CN112401893A - 心电图信号校正方法、装置、可穿戴设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本公开提供一种心电图信号校正方法、装置、可穿戴设备及存储介质，所述方法包括：采集被测者的心电图信号；根据所述心电图信号获取至少一个第一心拍信息，并将所述至少一个第一心拍信息映射成第一心拍向量；以及，将所述心电图进行倒置，根据倒置后的心电图信号获取至少一个第二心拍信息，并将所述至少一个第二心拍信息映射成第二心拍向量；根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。本实施例实现对心电图信号进行校正，获取正确的心电图信号。
Description
技术领域
本公开涉及计算机软件技术领域，尤其涉及一种心电图信号校正方法、装置、可穿戴设备及存储介质。
背景技术
心电图(ECG)是利用相关设备从体表记录心脏每一心动周期所产生的电活动变化图形的技术。心电图记录的是电压随时间变化的曲线。横坐标表示时间，纵坐标表示电压。心电图是临床最常用的检查之一，应用广泛，可以通过心电图来记录人体正常心脏的电活动，帮助诊断心律失常，帮助诊断心肌缺血、心肌梗死及部位，判断药物或电解质情况对心脏的影响以及判断人工心脏起搏状况等。
随着技术的发展，一些可穿戴设备如手表、手环或者脚环等也具有心电图功能，可穿戴设备可以穿戴于人体的四肢上，例如手腕或者脚踝。由于心电图测量取决于电极与被测心脏的相对位置，并且电极可以设置在可穿戴设备上，因此，可穿戴设备在用户身上的穿戴位置可能会导致采集的心电图信号有误，因此，有必要对采集的心电图信号进行校正。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本公开提供了一种心电图信号校正方法、装置、可穿戴设备及存储介质。
根据本公开实施例的第一方面，提供一种心电图信号校正方法，应用于可穿戴设备，所述方法包括：
采集被测者的心电图信号；
根据所述心电图信号获取至少一个第一心拍信息，并将所述至少一个第一心拍信息映射成第一心拍向量；以及，
将所述心电图进行倒置，根据倒置后的心电图信号获取至少一个第二心拍信息，并将所述至少一个第二心拍信息映射成第二心拍向量；
根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。
可选地，所述倒置后的心电图信号为将所述心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到。
可选地，所述根据所述心电图信号获取至少一个第一心拍信息，包括：
检测所述心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述心电图信号进行分割，获取所述至少一个第一心拍信息；
所述根据倒置后的心电图信号获取至少一个第二心拍信息，包括：
检测所述倒置后的心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述倒置后的心电图信号进行分割，获取所述至少一个第二心拍信息。
可选地，所述指定波形包括以下至少一种或多种：P波、Q波、R波、S波或T波。
可选地，所述将所述至少一个第一心拍信息映射成第一心拍向量，包括：
对所述至少一个第一心拍信息进行重采样，获取至少一个第一心拍向量；其中，如果有多个第一心拍向量，任意两个第一心拍向量的维度相同；
所述将所述至少一个第二心拍信息映射成第二心拍向量，包括：
对所述至少一个第二心拍信息进行重采样，获取至少一个第二心拍向量；其中，如果有多个第二心拍向量，任意两个第二心拍向量的维度相同。
可选地，所述基准心拍向量通过以下方式获取：
在首次采集所述被测者的心电图信号时，获取所述可穿戴设备的穿戴位置信息；所述穿戴位置信息指示采集心电图信号时正极所在位置；
根据所述可穿戴设备的穿戴位置信息进行心电图信号校正，获取真实心电图信号；
根据所述真实心电图信号获取至少一个基准心拍信息，并将所述至少一个基准心拍信息映射成至少一个基准心拍向量。
可选地，当获取多个所述第一心拍向量、多个第二心拍向量以及多个基准心拍向量时，所述根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正，包括：
根据所述多个第一心拍向量的统计结果与所述多个基准心拍向量的统计结果之间的相似度，以及所述多个第二心拍向量的统计结果与所述多个基准心拍向量的统计结果之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。
可选地，所述可穿戴设备至少包括手表或者手环；所述穿戴位置信息由用户输入，所述穿戴位置信息包括左手佩戴或右手佩戴；
所述根据所述可穿戴设备的穿戴位置信息进行心电图信号校正，获取真实心电图信号，包括：
如果所述穿戴位置信息为左手佩戴，则首次采集的心电图信号为所述真实心电图信号；
如果所述穿戴位置信息为右手佩戴，将首次采集的心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到所述真实心电图信号。
可选地，所述根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正，包括：
根据所述第一心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第一距离，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第二距离，对所述心电图信号进行校正。
可选地，还包括：
如果所述第一距离不小于所述第二距离，输出所述倒置后的心电图信号；
如果所述第一距离小于所述第二距离，输出所述心电图信号。
可选地，所述第一距离以及第二距离包括以下至少一种距离：余弦距离或欧式距离。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种心电图信号校正装置，应用于可穿戴设备，所述装置包括：
心电图信号采集模块，用于采集被测者的心电图信号；
第一心拍向量获取模块，用于根据所述心电图信号获取至少一个第一心拍信息，并将所述至少一个第一心拍信息映射成第一心拍向量；以及，
第二心拍向量获取模块，用于将所述心电图进行倒置，根据倒置后的心电图信号获取至少一个第二心拍信息，并将所述至少一个第二心拍信息映射成第二心拍向量；
心电图信号校正模块，用于根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。
可选地，所述倒置后的心电图信号为将所述心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到。
可选地，所述第一心拍向量获取模块具体用于：检测所述心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述心电图信号进行分割，获取所述至少一个第一心拍信息；
所述第二心拍向量获取模块具体用于：检测所述倒置后的心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述倒置后的心电图信号进行分割，获取所述至少一个第二心拍信息。
可选地，所述第一心拍向量获取模块具体用于：对所述至少一个第一心拍信息进行重采样，获取至少一个第一心拍向量；其中，如果有多个第一心拍向量，任意两个第一心拍向量的维度相同；
所述第二心拍向量获取模块具体用于：对所述至少一个第二心拍信息进行重采样，获取至少一个第二心拍向量；其中，如果有多个第二心拍向量，任意两个第二心拍向量的维度相同。
可选地，还包括基准心拍向量获取模块，所述基准心拍向量获取模块用于：在首次采集所述被测者的心电图信号时，获取所述可穿戴设备的穿戴位置信息；所述穿戴位置信息指示采集心电图信号时正极所在位置；根据所述可穿戴设备的穿戴位置信息进行心电图信号校正，获取真实心电图信号；根据所述真实心电图信号获取至少一个基准心拍信息，并将所述至少一个基准心拍信息映射成至少一个基准心拍向量。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种可穿戴设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器执行所述可执行指令时，用于实现第一方面所述的方法。
根据本公开实施例的第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开实施例中，在采集被测者的心电图信号之后，根据所述心电图信号来获取第一心拍向量，以及将所述心电图进行倒置后根据倒置后的心电图信号来获取第二心拍向量，然后根据第一心拍向量与基准心拍向量的相似度以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度来确定采集的心电图信号是否为准确的心电图信号，以此对所述心电图信号进行校正，获取准确的心电图信号。本实施例实现对采集的心电图信号进行校正，保证校正后的心电图信号的准确性。
本公开实施例中，在确定基准心拍向量时获取用户的穿戴位置信息，从而保证能够基于用户的穿戴位置信息获取到真实心电图信号，从而保证基于真实心电图信号获得的基准心拍向量的准确性。
本公开实施例中，根据所述第一心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第一距离，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第二距离来确定采集的心电图信号是否为准确的心电图信号，以此对所述心电图信号进行校正，获取准确的心电图信号。本实施例实现对采集的心电图信号进行校正，保证校正后的心电图信号的准确性。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1是本公开根据一示例性实施例示出的一种I导联心电图示意图。
图2是本公开根据一示例性实施例示出的一种I导联心电图倒像的示意图。
图3是本公开根据一示例性实施例示出的一种心电图信号校正方法的流程示意图。
图4是本公开根据一示例性实施例示出的一种基准心拍向量的示意图。
图5是本公开根据一示例性实施例示出的一种第一心拍向量的示意图。
图6是本公开根据一示例性实施例示出的一种第二心拍向量的示意图。
图7是本公开根据一示例性实施例示出的一种心电图信号校正装置的结构图。
图8是本公开根据一示例性实施例示出的一种可穿戴设备的结构图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
随着技术的发展，一些可穿戴设备如手表、手环或者脚环等也具有心电图功能，可穿戴设备可以穿戴于人体的四肢上，例如手腕或者脚踝。由于心电图测量取决于电极与被测心脏的相对位置，并且电极可以设置在可穿戴设备上，因此，可穿戴设备在用户身上的穿戴位置可能会导致采集的心电图信号有误，比如可穿戴设备为手表或者手环，如果用户左手佩戴手表，并在采集心电图信号时用右手接触手表，即正极接触左手，负极接触右手，此时采集到的心电图信号为如图1所示的I导联心电图；如果用户右手佩戴手表，并在采集心电图信号时用左手接触手表，即正极接触右手，负极接触左手时，此时采集到的心电图信号为如图2所示的I导联心电图的倒像。在一些应用场景中，单导联心电图可以用于判断心律失常，但是心律的判断需要明确心电图是否为真实的I导联心电图，医生在根据手表测量显示出的心电数据做心律失常的判断的时候，会因为错误的倒置的心电图出现判断失误(这是因为窦性心律的时候I导联心电图中的P波是直立的，医学上如果出现I导联心电图中的P波倒置，医生可能会据此作出非窦性心律的错误判断)。因此，有必要对采集的心电图信号进行校正。
基于此，本实施例提供了一种心电图信号校正方法、装置、可穿戴设备以及存储介质，在采集被测者的心电图信号之后，根据所述心电图信号来获取第一心拍向量以及根据倒置后的心电图信号来获取第二心拍向量，然后根据第一心拍向量与基准心拍向量的相似度以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度来确定采集的心电图信号是否为准确的心电图信号，以此对所述心电图信号进行校正，获取准确的心电图信号。本实施例实现对采集的心电图信号进行校正，保证校正后的心电图信号的准确性。
其中，所述可穿戴设备包括但不限于手环、手表、戒指、腕带、手镯或者脚环等具有心电图功能的可穿戴设备。可穿戴设备可以固定在人体的四肢上，例如手腕或脚踝。可穿戴设备可以戴在左手腕或右手腕上，也可以戴在右脚踝或左脚踝上。
在一个例子中，所述可穿戴设备为手环或者手表，如果用户左手佩戴手表，并在采集心电图信号时用右手接触手表，即正极接触左手，负极接触右手，此时采集到的心电图信号为如图1所示的I导联心电图；如果用户右手佩戴手表，并在采集心电图信号时用左手接触手表，即正极接触右手，负极接触左手时，此时采集到的心电图信号为如图2所示的I导联心电图的倒像。因此，可以使用本公开实施例的心电图信号校正方法来获取准确的心电图信号。
在一个例子中，所述可穿戴设备为脚环，如果用户在脚踝上佩戴脚环，并在采集心电图信号时用左手或者右手接触脚环，即正极接触脚踝，负极接触左手或者右手，此时采集到的心电图信号为II导联心电图(脚踝-右手)或者III导联心电图(脚踝-左手)；如果用户错误将脚环穿戴在上肢，可能导致正极和负极相反了，此时采集到的心电图信号为II导联心电图的倒像或者III导联心电图的倒像。因此，可以使用本公开实施例的心电图信号校正方法来获取准确的心电图信号。
请参阅图3，为本公开实施例提供的一种心电图信号校正方法的流程示意图，应用于可穿戴设备上，所述方法包括：
在步骤S101中，采集被测者的心电图信号。
在步骤S102中，根据所述心电图信号获取至少一个第一心拍信息，并将所述至少一个第一心拍信息映射成第一心拍向量。
在步骤S103中，将所述心电图进行倒置，根据倒置后的心电图信号获取至少一个第二心拍信息，并将所述至少一个第二心拍信息映射成第二心拍向量。
在步骤S104中，根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。
在一实施例中，在采集心电图信号并对所述心电图信号进行校正之前，所述可穿戴设备首先获取基准心拍向量，以便后续的心电图信号校正过程。所述基准心拍向量可以通过以下方式获取：在首次采集所述被测者的心电图信号时，获取所述可穿戴设备的穿戴位置信息；所述穿戴位置信息指示采集心电图信号时正极所在位置；其中，所述穿戴位置信息可以由用户输入，比如用户可以通过交互组件比如触摸显示屏或者交互控件输入，或者用户也可以通过语音方式输入；然后根据所述可穿戴设备的穿戴位置信息进行心电图信号校正，获取真实心电图信号；最后根据所述真实心电图信号获取至少一个基准心拍信息，并将所述至少一个基准心拍信息映射成至少一个基准心拍向量。本实施例中根据获取的穿戴位置信息确定出真实心电图信号，进而基于真实心电图信号来获取基准心拍向量，以便后续的心电图信号校正过程，从而能够获取到正确的心电图信号。
其中，只需用户在首次采集心电图信号时输入所述可穿戴设备的穿戴位置信息，在后续的心电图信号采集及校正过程中无需再输入所述可穿戴设备的穿戴位置信息，有利于减少用户的操作步骤，提高用户的使用体验。
在一个示例性的实施例中，所述可穿戴设备至少包括手表或者手环，所述穿戴位置信息包括左手佩戴或右手佩戴，该穿戴位置信息由用户在首次采用所述可穿戴设备进行心电图信号检测时输入；则在根据所述可穿戴设备的穿戴位置信息进行心电图信号校正时，如果所述穿戴位置信息为左手佩戴，即正极接触左手，负极接触右手，此时采集到的心电图信号为正确的I导联心电图，则首次采集的心电图信号为所述真实心电图信号；如果所述穿戴位置信息为右手佩戴，即正极接触右手，负极接触左手时，此时采集到的心电图信号为I导联心电图的倒像，需要将首次采集的心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到所述真实心电图信号。
在获取所述真实心电图信号之后，所述可穿戴设备检测所述真实心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述真实心电图信号进行分割，获取所述至少一个基准心拍信息，其中，所述指定波形包括但不限于P波、Q波、R波、S波或者T波等；然后所述可穿戴设备对所述至少一个基准心拍信息进行重采样，获取至少一个基准心拍向量；其中，如果有多个基准心拍向量，在重采样之后任意两个基准心拍向量的维度相同，从而有利于简化后续的运算过程。所述基准心拍向量用于指示正确的心电图信号。
在一个示例性的实施例中，所述可穿戴设备为手表或者手环，则采集到的心电图信号为I导联心电图，I导联心电图以R波为主，则为了提高后续校正的准确性以及提高分割准确率和分割效率，所述可穿戴设备在获取所述真实心电图信号之后，可以检测所述真实心电图信号中R波的峰值，然后以检测到的R波的峰值为边界，对所述真实心电图信号进行分割，获取所述至少一个基准心拍信息，进而对所述至少一个基准心拍信息进行重采样，获取至少一个基准心拍向量，请参阅图4，图4示例性地示出了一种基准心拍向量的示意图。
在一实施例中，在获取到多个基准心拍信息以及基于所述多个基准心拍信息获取多个基准心拍向量的情况下，为了方便后续的心电图信号校正过程，可以将多个基准心拍向量的统计结果作为后续的心电图信号校正过程中的基准心拍向量使用，其中，多个基准心拍向量的统计结果包括但不限于所述多个基准心拍向量的平均值或者中位数等，可依据实际应用场景进行具体设置。
在获取基准心拍向量之后，所述可穿戴设备可以采集被测者的心电图信号并基于所述基准心拍向量对所述心电图信号进行校正。
在采集被测者的心电图信号之后，所述可穿戴设备可以根据所述心电图信号获取至少一个第一心拍信息，并将所述至少一个第一心拍信息映射成第一心拍向量。在一种实现方式中，所述可穿戴设备检测所述心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述心电图信号进行分割，获取所述至少一个第一心拍信息；其中，所述指定波形包括但不限于P波、Q波、R波、S波或T波等；然后所述可穿戴设备对所述至少一个第一心拍信息进行重采样，获取至少一个第一心拍向量；其中，如果有多个第一心拍向量，在重采样之后任意两个第一心拍向量的维度相同，从而有利于简化后续的运算过程。
接着，所述可穿戴设备可以将所述心电图信号绕沿水平X轴方向进行翻转倒置后得到倒置后的心电图信号，然后根据倒置后的心电图信号获取至少一个第二心拍信息，并将所述至少一个第二心拍信息映射成第二心拍向量。在一种实现方式中，所述可穿戴设备可以检测所述倒置后的心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述倒置后的心电图信号进行分割，获取所述至少一个第二心拍信息；其中，所述指定波形包括但不限于P波、Q波、R波、S波或T波等；然后所述可穿戴设备对所述至少一个第二心拍信息进行重采样，获取至少一个第二心拍向量；其中，如果有多个第二心拍向量，在重采样之后任意两个第二心拍向量的维度相同，从而有利于简化后续的运算过程。
在一个示例性的实施例中，所述可穿戴设备为手表或者手环，则采集到的心电图信号为I导联心电图，I导联心电图以R波为主，则为了提高后续校正的准确性以及提高分割准确率和分割效率，所述可穿戴设备在获取所述心电图信号和所述倒置的心电图信号之后，可以以检测到的R波的峰值为边界，对所述心电图信号和所述倒置的心电图信号分别进行分割，从而分别得到所述至少一个第一心拍信息和所述至少一个第二心拍信息。
最后，所述可穿戴设备根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度来确定采集的心电图信号是否为准确的心电图信号，以此对所述心电图信号进行校正，获取准确的心电图信号。本实施例实现对采集的心电图信号进行校正，保证校正后的心电图信号的准确性。
其中，当获取多个所述第一心拍向量、多个第二心拍向量以及多个基准心拍向量时，为了简化校正步骤，提高校正效率，所述可穿戴设备可以根据所述多个第一心拍向量的统计结果与所述多个基准心拍向量的统计结果之间的相似度，以及所述多个第二心拍向量的统计结果与所述多个基准心拍向量的统计结果之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。本实施例在获取多个所述第一心拍向量、多个第二心拍向量以及多个基准心拍向量情况下，根据其统计结果实现对采集的心电图信号进行校正，有利于简化校正步骤，提高校正效率，同时也保证校正后的心电图信号的准确性。
其中，所述多个第一心拍向量的统计结果包括但不限于多个第一心拍向量的平均值、中位数等，所述多个第二心拍向量的统计结果包括但不限于多个第二心拍向量的平均值、中位数等，所述多个基准心拍向量的统计结果包括但不限于所述多个基准心拍向量的平均或者中位数等。可依据实际应用场景进行具体设置。
在一种实现方式中，所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度可以通过所述第一心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第一距离来体现，所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度可以通过所述第二心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第二距离，则所述可穿戴设备可以根据所述第一心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第一距离，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第二距离，对所述心电图信号进行校正。本实施例实现对采集的心电图信号进行校正，保证校正后的心电图信号的准确性。
其中，所述第一距离以及第二距离包括以下至少一种距离：余弦距离或欧式距离。可依据实际应用场景进行具体设置。
具体来说，如果所述第一距离小于所述第二距离，表明该心电图信号对应的可穿戴设备的穿戴位置与所述基准心拍向量的真实心电图信号对应的可穿戴设备的穿戴位置一致，则无需对所述心电图信号进行校正，所述可穿戴设备可以输出所述心电图信号，或者通过与所述可穿戴设备通信连接的移动终端输出所述心电图信号；如果所述第一距离不小于所述第二距离，表明该心电图信号对应的可穿戴设备的穿戴位置与所述基准心拍向量的真实心电图信号对应的可穿戴设备的穿戴位置相反，则将所述心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到倒置后的心电图信号，由所述可穿戴设备输出所述倒置后的心电图信号，或者通过与所述可穿戴设备通信连接的移动终端输出所述倒置后的心电图信号。
在一个示例性的实施例中，以可穿戴设备为手表为例进行说明：
关于基准心拍向量的获取：在所述手表首次采集被测者的心电图信号时，获取用户输入的手表的穿戴位置信息，所述穿戴位置信息包括左手佩戴或者右手佩戴。如果所述穿戴位置信息为左手佩戴，则首次采集的心电图信号为真实心电图信号；如果所述穿戴位置信息为右手佩戴，将首次采集的心电图信号绕沿水平X轴方向进行翻转倒置后得到真实心电图信号。所述可穿戴设备为手表，则采集到的心电图信号为I导联心电图，I导联心电图以R波为主，则为了提高后续校正的准确性，所述手表可以检测所述真实心电图信号中R波的峰值，然后以检测到的R波的峰值为边界，对所述真实心电图信号进行分割，获取多个基准心拍信息，进而对所述多个基准心拍信息进行重采样，获取多个基准心拍向量，任意两个基准心拍向量的维度相同；进一步地，为了简化校正步骤，提高校正效率，所述手表可以使用多个基准心拍向量的平均值参与后续的心电图信号校正过程，例如多个基准心拍向量的平均值为如图4所示的示意图。
在实际采集及校正过程中，所述手表采集被测者的心电图信号，检测所述心电图信号中R波的峰值，并以检测到的R波的峰值为边界，对所述心电图信号进行分割，获取多个第一心拍信息，对多个第一心拍信息进行重采样，获取多个第一心拍向量，任意两个第一心拍向量的维度相同，进一步地，为了简化校正步骤，提高校正效率，所述手表可以使用多个第一心拍向量的平均值参与后续的校正过程，例如多个第一心拍向量的平均值形成如图5所示的示意图；以及，所述手表将所述心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到倒置后的心电图信号，检测所述倒置后的心电图信号中R波的峰值，并以检测到的R波的峰值为边界，对所述倒置后的心电图信号进行分割，获取多个第二心拍信息，对多个第二心拍信息进行重采样，获取多个第二心拍向量，任意两个第二心拍向量的维度相同，进一步地，为了简化校正步骤，提高校正效率，所述手表可以使用多个第二心拍向量的平均值参与后续的校正过程，例如多个第二心拍向量的平均值形成如图6所示的示意图。
所述手表可以计算多个第一心拍向量的平均值与多个基准心拍向量的平均值之间的第一余弦距离，设多个第一心拍向量的平均值为X1，多个基准心拍向量的平均值为X，第一余弦距离为A，则
以及计算多个第二心拍向量的平均值与多个基准心拍向量的平均值之间的第二余弦距离，设多个第二心拍向量的平均值为X2，多个基准心拍向量的平均值为X，第二余弦距离为B，则
如果A>＝B，则所述心电图信号对应的手表穿戴位置与真实心电图信号对应的手表穿戴位置相反，将所述心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到准确的I导联心电图并输出；如果A<B，则所述心电图信号对应的手表穿戴位置与真实心电图信号对应的手表穿戴位置一致，输出所述心电图信号。如图4、图5以及图6所示的实施例中，A＞B，则所述心电图信号对应的手表穿戴位置与真实心电图信号对应的手表穿戴位置相反，将图5所示的所述心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到准确的I导联心电图并输出。
以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾，但是限于篇幅，未进行一一描述，因此上述实施方式中的各种技术特征的任意进行组合也属于本说明书公开的范围。
与前述心电图信号方法的实施例相对应，本公开还提供了心电图信号装置、装置所应用的可穿戴设备以及存储介质的实施例。
相应的，请参阅图7，本公开实施例还提供了一种心电图信号装置，应用于可穿戴设备，所述装置包括：
心电图信号采集模块201，用于采集被测者的心电图信号。
第一心拍向量获取模块202，用于将所述心电图进行倒置，根据所述心电图信号获取至少一个第一心拍信息，并将所述至少一个第一心拍信息映射成第一心拍向量。
第二心拍向量获取模块203，用于根据倒置后的心电图信号获取至少一个第二心拍信息，并将所述至少一个第二心拍信息映射成第二心拍向量。
心电图信号校正模块204，用于根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。
在一实施例中，所述倒置后的心电图信号为将所述心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到。
在一实施例中，所述第一心拍向量获取模块具体用于：检测所述心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述心电图信号进行分割，获取所述至少一个第一心拍信息。
所述第二心拍向量获取模块具体用于：检测所述倒置后的心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述倒置后的心电图信号进行分割，获取所述至少一个第二心拍信息。
在一实施例中，所述指定波形包括以下至少一种或多种：P波、Q波、R波、S波或T波。
在一实施例中，所述第一心拍向量获取模块具体用于：对所述至少一个第一心拍信息进行重采样，获取至少一个第一心拍向量；其中，如果有多个第一心拍向量，任意两个第一心拍向量的维度相同。
所述第二心拍向量获取模块具体用于：对所述至少一个第二心拍信息进行重采样，获取至少一个第二心拍向量；其中，如果有多个第二心拍向量，任意两个第二心拍向量的维度相同。
在一实施例中，还包括基准心拍向量获取模块，所述基准心拍向量获取模块用于：在首次采集所述被测者的心电图信号时，获取所述可穿戴设备的穿戴位置信息；所述穿戴位置信息指示采集心电图信号时正极所在位置；根据所述可穿戴设备的穿戴位置信息进行心电图信号校正，获取真实心电图信号；根据所述真实心电图信号获取至少一个基准心拍信息，并将所述至少一个基准心拍信息映射成至少一个基准心拍向量。
在一实施例中，当获取多个所述第一心拍向量、多个第二心拍向量以及多个基准心拍向量时，所述心电图信号校正模块204具体用于：根据所述多个第一心拍向量的统计结果与所述多个基准心拍向量的统计结果之间的相似度，以及所述多个第二心拍向量的统计结果与所述多个基准心拍向量的统计结果之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。
在一实施例中，所述可穿戴设备至少包括手表或者手环；所述穿戴位置信息由用户输入，所述穿戴位置信息包括左手佩戴或右手佩戴。
所述基准心拍向量获取模块具体用于：如果所述穿戴位置信息为左手佩戴，则首次采集的心电图信号为所述真实心电图信号；如果所述穿戴位置信息为右手佩戴，将首次采集的心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到所述真实心电图信号。
在一实施例中，所述心电图信号校正模块204具体用于：根据所述第一心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第一距离，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第二距离，对所述心电图信号进行校正。
在一实施例中，还包括输出模块，用于如果所述第一距离不小于所述第二距离，输出所述倒置后的心电图信号；如果所述第一距离小于所述第二距离，输出所述心电图信号。
在一实施例中，所述第一距离以及第二距离包括以下至少一种距离：余弦距离或欧式距离。
上述装置中各个模块的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。
对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
相应的，本公开还提供一种可穿戴设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述处理器被配置为：
采集被测者的心电图信号；
根据所述心电图信号获取至少一个第一心拍信息，并将所述至少一个第一心拍信息映射成第一心拍向量；以及，
将所述心电图进行倒置，根据倒置后的心电图信号获取至少一个第二心拍信息，并将所述至少一个第二心拍信息映射成第二心拍向量；
根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。
相应的，本公开还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
本公开可采用在一个或多个其中包含有程序代码的存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。计算机可用存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于：相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
如图8所示，图8是本公开根据一示例性实施例示出的一种可穿戴设备的结构图。该设备300可以是手环、手表、戒指、腕带、手镯或者脚环等具有心电图功能的可穿戴设备。
参照图8，设备300可以包括以下一个或多个组件：处理组件302，存储器304，电源组件306，多媒体组件308，音频组件310，输入/输出(I/O)的接口312，传感器组件314，以及通信组件316。
处理组件302通常控制设备300的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件302可以包括一个或多个处理器320来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件302可以包括一个或多个模块，便于处理组件302和其他组件之间的交互。例如，处理组件302可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件308和处理组件302之间的交互。
存储器304被配置为存储各种类型的数据以支持在设备300的操作。这些数据的示例包括用于在设备300上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器304可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件306为设备300的各种组件提供电力。电源组件306可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为设备300生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件308包括在所述设备300和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件308包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当设备300处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件310被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件310包括一个麦克风(MIC)，当设备300处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器304或经由通信组件316发送。在一些实施例中，音频组件310还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口312为处理组件302和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件314包括一个或多个传感器，用于为设备300提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件314可以检测到设备300的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为设备300的显示器和小键盘，传感器组件314还可以检测设备300或设备300中一个组件的位置改变，用户与设备300接触的存在或不存在，设备300方位或加速/减速和设备300的温度变化。传感器组件314可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件314还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件314还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件316被配置为便于设备300和其他设备之间有线或无线方式的通信。设备300可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G、3G或4G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件316经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件316还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，设备300可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种包括指令的非临时性计算机可读存储介质，例如包括指令的存储器304，上述指令可由设备300的处理器320执行以完成上述方法。例如，所述非临时性计算机可读存储介质可以是ROM、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备等。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。
Claims (18)
1.一种心电图信号校正方法，其特征在于，应用于可穿戴设备上，所述方法包括：
采集被测者的心电图信号；
根据所述心电图信号获取至少一个第一心拍信息，并将所述至少一个第一心拍信息映射成第一心拍向量；以及，
将所述心电图进行倒置，根据倒置后的心电图信号获取至少一个第二心拍信息，并将所述至少一个第二心拍信息映射成第二心拍向量；
根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述倒置后的心电图信号为将所述心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述心电图信号获取至少一个第一心拍信息，包括：
检测所述心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述心电图信号进行分割，获取所述至少一个第一心拍信息；
所述根据倒置后的心电图信号获取至少一个第二心拍信息，包括：
检测所述倒置后的心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述倒置后的心电图信号进行分割，获取所述至少一个第二心拍信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述指定波形包括以下至少一种或多种：P波、Q波、R波、S波或T波。
5.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述将所述至少一个第一心拍信息映射成第一心拍向量，包括：
对所述至少一个第一心拍信息进行重采样，获取至少一个第一心拍向量；其中，如果有多个第一心拍向量，任意两个第一心拍向量的维度相同；
所述将所述至少一个第二心拍信息映射成第二心拍向量，包括：
对所述至少一个第二心拍信息进行重采样，获取至少一个第二心拍向量；其中，如果有多个第二心拍向量，任意两个第二心拍向量的维度相同。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基准心拍向量通过以下方式获取：
在首次采集所述被测者的心电图信号时，获取所述可穿戴设备的穿戴位置信息；所述穿戴位置信息指示采集心电图信号时正极所在位置；
根据所述可穿戴设备的穿戴位置信息进行心电图信号校正，获取真实心电图信号；
根据所述真实心电图信号获取至少一个基准心拍信息，并将所述至少一个基准心拍信息映射成至少一个基准心拍向量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当获取多个所述第一心拍向量、多个第二心拍向量以及多个基准心拍向量时，所述根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正，包括：
根据所述多个第一心拍向量的统计结果与所述多个基准心拍向量的统计结果之间的相似度，以及所述多个第二心拍向量的统计结果与所述多个基准心拍向量的统计结果之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述可穿戴设备至少包括手表或者手环；所述穿戴位置信息由用户输入，所述穿戴位置信息包括左手佩戴或右手佩戴；
所述根据所述可穿戴设备的穿戴位置信息进行心电图信号校正，获取真实心电图信号，包括：
如果所述穿戴位置信息为左手佩戴，则首次采集的心电图信号为所述真实心电图信号；
如果所述穿戴位置信息为右手佩戴，将首次采集的心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到所述真实心电图信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正，包括：
根据所述第一心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第一距离，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量在向量空间中的第二距离，对所述心电图信号进行校正。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：
如果所述第一距离不小于所述第二距离，输出所述倒置后的心电图信号；
如果所述第一距离小于所述第二距离，输出所述心电图信号。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一距离以及第二距离包括以下至少一种距离：余弦距离或欧式距离。
12.一种心电图信号校正装置，其特征在于，应用于可穿戴设备上，所述装置包括：
心电图信号采集模块，用于采集被测者的心电图信号；
第一心拍向量获取模块，用于根据所述心电图信号获取至少一个第一心拍信息，并将所述至少一个第一心拍信息映射成第一心拍向量；以及，
第二心拍向量获取模块，用于将所述心电图信号进行倒置，根据倒置后的心电图信号获取至少一个第二心拍信息，并将所述至少一个第二心拍信息映射成第二心拍向量；
心电图信号校正模块，用于根据所述第一心拍向量与基准心拍向量的相似度，以及所述第二心拍向量与基准心拍向量之间的相似度，对所述心电图信号进行校正。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述倒置后的心电图信号为将所述心电图信号绕X轴方向进行翻转倒置后得到。
14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，
所述第一心拍向量获取模块具体用于：检测所述心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述心电图信号进行分割，获取所述至少一个第一心拍信息；
所述第二心拍向量获取模块具体用于：检测所述倒置后的心电图信号中指定波形的峰值，并以检测到的指定波形的峰值为边界，对所述倒置后的心电图信号进行分割，获取所述至少一个第二心拍信息。
15.根据权利要求12或14所述的装置，其特征在于，
所述第一心拍向量获取模块具体用于：对所述至少一个第一心拍信息进行重采样，获取至少一个第一心拍向量；其中，如果有多个第一心拍向量，任意两个第一心拍向量的维度相同；
所述第二心拍向量获取模块具体用于：对所述至少一个第二心拍信息进行重采样，获取至少一个第二心拍向量；其中，如果有多个第二心拍向量，任意两个第二心拍向量的维度相同。
16.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括基准心拍向量获取模块，
所述基准心拍向量获取模块用于：在首次采集所述被测者的心电图信号时，获取所述可穿戴设备的穿戴位置信息；所述穿戴位置信息指示采集心电图信号时正极所在位置；根据所述可穿戴设备的穿戴位置信息进行心电图信号校正，获取真实心电图信号；根据所述真实心电图信号获取至少一个基准心拍信息，并将所述至少一个基准心拍信息映射成至少一个基准心拍向量。
17.一种可穿戴设备，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器执行所述可执行指令时，用于实现如权利要求1至11所述的方法。
18.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至11任一项所述方法。
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| Publication number | Publication date |
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| CN112401893B (zh) | 2023-10-13 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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