CN105852848A - 基于混沌特征的心电诊断系统 - Google Patents

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卢小冬
张海英
胡冰
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Abstract

本发明提供一种基于混沌特征的心电诊断系统，包括心电采集前端—单通道心电仪，还包括心电诊断平台。所述的心电采集前端，通过单个导联采集心电数据，将心电数据传输到心电诊断平台，传输方式通过USB接口或WIFI无线通信；心电分析终端提取心电信号的混沌特征参数，与事先通过训练样本得到的判别规则进行比对，即可得到诊断结果。本发明的优点是利用心电信号的混沌特性可以更准确的描述心脏的健康状况。其中心电信号的混沌特征包括关联维，和更加准确的lyapunov指数谱。通过这些特征参数能更加有效的对心脏疾病进行诊断。

Description

基于混沌特征的心电诊断系统
技术领域
本发明涉及一种心电健康诊断设备，尤其是一种心电信号分析的系统。
背景技术
心电图是目前医院对心脏活动进行诊断和治疗的主要依据。心电信号的微小变化都会隐藏着心脏当前的健康状态。常规的心电图手段主要是通过心电信号的时域和频域特性判别心脏的健康状况。心脏是一个混沌系统，心电信号具有非线性特性。相对于常规的方法，基于混沌特征的心电健康判别方法具有更好的适用性。常规的判别方法主要是通过医生的肉眼观察，再凭丰富的临床经验判别心电健康，很容易产生误差和误判。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于混沌特征的心电诊断系统，使用方便，能准确有效的对心脏疾病作出诊断。本发明采用的技术方案是：
一种基于混沌特征的心电诊断系统，包括心电采集前端和心电诊断平台；
所述心电采集终端用于采集心电信号，将心电信号传输到心电诊断平台；
所述心电诊断平台提取心电信号的混沌特征参数，与事先通过训练样本得到的判别规则进行比对，得到诊断结果。
进一步地，
心电采集终端采用单通道心电仪，包括：单通道心电图模拟前端、控制器、有线通信模块和无线通信模块；单通道心电图模拟前端将通过导联输入的信号进行滤波、放大并进行提高共模抑制比的驱动，得到处理后的心电信号；处理后的心电信号经过采样得到数字信号，以便控制器进行采样处理；控制器将采样的心电信号存储，并通过有线通信模块或无线通信模块发送到心电诊断平台。
进一步地，
心电诊断平台对心电信号进行处理分析，包括以下步骤：
步骤S1，对传输到心电诊断平台的心电信号进行预处理并进行存储，心电信号预处理包括：去基线漂移、去工频干扰；
步骤S2，对预处理后的心电信号进行混沌特征提取，提取的混沌特征包括：关联维、lyapunov指数谱；
步骤S3，将上述提取的混沌特征通过判别规则的验证得到诊断结果；
步骤S4，将心电诊断结果和预处理后的心电信号显示出来。
本发明的优点是利用心电信号的混沌特性可以更准确的描述心脏的健康状况。其中心电信号的混沌特征包括关联维，和更加准确的lyapunov指数谱。通过这些特征参数能更加有效的对心脏疾病进行诊断。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
图2为本发明的心电采集前端结构框图。
图3为本发明的心电诊断平台结构框图。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
基于混沌特征的心电诊断系统，如图1所示，包括心电采集前端1和心电诊断平台2；
所述心电采集终端1采用单通道心电仪，通过单个导联用于采集心电信号，将心电信号传输到心电诊断平台2；传输方式通过USB接口或WIFI无线通信；
所述心电诊断平台2提取心电信号的混沌特征参数，与事先通过训练样本得到的判别规则进行比对，即可得到诊断结果。心电诊断平台2为计算机或移动智能设备。
如图2所示，单通道心电仪包括：单通道心电图模拟前端3、控制器4、有线通信模块5和无线通信模块6；
单通道心电图模拟前端3将通过导联输入的信号进行EMI滤波、滤波之后的信号在采样之前，对信号进行放大，放大之后的信号进行驱动以抑制共模噪声，提高共模抑制比；得到处理后的心电信号；处理后的心电信号经过采样得到数字信号，以便控制器4进行采样处理；控制器4可以将采集到的心电信号存储在内部的Flash内，然后通过有线通信模块5或无线通信模块6发送到心电诊断平台2，进行心电诊断；
如图3所示，心电诊断平台2对心电信号进行处理分析，也就是进行心电诊断，包括以下步骤：
步骤1，对传输到心电诊断平台的心电信号进行预处理并进行存储，心电信号预处理包括：去基线漂移、去工频干扰；
步骤2，对预处理后的心电信号进行混沌特征提取，提取的混沌特征包括：关联维、lyapunov指数谱；lyapunov指数即李雅普诺夫指数；
步骤3，将上述提取的混沌特征通过判别规则的验证得到诊断结果；判别规则是使用MIT（麻省理工学院）标准心电数据库数据经过样本训练得到的。
步骤4，将心电诊断结果和预处理后的心电信号显示出来。
本发明主要用于家庭医疗和社区医疗的心电诊断中，能够提供高精度心电分析和诊断。

Claims (3)

1.一种基于混沌特征的心电诊断系统，其特征在于，包括心电采集前端(1)和心电诊断平台(2)；
所述心电采集终端(1)用于采集心电信号，将心电信号传输到心电诊断平台2；
所述心电诊断平台(2)提取心电信号的混沌特征参数，与事先通过训练样本得到的判别规则进行比对，得到诊断结果。
2.如权利要求1所述的基于混沌特征的心电诊断系统，其特征在于：
心电采集终端(1)采用单通道心电仪，包括：单通道心电图模拟前端(3)、控制器(4)、有线通信模块(5)和无线通信模块(6)；
单通道心电图模拟前端(3)将通过导联输入的信号进行滤波、放大并进行提高共模抑制比的驱动，得到处理后的心电信号；处理后的心电信号经过采样得到数字信号，以便控制器(4)进行采样处理；控制器(4)将采样的心电信号存储，并通过有线通信模块(5)或无线通信模块(6)发送到心电诊断平台(2)。
3.如权利要求1所述的基于混沌特征的心电诊断系统，其特征在于：
心电诊断平台(2)对心电信号进行处理分析，包括以下步骤：
步骤S1，对传输到心电诊断平台的心电信号进行预处理并进行存储，心电信号预处理包括：去基线漂移、去工频干扰；
步骤S2，对预处理后的心电信号进行混沌特征提取，提取的混沌特征包括：关联维、lyapunov指数谱；
步骤S3，将上述提取的混沌特征通过判别规则的验证得到诊断结果；
步骤S4，将心电诊断结果和预处理后的心电信号显示出来。
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许月琳: "基于关联维数的心电信号的研究", 《广西轻工业》 *

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