一种心电信号分析方法及成像方法技术

本发明专利技术中公开了一种心电信号分析方法及成像方法。所述方法包括：采集原始心电信号；对原始心电信号进行低通滤波，获得滤波后的心电信号；基于所述滤波后的心电信号判断是否开启搜索门控；以及当搜索门控开启时，在所述原始心电信号上搜索R波，并确定R波位置。采用由搜索门控控制并在原始心电信号上检测R波的方法，可以减弱高频噪声的干扰，有效地避免由于滤波造成的信号畸变和输出信号延时导致不能准确识别R波的问题。

A method of ECG signal analysis and imaging method

【技术实现步骤摘要】
一种心电信号分析方法及成像方法
本专利技术涉及医疗
，特别涉及一种心电信号分析方法，用于检测R波，以及成像方法。
技术介绍
计算机断层扫描(ComputedTomography，CT)是指利用计算机技术对被测物体的X射线断层扫描数据进行重建的技术。它具有成像快捷、密度分辨率高等优点，而且CT扫描数据可以被方便地重建为不同角度切面的三维图像，满足用户的不同需求。目前CT技术被广泛应用于工业检测、医学成像等领域。在医学成像方面，多排CT的一个重要的应用是进行心脏扫描。为了尽量减小心脏运动对图像质量的影响并减少病人接受的辐射剂量，可以选择在心脏运动相对不剧烈的时刻进行曝光。在这种模式下需要准确获取心脏的运动状态。心电图(Electrocardiogram，ECG)是利用电极从人体体表记录到的心脏搏动的电信号波形，因此通过ECG信号可以准确获取心脏的运动状态，用于辅助对心脏成像。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种心电信号分析方法，其利用滤波后的信号确定搜索门控，降低高频噪声的干扰，并在滤波前的信号上进行R波的搜索，避免由于滤波造成的波形畸变的影响。为达到上述专利技术目的，本专利技术提供的技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供了一种心电信号分析方法，所述方法包括：采集原始心电信号；对原始心电信号进行低通滤波，获得滤波后的心电信号；基于所述滤波后的心电信号判断是否开启搜索门控；以及当搜索门控开启时，在所述原始心电信号上搜索R波，并确定R波位置。在本专利技术中，所述对原始心电信号进行低通滤波包括：采用IIR低通滤波器对所述原始心电信号进行低通滤波。在本专利技术中，所述基于所述滤波后的心电信号判断是否开启搜索门控包括：根据所述滤波后的心电信号进行差分运算，以获得差分信号；如果所述差分信号大于搜索门控阈值，则开启所述搜索门控。在本专利技术中，所述基于所述滤波后的心电信号判断是否开启搜索门控包括：根据所述滤波后的心电信号进行差分运算，以获得差分信号；根据所述差分信号进行非线性运算，以获得特征放大信号；如果所述特征放大信号大于搜索门控阈值，则开启所述搜索门控。在本专利技术中，所述当搜索门控开启时，在所述原始心电信号上搜索R波，并确定R波位置包括：当搜索门控开启时，判断当前原始心电信号与信号基线的幅度偏离值是否大于幅度阈值；如果所述当前原始心电信号与信号基线的幅度偏离值大于所述幅度阈值且所述当前原始心电信号的幅度为极值，则将当前原始心电信号的位置作为R波位置。在本专利技术中，所述搜索门控阈值为动态阈值，所述动态阈值与所述原始心电信号当前采样点之前的N个采样点的信号值相关，所述N为正整数。在本专利技术中，所述信号基线与所述原始心电信号当前采样点之前的N个采样点的信号值相关，所述幅度阈值与所述N个采样点与所述信号基线的幅度偏离值相关。在本专利技术中，所述当搜索门控开启时，在所述原始心电信号上搜索R波，并确定R波位置包括：当搜索门控开启时，采用训练过的心电信号检测模型，在所述原始心电信号上识别R波，并确定R波位置。另一方面，本专利技术实施例提供了一种心电信号分析方法，所述方法包括：采集心电信号；基于所述心电信号判断是否开启搜索门控；以及，当搜索门控开启时，根据幅度特征在所述心电信号上搜索R波，并确定R波位置。另一方面，本专利技术实施例提供了一种成像方法，所述方法包括：采集原始心电信号；对原始心电信号进行低通滤波，获得滤波后的心电信号；基于所述滤波后的心电信号判断是否开启搜索门控；当搜索门控开启时，在所述原始心电信号上搜索R波，并确定R波位置；以及根据所述R波位置，触发计算机断层扫描成像。与现有技术相比，本专利技术的有益效果表现如下：一、采用低阶的IIR低通滤波器对原始心电信号进行滤波预处理，可以利用较小的滤波器阶数去实现相同或相近的阻带衰减效果，减弱高频噪声的干扰，同时也可以在保证滤波效果的基础上减少搜索门控的延时；二、在原始心电信号上检测R波并确定R波位置，相较于现有技术中在经过滤波处理后的心电信号上检测R波位置的方法，可以有效地避免由于滤波造成的信号畸变导致不能准确识别R波的问题；三、通过设置搜索门控，可以减少搜索R波的范围，一方面缩短搜索R波的时间，另一方面，可以进一步减少高频噪声的干扰。附图说明图1是一个周期的心电信号波形图ECG；图2是本专利技术的心电信号分析方法及成像方法的示例性流程图；图3是本专利技术的心电R波实时检测方法的一个实施例流程图；图4是本专利技术的基于机器学习的方法检测心电R波的示例性流程图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图和实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。图1示出一个周期的心电信号波形图ECG。如图1所示，ECG信号由心脏周期活动产生的PQRST等波形组成，其中R波是心电图中最明显的一个波形，一般表现为向上或者向下的尖峰，在图1中，R波表现出明显的波峰特征。由于R波在ECG中表现出明显的尖峰特征，因此可以被用来标识心脏运动周期的开始时刻或结束时刻。R波可以通过算法检测出来。本专利技术提出一种心电信号分析方法，用于检测R波。为了完整地了解本专利技术，请参考图2，表示本专利技术以较佳实施方式的心电信号分析方法及成像方法的示例性流程图。在步骤202中，获取原始心电信号。在本实施例中，可以利用心电信号检测设备获取原始心电信号。在一实施例中，原始心电信号为数字信号，其包括至少一个离散点，离散点具有位置、幅度、宽度、斜率等一个或多个特征值。在一实施例中，所述心电信号检测设备可以包括一个或多个心电信号传感器(例如，电极)、放大电路和滤波电路等。在另一实施例中，所述心电信号检测设备可以是心电监测仪、计算机断层扫描仪(ComputedTomography，CT)、核磁共振成像扫描仪(MagneticResonanceImaging，MRI)、发射型计算机断层扫描仪(EmissionComputerizedTomography，ECT)中的一种或多种，或其他类似的心电信号检测设备或集成采集心电信号功能的医疗设备。心电信号检测设备可以是非便携式，可以是便携式，也可以是穿戴式。在一实施例中，原始心电信号可以为心电信号检测设备实时采集的数字信号，每次采集的数字信号为1个采样点，多个实时采集的信号可以形成一个或多个周期的信号，其中每个周期的心电信号具有类似于图1所示的信号波形。在一些实施例中，R波可以表现为一个向上的波峰(如图1所示)或一个向下的波谷。所述原始心电信号可以是心电信号传感器检测的原始信号经过放大、滤波等预处理后得到的心电信号。在另一实施例中，心电信号可以是存储在存储设备中的心电信号，直接从存储设备中获取即可。在步骤204中，可以采用低通滤波器对202采集到的原始心电信号进行滤波，以获得滤波后的心电信号。所述低通滤波器可以滤除高于频率阈值(例如，截止频率)的信号，而允许低于所述频率阈值的信号通过。采用低通滤波器对原始心电信号进行处理，可以减弱所述原始心电信号中高频噪声对后续处理的影响。在一些实施例中，步骤204可以省略，即，不对原始心电信号进行滤波，而直接进入步骤206中，基于原始心电信号判断是否开启搜索门控。在本专利技术的一个实施例中，所述低通滤波器可以是无限冲激响应(InfiniteImpulseResponse，IIR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种心电信号分析方法，其特征在于，所述方法包括：采集原始心电信号；对原始心电信号进行低通滤波，获得滤波后的心电信号；基于所述滤波后的心电信号判断是否开启搜索门控；以及当搜索门控开启时，在所述原始心电信号上搜索R波，并确定R波位置。

【技术特征摘要】
1.一种心电信号分析方法，其特征在于，所述方法包括：采集原始心电信号；对原始心电信号进行低通滤波，获得滤波后的心电信号；基于所述滤波后的心电信号判断是否开启搜索门控；以及当搜索门控开启时，在所述原始心电信号上搜索R波，并确定R波位置。2.如权利要求1的心电信号分析方法，其特征在于，所述对原始心电信号进行低通滤波包括：采用IIR低通滤波器对所述原始心电信号进行低通滤波。3.如权利要求1的心电信号分析方法，其特征在于，所述基于所述滤波后的心电信号判断是否开启搜索门控包括：根据所述滤波后的心电信号进行差分运算，以获得差分信号；如果所述差分信号大于搜索门控阈值，则开启所述搜索门控。4.如权利要求1的心电信号分析方法，其特征在于，所述基于所述滤波后的心电信号判断是否开启搜索门控包括：根据所述滤波后的心电信号进行差分运算，以获得差分信号；根据所述差分信号进行非线性运算，以获得特征放大信号；如果所述特征放大信号大于搜索门控阈值，则开启所述搜索门控。5.如权利要求1的心电信号分析方法，其特征在于，所述当搜索门控开启时，在所述原始心电信号上搜索R波，并确定R波位置包括：当搜索门控开启时，判断当前原始心电信号与信号基线的幅度偏离值是否大于幅度阈值：如果所述当前原始心电信号与信号基线的幅度偏离值大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李翔，
申请(专利权)人：上海联影医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31