CN103006208A - 心电信号r波校准方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物医学信息工程领域，提供一种心电信号R波校准方法，在心电原始数据中计算各前后相邻两个R波位置的差值，获得R波间隔值序列；根据R波间隔值序列计算R波位置的差值的前向差异参数和后向差异参数；根据前后相邻两个R波位置的差值的大小关系，检测R波的位置是否漏检，补充漏检的R波位置，检测R波的位置是否虚检，删除虚检的R波位置，还提供一种心电信号R波校准装置；本发明利用原有检出的R波位置之间的关系和两个R波之间的心电数据之值位置关系，有效消除了R波的漏检和虚检。
Description
技术领域
本发明涉及生物医学信息工程领域，特别涉及一种心电信号R波校准方法和装置。
背景技术
典型的QRS复合波包括三个相连的波动（见图1所示）。第一个向下的波为Q波，继Q波后一个狭高向上的波为R波，与R波相连接的又一个向下的波为S波。由于这三个波紧密相连且总时间不超过0.10秒，故合称QRS波，QRS所占时间代表心室肌兴奋传播所需时间，正常人在0.06～0.10秒之间，而通常通过R波来表征QRS复合波，工程实施过程中表示，在通过现有的一些方法识别R波后，可能由于干扰等因素的影响，使得识别的R波存在误差（如漏检或虚检）的情况，误差（如漏检或虚检）对后续其他波（如P波、T波、Q波和S波，S-T段）的检测和后续心电分析带来很大的影响。
现有关于QRS检波的技术比较多，如中国发明专利201010214626.4提供一种心电信号R波峰检测方法，这是对QRS波检波的技术，但涉及R波校准方面的现有技术较少，虽然中国发明专利201010214626.4一种心电图R波检测方法中提到排除假R点和纠正误排除点，这仅仅是其R识别检测算法特征决定的，不是真正意义上的R校准，不能脱离该算法独立应用。
发明内容
为解决R波的漏检或虚检问题，本发明提供一种QRS波校准方法和装置；本发明不依赖于任何导联、任何采样心电数据的、采用任何算法检测的R波的校准，独立应用，适用范围更广。
本发明的一种心电信号R波校准方法，包括计算前后相邻两个R波位置的差值，获得R波间隔值序列；根据R波间隔值序列计算R波位置的差值差异参数，包括前向差异参数和后向差异参数；若前向差异参数不在下近似度参数DifVlower到上近似度参数DifVup范围内，则根据前后相邻两个R波位置的差值的大小关系，检测R波的位置是否漏检，补充漏检的R波位置，检测R波的位置是否虚检，删除虚检的R波位置；若前向差异参数在DifVlower到DifVup范围内且后向差异参大于等于后向差异阀值difRRR，则检测R波的位置是否虚检，删除虚检的R波位置；
其中，DifVup在1.1-1.3之间取值，DifVlower在0.7-0.9之间取值，difRRR在1.6-2.0之间取值。
优选地，所述根据前后相邻两个R波位置的差值的大小关系，检测R波的位置是否漏检，补充漏检的R波位置，检测R波的位置是否虚检，删除虚检的R波位置，包括：
当前一个R波位置的差值大于后一个R波位置的差值时，如果在iR[i-1]到iR[i]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，若在iR[i-1]到iR[i]区间没有检测到漏检或者在补充漏检的R波位置后，如果在iR[i+1]检测到虚检，则删除虚检的R波位置；
其中iR表示R波位置序列，iR[i]表示序号为i的位置，iR[i-1]表示序号为i-1的位置；iR[i+1]表示序号为i+1的位置。
优选地，所述如果在iR[i-1]到iR[i]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，包括：
1）若iR[i-1]位置处的心电数据值大于左右相邻两点心电值，则在心电数据序列从iR[i-1]到iR[i]方向找第i-1个R右下降的底点TisA，在心电数据序列从iR[i]到iR[i-1]方向找第i个R左下降的底点TieA；
2）求TisA与TieA区间内心电数据最大值位置Tmaxi；
3）若RA在0.8-1.2之间或者CA大于0.8，则判断检测到漏检；
4）在原来iR的第i位置前插入一个数据，该位置的值为Tmaxi；
其中，RA为Tmaxi位置心电值与iR[i]位置处心电值的比值，CA为以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数。
优选地，所述如果在iR[i-1]到iR[i]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，包括：
1）当iR[i-1]位置处的心电值小于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i-1]到iR[i]方向找第i-1个R右上升顶点TisB，在心电数据序列从iR[i]到iR[i-1]方向找第i个R左上升顶点TieB;
2）求TisB与TieB区间内心电数据最小值位置Tmini；
3）若RB在0.8-1.2之间或者CB大于0.8，则判断检测到漏检；
4）在原来iR的第i位置前插入一个数据，该位置的值为Tmini；
其中，RB为Tmini位置心电值与iR[i]位置处心电值比值，CB为以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数。
优选地，所述在iR[i+1]检测到虚检，包括：
以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为iR[i+1]中心的左右5-20个数的两个数据序列相关系数小于0.75，则iR[i+1]为虚检R波，否则不是虚检R波。
优选地，所述根据前后相邻两个R波位置的差值的大小关系，检测R波的位置是否漏检，补充漏检的R波位置，检测R波的位置是否虚检，删除虚检的R波位置，包括：
当前一个R波位置的差值小于后一个R波位置的差值时，如果在iR[i]到iR[i+1]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，如果在iR[i]到iR[i+1]区间没有检测到漏检或者在补充漏检的R波位置后，如果在iR[i-1]到iR[i]区间检测到虚检，则删除虚检的R波位置；
其中iR表示R波位置序列，iR[i]表示序号为i的位置，iR[i-1]表示序号为i-1的位置；iR[i+1]表示序号为i+1的位置。
优选地，所述如果在iR[i]到iR[i+1]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，包括：
1）当iR[i]位置处的心电值大于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i]到iR[i+1]方向找第i个R右下降的底点Tis5C，在心电数据序列从iR[i+1]到iR[i]方向找第i+1个R左下降的底点TieC，
2）求TisC与TieC区间内心电数据最大值位置Tmaxi0；
3）若RC在0.8-1.2之间或者CC大于0.8，则判断检测到漏检；
4）在原来iR的第i位置前插入一个数据，该位置的值为Tmaxi0。
其中，RC为Tmaxi0位置心电值与iR[i]位置处心电值比值，CC为以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi0中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数。
优选地，所述如果在iR[i]到iR[i+1]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，包括：
1）当iR[i]位置处的心电值小于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i]到iR[i+1]方向找第i个R右上升顶点TisD，在心电数据序列从iR[i+1]到iR[i]方向找第i个R左上升顶点TieD，
2）求TisD与TieD区间内心电数据最小值位置Tmini0
3）若RD在0.8-1.2之间或者CD大于0.8，则判断检测到漏检；
4）在原来iR的第i位置前插入一个数据，该位置的值为Tmini0；
其中，RD为Tmini0位置心电值与iR[i]位置处心电值比值，CD为以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi0中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数。
优选地，所述在iR[i-1]到iR[i]区间检测到虚检，包括：
以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为iR[i-1]中心的左右5-20个数的两个数据序列相关系数小于0.75，则iR[i-1]为虚检R波位置。
本发明的一种心电信号R波校准装置，包括分别与存储单元相连接的R波间隔值计算单元、R波位置的差值差异参数计算单元、比较判断单元、R波漏检单元、R波位置补充单元、R波虚检单元和R波位置删除单元；
所述存储单元用于存储数据，包括心电数据值、R波位置序列iR、R波间隔值序列DiffOfRR、下近似度参数DifVlower、上近似度参数DifVup和后向差异阀值difRRR，其中，DifVup在1.1-1.3之间取值，DifVlower在0.7-0.9之间取值，difRRR在1.6-2.0之间取值；
所述R波间隔值计算单元，用于根据R波位置序列计算前后相邻两个R波位置的差值，获得R波间隔值序列DiffOfRR；
所述R波位置的差值差异参数计算单元，用于根据R波间隔值序列DiffOfRR计算R波位置的差值的差异参数，包括前向差异参数DiffV1和后向差异参数DiffV2；
所述比较判断单元，用于判断前向差异参数是否在下近似度参数DifVlower到上近似度参数DifVup范围内，判断后向差异参是否大于等于后向差异阀值difRRR，判断前后相邻两个R波位置的差值的大小关系；判断所有R波位置是否检测完；
所述R波漏检单元，用于检测漏检的R波位置；
所述R波位置补充单元，用于根据漏检的R位置补充R波位置；
所述R波虚检单元，用于检测虚检的R波位置；
所述R波位置删除单元，用于根据虚检的R位置补充R波位置
与现有技术相比，本发明巧妙地利用原有检出的R波位置之间的关系和两个R波之间的心电数据之值位置关系，有效消除了R波的漏检和虚检，实验测试表明不仅可以独立应用，而且可用于任何导联任何采样心电数据的任何算法检测的R波的校正，效果非常明显，该发明具有广泛的应用前景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术心电信号波形示意图；
图2为本发明心电信号R波校准方法实施例流程示意图；
图3为本发明心电信号R波校准方法另一实施例流程示意图；
图4为本发明心电信号R波校准装置实施例结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明假设QRS波识别已经成功，已在原始心电数据中确定了R波位置，表示为iR（iR是R波的位置序列，其长度为Lr），但该位置可能存在偏差，比如漏检（在有QRS波地方QRS却没有被检测出来）、虚检（在没有QRS波地方却检测出有QRS波），偏差可能对后续检测分析带来不良影响，进而需要对已经识别的R波进行校准，使最终检测到的R波位置与实际R波位置一致。
本发明中所述相关系数，是指两个序列做相关运算的值。
作为本发明一个实施例，如图2所示，提供一种心电信号R波校准方法，包括：
301、计算前后相邻两个R波位置的差值，获得R波间隔值序列；
302、根据R波间隔值序列计算R波位置的差值差异参数，包括前向差异参数和后向差异参数；
303、若前向差异参数不在下近似度参数DifVlower到上近似度参数DifVup范围内，则根据前后相邻两个R波位置的差值的大小关系，检测R波的位置是否漏检，补充漏检的R波位置，检测R波的位置是否虚检，删除虚检的R波位置；若前向差异参数在DifVlower到DifVup范围内且后向差异参大于等于后向差异阀值difRRR，则检测R波的位置是否虚检，删除虚检的R波位置；
其中，DifVup在1.1-1.3之间取值，DifVlower在0.7-0.9之间取值，difRRR在1.6-2.0之间取值
作为本发明一个更加具体的实施例，如图3所示，一种心电信号R波校准方法，包括：
步骤501、计算前后相邻两个R波位置的差值，获得R波间隔值序列DiffOfRR；
R波间隔值序列表示为DiffOfRR[i]=iR[i+1]–iR[i]，i=0，1，…，Lr-2;
步骤502、设定i值（假设从i=1开始），根据DiffOfRR计算DiffV1和DiffV2
所述DiffV1和DiffV2定义为R波位置的差值的差异参数，DiffV1可定义为前向差异参数，DiffV2定义为后向差异参数，具体表示为：
DiffV1＝DiffOfRR[i-1]/DiffOfRR[i]；
DiffV2＝(DiffOfRR[i-1]+DiffOfRR[i])/DiffOfRR[i+1]；
步骤503、若DifVlower≤DiffV1≤DifVup且DiffV2≥difRRR，则不需调整，i增1返回步骤502；
若DifVlower≤DiffV1≤DifVup且DiffV2<difRRR，则需检测iR[i]是否为虚检，进入步骤520，
若DifVlower≤DiffV1≤DifVup不成立，则进入504；
其中，DifVup为上近似度参数，在1.1-1.3之间取值，DifVlower为下近似度参数，在0.7-0.9之间取值，difRRR为后向差异阈值，在1.6-2.0之间取值，实验表明difRRR的取值1.6为佳；
以实质意义为，判断DiffOfRR[i-1]与DiffOfRR[i]是否接近，如果DiffOfRR[i-1]与DiffOfRR[i]是接近的，且DiffOfRR[i-1]与DiffOfRR[i]之和是DiffOfRR[i+1]之值的difRRR倍以上，则不需要调整，i增1返回步骤502，继续检测，若DiffOfRR[i-1]与DiffOfRR[i]是接近，但是DiffOfRR[i-1]与DiffOfRR[i]之和是DiffOfRR[i+1]之值的difRRR倍以内，则iR[i]可能虚检，进入5070，如果DiffOfRR[i-1]与DiffOfRR[i]不是接近（即DiffOfRR[i-1]/DiffOfRR[i]不在DifVlower到DifVup范围内），则进行后续步骤。
步骤504、判断是否DiffOfRR[i-1]>DiffOfRR[i]（即前一个R波位置的差值大于后一个R波位置的差值），若是，则进入步骤505，检测是否漏检，否则，进入步骤507A。
步骤505、检测在iR[i-1]到iR[i]区间是否漏检，若是，进入步骤506，否则，进入步骤507B；
作为本发明一个实施例，所述检测在iR[i-1]到iR[i]区间是否漏检，包括：
505-1A、若iR[i-1]位置处的心电数据值大于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i-1]到iR[i]方向找第i-1个R右下降的底点（设为Tis1），在心电数据序列从iR[i]到iR[i-1]方向找第i个R左下降的底点（设为Tie1），
505-1B、求Tis1与Tie1区间内心电数据最大值位置（设为Tmaxi）；
505-1C、计算Tmaxi位置心电值与iR[i]位置处心电值比值R1
505-1D、若R1在0.8-1.2之间，则判断存在漏检，否则，判断不存在漏检。
作为本发明一个实施例，所述检测在iR[i-1]到iR[i]区间是否漏检，包括：
505-2A、若iR[i-1]位置处的心电数据值大于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i-1]到iR[i]方向找第i-1个R右下降的底点（设为Tis2），在心电数据序列从iR[i]到iR[i-1]方向找第i个R左下降的底点（设为Tie2），
505-2B、求Tis2与Tie2区间内心电数据最大值位置（设为Tmaxi）；
505-2C、计算以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数C1，
505-2D、若相关系数C1大于0.8，则判断存在漏检，否则，判断不存在漏检。
作为本发明一个实施例，所述检测在iR[i-1]到iR[i]区间是否漏检，包括：
505-3A、当iR[i-1]位置处的心电值小于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i-1]到iR[i]方向找第i-1个R右上升顶点（设为Tis3），在心电数据序列从iR[i]到iR[i-1]方向找第i个R左上升顶点（设为Tie3）
505-3B、求Tis3与Tie3区间内心电数据最小值位置（设为Tmini），
505-3C、计算Tmini位置心电值与iR[i]位置处心电值比值R2;
505-3D、若比值R2在0.8-1.2之间，则判断存在漏检，否则，判断不存在漏检。
作为本发明一个实施例，所述检测在iR[i-1]到iR[i]区间是否漏检，包括：
505-4A、当iR[i-1]位置处的心电值小于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i-1]到iR[i]方向找第i-1个R右上升顶点（设为Tis4），在心电数据序列从iR[i]到iR[i-1]方向找第i个R左上升顶点（设为Tie4）
505-4B、求Tis4与Tie4区间内心电数据最小值位置（设为Tmini），
505-4C、计算以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数C2，
505-4D、若相关系数C2大于0.8，则判断存在漏检，否则，判断不存在漏检。
506、补充漏检的R波位置
若iR[i-1]位置处的心电数据值大于左右相邻两点心电值时，在原来iR的第i位置前插入一个数据，该位置的值为Tmaxi；
若iR[i-1]位置处的心电值小于左右相邻两点心电值时，在原来iR的第i位置前插入一个数据，该位置的值为Tmini；
步骤507A、检测iR[i-1]或iR[i]是否为虚检：
以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为iR[i+1]中心的左右5-20个数的两个数据序列相关系数小于0.75，则iR[i]为虚检R波，进入508，否则不是虚检R波，则进入513。
步骤507B、检测iR[i+1]是否为虚检
以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为iR[i+1]中心的左右5-20个数的两个数据序列相关系数小于0.75，则iR[i+1]为虚检R波，否则不是虚检R波，进入513。
步骤508、删除iR序列中虚检的R波位置，进入步骤513；
步骤509、检测在iR[i]到iR[i+1]区间是否漏检，若是，进入步骤510，否则进入步骤511；
作为本发明一个实施例，所述检测在iR[i]到iR[i+1]区间是否漏检，包括：
509-1A、当iR[i]位置处的心电值大于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i]到iR[i+1]方向找第i个R右下降的底点（设为Tis5），在心电数据序列从iR[i+1]到iR[i]方向找第i+1个R左下降的底点（设为Tie5），
509-1B、求Tis5与Tie5区间内心电数据最大值位置（设为Tmaxi0），
509-1C、计算Tmaxi0位置心电值与iR[i]位置处心电值比值R3;
509-1D、判断若比值R3在0.8-1.2之间，则判断存在漏检，否则，判断不存在漏检。
作为本发明一个实施例，所述检测在iR[i]到iR[i+1]区间是否漏检，包括：
509-2A、当iR[i]位置处的心电值大于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i]到iR[i+1]方向找第i个R右下降的底点（设为Tis6），在心电数据序列从iR[i+1]到iR[i]方向找第i+1个R左下降的底点（设为Tie6），
509-2B、求Tis6与Tie6区间内心电数据最大值位置（设为Tmaxi0），
509-2C、计算以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi0中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数C3；
509-2D、若相关系数C3大于0.8，则判断存在漏检，否则，判断不存在漏检。
作为本发明一个实施例，所述检测在iR[i]到iR[i+1]区间是否漏检，包括：
509-3A、当iR[i]位置处的心电值小于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i]到iR[i+1]方向找第i个R右上升顶点（设为Tis7），在心电数据序列从iR[i+1]到iR[i]方向找第i个R左上升顶点（设为Tie7），
509-3B、求Tis7与Tie7区间内心电数据最小值位置（设为Tmini0），
509-3C、计算Tmini0位置心电值与iR[i]位置处心电值比值R4;
509-3D、若比值R4在0.8-1.2之间，则判断存在漏检，否则，判断不存在漏检。
作为本发明一个实施例，所述检测在iR[i]到iR[i+1]区间是否漏检，包括：
509-4A、当iR[i]位置处的心电值小于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i]到iR[i+1]方向找第i个R右上升顶点（设为Tis8），在心电数据序列从iR[i+1]到iR[i]方向找第i个R左上升顶点（设为Tie8），
509-4B、求Tis8与Tie8区间内心电数据最小值位置（设为Tmini0），
509-4C、计算以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi0中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数C4
509-4D、若相关系数C4大于0.8，则判断存在漏检，否则，判断不存在漏检。
步骤510、补充漏检的R波位置
当iR[i]位置处的心电值大于左右相邻两点心电值时，在原来iR的第i位置后插入一个数据，该位置的值为Tmaxi0；
当iR[i]位置处的心电值小于左右相邻两点心电值时，在原来iR的第i位置后插入一个数据，该位置的值为Tmini0；
步骤511、检测在iR[i-1]到iR[i]区间是否虚检，若是，进入步骤512，否则进入步骤513；
以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为iR[i-1]中心的左右5-20个数的两个数据序列相关系数小于0.75，则iR[i-1]为虚检R波位置。
步骤512、删除iR序列中虚检的R波位置，进入步骤513；
步骤513、判断所有R波位置是否检测完，若是，结束检测，否则，i增加1，返回步骤502。
本发明提供一种心电信号R波校准装置，作为本发明一个实施例，如图4所示，包括：分别与存储单元相连接的R波间隔值计算单元、R波位置的差值差异参数计算单元、比较判断单元、R波漏检单元、R波位置补充单元、R波虚检单元和R波位置删除单元。
所述存储单元用于存储数据，包括心电数据值、R波位置序列，表示为iR（iR是R波的位置序列，其长度为Lr）、R波间隔值序列、下近似度参数DifVlower、上近似度参数DifVup和后向差异阀值difRRR，其中，DifVup在1.1-1.3之间取值，DifVlower在0.7-0.9之间取值，difRRR在1.6-2.0之间取值。
所述R波位置可能是原始R波位置（校准前的R波位置），也可能是经过校准后的R波位置，原始波位置可能存在偏差，比如漏检（在有QRS波地方QRS却没有被检测出来）、虚检（在没有QRS波地方却检测出有QRS波），偏差可能对后续检测分析带来不良影响，进而需要对已经识别的原始R波位置进行校准，使最终检测到的R波位置（校准后的R波位置）与实际R波位置一致。
所述R波间隔值计算单元，用于根据R波位置序列计算前后相邻两个R波位置的差值，获得R波间隔值序列DiffOfRR；
R波间隔值序列表示为DiffOfRR[i]=iR[i+1]-iR[i]，i=0，1，…，Lr-2;
所述R波位置的差值差异参数计算单元，用于根据R波间隔值序列DiffOfRR计算R波位置的差值的差异参数，包括前向差异参数DiffV1和后向差异参数DiffV2；
具体表示为：
DiffV1＝DiffOfRR[i-1]/DiffOfRR[i]；
DiffV2＝(DiffOfRR[i-1]+DiffOfRR[i])/DiffOfRR[i+1]；
所述比较判断单元，用于判断前向差异参数是否在下近似度参数DifVlower到上近似度参数DifVup范围内，判断后向差异参是否大于等于后向差异阀值difRRR；判断前后相邻两个R波位置的差值（即前一个R波位置的差值DiffOfRR[i-1]与后一个R波位置的差值DiffOfRR[i]）的大小关系；判断所有R波位置是否检测完。
所述R波漏检单元，用于检测漏检的R波位置；
包括检测在iR[i-1]到iR[i]区间是否漏检，提供多种不同的检测方式，分别参见以上505-1A至505-1D、505-2A至505-2D、505-3A至505-3D、505-4A至505-4D所述。
包括检测在iR[i]到iR[i+1]区间是否漏检，提供多种不同的检测方式，分别参见以上509-1A至509-1D、509-2A至509-2D、509-3A至509-3D、509-4A至509-4D所述。
所述R波位置补充单元，用于根据漏检的R位置补充R波位置；
若iR[i-1]位置处的心电数据值大于左右相邻两点心电值时，在原来iR的第i位置前插入一个数据；
若iR[i-1]位置处的心电值小于左右相邻两点心电值时，在原来iR的第i位置前插入一个数据；
所述R波虚检单元，用于检测虚检的R波位置；
包括检测iR[i-1]或iR[i]是否为虚检：以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为iR[i+1]中心的左右5-20个数的两个数据序列相关系数小于0.75，则iR[i]为虚检R波；
包括检测iR[i+1]是否为虚检：以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为iR[i+1]中心的左右5-20个数的两个数据序列相关系数小于0.75，则iR[i+1]为虚检R波；
所述R波位置删除单元，用于根据虚检的R位置补充R波位置；
本发明巧妙地利用原有检出的R波位置之间的关系和两个R波之间的心电数据之值位置关系，有效消除了R波的漏检和虚检，实验测试表明不仅可以独立应用，而且可用于任何导联任何采样心电数据的任何算法检测的R波的校正，效果非常明显，该发明具有广泛的应用前景。
以上所举实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所举实施例仅为本发明的优选实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内对本发明所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种心电信号R波校准方法，其特征在于：包括计算前后相邻两个R波位置的差值，获得R波间隔值序列；根据R波间隔值序列计算R波位置的差值差异参数，包括前向差异参数和后向差异参数；若前向差异参数不在下近似度参数DifVlower到上近似度参数DifVup范围内，则根据前后相邻两个R波位置的差值的大小关系，检测R波的位置是否漏检，补充漏检的R波位置，检测R波的位置是否虚检，删除虚检的R波位置；若前向差异参数在DifVlower到DifVup范围内且后向差异参大于等于后向差异阀值difRRR，则检测R波的位置是否虚检，删除虚检的R波位置；
其中，DifVup在1.1-1.3之间取值，DifVlower在0.7-0.9之间取值，difRRR在1.6-2.0之间取值。
2.根据权利要求1所述心电信号R波校准方法，其特征在于：所述根据前后相邻两个R波位置的差值的大小关系，检测R波的位置是否漏检，补充漏检的R波位置，检测R波的位置是否虚检，删除虚检的R波位置，包括：
当前一个R波位置的差值大于后一个R波位置的差值时，如果在iR[i-1]到iR[i]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，若在iR[i-1]到iR[i]区间没有检测到漏检或者在补充漏检的R波位置之后，如果在iR[i+1]检测到虚检，则删除虚检的R波位置；
其中iR表示R波位置序列，iR[i]表示序号为i的位置，iR[i-1]表示序号为i-1的位置；iR[i+1]表示序号为i+1的位置。
3.根据权利要求2所述心电信号R波校准方法，其特征在于：所述如果在iR[i-1]到iR[i]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，包括：
1）若iR[i-1]位置处的心电数据值大于左右相邻两点心电值，则在心电数据序列从iR[i-1]到iR[i]方向找第i-1个R右下降的底点TisA，在心电数据序列从iR[i]到iR[i-1]方向找第i个R左下降的底点TieA；
2）求TisA与TieA区间内心电数据最大值位置Tmaxi；
3）若RA在0.8-1.2之间或者CA大于0.8，则判断检测到漏检；
4）在原来iR的第i位置前插入一个数据，该位置的值为Tmaxi；
其中，RA为Tmaxi位置心电值与iR[i]位置处心电值的比值，CA为以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数。
4.根据权利要求2所述心电信号R波校准方法，其特征在于：所述如果在iR[i-1]到iR[i]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，包括：
1）当iR[i-1]位置处的心电值小于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i-1]到iR[i]方向找第i-1个R右上升顶点TisB，在心电数据序列从iR[i]到iR[i-1]方向找第i个R左上升顶点TieB;
2）求TisB与TieB区间内心电数据最小值位置Tmini；
3）若RB在0.8-1.2之间或者CB大于0.8，则判断检测到漏检；
4）在原来iR的第i位置前插入一个数据，该位置的值为Tmini；
其中，RB为Tmini位置心电值与iR[i]位置处心电值比值，CB为以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数。
5.根据权利要求2所述心电信号R波校准方法，其特征在于：所述在iR[i+1]检测到虚检，包括：
以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为iR[i+1]中心的左右5-20个数的两个数据序列相关系数小于0.75，则iR[i+1]为虚检R波，否则不是虚检R波。
6.根据权利要求1所述心电信号R波校准方法，其特征在于：所述根据前后相邻两个R波位置的差值的大小关系，检测R波的位置是否漏检，补充漏检的R波位置，检测R波的位置是否虚检，删除虚检的R波位置，包括：
当前一个R波位置的差值小于后一个R波位置的差值时，如果在iR[i]到iR[i+1]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，如果在iR[i]到iR[i+1]区间没有检测到漏检或者在补充漏检的R波位置后，如果在iR[i-1]到iR[i]区间检测到虚检，则删除虚检的R波位置；
其中iR表示R波位置序列，iR[i]表示序号为i的位置，iR[i-1]表示序号为i-1的位置；iR[i+1]表示序号为i+1的位置。
7.根据权利要求6所述心电信号R波校准方法，其特征在于：所述如果在iR[i]到iR[i+1]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，包括：
1）当iR[i]位置处的心电值大于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i]到iR[i+1]方向找第i个R右下降的底点Tis5C，在心电数据序列从iR[i+1]到iR[i]方向找第i+1个R左下降的底点TieC；
2）求TisC与TieC区间内心电数据最大值位置Tmaxi0；
3）若RC在0.8-1.2之间或者CC大于0.8，则判断检测到漏检；
4）在原来iR的第i位置前插入一个数据，该位置的值为Tmaxi0；
其中，RC为Tmaxi0位置心电值与iR[i]位置处心电值比值，CC为以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi0中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数。
8.根据权利要求6所述心电信号R波校准方法，其特征在于：所述如果在iR[i]到iR[i+1]区间检测到漏检，则补充漏检的R波位置，包括：
1）当iR[i]位置处的心电值小于左右相邻两点心电值时，则在心电数据序列从iR[i]到iR[i+1]方向找第i个R右上升顶点TisD，在心电数据序列从iR[i+1]到iR[i]方向找第i个R左上升顶点TieD；
2）求TisD与TieD区间内心电数据最小值位置Tmini0；
3）若RD在0.8-1.2之间或者CD大于0.8，则判断检测到漏检；
4）在原来iR的第i位置前插入一个数据，该位置的值为Tmini0；
其中，RD为Tmini0位置心电值与iR[i]位置处心电值比值，CD为以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为Tmaxi0中心的左右5-20个数的两个数据序列的相关系数。
9.根据权利要求6所述心电信号R波校准方法，其特征在于：所述在iR[i-1]到iR[i]区间检测到虚检，包括：
以iR[i]为中心的左右5-20个数与以为iR[i-1]中心的左右5-20个数的两个数据序列相关系数小于0.75，则iR[i-1]为虚检R波位置。
10.一种心电信号R波校准装置，其特征在于，包括分别与存储单元相连接的R波间隔值计算单元、R波位置的差值差异参数计算单元、比较判断单元、R波漏检单元、R波位置补充单元、R波虚检单元和R波位置删除单元；
所述存储单元用于存储数据，包括心电数据值、R波位置序列iR、R波间隔值序列DiffOfRR、下近似度参数DifVlower、上近似度参数DifVup和后向差异阀值difRRR，其中，DifVup在1.1-1.3之间取值，DifVlower在0.7-0.9之间取值，difRRR在1.6-2.0之间取值；
所述R波间隔值计算单元，用于根据R波位置序列计算前后相邻两个R波位置的差值，获得R波间隔值序列DiffOfRR；
所述R波位置的差值差异参数计算单元，用于根据R波间隔值序列DiffOfRR计算R波位置的差值的差异参数，包括前向差异参数DiffV1和后向差异参数DiffV2；
所述比较判断单元，用于判断前向差异参数是否在下近似度参数DifVlower到上近似度参数DifVup范围内，判断后向差异参是否大于等于后向差异阀值difRRR，判断前后相邻两个R波位置的差值的大小关系；判断所有R波位置是否检测完；
所述R波漏检单元，用于检测漏检的R波位置；
所述R波位置补充单元，用于根据漏检的R位置补充R波位置；
所述R波虚检单元，用于检测虚检的R波位置；
所述R波位置删除单元，用于根据虚检的R位置补充R波位置。
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