一种心电信号R波的识别方法、装置、计算机设备制造方法及图纸

一种心电信号R波的识别方法，通过对心电信号进行滤波以消除高频噪声毛刺和基线漂移，基于采样点斜率的变化识别波峰，并计算波峰对应的上升沿和下降沿的高度，基于所述第一距离范围内的波峰平均高度累积量与中间波的第一波峰大小可以很好的识别R波，并且可以R波的特征实现对心电信号的利用，算法简单，结果不会受基线漂移的影响，更加准确，同时不需要根据个人情况预先设置阈值，通用性更好。

A Recognition Method, Device and Computer Equipment for R Wave of ECG Signal

A method for identifying R-wave of ECG signal is presented. The high-frequency noise burr and baseline drift are eliminated by filtering the ECG signal. The peak is identified based on the change of slope of sampling point, and the height of the rising and falling edges corresponding to the peak is calculated. The R-wave can be well identified based on the cumulative average height of peak in the first range and the first peak size of intermediate wave. The algorithm is simple, the result is not affected by baseline drift, and it is more accurate. At the same time, it does not need to set threshold in advance according to personal conditions, so it has better generality.

【技术实现步骤摘要】
一种心电信号R波的识别方法、装置、计算机设备
本申请涉及心电信号检测
，特别是涉及一种心电信号R波识别方法、装置、计算机设备。
技术介绍
心电图是由一系列的波组所构成，每个波组代表着每一个心动周期。一个波组包括P波、QRS波群、T波及U波。(1)P波：心脏的激动发源于窦房结，然后传导到达心房。P波由心房除极所产生，是每一波组中的第一波，它反映了左、右心房的除极过程。前半部分代表右房，后半部分代表左房。(2)QRS波群：典型的QRS波群包括三个紧密相连的波，第一个向下的波称为Q波，继Q波后的一个高尖的直立波称为R波，R波后向下的波称为S波。因其紧密相连，且反映了心室电激动过程，故统称为QRS波群。这个波群反映了左、右两心室的除极过程。(3)T波：T波位于S-T段之后，是一个比较低而占时较长的波，它是心室复极所产生的。(4)U波：U波位于T波之后，比较低小，其发生机理未完全明确。一般认为是心肌激动的“激后电位”。人体采集的心电信号所包含的噪声有：基线漂移、工频干扰、电极运动造成的伪迹和电极接触噪声。现有的心率计算方法，为避免噪声对结果的影响，一般先是通过带通滤波进行降噪；然后，对滤波后的信号进行求导，得到QRS波群的斜率信息；接着，对斜率信号取绝对值或者取平方；再用移动平均窗对上一步的信号进行光滑平均。然后，设置复杂的QRS检测的规则。如OpenSourceECGAnalysisSoftware中的规则有：1.忽略所有在大波峰前后小于196ms(306bpm)的波峰；2.如果检测到波峰，则检查原始信号中是否同时包含正负斜率，如果是的，则为波峰，如果不满足，则该波峰表示基线漂移；3.设置探测阈值，如果波峰值大于阈值，则为QRS波群，否则，视为噪声；4.如果在1.5倍的RR间距内没有探测到QRS，但是有一个波峰值大于检测阈值的一半，并且该波峰在先前检测到的QRS后至少360ms，则该波峰视为QRS波群。从上述QRS波群的检测规则可以看出，现有技术中对于R波识别的规则设置得很复杂，而且一定频率范围的基线漂移，会对这种算法的结果造成影响；同时还需要预先设置阈值，但是，对于实测心电数据，不同的人所测到的心电信号强度是不一样的，这样可能对预先设置阈值带来困难。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有技术中对于R波识别的规则设置得很复杂，而且算法会受到基线漂移的影响，同时需要针对不同的人预先设置阈值的技术问题，提供一种心电信号的R波识别方法、装置、计算机设备和存储介质。一种心电信号R波的识别方法，所述方法包括：获取心电信号中的波峰；获取所述波峰的上升沿和下降沿；获取所述波峰的上升沿和下降沿的高度；根据所述波峰对应的上升沿和下降沿的高度确定R波。在其中一个实施例中，在获取心电信号中的波峰前对所述心电信号进行滤波，包括高通滤波和低通滤波。在其中一个实施例中，获取心电信号中的波峰包括：获取心电信号的波形斜率；根据所述斜率的变化，确定心电信号中的波峰。在其中一个实施例中，获取所述波峰的上升沿和下降沿包括：获取心电信号的波形斜率；根据所述波形斜率确定所述波峰的上升沿和下降沿。在其中一个实施例中，获取所述波峰的上升沿和下降沿的高度包括；根据所述斜率的变化，确定上升沿的起始点和终止点，以及下降沿的起始点和终止点；根据上升沿的起始点和终止点计算所述上升沿的高度；根据下降沿的起始点和终止点计算所述下降沿的高度。在其中一个实施例中，根据所述波峰对应的上升沿和下降沿的高度确定R波包括：在第一距离范围内，根据预设规则判断第一距离范围的中间波是否为R波。在其中一个实施例中，获取第一距离范围内的中间波的第一波峰大小；获获取第一距离范围内的波峰平均高度累积量；若所述第一距离范围的中间波的第一波峰大小大于所述第一距离范围内的波峰平均高度累积量，则所述第一距离范围的中间波为R波。在其中一个实施例中，以任一波峰为第一距离范围的中间波，判断所述第一距离范围的中间波是否为R波。一种心电信号R波识别装置，所述装置包括：波峰获取模块，获取心电信号中的波峰；波形获取模块，获取所述波峰的上升沿和下降沿；高度获取模块，获取所述波峰的上升沿和下降沿的高度；R波识别模块，根据所述波峰对应的上升沿和下降沿的高度确定R波。一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述心电信号R波的识别方法的步骤。上述心电信号R波的识别方法、装置、计算机设备，通过对心电信号进行滤波以消除高频噪声毛刺和基线漂移，基于采样点斜率的变化识别波峰，并计算波峰对应的上升沿和下降沿的高度，基于所述第一距离范围内的波峰平均高度累积量与中间波的第一波峰大小可以很好的识别R波，并且可以R波的特征实现对心电信号的利用，算法简单，结果不会受基线漂移的影响，更加准确，同时不需要根据个人情况预先设置阈值，通用性更好。附图说明图1为一个实施例中心电信号R波识别方法的流程示意图；图2为一个实施例中心电信号R波识别装置的结构框图；图3为一个实施例中计算机设备的内部结构图；图4为进行算法验证时原始心电信号图；图5为进行算法验证时加入高斯白噪声后信噪比为10db的心电信号图；图6为进行算法验证时加入高斯白噪声后信噪比为6db的心电信号图；图7为进行算法验证时加入高斯白噪声后信噪比为1db的心电信号图；图8(a)为采用Pan-Tompkins算法进行心电信号R波识别时错检率随信噪比变化的示意图；图8(b)为采用本专利技术的进行心电信号R波识别时错检率随信噪比变化的示意图；图8(c)为采用本专利技术的采用Pan-Tompkins算法的带通滤波参数进行心电信号R波识别时错检率随信噪比变化的示意图；图9(a)为采用Pan-Tompkins算法进行心电信号R波识别时漏检率随信噪比变化的示意图；图9(b)为采用本专利技术进行心电信号R波识别时漏检率随信噪比变化的示意图；图9(c)为采用Pan-Tompkins算法的带通滤波参数进行心电信号R波识别时漏检率随信噪比变化的示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在本实施例中，心电信号R波识别通过以下步骤的方法来实现。步骤S100：获取心电信号中的波峰。通过一定采样频率对心电信号进行采样，采集的样本点按照时间的顺序排列，形成心电信号的波形。波峰是指在一个波长的范围内，波幅的最大值点，获取心电信号波形中一个波长的范围内波幅最大的信号即为心电信号中的波峰。在本实施例中，根据心电信号的波形斜率，获取心电信号的波峰，具体包括以下步骤。步骤S101：获取心电信号的波形斜率。所述心电信号的波形斜率为通过计算采样点之间的斜率获得。具体地，设心电信号为ν，心电信号样本点与样本点的距离为1，当前样本点值ν[n]与前一个样本点值ν[n-1]的差值即为当前样本点的斜率：Δν[n]＝ν[n]-ν[n-1](1)。步骤S102：根据所述斜率的变化，确定心电信号的波峰。具体地，当前时刻的样本点的斜率为正，即Δν[n]>0，下一个样本的斜率Δν[n+1]<0,,则当前时刻的样本点为心电信号的一个波峰。在一实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种心电信号R波的识别方法，其特征在于，所述方法包括：获取心电信号中的波峰；获取所述波峰的上升沿和下降沿；获取所述波峰的上升沿和下降沿的高度；根据所述波峰对应的上升沿和下降沿的高度确定R波。

【技术特征摘要】
2018.11.12 CN 201811339640X1.一种心电信号R波的识别方法，其特征在于，所述方法包括：获取心电信号中的波峰；获取所述波峰的上升沿和下降沿；获取所述波峰的上升沿和下降沿的高度；根据所述波峰对应的上升沿和下降沿的高度确定R波。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取心电信号中的波峰前对所述心电信号进行滤波，包括高通滤波和低通滤波。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取心电信号中的波峰包括：获取心电信号的波形斜率；根据所述斜率的变化，确定心电信号中的波峰。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，获取所述波峰的上升沿和下降沿包括：根据所述波形斜率确定所述波峰的上升沿和下降沿。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，获取所述波峰的上升沿和下降沿的高度包括；根据所述斜率的变化，确定上升沿的起始点和终止点，以及下降沿的起始点和终止点；根据上升沿的起始点和终止点计算所述上升沿的高度；根据下降沿的起始点和终止点计算所述下降沿的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱春强，苏红宏，
申请(专利权)人：浙江清华柔性电子技术研究院，
类型：发明
国别省市：浙江,33