JPS5975038A - 心電計の波形認識におけるp波の検出方法 - Google Patents

心電計の波形認識におけるp波の検出方法

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JPS5975038A
JPS5975038A JP57185787A JP18578782A JPS5975038A JP S5975038 A JPS5975038 A JP S5975038A JP 57185787 A JP57185787 A JP 57185787A JP 18578782 A JP18578782 A JP 18578782A JP S5975038 A JPS5975038 A JP S5975038A
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JP57185787A
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修 栗原
石原 博海
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HAGIWARA DENKI KK
Suzuken KK
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HAGIWARA DENKI KK
Suzuken KK
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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、心臓病の検査に使用される心電図自動解析装
置のための、心電計の波形認識におけるP波の検出方法
に関するものである。
心電図自動解析装置においては、房室ブロック1度・w
pw及び房拡大等の病名診断のためにP波を用いていた
従って、P波を正確に求める事により、房室ブロック1
度・wpw及び房拡大の診断を正確に行うことができる
従来の心電図自動解析装置について、第1図〜第3図を
参照し、以下説明する。
心電図自動解析装置は、制御するためのプログラムを記
憶するROM2と、用途に応じて変更しく仔るデータを
記1意するためのRAM3と、プログラムメモリとして
の前記ROM2の内容に従って順次制御および演算を行
なうC’P U 1と、プログラムに応じて一定時間毎
に割込み信号を前記cpU1に対して発する割込みタイ
マ4と、前記CPU1と外部回路とのインターフェイス
を図る入出力回路5とを有し、前記CPUI・ROM2
・RAM3・割込みタイマ4および入出力回路5とがそ
れぞれアドレスバス・データバスおよびコントロールハ
ス等から成るハス6により接続されている。また、入出
力回路5には、心電計10からのアナログ信号をデジタ
ル信号に変換するためのA−D変換器7と、メソセージ
やデータを表示するためのCRT8と、コマンドやデー
タを入力するためのキーボード9とが接続されている。
第1図の心電図自動解析装置の動作について、第2図の
システムプログラムを参照して以下説明する。
電源を投入することによりROM2内のプログラムは自
動的にスタート101を行ないステップ102に進む。
ステップ102では、CRT8に質問事項(例えば、検
診者番号:より・年齢・日付及び性別等)を表示し、オ
ペレータが前記質問事項に対しキーホード9からデータ
を入力すると、ステップ103に進む。ステップ103
では、心電計の計測時間をセットし、キーボード9のス
タートスイッチを操作することにより、心電計10と割
込みタイマ4が作動し、ステップ104に進む。ステッ
プ104では、心電計10の複数の出力が前記割込みタ
イマ4に同期してサンプルボールドされ、その後順次A
/D変換した値がRAM3にデータDAとして読込まれ
、ステップ105に進む。ステップ105では、全誘導
のデータ取込みが終了すれば次のステップ106に進む
。また、全誘導のデータ取込のが終了してなければステ
ップ103に進み、全誘導のデータを取込むまでステッ
プ1(13,104および105をループする。
ステップ106では、−誘導のデータ=DA毎に移動平
均法および分割平均法、荷重平均法等を用い、雑音の除
去を行なったデータ:DBを得、そのデータを前記RA
M3に記憶し、ステップ107に進む。ステップ107
では、前記データ:1) Bを一定レベルにてスライス
して第3図に示したQR3波のおおよその位置を14認
した後、このQR3波の位置を基準にして予め定められ
た補正可能な範囲を定めておき直線近似で基線の補整を
行なったデータ: r (xiを記憶した後、ステップ
108へ進む。基線の補正を行なったデータ:f(x)
は、アドレスをXとして第3図に示すようなグラフとし
て表わすことができる。すなわち、アドレスXのメモリ
にデータf (xiを集録した集まりとなる。ステップ
108では、前記QR3波の位置から各パターンの大体
の区分を検出した後、詳細なパターンの検出を行ない、
ステップ109へ進む。
ステップ109では、ステップ108にて検出した波形
パターンの区分を利用し、これらの波形について、波高
値および波形幅、波形の形、時間間隔などを計測し、ス
テップ110に進む。ステップllOでは、全誘導の計
測が終了していればステップ111に進み、また、全誘
導の計測が終了するまでステップ106〜110をルー
プし゛、全誘導の計測が終了するとステップ111に進
む。
ステップ111では、前記計」り結果を診断論理に用い
て診断結果を得、ステップ112に進む。ステップ11
2では、前記診断結果をCRT8およびプリンタ11に
出力し、ステップ113に進みプログラムは終了する。
従来P波の検出方法としては、コロナ社より昭和51年
5月15E]7版(新版)発行の「新版電子計算機ハン
ドブック」のページ484〜486に記載の「心電図自
動診断システム」の項で詳細に説明されているような、 ■)心電計のアナログ出力を比較器を使用してコンバレ
ー1−(スライス)してP帯を得、そのP帯から波形パ
ターンの区分を正しく識別する方法、2)心電計の出力
をA−D変換し、そのA−D変換により得られたサンプ
リングデータの基線を補正しノイズ除去した後、データ
f (X)をコンパレートしてP帯を得、そのP帯から
波形パターンの区分を正しく識別する方法 等があった。
しかし、従来の心電計の波形をコンパレート(スライス
)してP帯を検出する方法に於ては、心電波の基線がド
リフ1−や電極の取付等の影響を受は変化し、誤ったP
帯を検出し正確なP波の頂点を検出することができなか
った。また、基線補正及びノイズ除去を行った後のデー
タf (XlをコンパレートとしてP帯を得る方法に於
ては、小さなP波の場合にはノイズとみなし検出するこ
とができなかった。
本発明はかかる欠点を無くすために、心電計より取り込
んだデータを雑音の除去及び基線の補正をしてデータf
(×)を得、該データf fXl中に含まれる原点N及
びT波の終点Mを予め検出し、その後前記原点Nから検
索始点Iと前記T波の終点Mから検索終点Jとをそれぞ
れ定め、さらに必要に応じて前記原点Nから第2の検索
終点Kを定め、前記検索始点■と検索終点JまたばKと
の間を所定間隔にて検索点iを順次変え、これら各検索
点iを中心とする前記データf (X)のサンプリング
数2y(IIの和からその前後の前記データf(×)の
サンプリング数7個の和をそれぞれ減算して得られる演
算結果F (X)を前記各検索点iの移行に伴って順次
得て、これら各演算結果F (X)と前記演算結果の最
大値に応じて定まる所望の値とを比較してP帯を順次検
出し、ついで各P帯における前記各演算結果F (X)
の最大値を検出し、この最大値に対応した検索点のデー
タf (xiを基準点として設定し、その後前記基準点
と前記各データf(×)との比較に基づきそれぞれの変
曲点を求め、これら変曲点の中心をP波の頂点として検
出するようにした心電計の波形認識におけるP波の検出
方法を提供することにある。
本発明によれば、P波の検出方法にあたり前記な変化を
も拡大して検出でき、小さなP波の検出も可能となり、
また、ノイズの多いデータにおいても多点の積算を行う
ことによりノイズの影響を少なくでき、正確なP波の検
出を行うことができる。
以下、本発明の実施例について第3図〜第6図を使用し
説明する。
商用周波数の2n倍(但し、n=1・2・3・・・)の
サンプリング周波数:Sとして20011z(5mse
c)を用い、心電計の出力をA−D変換して得られたデ
ータは、雑音の除去及び基線の補正をし得られるデータ
f(に)に変換される。そのデータf(×)の一部が第
3図に示されている。
パターン認識のプログラムにより、原点(QR8R8軸
点始点びT波の終点を、それぞれN及びMのデータ番!
 (RAMのアドレス)として検出した後、第5図のP
帯検出プログラムを実行する。
P帯検出プログラムは、ステップ201で開始しステッ
プ202に進む。ステップ202では、サンプリングデ
ータf (Xiの積算時間T1を設定し、そのデータの
サンプリンタ冒固数yをザンプリングデータ周波数Sと
積算時間T1との積として求めると共に、最初の積算点
の中心とする検索始点Iを原点アドレスNから前記デー
タのサンプリング個数yの2倍を引算して得、その後ス
テップ203に進む。
積算時間T1は、積算点を多くしノイズの影響を少なく
するため、20〜3Qmsecが適当である。本実施例
においては、前記積算時間T1が25m5ecまた前記
データのサンプリング個数yが5として以下説明する。
ステップ203では、原点NからP波の最大確認範囲に
応じた検索終点Jを前記検索始点Iから最大確認時間T
2として、J=I−T2xSの関係から求め、ステップ
204に進む。但し、前記最大確認時間T2は良く知ら
れた時間で原点Nから400 m、 sec前後である
。この場合には、T2−335m5ecとして以下説明
する。従って、前記検索終点Jは、■−67である。ス
テップ204では、T波の終点MからT3時間たったま
でをP波確認領域とし、その検索終点Kをに=M+T3
XSとして求め、ステップ205に進む。この場合には
、T3=75msecとして、前記検索終点KがM+1
5である。ステップ205では、積算値の演算結果の最
大値を格納するためのアドレス又はレジスフをBとして
、前記アドレスBに0をセントすると共に、検索点iに
検索始点Iをセントし、さらに前記演算結果を格納する
RAMのアドレスXを前記検索点iからAだけオフセッ
トされ検索点iに対応したアドレスA+iにセットし、
ステップ206に進む。
ステップ206では、P波の検索最終中心点KまたはJ
よりも検索点iが大きいか等しければステップ207に
進む。ステップ207では、検索点iを中心としてT1
時間の2倍の各データf(×)の積算和からその両側の
それぞれT1時間の各データf (Xlの積算和を減算
して得られるデータF(X)を得るため、 208に進む・。ステ・ンブ208では、アドレスX(
すなわちA+ i)に前記各演算結果F (X)を収納
し、ステップ209に進む。ステップ209では、前記
演算結果F (X)の最大値を検出するため、アドレス
BのデータF (B)よりも演算結果F (X)の絶対
値の方が大きげればステップ210に進み、アドレスB
に前記演算結果F (X)の絶対値を収納し、ステップ
211に進む。また、ステップ209では、前記データ
F (B)よりも前記結果F [Xlの絶対値の方が小
さければステップ211に進む。ステップ211では、
検索点のアドレスi及び演算結果のアドレスを更新する
ために、1=i−1を実行した後、ステップ206にも
どる。ステップ206では、まだP波の検索終点Kまた
はJよりも検索点iが大きいが等しげれば、前述の様に
ステップ207,208,209゜(210)、211
へ進み、前記検索点iが前記検索終点JまたばKよりも
小さくなるまでループし、小さくなるとステップ212
に進む。その演算結果F (X)がデータf fx)と
対応して、第4図(b)に示しである。
ステップ212では、検索点iに検索始点I (但し、
I=N−2y)をセットし、その後前記演算結果のデー
タF (X)の最初のアドレスXにセントするため、X
=A+iを実行すると共に、次のデータエントリの最初
のアドレスを前記検索点iよりCだけオフセットされ検
索点に対応したアドレスC++にセットした後、ステッ
プ213に進む。ステップ213では、前記演算結果F
 (X)の最大値であるF (B)からP帯の位置を検
出するため、F (B) Xk=F (B’)  (但
し、kは0゜75〜0.95本実施例では0.85を使
用している。)を実行し前記演算結果F (X)のスラ
イス点F(B’)をもとめ、ステ、プ214に進む。ス
テップ214では、前記P波の検索終点KまたはJより
も検索点iが大きければ、ステップ215へ進む。
ステップ215では、前記結果F (X)の絶対値がス
ライス点F(B’)よりも大きければ、ステップ216
へ進みアドレスCにデータaを収納しステップ218に
進む。また、前記演算結果F (X)の絶対値がスライ
ス点F(B’)よりも大きくなければ、ステップ217
へ進みアドレスCにデータ0を収納しステップ218に
進む。ステップ218では、1=i−1を実行すること
によりアドレスCを更新し、ステップ214にもどる。
ステップ218では、まだP波の検索終点KまたはJよ
りも検索点iが大きいか等しければ、前述の様にステッ
プ215,21.6.または’217,218へ進み、
前記検索点iが検索終点JまたはKよりも小さくなるま
でループし、その後ステップ219に進み、本プログラ
ムは終了する。
次に、第6図(a)に示されているP被検出プログラム
に進む。
P被検出プログラムは、ステップ301によりスタート
し、ステップ302に進む。ステンプ302では、本プ
ログラムの初期化を行うべく、P化生の最大値を格納す
るためのアドレスDの内容F (D)をOにセットし、
検索点iに検索始点I(但し、IはN−2yである。)
をセントし、さらに前記検索点に対応したアドレスにす
るためアドレスCをC=C+ iにセットすると共にP
波の頂点を格納するアドレスPをセットし、ステップ3
03に進む。ステップ303では、P波の検索終点Kま
たはJよりも検索点iが大きいか等しければ、ステップ
304に進む。ステップ304では、比較結果を格納し
たアドレスCの内容F (C)がaであれは、P波検出
ルーチン400 (後で詳細に説明する。)に進み実行
した後、ステップ305に進む。また、ステップ304
では、前記アドレスCの内容F (C)がaでなければ
、直ちにステップ305に進む。ステップ305では、
アドレスを更新するためj=i−1を実行した後ステッ
プ303にもどる。前記ステップ303では、まだ前記
検索終点Jまたは■(よりも検索点iが大きいか等しけ
れば、前述の様にステップ304゜(400)、305
−1進み、前記検索点iが前記検索終点JまたはKより
も大きいか等しくなるまでループし、その後ステップ3
06に進み、本プログラムは終了する。
第6図(b)に示されている、P波検出ルーチンについ
て説明する。
P波検出ルーチンは、ステップ304で比較結果を格納
したアドレスCの内容F (C)がaであれば起動され
、ステップ401によりスタートし、ステップ402に
進む。ステップ402では、前記演算結果F (X)の
最大値の検索範囲ρを設定するため、l1=T4×S 
(但し、T4は検索時間で40〜80m secである
)のT 4 = 60m secとして実行し、!−1
2を得た後、ステップ403に進む。ステップ403ば
、P帯における前記演算結、IF (X)の最大値を検
出するため、アドレスDのデータF (D)と前記各演
算結果lFくX)1とを比較し、F (D) < IF
 (X) l  であれば、ステップ404へ進み、マ
t、−F(D) < l F (X)1でなければ、ス
テップ405に進む。ステ・7プ404では、アドレス
DにアドレスXの内容F (X)を収容するとともに、
アドレスD+]にアドレスXの1の部分だLJを収納し
、ステップ405に進む。ステップ405では、アドレ
スXを更新するために1=i−1を実行するとともに、
前記検索範囲βを更新するためにρ−β−1を実行し、
ステップ406に進む。ステップ406では、前記検索
範囲βがOでなければ、ステップ403にもどり、前記
検索範囲pがOになるまでステップ403、  (40
4)、405をループし、前記検索範囲βがOになると
ステップ407に進む。ステップ407ては、アドレス
XにアドレスD+1の内容f(D−14)すなわちiを
収納するとともに、アドレスEにアドレスXの内容NX
I(すなわちP帯における最大値)を収納し、ステップ
408に進む。ステップ408では、アドレスXを更新
するためにi = i + lを実効し、ステップ40
9に進む。ステップ409では、原点nに近い側のP波
の変曲点を求むべく、アドレスEのデータf (E)と
アドレスXのデータf (X)とを比較し、前記P帯に
おける演算結果F (X)の最大値F (D)が正の値
の時には(正のP波の時には)、f(E)< f (x
iであればステップ408にもどり順次アドレスXを更
新しf  (E)≧f (x)になるまで捜しf(E)
≧f (X)になるとステップ410に進む。また、前
記P帯における演算結果F (X)の最大値F (D)
が負の値の時にはく負のP波の時には)、f  (E)
≧f fX)であればステップ40Bにもどり順次アド
レスXを更新しf  (E) < f (xiになるま
で捜しf  (E) < f (x)になるとステップ
410に進む。ステップ410では、変曲点のアドレス
XをデータとしてアドレスD+2に収納するとともに、
次の変曲点すなわちT波に近い側のP波の変曲点すなわ
ちT波に近い側のP波の変曲点を求むべく、演算結果の
最大値のアドレスのiの部分のデータf(×)をアドレ
スXにセ・ノドし、ステップ411に進む。ステップ4
11では、アドレスを更新するために1=i−1を実行
し、ステップ412に進む。ステップ412では、アド
レスEのデータf  (E)とアドレスXのデータf 
(x)とを比較し、前記P帯における演算結果F、(X
)の最大値F (D)が正の値の時にはく正のP波の時
には)、f  (E) < f (x)であればステッ
プ411にもどり順次アドレスを更新し、f  (E)
≧f (xiになるとステップ413に進む。また、前
記P帯仝こおける演算結果F (X)の最大値F (D
)が負の値の時には(負のP波の時には)、f(E)≧
f(×)であればステップ411にもどり順次アドレス
Xを更新しf  (E) < r(x+になるとステッ
プ413に進む。ステップ413では、変曲点のアドレ
スXをデータとしてアドレスD+3に収納し、ステップ
414に進む。ステップ414では、真のP波の原点を
求めるために、F (P) −(F (D+2)+F(
D+3))/2の演算を実行するとともに、アドレスP
に前記演算結果F (P)を収納し、次の演算結果の収
納アドレスを更新すべく P=P+1を実行し、さらに
次のP帯の最大値を検出すべくアドレスDのデータF 
(D)を0にセントし、ステップ415に進む。ステッ
プ415では、真のP波の頂点から時間T5(但し、T
5は30〜60 m5ec)が45 m5ecのところ
から再度次のP波を検索するために、アドレスiをセッ
トすべくi=F (P)−T5XSを実行し、ステップ
416へ進みP波検出ルーチンを終了する。
本発明は、P波のおおよその位置を(1)式を利用して
P帯として求め、前記P帯に対応した原波形f (xi
より真のP波の原点を求める方法を用いることにより、 (1)基線のドリフトや電極の取り付けにより生じるノ
イズの影響を無くす事ができ、 (2)小さなP帯をも検出することができる。
従って、P波を本方法を使用して正確に検出することが
でき、診断理論を用い不整脈および房拡大等を正確に見
付ける事ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、心電図自動解析装置のブロック図である。第
2図は、システムプログラムを示す図である。第3図は
、基線補正を行なったデータf (xiをアドレスXに
より表わした図である。第4図(a)は、第3図のP波
近傍を拡大して示した図である。 第4図(blは、P帯検出プログラム中のステップ20
7の演算結果を示す図である。第4図(C)は、P帯検
出プログラムにより得られたP帯を示す図である。第5
図は、P帯検出プログラムを示すフローチャートである
。第6図は、P波の最大点を検出するプログラム示すフ
ローチャートである。 符号の説明   1 0・・・心電図、f (X)・・・データ、N・・・原
点、M・・・終点、■・・・検索始点、J、K・・・検
索終点、i・・・検索点、F(X)  ・・・演算結果
。 出願人  萩原電気株式会社(ばか1名)代理人  弁
理士 長 谷 照 − (ばか1名)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)心電計より取り込んだデータを雑音の除去及び基
    線の補正をしてデータf (Xlを得、該データf(×
    )中に含まれる原点N及びT波の終点Mを予め検出し、
    その後前記原点Nから検索始点■と前記T波の終点Mか
    ら検索終点Jとをそれぞれ定め、さらに必要に応じて前
    記原点Nから第2の検索終点Kを定め、前記検索始点■
    と検索終点JまたばKとの間を所定間隔にて検索点iを
    順次変え、これら各検索点iを中心とする前記データf
     (xlのサンプリング数2y(Ililの和からその
    前後の前記データf (X!のサンプリング数7個の和
    をそれぞれ減算して得られる演算結果F (X)を前記
    各検索点iの移行に伴って順次得て、これら各演算結果
    F(X)と前記演算結果の最大値に応じて定まる所望の
    値とを比較してP帯を順次検出し、ついで各P帯におけ
    る前記各演算結果F (X)の最大値を検出し、この最
    大値に対応した検索点iの前記データf (X)を基準
    点として設定し、その後前記基準点と前記各データf 
    (x+との比較に基づきそれぞれの変曲点を求め、これ
    ら変曲点の中心をP波の頂点として検出するようにした
    心電計の波形認識におけるP波の検出方法。
  2. (2)前記演算結果F (X)が下記式によって得られ
    るようにした特許請求の範囲第1項記載の心
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0576506A (ja) * 1991-09-17 1993-03-30 Kazuji Takemoto 体表面心電計

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