本发明的另一较佳实施例中，如图8所示的，所述步骤302还包括心脏事件判断步骤：所述心脏事件判断模块103根据所述数据处理模块处理后的心电数据判断当前P波是否属于正常类型，若当前的心电数据都是P波正常类型，则根据当前心率判断是否为窦性心动过缓、窦性心动过速或窦性心律不齐。

所述心脏事件判断步骤更具体的还包括：所述心脏事件判断模块103如果当前找到的心搏均为P波正常类型，根据当前心率判断窦性心动过缓，窦性心动过速，窦性心律不齐；如果当前心率在40次/分到60次/分之间，且连续出现20秒以上，判断为窦性心动过缓；如果当前心率在100次/分到160次/分之间，且连续出现20秒以上，判断为窦性心动过速；如果当前RR间期队列中的64个RR间期的最大值与最小值之差大于120ms，且连续出现60秒以上，判断为窦性心律不齐；如果当前找到的心搏均为P波正常类型，根据ST段幅度队列的当前ST段幅度的平均值判断ST段抬高和压低；如果ST段幅度的平均值>=0.1mV,且连续出现1分钟，报ST段抬高；如果ST段幅度的平均值<=-0.1mV,且连续出现1分钟，报ST段压低；如果心律失常联律检测函数发现新的心律失常联律，进行心律失常报警；如果心搏检测函数超过6秒没有检测到心搏，且6秒内的心电图最大值与最小值之差小于0.5mV,报停搏；如果心搏检测函数检测到基线颤动波(F波)，且伴随有心律不齐，且持续1分钟以上，报房颤。在心电数据出现异常时，所述心脏事件判断模块103及时报警提示医护人员对病人进行相应护理，实现了实时监护，为抢救患者夺取了宝贵的时间。

在本发明的另一较佳实施例中，如图9所示的，所述步骤302还包括分析结果生成步骤：所述分析结果生成模块104统计心电图持续时间、心搏总数、总平均心率、总平均ST段幅度、室性早搏总数、室性早搏占全部心搏的比率、室上性早搏总数、室上性早搏占全部心搏的比率、室性早搏是否多源、大于1.5秒的长间歇总、室性早搏成对发生的次数、室性二联律总阵数、室性三联律总阵数、室性心动过速总阵数、室上性早搏成对发生的次数、室上性二联律总阵数、室上性三联律总阵数与室上性心动过速总阵数，并生成心电图报告。分析较全面的心电图数据，生成详尽的心电图报告，提高了心电图实时监护的准确性。

如图10所示的，本发明的最优实施例具体为：所述步骤301采集到心电数据然后依次进入心电数据预处理步骤401、噪声识别步骤402、心搏检测步骤501、心搏特征储存步骤502、心搏形态步骤601、识别步骤602、心率计算步骤701、ST段幅度计算步骤702、心脏事件判断步骤与分析结果生成步骤，从而获得信息较为全面的心电图报告，如果以上统计结果显示出心电图异常则给出报告，并提出是否做进一步检查及治疗的建议，供医生参考。关于各个步骤的具体流程上文已经详细描述，在此不再赘述。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种实时心电信息分析系统，其包括心电数据采集模块，其特征在于，所述实时心电信息分析系统还包括用于处理心电数据的数据处理模块、用于判断心率状况的心脏事件判断模块与分析结果生成模块；

所述心电数据采集模块与所述数据处理模块通信连接，所述数据处理模块与所述心脏事件判断模块通信连接，所述心脏事件判断模块与所述分析结果生成模块通信连接；

所述心电数据采集模块将采集到的心电数据传输至所述数据处理模块对所述心电数据进行处理，所述数据处理模块将处理后的心电数据传输至所述心脏事件判断模块，所述心脏事件判断模块进行判断后将其传输至所述分析结果生成模块，生成心电图报告。

2.根据权利要求1所述的实时心电信息分析系统，其特征在于，所述数据处理模块包括用于消除干扰数据的数据预处理单元、用于计算噪声指数的噪声识别单元、用于识别心搏特征的心搏检测单元、用于存储心搏特征参数的心搏特征储存模块、用于建立正常心搏形态模型并对比所述心搏特征参数的心搏形态单元、用于识别心律失常联律的识别单元、用于计算平均心率的心率计算单元与用于计算平均ST段幅度的ST段幅度计算单元；

所述数据预处理单元与所述噪声识别单元通信连接，所述噪声识别单元通与所述心搏检测单元通信连接，所述心搏检测单元与所述心搏特征储存模块通信连接，所述心搏特征储存模块与所述心搏形态单元通信连接，所述心搏心态单元与所述识别单元通信连接，所述识别单元与所述心率计算单元通信连接，所述心率计算单元与所述ST段幅度计算单元通信连接，所述ST段幅度计算单元与所述心脏事件判断模块通信连接。

3.一种实时分析心电数据的方法，其包括以下步骤：

A、心电数据采集模块将采集到的心电数据传输至数据处理模块对所述心电数据进行处理；

B、所述数据处理模块将处理后的心电数据传输至心脏事件判断模块，所述心脏事件判断模块进行判断后将其传输至分析结果生成模块，生成心电图报告。

4.根据权利要求3所述的实时分析心电数据的方法，其特征在于，所述步骤A还包括：心电数据采集模块从外设接口读入心电数据，并识别所述心电数据包头，然后对所述心电数据进行组包，检验组包后的所述心电数据，并提取对应心电数据插入队列缓存。

5.根据权利要求3所述的实时分析心电数据的方法，其特征在于，所述步骤B还包括心电数据预处理步骤与噪声识别步骤；所述心电数据预处理步骤包括：数据预处理单元对所述心电数据依次进行基线校正滤波、50Hz陷波滤波、40Hz低通滤波与平滑滤波处理，以消除干扰数据；

所述噪声识别步骤包括：噪声识别单元计算单位时间内消除干扰数据后所述心电数据的标准差，然后再计算单位时间内消除干扰数据后所述心电数据的极差、计算单位时间内消除干扰数据后所述心电数据的极值点数和过平均值线的次数；最后根据以上参数计算噪声指数。

6.根据权利要求3所述的实时分析心电数据的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：心搏检测步骤与心搏特征储存步骤；所述心搏检测步骤包括：心搏检测单元初始化时建立一时间段心电分析队列，所述队列的入口位于队头，出口位于所述队头后四分之一所述时间段处；将采集到的所述心电数据压入所述队头，覆盖所述队列之队尾的旧数据；以所述出口点为中心，向所述队列两侧一定范围内扫描所述心电数据，检测其极值点，优先检测向上的极值点，其次检测向下的极值点；根据动态更新的RR间期标尺和R波S波幅度标尺选择符合要求的极值点；将所述极值点通过斜率检测器选择符合要求的合格极值点；根据R波和S波的特征，判断所述合格极值点是否是真正的心搏；若判断为真正的心搏，则进行心搏特征识别；

所述心搏特征存储步骤包括：心搏特征储存单元将心搏计算得到的幅度与间期特征参数值储存。

7.根据权利要求3所述的实时分析心电数据的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：心搏形态步骤与识别步骤；所述心搏形态步骤包括：心搏形态单元检索当前心搏特征记录，根据QRS波群宽度和面积，RR间期，主波方向和幅度，T波方向和幅度，QRS波群形态和T波形态的特征值，区分正常形态心搏和异常形态心搏；

所述识别步骤包括：识别单元初始化有限状态机为正常状态，定义各状态对应的模式数组和模式长度，接收输入心搏类型并顺序检查各状态当前指针指向的模式字节是否与接收到的心搏类型相等，若所述心电数据出现的次序完全符合对应联律类型定义的心搏出现次序，触发状态转换，输出该状态对应的联律类型，同时清零其余状态的当前指针，准备识别下一联律。

8.根据权利要求3所述的实时分析心电数据的方法，其特征在于，所述步骤B还包括：心率计算步骤与ST段幅度计算步骤；所述心率计算步骤还包括：心率计算单元初始化时建立RR间期队列并计算RR间期的平均值，以RR间期的采样点计算实时心率；

所述ST段幅度计算步骤还包括：ST段幅度单元初始化时建立ST段幅度队列，计算当前及之前心搏的平均ST段幅度，并将ST段幅度队列全部元素初始化为0，将ST段幅度累加和初始化为0，向队列逐一存入心搏的ST段幅度值并计算累加和，然后根据ST段幅度平均值=队列ST段幅度累加和除以队列心搏数的公式，计算当前ST段幅度平均值。

9.根据权利要求3所述的实时分析心电数据的方法，其特征在于，所述步骤B还包括心脏事件判断步骤：所述心脏事件判断模块根据所述数据处理模块处理后的心电数据判断当前P波是否属于正常类型，若当前的心电数据都是P波正常类型，则根据当前心率判断是否为窦性心动过缓、窦性心动过速或窦性心律不齐。

10.根据权利要求3所述的实时分析心电数据的方法，其特征在于，所述步骤B还包括分析结果生成步骤：所述分析结果生成模块统计心电图持续时间、心搏总数、总平均心率、总平均ST段幅度、室性早搏总数、室性早搏占全部心搏的比率、室上性早搏总数、室上性早搏占全部心搏的比率、室性早搏是否多源、大于1.5秒的长间歇总、室性早搏成对发生的次数、室性二联律总阵数、室性三联律总阵数、室性心动过速总阵数、室上性早搏成对发生的次数、室上性二联律总阵数、室上性三联律总阵数与室上性心动过速总阵数，并生成心电图报告。

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