一种胎儿心电信号提取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术适用于心电监测技术领域，提供了一种胎儿心电信号提取方法及装置，所述装置包括：接收以腹壁电极从母体腹壁监测到得的单路腹壁心电信号；提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置；截取N个以R波波峰位置左右段的预设长度进行平均，获得平均波形模板，将所述平均波形模板与当前波形模块进行叠加，生成递归波形模板，所述N为大于等于5的正整数；以所述递归波形模板作为参考信号，通过自适应滤波算法从所述腹壁心电信号获取胎儿心电信号。本发明专利技术，通过对腹壁心电信号进行递归波形模板叠加，生成自适应滤波器的参考信号，因此实现了在单导联系统下自适应的胎儿心电信号分离。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于心电监测
，尤其涉及一种胎儿心电信号提取方法及装置。
技术介绍
在围产期中，特别是在分娩过程中，胎儿由于脐带压迫或者其他原因，造成暂时性缺氧，引起窒息，智力迟钝，痴呆甚至死亡，这与围产期胎儿缺乏足够有效的监护有关。要实现胎儿心脏监护，先要取得反映胎儿健康状况的信号，如胎心心率监测。反映胎儿心脏功能的信号通常有三种，即心音、心动和心电信号，其中，胎儿心电信号是监测胎儿健康状况的有效手段之一，很早就为人们所重视。1906年Gremer就首次用腹部电极记录到胎儿心电信号。1961年Hon开始应用电子计算机作胎儿心电信号处理。之后十几年中不少学者开展了这方面的研究，虽然取得了不少进展，但还没有获得很好的处理方法，这是由于腹部胎儿心电信号处理存在以下一些困难：1)信噪比低，胎儿心电分量太弱，仅为10～50uV左右，而母亲心电信号则可达750uV,两者可差十倍以上，肌电噪声与其它干扰也很强，信号完全淹没于噪声之中；2)时域中胎儿磁共振血管造影(magneticresonanceangiography，QRS)波与母体QRS波有10～30％的重叠；3)频域中胎儿频谱与母体的频谱大部分重叠；4)信号随机性很强，是非平稳过程，特别是由于胎儿的自由移动造成胎儿心电传输通道的时变性。其中，现有的基于自适应的胎儿心电分离算法，需要两路输入信号，即：一路腹壁心电信号(主输入信号)，一路胸导联心电信号(参考输入信号)，综上所述，输入端需要多路腹壁心电信号，极大地限制了该方法在实际中的实时应用。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种胎儿心电信号提取方法及装置，旨在解决现有技术输入端需要多路腹壁心电信号，极大地限制了该方法在实际中的应用，使用范围有限的问题。一方面，提供一种胎儿心电信号提取方法，所述方法包括：接收以腹壁电极从母体腹壁监测到得的单路腹壁心电信号；提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置；截取N个以R波波峰位置左右段的预设长度进行平均，获得平均波形模板，将所述平均波形模板与当前波形模块进行叠加，生成递归波形模板，所述N为大于等于5的正整数；以所述递归波形模板作为参考信号，通过自适应滤波算法从所述腹壁心电信号获取胎儿心电信号。进一步地，所述N为5。进一步地，所述提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置具体包括：对所述腹壁心电信号进行差分运算，获取所述腹壁心电信号的斜率曲线；对所述斜率曲线进行绝对滑动积分运算，记录每秒钟内的最大值，对前M秒内的最大值进行平均，获得最大值平均值，根据公式：R波判定阈值＝预设系数比值*最大值平均值，获取R波判定阈值,其中，所述M为大于等于8的正整数，预设系数比值为固定值；查找所述斜率曲线上差分值大于R波判定阈值的段，以其中最大差分值作为R波波峰位置。进一步地，所述递归波形模板根据公式：递归波形模板＝a*平均波形模板+b*当前波形模块获得，其中，a、b为递归系数。进一步地，所述自适应滤波算法包括最小均方LMS算法、递归最小二乘方RLS算法或最小二乘格形LSL算法。另一方面，提供一种胎儿心电信号提取装置，所述系统包括：信号接收单元，用于接收以腹壁电极从母体腹壁监测到得的单路腹壁心电信号；波峰提取单元，用于提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置；递归模板生成单元，用于截取N个以R波波峰位置左右段的预设长度进行平均，获得平均波形模板，将所述平均波形模板与当前波形模块进行叠加，生成递归波形模板，所述N为大于等于5的正整数；胎心信号获取单元，用于以所述递归波形模板作为参考信号，通过自适应滤波算法从所述腹壁心电信号获取胎儿心电信号。进一步地，所述N为5。进一步地，所述波峰提取单元具体包括：信号分差模块，用于对所述腹壁心电信号进行差分运算，获取所述腹壁心电信号的斜率曲线；阀值获取模块，用于对所述斜率曲线进行绝对滑动积分运算，记录每秒钟内的最大值，对前M秒内的最大值进行平均，获得最大值平均值，根据公式：R波判定阈值＝预设系数比值*最大值平均值，获取R波判定阈值,其中，所述M为大于等于8的正整数，预设系数比值为固定值；波峰查找模块，用于查找所述斜率曲线上差分值大于R波判定阈值的段，以其中最大差分值作为R波波峰位置。进一步地，所述递归模板生成单元具体用于根据公式：递归波形模板＝a*平均波形模板+b*当前波形模块，获得递归波形模板，其中，a、b为递归系数。进一步地，所述自适应滤波算法包括最小均方LMS算法、递归最小二乘方RLS算法或最小二乘格形LSL算法。本申请实施例包括以下优点：通过对腹壁心电信号进行递归波形模板叠加，生成自适应滤波器的参考信号，因此实现了在单导联系统下自适应的胎儿心电信号分离。附图说明图1是本专利技术实施例一提供的胎儿心电信号提取方法的流程图；图2是本专利技术实施例一提供的递归波形模板生成示意图；图3是本专利技术实施例一提供的第1-3路母体腹壁心电信号示意图；图4是本专利技术实施例一提供的第4-5路母体腹壁心电信号示意图；图5是本专利技术实施例一提供的实验结果分析的三种位置关系的示意图；图6是本专利技术实施例二提供的胎儿心电信号提取装置的具体结构框图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。以下结合具体实施例对本专利技术的实现进行详细描述：实施例一图1示出了本专利技术实施例二提供的胎儿心电信号提取方法的实现流程，详述如下：在步骤S101中，接收以腹壁电极从母体腹壁监测到得的单路腹壁心电信号。在步骤S102中，提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置。在本实施例中，所述提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置具体包括：步骤S11，对所述腹壁心电信号进行差分运算，获取所述腹壁心电信号的斜率曲线；步骤S12，对所述斜率曲线进行绝对滑动积分运算，记录每秒钟内的最大值，对前M秒内的最大值进行平均，获得最大值平均值，根据以下公式1获取R波判定阈值,R波判定阈值＝预设系数比值*最大值平均值公式1其中，所述M为大于等于8的正整数，预设系数比值为固定值；优选的，所述M为8。对提取的腹壁心电信号，进行差分运算，以获取腹壁心本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种胎儿心电信号提取方法，其特征在于，所述方法包括：接收以腹壁电极从母体腹壁监测到得的单路腹壁心电信号；提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置；截取N个以R波波峰位置左右段的预设长度进行平均，获得平均波形模板，将所述平均波形模板与当前波形模块进行叠加，生成递归波形模板，所述N为大于等于5的正整数；以所述递归波形模板作为参考信号，通过自适应滤波算法从所述腹壁心电信号获取胎儿心电信号。

【技术特征摘要】
1.一种胎儿心电信号提取方法，其特征在于，所述方法包括：
接收以腹壁电极从母体腹壁监测到得的单路腹壁心电信号；
提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置；
截取N个以R波波峰位置左右段的预设长度进行平均，获得平均波形模板，
将所述平均波形模板与当前波形模块进行叠加，生成递归波形模板，所述N为
大于等于5的正整数；
以所述递归波形模板作为参考信号，通过自适应滤波算法从所述腹壁心电
信号获取胎儿心电信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述N为5。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述提取所述腹壁心电
信号中的母体心电R波波峰位置具体包括：
对所述腹壁心电信号进行差分运算，获取所述腹壁心电信号的斜率曲线；
对所述斜率曲线进行绝对滑动积分运算，记录每秒钟内的最大值，对前M
秒内的最大值进行平均，获得最大值平均值，根据公式：R波判定阈值＝预设系
数比值*最大值平均值，获取R波判定阈值，其中，所述M为大于等于8的正整
数，预设系数比值为固定值；
查找所述斜率曲线上差分值大于R波判定阈值的段，以其中最大差分值作
为R波波峰位置。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述递归波形模板根据公式：
递归波形模板＝a*平均波形模板+b*当前波形模块获得，其中，a、b为递归系数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自适应滤波算法包括最
小均方LMS算法、递归最小二乘方RLS算法或最小二乘格形LSL算法。
6.一种胎儿心电信号提取装置，其特征在于，所述装置包括：
信号接收单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：张南南，张金勇，王磊，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44