CN112741632B - 心电信号检测方法、系统、设备以及计算机存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种心电信号检测方法、系统、设备以及计算机存储介质，该心电信号检测方法应用于心电信号检测系统，心电信号检测系统至少包括第一导联、第二导联和第三导联，心电信号检测方法包括：预先设置多个第一时序和多个第二时序，第一时序和第二时序相邻设置；在第一时序以第三导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和第二导联采集第一心电信号；在第二时序以第二导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和第三导联采集第二心电信号；将第一心电信号和第二心电信号进行计算处理，以得到第三心电信号；由第三心电信号分离得到母体心电信号和胎儿心电信号。本申请的心电信号检测方法通过复用右腿驱动导联，简化了导联数量以及导联系统。

Description

心电信号检测方法、系统、设备以及计算机存储介质

技术领域

本申请涉及心电信号检测技术领域，特别是涉及一种心电信号检测方法、系统、设备以及计算机存储介质。

背景技术

对于体表胎心电领域，每个体表胎心电检测产品的导联数量以及导联放置位置是根据产品而异的。因此，在满足产品性能的前提下，设计出一种尽可能精简的导联分布系统是很有必要的。

目前业界的体表胎儿心电信号检测装置的电极分布系统普遍采用的是若干根信号采集导联线配置固定右腿驱动导联线的方式，该方式下的检测系统导联数量不够精简，在体表胎儿监护时检测系统应当尽可能减少孕妇负担是很有必要的，导联线数量越少孕妇体验感越佳。

发明内容

本申请提供一种心电信号检测方法、系统、设备以及计算机存储介质，以解决现有技术中检测系统的导联数量不够精简的问题。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是提供一种心电信号检测方法，应用于心电信号检测系统，所述心电信号检测系统至少包括第一导联、第二导联和第三导联，所述心电信号检测方法包括：

预先设置多个第一时序和多个第二时序，所述第一时序和所述第二时序相邻设置；

在所述第一时序以第三导联作为右腿驱动导联，并通过所述第一导联和所述第二导联采集第一心电信号；

在所述第二时序以第二导联作为右腿驱动导联，并通过所述第一导联和所述第三导联采集第二心电信号；

将所述第一心电信号和所述第二心电信号进行计算处理，以得到第三心电信号；

由所述第三心电信号分离得到母体心电信号和胎儿心电信号。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是提供一种心电信号检测系统，所述心电信号检测系统包括：

导联组以及检测电路，其中，所述检测电路与所述导联组耦接，所述导联组至少包括第一导联、第二导联、第三导联；

所述检测电路控制所述第三导联作为右腿驱动导联，并控制所述第一导联和所述第二导联采集第一心电信号；

或者，所述检测电路控制所述第二导联作为所述右腿驱动导联，并控制所述第一导联和所述第三导联采集第二心电信号。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是提供一种心电信号检测设备，所述心电信号检测设备包括心电信号采集模块、心电信号修正模块以及心电信号计算模块；

所述心电信号采集模块，用于预先设置多个第一时序和多个第二时序，所述第一时序和所述第二时序相邻设置；在所述第一时序以第三导联作为右腿驱动导联，并通过所述第一导联和所述第二导联采集第一心电信号；在所述第二时序以第二导联作为右腿驱动导联，并通过所述第一导联和所述第三导联采集第二心电信号；

所述心电信号修正模块，用于将所述第一心电信号和所述第二心电信号进行计算处理，以得到第三心电信号；

所述心电信号计算模块，用于由所述第三心电信号分离得到母体心电信号和胎儿心电信号。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是提供另一种心电信号检测设备，所述心电信号检测设备包括存储器以及与所述存储器耦接的处理器；

其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现如上述的心电信号检测方法。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是提供一种计算机存储介质，其中存储有计算机程序，计算机程序被执行时实现上述心电信号检测方法的步骤。

区别于现有技术，本申请的有益效果是：心电信号检测系统预先设置多个第一时序和多个第二时序，第一时序和第二时序相邻设置；在第一时序以第三导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和第二导联采集第一心电信号；在第二时序以第二导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和第三导联采集第二心电信号；将第一心电信号和第二心电信号进行计算处理，以得到第三心电信号；由第三心电信号分离得到母体心电信号和胎儿心电信号。本申请的心电信号检测方法通过复用右腿驱动导联，简化了导联数量以及导联系统。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请提供的心电信号检测系统一实施例的结构示意图；

图2是图1实施例中电极系统的结构示意图；

图3是本申请提供的心电信号检测系统另一实施例的结构示意图；

图4是图3实施例中电极系统的结构示意图；

图5是本申请提供的心电信号检测电路一实施例的结构示意图；

图6是图5实施例中电极系统的结构示意图；

图7是本申请提供的心电信号检测电路另一实施例的结构示意图；

图8是本申请提供的心电信号检测电路又一实施例的结构示意图；

图9是本申请提供的心电信号检测方法一实施例的流程示意图；

图10是图9实施例中电极系统的结构示意图；

图11是本申请提供的心电信号检测方法另一实施例的流程示意图；

图12是本申请提供的心电信号检测设备一实施例的结构示意图；

图13是本申请提供的心电信号检测设备另一实施例的结构示意图；

图14是本申请提供的计算机存储介质一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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他实施例，都属于本申请保护的范围。

在目前的心电信号检测系统中，孕妇在胎监检测时，由于需要测量US、TOCO等相关监护参数，监护过程中需要较多的医疗仪器测试设备。因此，在体表胎心电监控过程中尽可能减少放置在孕妇身体上的导联线数量是很有必要且很有意义的。从用户角度出发，在进行体表胎心电检测时，在不影响基本功能的前提下需要尽可能少的导联线数量以减少孕妇的不适感。

传统的心电信号检测系统主要通过连接多导联的方式，将每对导联线所采集的心电信号单独放大。传统技术方案的导联系统中需要设置一根专用导联线作为右腿驱动导联线，增加了导联系统中的导联线数量以及导联系统复杂度，降低用户的体验感。

为解决传统心电信号检测系统的技术问题，本申请提出了一种心电信号检测系统，具体请参阅图1，图1是本申请提供的心电信号检测系统一实施例的结构示意图。

如图1所示，本实施例的心电信号检测系统100至少包括导联组和检测电路；其中，导联组和检测电路耦接，检测电路可以用于控制导联组中多个导联的接入状态。其中，导联为电极在人体体表的放置位置及电极与放大器的连接方式。

其中，导联组可以包括第一导联111、第二导联112、第三导联113。其中，第一导联111、第二导联112以及第三导联113均可以用于心电信号采集，也可以用于作为右腿驱动导联，以减少心电信号检测系统100中的工频信号干扰。具体地，检测电路可以控制第三导联113作为右腿驱动导联，并控制第一导联111和第二导联112采集第一心电信号；或者，检测电路12也可以控制第二导联112作为右腿驱动导联，并控制第一导联111和第三导联113采集第二心电信号。

在其他实施例中，导联组的导联数量可以根据用户的需求增加或减少。例如，当导联组中设置有五个导联，具体请参阅图2中的导联A、导联B、导联C、导联D以及导联E。在图2的电极系统中，导联组总共构成四个采集通道，分别为E-B、E-C、E-D以及C-A，每个通道采用差分放大方式对心电信号进行处理。其中，上述四个采集通道可以分时段进行工作，例如，在时间段1中，检测电路控制导联A作为右腿驱动导联，并控制通道E-B、通道E-C、通道E-D采集第一心电信号，此时，导联A相当于上述第三导联113；在时间段2中，检测电路控制导联B作为右腿驱动导联，并控制通道C-A采集第二心电信号，导联D和导联E不采集心电信号，此时，导联B相当于上述第二导联112。

进一步地，检测电路在时间段2中也可以将导联B、导联D以及导联E中的一个导联作为右腿驱动导联，即检测电路12可以选择需要采集心电信号的通道以外的任一导联作为右腿驱动导联。

因此，本实施例的心电信号检测系统100能够根据用户需求自动选择空闲的导联复用为右腿驱动导联，能够保证基本功能正常运行的前提下简化了导联数量以及导联系统。

进一步地，本实施例的检测电路包括开关电路12。开关电路12通过切换开关的状态接入第三导联113或第二导联112，例如，当开关电路12处于第一状态时，开关电路12接入第三导联113，以使第三导联113作为心电信号检测系统100的右腿驱动导联；当开关电路12处于第二状态时，开关电路12接入第二导联112，以使第二导联112作为心电信号检测系统100的右腿驱动导联。

进一步地，本实施例的心电信号检测系统100还可以包括控制器(图中未示出)，控制器耦接开关电路12，控制器用于控制开关电路的开关状态。具体地，控制器可以接收外部控制指令，并根据外部控制指令切换开关电路12的状态，以使第三导联113或第二导联112复用为右腿驱动导联。控制器还可以提取预设的控制代码，并实现对应的控制代码，执行切换开关电路12的状态的控制命令，以使第三导联113或第二导联112复用为右腿驱动导联。

为了进一步揭示本申请提供的心电信号检测系统，本实施提出了另一种心电信号检测系统，具体请继续参阅图3，图3是本申请提供的心电信号检测系统另一实施例的结构示意图。

在上述实施例的心电信号检测系统100的基础上，本实施例的检测电路进一步包括检验电路13和处理电路14。其中，检验电路13分别与导联组、开关电路12耦接，处理电路14与导联组耦接。

其中，处理电路14具有心电信号处理功能，用于获取第一导联111和第二导联112采集的第一心电信号，以及获取第一导联111和第三导联113采集的第二心电信号。进一步地，处理电路14还用于根据第一心电信号和第二心电信号计算得到第三心电信号。

具体地，本实施例的第一心电信号为母体胎儿混合心电信号，第二心电信号为母体心电信号，第三心电信号为胎儿心电信号。处理电路14对母体心电信号以及母体胎儿混合心电信号通过硬件滤波放大和算法处理，以基于母体心电信号从母体胎儿混合心电信号中提取出胎儿心电信号。具体地，处理电路14可以从母体心电信号中获取母体心电信号特征，进一步将母体胎儿混合心电信号中剔除对应的母体心电信号特征，从而获取胎儿心电信号。

目前的心电信号检测系统在右腿驱动导联线未连接时不能正确判断其余信号检测导联的连接状态信息。在工频环境较大时，右腿驱动导联的阈值电压会偏大，容易误检测右腿驱动导联状态信息，从而无法充分提供右腿驱动导联在位与否的准确信息。

现有的检测导联在位功能的方法包括直流方案和交流方案两种，上述两种导联在位检测方案由于检测原理缺陷，在右腿驱动导联未连接的情况下无法识别各个信号检测导联的连接状态。因此，检测到右腿驱动导联未连接时只能提示为全部导联未连接，并不能精确提供右腿驱动导联未连接时各个信号检测导联的状态信息。

对此，心电信号检测系统100引入检验电路13，检验电路13用于检验各导联的状态信息。检验电路13通过在每个导联上叠加一直流偏置电平，当对应的导联线未连接时，则该点电平值应当为所叠加的直流电平值；当对应的导联线连接时，则该点电平值为右腿驱动电路输出的直流电平值，通过检测各个导联的直流电平范围从而单独判断各个导联是否已连接。

例如，当导联组中设置有五个导联，具体请参阅图4中的导联A、导联B、导联C、导联D以及导联E。在图4的电极系统中，导联组总共构成六个采集通道，分别为E-B、E-C、E-D、DE、CE以及C-A，每个通道采用差分放大方式对心电信号进行处理。

在时间段1中，检测电路控制导联A作为右腿驱动导联，并控制通道E-B、通道E-C、通道E-D采集第一心电信号。此时，检验电路13检测通道E-B、通道E-C、通道E-D的工频幅度；若工频幅度大于预设阈值，则情况包括：(1)导联A未连接，导联B、导联C、导联D、导联E部分或全部连接；(2)导联组的所有导联未连接。

进一步地，检测电路在时间段2中控制导联B切换为右腿驱动导联，检验电路13检测通道E-C和通道E-D是否有正常波形输出。如果各个通道无波形输出，则判断为导联组的所有导联未连接；如果通道E-C和通道E-D至少有一个通道有心电信号波形输出，则判断为导联A未连接，除导联A外的其余导联连接状态同样可以通过上述的阈值判断法加以判断。

例如，检验电路13在时间段2判断出作为右腿驱动导联的导联B未连接或者全部导联未连接时，检测电路在下一个时间段1中控制导联B切换为信号检测导联，检验电路13再次检测通道E-C和通道E-D是否有正常波形输出。如果各个通道无波形输出，则判断为导联组的所有导联未连接；如果通道E-C和通道E-D至少有一个通道有心电信号波形输出，则判断为导联B未连接。

现有的右腿驱动电路检测方法在连接良好且工频环境干扰较大的情况下容易导致右腿驱动运放输出阈值超过检测，在位功能易误检。通过检验电路13在时间段1与时间段2间轮流切换检测的方式将对应导联在右腿驱动导联和信号检测导联间切换可以避免上述问题的发生，从而能够精确得判断右腿驱动导联在位情况，提高临床使用过程中导联在位问题的信息准确度。

进一步地，为了进一步揭示本申请提供的心电信号检测系统的具体结构，本申请还提出了一种检测电路的具体结构，具体请参阅图5，图5是本申请提供的心电信号检测电路一实施例的结构示意图。

其中，心电信号检测电路200包括放大电路21和开关电路22，开关电路22的一端与放大电路21耦接，另一端与外部的第一导联或第二导联耦接。在本实施例中，放大电路21可以为右腿驱动电路。

开关电路22可以设置有模拟开关，模拟开关处于第一状态时，开关电路22与第一导联通路，以使第一导联作为右腿驱动导联；模拟开关处于第二状态时，开关电路22与第二导联通路，以使第二导联作为右腿驱动导联。

本实施例的心电信号检测电路200通过软件控制模拟开关切换不同的开关状态，以使将对应的第一导联/第二导联切换为右腿驱动导联，从而减少传统方案中需要固定的右腿驱动导联，优化导联系统方案。例如，不同的信号检测导联在时间段1和时间段2循环采集，在硬件电路上增加一模拟开关即可实现将信号检测导联复用为右腿驱动导联。

进一步地，本实施例的心电信号检测电路200可以引入外部控制器，以控制开关电路22的开关状态。具体地，外部控制器可以接收外部控制指令，并根据外部控制指令切换开关电路22的状态，以使第一导联或第二导联复用为右腿驱动导联。外部控制器还可以提取预设的控制代码，并实现对应的控制代码，执行切换开关电路22的状态的控制命令，以使第一导联或第二导联复用为右腿驱动导联。

进一步地，开关电路22具体包括第一开关S1和第二开关S2。第一开关S1控制第一导联的接入状态，第二开关S2控制第二导联的接入状态。

例如，假设一个时间周期为t＝t1+t2，在时间段t1，通过软件控制第一开关S1导通，第二开关S2断开，此时放大电路21输出连接至第一导联，即在时间段t1第一导联作为右腿驱动导联。在时间段t2，通过软件控制第一开关S1断开，第二开关S2导通，此时放大电路21输出连接至第二导联，即在时间段t2第二导联作为右腿驱动导联。进一步假设总监护时间为T，则在监护时间T内，开关电路22需要切换的次数为2*T/t。第一开关S1、第二开关S2的开关状态和第一导联、第二导联的状态时间对应表情参见下表所示：

时间	时间段t1	时间段t2
			开关状态	S1导通、S2断开	S1断开、S2导通
第一导联功能状态	右腿驱动导联	信号检测导联
			第二导联功能状态	信号检测导联	右腿驱动导联

本实施例的心电信号检测电路200还可以包括检验电路23，检验电路23分别与导联组、放大电路21耦接。检验电路23用于检验各导联的状态信息。检验电路23通过在每个导联上叠加一直流偏置电平，当对应的导联线未连接时，则该点电平值应当为所叠加的直流电平值；当对应的导联线连接时，则该点电平值为右腿驱动电路输出的直流电平值，通过检测各个导联的直流电平范围从而单独判断各个导联是否已连接。

例如，请参阅图6中的导联A、导联B、导联C、导联D以及导联E。在图6的电极系统中，导联组总共构成六个采集通道，分别为E-B、E-C、E-D、DE、CE以及C-A，每个通道采用差分放大方式对心电信号进行处理。

在时间段1中，放大电路21控制导联A作为右腿驱动导联，并控制通道E-B、通道E-C、通道E-D采集第一心电信号。此时，检验电路23检测通道E-B、通道E-C、通道E-D的工频幅度；若工频幅度大于预设阈值，则情况包括：(1)导联A未连接，导联B、导联C、导联D、导联E部分或全部连接；(2)导联组的所有导联未连接。

进一步地，放大电路21在时间段2中控制导联B切换为右腿驱动导联，检验电路23检测通道E-C和通道E-D是否有正常波形输出。如果各个通道无波形输出，则判断为导联组的所有导联未连接；如果通道E-C和通道E-D至少有一个通道有心电信号波形输出，则判断为导联A未连接，除导联A外的其余导联连接状态同样可以通过上述的阈值判断法加以判断。

例如，检验电路23在时间段2判断出作为右腿驱动导联的导联B未连接或者全部导联未连接时，放大电路21在下一个时间段1中控制导联B切换为信号检测导联，检验电路23再次检测通道E-C和通道E-D是否有正常波形输出。如果各个通道无波形输出，则判断为导联组的所有导联未连接；如果通道E-C和通道E-D至少有一个通道有心电信号波形输出，则判断为导联B未连接。

进一步地，本申请还提供了另一种具体的心电信号检测电路200，具体请参阅图7，图7是本申请提供的心电信号检测电路另一实施例的结构示意图。

上述实施例的放大电路21具体包括第一放大器U1和第二放大器U2。图7的右腿驱动复用硬件电路的物理电气连接关系具体如下：

第三导联通过电阻R1、电阻R2以及电阻R5连接到第一放大器U1输入端，第四导联通过电阻R3、电阻R4以及电阻R6连接到第一放大器U1输入端，并取第三导联和第四导联的共模电平，输入到第一放大器U1的同相输入端。其中，第三导联还通过电阻R1和电容C1接地，第四导联还通过电阻R3和电容C2接地。第一放大器U1的输出端连接第二放大器U2的反向输入端，以及连接第一放大器U1的反向输入端。

电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C3以及第二放大器U2构成反向滤波放大电路，反向滤波放大电路的输出端经过电阻R10后连接至第一开关S1和第二开关S2。具体地，第二放大器U2的同相输入端接地，第二放大器U2的输出端连接电阻R10，以及连接第二放大器U2的反向输入端。

心电信号检测电路200通过软件控制模拟开关的导通引脚从而控制第一开关S1、第二开关S2的导通关系。例如，在时间段t1第一开关S1导通，第二开关S2断开，则电阻R10通过第一开关S1连接至第一导联，此时第一导联作为右腿驱动导联连接至孕妇体表；在时间段t2第一开关S1断开，第二开关S2导通，则电阻R10通过第二开关S2连接至第二导联，此时第二导联作为右腿驱动导联连接至孕妇体表。

开关电路22在第一开关S1导通，第二开关S2断开以及第一开关S1断开，第二开关S2导通两种状态之间不断切换，实现了第一导联和第二导联分别在信号检测导联和右腿驱动导联之间不断切换，从而实现右腿驱动导联的复用。

进一步地，本申请还提供了另一种具体的心电信号检测电路200，具体请参阅图8，图8是本申请提供的心电信号检测电路又一实施例的结构示意图。

图8的增强型右腿驱动复用硬件电路的物理电气连接关系与图7的右腿驱动复用硬件电路的物理电气连接关系的区别在于在右腿驱动共模输入电平输入端处增加第三开关S3和第四开关S4，其余硬件电路连接方式和组件与图7一致，本实施例不再重复描述物理电气连接关系。

初始状态可以默认为第三开关S3导通，第四开关S4断开，即第三导联、第四导联作为右腿驱动共模输入端。

在该模式下，第三导联、第四导联在时间段t1、时间段t2分别采集心电信号，并记录该模式下的信噪比值Z1。根据阈值判断法，如果信噪比值Z1小于预设的信噪比阈值Z，即时，则通过软件控制第三开关S3断开，第四开关S4导通，即第五导联、第四导联作为右腿驱动共模输入端。

在该模式下，第五导联、第四导联在时间段t1、时间段t2分别采集心电信号，并记录该模式下的信噪比值Z2。根据阈值判断法，如果信噪比值Z2小于预设的信噪比阈值Z，即时，则比较与的值，取两者之间的较大值，从而决定第三开关S3和第四开关S4的状态。

例如，当时，通过软件控制第三开关S3断开，第四开关S4导通，即第五导联、第四导联作为右腿驱动共模输入端。当时，通过软件控制第三开关S3导通，第四开关S4断开，即第三导联、第四导联作为右腿驱动共模输入端。

通过上述阈值判断法，本实施例的心电信号检测电路200能够在信号质量不佳时通过该方式可在一定程度上提高心电信号质量，通过对比不同的模式在一定程度上提高检测的成功率。

为了解决上述技术问题，本申请还提出了一种心电信号检测方法，具体请参阅图9，图9是本申请提供的心电信号检测方法一实施例的流程示意图。其中，本实施例的心电信号检测方法可以应用于上述实施例的心电信号检测系统100，心电信号检测系统100的具体结构在此不再赘述。

其中，请结合图10的电极系统进行理解，具体地，图10的电极系统中包括导联A、导联B以及导联C三个信号检测导联，分别对应下述步骤中的第一导联、第二导联以及第三导联。本实施例的心电信号检测方法需要利用分时复用方式采集A-B通道和A-C通道的心电信号；当采集A-B通道的心电信号时，导联A和导联B作为信号检测导联，导联C作为右腿驱动导联；当采集A-C通道的心电信号时，导联A和导联C作为信号检测导联，导联B作为右腿驱动导联。

如图9所示，本实施例的心电信号检测方法具体包括以下步骤：

S101：预先设置多个第一时序和多个第二时序，第一时序和第二时序相邻设置。

其中，检测系统预设多个检测周期，每个检测周期包括一个第一时序和一个第二时序，第一时序和第二时序相邻设置。

S102：在第一时序以第三导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和第二导联采集第一心电信号。

其中，检测系统将第三导联作为右腿驱动导联，将第一导联和第二导联作为信号检测导联，并在第一时序以预设采样率对第一导联和第二导联进行心电信号采集。心电信号采集结束后进入S103的第二时序。

S103：在第二时序以第二导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和第三导联采集第二心电信号。

其中，检测系统将第二导联作为右腿驱动导联，将第一导联和第三导联作为信号检测导联，并在第二时序以相同预设采样率对第一导联和第三导联进行心电信号采集。

检测系统反复进行S102和S103，即可体表胎儿心电信号的信号数据采集。

进一步地，由于右腿驱动导联切换瞬间，导联之间形成的通道突然导通，对存在电压畸变。检测系统需要进一步对采集到的心电信号进行出来以消除电压畸变带来的心电信号不稳定。具体地，检测系统可以将采集到的心电信号经过一个高通滤波器或自适应滤波器，消除信号基线偏移。

S104：将第一心电信号和第二心电信号进行计算处理，以得到第三心电信号。

其中，由于需要切换右腿驱动导联，各通道体表胎儿心电信号并不是同一时间采集得到的，各通道体表胎儿心电信号存在一定的时间差。因此，检测系统需要对一个周期内第一时序采集的第一心电信号做延时处理。例如，一开始若是第一导联和第二导联在第一时序先进行心电信号采集，则需要对这部分心电信号延时第一时序的时长，从而保证一个周期内采集的第一心电信号和第二心电信号在时间轴上同步。

进行时间同步处理后，检测系统将延时后的第一心电信号对第二心电信号进行两两之间的插值，插值的方式可以采用线性插值或样条插值等插值方法。

其中，S104的第三心电信号为体表胎儿心电信号。

S105：由第三心电信号分离得到母体心电信号和胎儿心电信号。

其中，检测系统对S104插值处理得到的体表胎儿心电信号经过一个预设的自适应滤波器消除基线漂移干扰、工频干扰和肌电干扰，得到干净的体表胎儿心电信号，然后再利用自适应滤波方法或盲源分离方法对体表胎儿心电信号进行分离，分别得到母体心电信号和胎儿心电信号。

进一步地，检测系统还可以根据母体心电信号和胎儿心电信号获取对应的母体心率和胎儿心率。具体处理方法如下：

检测系统利用差分滤波器、低通滤波器对母体心电信号和胎儿心电信号分别进行处理得到母体QRS峰值和胎儿QRS峰值，然后根据相邻的母体QRS峰值位置和间隔计算出母体心率，根据相邻的胎儿QRS峰值位置和间隔计算出胎儿心率。

在本实施例中，心电信号检测系统预先设置多个第一时序和多个第二时序，第一时序和第二时序相邻设置；在第一时序以第三导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和第二导联采集第一心电信号；在第二时序以第二导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和第三导联采集第二心电信号；将第一心电信号和第二心电信号进行计算处理，以得到第三心电信号；由第三心电信号分离得到母体心电信号和胎儿心电信号。本申请的心电信号检测方法在不影响检测系统基础功能的前提下将信号检测导联复用为右腿驱动导联，从而简化了导联数量以及导联系统。

对于图9所示的实施例，由于右腿驱动导联切换瞬间，导联之间形成的通道突然导通，对存在电压畸变。为了减少检测系统为解决电压畸变的处理任务，本申请进一步提出了另一种具体的心电信号检测方法，请继续参阅图11，图11是本申请提供的心电信号检测方法另一实施例的流程示意图。

如图11所示，本实施例的心电信号检测方法具体包括以下步骤：

S201：在第一采样周期以第三导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和第二导联采集第一心电信号。

其中，图9所示实施例中，检测系统预设信号采样率为F，则对应的采样周期为1/F。本实施例引入ADC(Analog-to-Digital Converter，数/模转换)采样率，并将ADC采样率设置为预设信号采样率的2N倍，即2NF，则对应的采样周期降为1/(2NF)，其中，N为大于1的整数。

通过引入ADC采样率，使得第一时序划分为第一采样周期和第一稳定周期，例如，对于每个采集周期1/F，第一采样周期为0～1/(2NF)，第一稳定周期为1/(2NF)～1/(2F)。

检测系统控制ADC在0～1/(2NF)的时间段通过第一导联和第二导联采集第一心电信号。0～1/(2NF)的时间段结束后进入S202：

S202：在第一稳定周期断开第二导联，连接第三导联，并以第二导联作为右腿驱动导联。

其中，检测系统结束第一采样周期后，将右腿驱动导联由第三导联切换为第二导联。第一导联和第三导联形成的采集通道突然导通，会存在电压畸变，该采集通道的电压从饱和状态变化至采样信号基线状态需要一定的稳定时间，第一稳定周期1/(2NF)～1/(2F)的时间片段即为预留的右腿驱动导联切换的稳定时间。在第一稳定周期期间，检测系统不进行心电信号采样，直至第一稳定周期结束，进入第二采样周期。

S203：在第一稳定周期相邻的下一个第二采样周期通过第一导联和第三导联采集第二心电信号。

其中，检测系统进入与上述第一稳定周期相邻的下一个第二采样周期时，采集通道已经稳定。检测系统继续在第二采样周期内通过第一导联和第三导联采集第二心电信号。

进一步地，采集第二心电信号完成后，检测系统再次将右腿驱动导联由第二导联切换为第三导联，同理(1/(2F)+1/(2NF))～1/F的时间片段即为预留的右腿驱动导联切换的稳定时间。

如此反复采集即可完成体表胎儿心电信号各通道的心电信号采集任务，在这个采集过程中，很好地实现右腿驱动导联的实时切换，各通道采集的心电信号之间几乎没有时间差。

S204：将第一心电信号和第二心电信号进行计算处理，以得到第三心电信号。

其中，当检测系统需要引入新的采样率时，检测系统采集的第一心电信号和第二心电信号的时间差为1/(2F)。因此，一开始若是第一导联和第二导联在第一采集周期先进行心电信号采集，则需要对这部分心电信号延时1//(2F)，从而保证一个周期内采集的第一心电信号和第二心电信号在时间轴上同步。

进一步地，为了提高心电信号的采集准确性，检测系统还可以对采集的体表胎儿心电信号进行重采样，因为对第一心电信号进行延时只能保证第一心电信号和第二心电信号在时间轴上同步，但是无法消除第一心电信号和第二心电信号在采样时就存在的时间差。

例如，第一心电信号是在0～1/(2NF)的时间段内采集的心电信号，而第二心电信号是在1/(2F)～(1/(2F)+1/(2NF))的时间段内采集的心电信号，两个时间段存在时间差1/(2F)，也即两个时间段内采集的并不是同一时间点的体表胎儿心电信号。这会导致第一心电信号和第二心电信号的幅度差异，在采集QRS波信号时，QRS波的幅度变化较快，不同通道在不同时间点采集的QRS波幅度也就会不同，这会给后续处理带来麻烦。为消除这种差异，需要对第一心电信号和第二心电信号进行重采样，确保第一心电信号和第二心电信号是在同一时间点采样的。重采样的方法如下：

第一心电信号采样点的时间点为0，1/F，2/F，3/F……；第二心电信号采样点的时间为1/(2F)，3/(2F)，5/(2F)，7/(2F)……；检测系统需要对第二心电信号进行两两之间插值，即可得到第二心电信号在时间点1/F，2/F，3/F……的采样值，从而完成重采样处理。

为实现上述实施例的心电信号检测方法，本申请提出了一种心电信号检测设备，具体请参阅图12，图12是本申请提供的心电信号检测设备一实施例的结构示意图。

本实施例的心电信号检测设备300包括心电信号采集模块31、心电信号修正模块32以及心电信号计算模块33。

其中，心电信号采集模块31，用于预先设置多个第一时序和多个第二时序，第一时序和第二时序相邻设置；在第一时序以第三导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和第二导联采集第一心电信号；在第二时序以第二导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和所述第三导联采集第二心电信号。

心电信号修正模块32，用于将第一心电信号和第二心电信号进行计算处理，以得到第三心电信号。

心电信号计算模块33，用于由第三心电信号分离得到母体心电信号和胎儿心电信号。

为实现上述实施例的心电信号检测方法，本申请提出了另一种心电信号检测设备，具体请参阅图13，图13是本申请提供的心电信号检测设备另一实施例的结构示意图。

本实施例的心电信号检测设备400包括存储器41以及处理器42，其中，存储器41与处理器42耦接。

存储器41用于存储程序数据，处理器42用于执行程序数据以实现上述实施例的心电信号检测方法。

在本实施例中，处理器42还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器42可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器42还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器42也可以是任何常规的处理器等。

本申请还提供一种计算机存储介质，请继续参阅图14，图14是本申请提供的计算机存储介质一实施例的结构示意图，该计算机存储介质500中存储有程序数据51，该程序数据51在被处理器执行时，用以实现上述实施例的心电信号检测方法。

本申请的实施例以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种心电信号检测方法，其特征在于，应用于心电信号检测系统，所述心电信号检测系统至少包括第一导联、第二导联和第三导联，所述心电信号检测方法包括：

预先设置多个第一时序和多个第二时序，所述第一时序和所述第二时序相邻设置；

在所述第一时序以第三导联作为右腿驱动导联，并通过所述第一导联和所述第二导联采集第一心电信号；

在所述第二时序以第二导联作为右腿驱动导联，并通过所述第一导联和所述第三导联采集第二心电信号；

将所述第一心电信号和所述第二心电信号进行计算处理，以得到第三心电信号；

由所述第三心电信号分离得到母体心电信号和胎儿心电信号；

所述检测方法还包括：

对所述第一时序采集的第一心电信号延时处理，以使所述第一心电信号与所述第一时序相邻的下一个第二时序采集的第二心电信号在时间轴上同步。

2.根据权利要求1所述的心电信号检测方法，其特征在于，

所述第一时序包括第一采样周期和第一稳定周期，所述第二时序包括第二采样周期和第二稳定周期；

所述在所述第一时序以第三导联作为右腿驱动导联，并通过所述第一导联和所述第二导联采集第一心电信号的步骤，包括：

在所述第一采样周期以第三导联作为右腿驱动导联，并通过所述第一导联和所述第二导联采集第一心电信号；

在所述第一稳定周期断开所述第二导联，连接所述第三导联，并以所述第二导联作为右腿驱动导联；

所述通过所述第一导联和所述第三导联采集第二心电信号的步骤，包括：

在所述第一稳定周期相邻的下一个第二采样周期通过所述第一导联和所述第三导联采集所述第二心电信号。

3.根据权利要求1所述的心电信号检测方法，其特征在于，

所述将所述第一心电信号和所述第二心电信号进行计算处理，以得到第三心电信号的步骤，进一步包括：

获取所述第一心电信号在第一时序中的采样时间；

基于所述采样时间对所述第二心电信号进行重采样；

根据重采样的所述第二心电信号与所述第一心电信号，得到所述第三心电信号。

4.根据权利要求1所述的心电信号检测方法，其特征在于，

所述对所述第一时序采集的第一心电信号延时处理的步骤之后，所述检测方法还包括：

将延时处理的所述第一心电信号和所述第二心电信号通过高通滤波器或自适应滤波器进行滤波。

5.根据权利要求1所述的心电信号检测方法，其特征在于，

所述由所述第三心电信号分离得到母体心电信号和胎儿心电信号的步骤，包括：

采用自适应滤波方法或盲源分离方法对所述第三心电信号进行分离，以得到母体心电信号和胎儿心电信号；

分别对所述母体心电信号和所述胎儿心电信号进行滤波处理，以得到母体心电波幅峰值和胎儿心电波幅峰值；

根据所述母体心电波幅峰值的位置和间隔计算得到母体心率，根据所述胎儿心电波幅峰值的位置和间隔计算得到胎儿心率。

6.一种心电信号检测设备，其特征在于，所述心电信号检测设备包括心电信号采集模块、心电信号修正模块以及心电信号计算模块；

所述心电信号采集模块，用于预先设置多个第一时序和多个第二时序，所述第一时序和所述第二时序相邻设置；在所述第一时序以第三导联作为右腿驱动导联，并通过第一导联和第二导联采集第一心电信号；在所述第二时序以第二导联作为右腿驱动导联，并通过所述第一导联和所述第三导联采集第二心电信号；

所述心电信号修正模块，用于将所述第一心电信号和所述第二心电信号进行计算处理，以得到第三心电信号；

所述心电信号修正模块，还用于对所述第一时序采集的第一心电信号延时处理，以使所述第一心电信号与所述第一时序相邻的下一个第二时序采集的第二心电信号在时间轴上同步；

所述心电信号计算模块，用于由所述第三心电信号分离得到母体心电信号和胎儿心电信号。

7.一种心电信号检测设备，其特征在于，所述心电信号检测设备包括存储器以及与所述存储器耦接的处理器；

其中，所述存储器用于存储程序数据，所述处理器用于执行所述程序数据以实现如权利要求1~5中任一项所述的心电信号检测方法。

8.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质用于存储程序数据，所述程序数据在被处理器执行时，用以实现如权利要求1~5中任一项的心电信号检测方法。