心电信号中QRS波群的检测方法、存储介质和计算机设备技术

本发明专利技术公开了一种心电信号中QRS波群的检测方法，对于从心电信号中提取的极值点集合Ex‑a，如果一组连续或非连续极值具有相似的高度和两边斜率，且这组极值中相邻的极值间隔基本相同，则称之为一个相似极值序列；对于每一个相似极值序列，在这个序列的覆盖的范围内，去除所有不属于这个极值序列的极值；这样处理完每一个相似极值序列，形成优选极值点集合Ex‑b；针对优选极值点集合标记QRS波群。本发明专利技术还公开了一种承载上述方法的计算机可读存储介质和计算机设备。使用本发明专利技术能够自动检测心电信号中的QRS波群位置，速度快，准确率高。

Detection method, storage medium and computer equipment of QRS group in ECG signal

The present invention discloses a detection method of QRS wave group in ECG signals, which is a set of extreme points set Ex a, which is extracted from ECG signals. If a group of continuous or discontinuous extremes have similar height and slope of both sides, and the extremum interval of this group of extremes is basically the same, it is called a similar extremum sequence; Each similar extremum sequence, in the range of the coverage of the sequence, removes all the extremes that do not belong to the sequence of the extremum; then, after dealing with each of the sequence of the similar extremes, the optimal set of extremum points, Ex B, is formed, and the QRS wave group is marked for the set of optimal extreme point sets. The invention also discloses a computer-readable storage medium and computer equipment for carrying out the above method. The invention can automatically detect the position of the QRS wave group in the ECG signal, and has high speed and high accuracy.

【技术实现步骤摘要】
心电信号中QRS波群的检测方法、存储介质和计算机设备
本专利技术属于心电信号的信号处理
，具体涉及一种心电信号中QRS波群的检测方法、一种计算机可读存储介质和一种计算机设备。
技术介绍
心电信号的自动分析与处理一直是生物医学工程领域中的重要研究课题，其中，心电信号的自动分析与处理关键问题是QRS波群的检测，因为可靠的QRS波群检测不仅是诊断心律失常的重要依据，而且也只有在QRS波群确定之后才有可能计算心率并进行心率变异分析和分析心电信号的其它细节信息。QRS波群检测学术界有很多方法。但是对于实际检测，会发现心电信号具有特有的噪声特点。如图1(a)的心电信号，其特点是噪声密集、噪声幅度与信号幅度相当，噪声区内QRS波群被覆盖，对于这种情况不应该检测噪声区的QRS波群；如图1(b)所示的心电信号，其特点为小幅度密集噪声，噪声区内QRS波群仍然可见，对于这种情况应该设法检测出噪声区的QRS波群，避免噪声区的QRS误检；如图1(c)所示的心电信号，其特点为单点噪声，应该避免QRS误检。而对于图1(d)所示的心电信号，其特点为稀疏大幅度噪声，对于这种情况也不应该检测噪声段内的QRS波群。现有的QRS波群检测没有针对上述情况进行具有针对性的设计，对各种形态的噪声均具有较高的敏感度，尤其针对图1(b)和图1(c)的情况，现有算法会产生误报，也就是将噪声检测为QRS波群，导致QRS波群检测率不是很高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种心电信号中QRS波群的检测方法，能够提高QRS波群检测的准确率，而且速度快。为解决上述技术问题，本专利技术具体方法如下：一种心电信号中QRS波群的检测方法，包括：对于从心电信号中提取的极值点集合Ex-a，如果一组连续或非连续极值具有相似的高度和两边斜率，且这组极值中相邻的极值间隔基本相同，则称之为一个相似极值序列；对于每一个相似极值序列，在这个序列的覆盖的范围内，去除所有不属于这个极值序列的极值；按同样的方式处理极值点集合Ex-a中的每一个相似极值序列，形成优选极值点集合Ex-b；利用优选极值点集合标记QRS波群。优选地，进行相似极值序列的处理之前，进一步去除小短边极值，在相似极值序列的处理之后，进一步去除小长边极值；所述去除小短边极值为：对于每个极值点，其短边幅值为exs，该极值点左右两个相邻极值点的短边幅值分别为exs1和exs2；如果exs小于exs1和exs2，且exs与exs1和exs2的长度差均超过设定比例，则认为该极值点短边过小，从极值点集合中去除；所述去除小长边极值为：对于每个极值点，其长边幅值为exl，该极值点左右相邻两个极值点的长边幅值分别为exl1和exl2；如果exl小于exl1和exl2，且exl与exl1和exl2的长度差均超过设定比例，则认为该极值点长边过小，从极值点集合中去除。优选地，所述exs与exs1和exs2的长度差均超过设定比例的确定方式为：如果exs<exs1×0.4并且exs<exs2×0.4，则认为这个极值点短边过小；所述exl与exl1和exl2的长度差均超过设定比例的确定方式为：如果exl<exl1×0.4并且exl<exl2×0.4，则认为这个极值点长边过小。优选地，所述去除小短边极值之后，相似极值序列处理之前，进一步从极值点集合中去除间距小于设定小值的一对极值中短边小的一个极值点。优选地，所述设定小值为0.17s。优选地，提取所述极值点集合Ex-a的方式为：获取去除基线信号的心电信号的极值点，组成集合Ex1；从集合Ex1中去除不属于QRS波群的极值，得到集合Ex-a。优选地，所述去除基线信号后的心电信号的获取方式为：采用对心电信号F进行分段中值滤波的方式得到基线信号B，进而获得所述去除基线信号B后的心电信号。优选地，所述去除不属于QRS波群的极值为：在心电信号F中找出所有时间长度为0.4的片段，且片段内峰值大于1毫伏的极值数量达到8个，则在极值点集合中去除这些片段内的极值；并且，从极值点集合中去除斜率过小的极值点。本专利技术还提供了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，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意一种检测方法。本专利技术还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任意一种检测方法。有益效果(1)针对图1(a)～图1(d)出现的各种情况，现有算法对这些噪声没有特别处理，所以只能处理其中一部分情况。尤其是图2和图3，现有算法会产生误报，也就是将噪声检测为QRS波群。本专利技术的“去除相似极值序列内的其他极值”的操作，正是针对图1(b)和图1(c)的情况设计的步骤，可以去除覆盖在QRS波群中的噪声，从而去除噪声带来的误报，提高QRS波群检测率。(2)通过去除小短边极值、去除临近小极值和去除小长边极值，从而去除不可能为心跳的噪声。其中，将去除小长边极值的步骤放在“去除相似极值序列内的其他极值”之后，可以避免误删除，误删除会导致寻找相似极值序列时失败。(3)通过去除噪声段内的极值、去除小斜率极值的操作，去除确定为非QRS波群的部分，提高了后续操作的准确度。(4)该方法简单，易实现，不采用复杂的公式，因此检测速度快。附图说明图1(a)～图1(d)为四种噪声的示意图。图2为本专利技术流程图。图3为去除小斜率极值的示意图。图4为去除小短边极值的示意图。图5为相似极值序列和夹杂在其中的噪声示意图。图6为标记QRS波群的示意图。图7为用来实现本申请实施例的检测方法的计算机设备500的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图来说明本专利技术的实施例。本专利技术提供了一种心电信号中QRS波群的检测方法，其基本思想是：对于从心电信号中提取的极值点集合Ex-a，如果一组连续或非连续极值具有相似的高度和两边斜率，且这组极值中相邻的极值间隔基本相同，则称之为一个相似极值序列；对于每一个相似极值序列，在这个序列的覆盖的范围内，去除所有不属于这个极值序列的极值；这样处理完每一个相似极值序列，形成优选极值点集合Ex-b；最后，根据优选极值点集合标记QRS波群。本专利技术“去除相似极值序列内的其他极值”的操作，正是针对图1(b)和图1(c)的情况设计的步骤，可以去除覆盖在QRS波群中的噪声，从而去除噪声带来的误报，提高QRS波群检测率。基于上述基本思想，为了进一步降低噪声，还设计了多个噪声去除步骤。结合噪声去除步骤，本专利技术实施例的具体流程参见图2，该方法包括如下步骤：步骤一、去除基线。本步骤对心电信号F进行分段中值滤波，得到基线信号B，则去除基线信号B后的心电信号F’＝F-B。步骤二、检测极值。本步骤检测心电信号F的所有极值点，包括最小值和最大值，将所有极值点组成的集合记为Ex。步骤三、去除噪声段内的极值。本步骤中，在心电信号F中，找出所有时间长度为0.4秒的片段，且片段内峰值大于1毫伏的极值数量达到8个。在集合Ex中去除这些片段内的极值，得到集合Ex1。本步骤的目的是去除图1(a)中的幅度与信号相当的密集噪声。步骤四、去除小斜率极值。本步骤中，在集合Ex1中去除斜率过小(小于设定值)的极值点，得到集合Ex2。如图3所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种心电信号中QRS波群的检测方法，其特征在于，包括：对于从心电信号中提取的极值点集合Ex‑a，如果一组连续或非连续极值具有相似的高度和两边斜率，且这组极值中相邻的极值间隔基本相同，则称之为一个相似极值序列；对于每一个相似极值序列，在这个序列的覆盖的范围内，去除所有不属于这个极值序列的极值；按同样的方式处理极值点集合Ex‑a中的每一个相似极值序列，形成优选极值点集合Ex‑b；利用优选极值点集合标记QRS波群。

【技术特征摘要】
1.一种心电信号中QRS波群的检测方法，其特征在于，包括：对于从心电信号中提取的极值点集合Ex-a，如果一组连续或非连续极值具有相似的高度和两边斜率，且这组极值中相邻的极值间隔基本相同，则称之为一个相似极值序列；对于每一个相似极值序列，在这个序列的覆盖的范围内，去除所有不属于这个极值序列的极值；按同样的方式处理极值点集合Ex-a中的每一个相似极值序列，形成优选极值点集合Ex-b；利用优选极值点集合标记QRS波群。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进行相似极值序列的处理之前，进一步去除小短边极值，在相似极值序列的处理之后，进一步去除小长边极值；所述去除小短边极值为：对于每个极值点，其短边幅值为exs，该极值点左右两个相邻极值点的短边幅值分别为exs1和exs2；如果exs小于exs1和exs2，且exs与exs1和exs2的长度差均超过设定比例，则认为该极值点短边过小，从极值点集合中去除；所述去除小长边极值为：对于每个极值点，其长边幅值为exl，该极值点左右相邻两个极值点的长边幅值分别为exl1和exl2；如果exl小于exl1和exl2，且exl与exl1和exl2的长度差均超过设定比例，则认为该极值点长边过小，从极值点集合中去除。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述exs与exs1和exs2的长度差均超过设定比例的确定方式为：如果exs<exs1×0.4并且exs<exs2×0.4，则认为这个极值点短边过小；所述exl与e...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，梁征，刘勇，苏中谦，
申请(专利权)人：北京康博众联电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11