一种心律实时低功耗监测方法技术

本发明专利技术提供一种心律实时低功耗监测方法，包括以下步骤：将滤波降噪后的数字化心电实时监测数据输入至心率失常检测器，计QRS波的绝对值的平均值和真实值的平均值；更新并计算R波的自适应阈值；判断是否转变为R波监测，记录并归类监测得到的R波；设置Q波和S波的监测起始点，归类监测得到的Q波、S波和非S波；计算所QRS波中的T波的自适应阈值，在每次系统迭代中更新；将非S波被归类为T波；进入睡眠状态；经过数次迭，区分正常心律节拍、I型室性早搏节拍和Ⅱ型室性早搏节拍，最终判定监测对象的心律是否为非持续性室性心动过速。本发明专利技术提供的方法无需机器学习分类器进行数据学习及分类器模型构建，且能有效减少耗电量。且能有效减少耗电量。且能有效减少耗电量。

【技术实现步骤摘要】
一种心律实时低功耗监测方法


[0001]本专利技术属于心律监测
，具体涉及一种心律实时低功耗监测方法。

技术介绍

[0002]心力衰竭是常见的心血管疾病之一，多发病于老年人群，随着人们生活水平提升，其发病率呈逐年增长趋势。有研究表明，心律失常是心衰伴发症状，主要原因是由于患者血流动力学出现障碍造成心肌损伤，进而降低心室泵血功能。重度心力衰竭患者通常伴发快速心律失常，导致心脏负荷较大，呈现出心悸、头晕、意识丧失等症状，降低其生活质量，严重会引发猝死危机患者生命安全。
[0003]心律失常是人类心脏电脉冲的一种故障，引起不规则的心跳节律最严重的心律失常发生在这些不规则的心律起源于心脏底部的心室，称为室性心律失常。80％以上的血管痉挛是由冠心病、高血压或心肌病引起的。室性心律失常分为室性早搏、室性心动过速和室颤。可以被认为是一个早期的警报，如果不治疗，病人有更高的风险发展为室性心动过速或室颤。室性心动过速是一种异常的心电图节律，由单灶性或多灶性室性早搏组成，可导致猝死。室性心动过速根据持续时间分为非持续性室性心动过速和持续性室性心动过速。
[0004]在目前的医疗实践中，心脏病专家采用心电图信号记录和患者问卷对患者的病情进行初步评估。然而，由于心电图记录的持续时间有限和心律失常的间歇性，这种方法可能无法捕捉疾病的严重性。为了解决这个问题，需要对心律失常病例进行长时间的连续监测来记录异常的心电图活动。对于这种监测系统，利用无线链路连续传输心电图记录并不是一种节能的解决方案，这严重影响了监测。信号压缩是减少大量传输数据的一种解决方案，但是大的压缩比会降低信号质量。
[0005]因此急需一种能够低功耗且保证心电信号采集不失真，能够有效区分心律失常类别的心律失常监测方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术针对上述缺陷，提供一种能够有效正确且准确区分正常心律节拍、I型室性早搏节拍和II性室性早搏节拍、并且无需机器学习分类器进行数据学习及分类器模型构建，减少耗电量的心律实时低功耗监测方法。
[0007]本专利技术提供如下技术方案：一种心律实时低功耗监测方法，包括以下步骤：
[0008]S1：采用心电数据采集端采集心电实时监测数据，并采用带通滤波模块对所述心电实时监测数据进行滤波降噪；
[0009]S2：将滤波降噪后的数字化心电实时监测数据输入至心率失常检测器，计算平均间隔2秒的QRS波的绝对值的平均值QRS
M
和真实值的平均值QRS
T
；
[0010]S3：更新并计算所述滤波降噪后的数字化心电实时监测数据的QRS波中的R波的自适应阈值AT
R
；
[0011]S4：在线实时监测所述R波的在线平均值如果所述R波的在线平均值
超过所述R波的自适应阈值AT
R
，则监测状态变为R波监测，监测所述QRS波的斜率，若监测到所述QRS波的斜率具有局部极大值或极小值的斜率变化，则记录并归类为R波；
[0012]S5：设置所述S4步骤记录并归类的R波的初始位置的前0.1s为所述QRS波的Q波监测起始点，监测到当所述R波具有负斜率变化的局部极小值时，被归类为所述Q波；
[0013]S6：然后设置所述S4步骤记录并归类的R波的初始位置的后0.4s为所述QRS波的S波监测起始点，监测到当所述R波具有负斜率变化时，被归类为所述S波；
[0014]S7：当所述S波被监测到后，根据最新监测到的所述S波的振幅S
PEAK
计算所述滤波降噪后的数字化心电实时监测数据的QRS波中的T波的自适应阈值AT
T
，在每次系统迭代中更新；采用所述T波的自适应阈值AT
T
对所述S6步骤中归类的非S波的在线平均值进行进一步逻辑判定，当所述时，所述非S波被归类为T波；
[0015]S8：系统在出现所述T波后进入睡眠状态，直到下一个QRS波群出现，以节省计算量，提高系统的功率效率；当所述下一个QRS波群出现后，所述R波和所述T波的自适应阈值都被更新，并在这些自适应阈值的基础上进行进一步的计算；
[0016]S9：经过数次迭代重复所述步骤S1至所述步骤S8，根据所述S7步骤的监测得到的S波的自适应阈值AT
S
进行决策是否为最后一次迭代，若大于所述自适应阈值AT
S
则停止迭代，若小于所述自适应阈值AT
S
则继续迭代；
[0017]记录每次迭代的R
‑
R间期值RR
I
、Q波与S波之间的间隔期QS间期值QS
I
和T波高振幅值HTVAR
I
，并采用每个R
‑
R间期RR
I
作为基准，归类所述QRS波群中的正QRS波群P
‑
RR
I
和负QRS波群N
‑
RR
I
；记录最后一次迭代时，所述R波的起始位置和结束为止，并采用最后一个R
‑
R间期作为基准，归类所述QRS波群中的正QRS波群和负QRS波群同时，记录最后一个QS间期值和T波高振幅值以区分正常心律节拍、I型室性早搏节拍和Ⅱ型室性早搏节拍；
[0018]S10：根据出现室性早搏的连续次数定义被监测对象是否属于非持续性室性心动过速，如果同时出现三个以上的所述室性早搏，则被监测对象的心律被归类为非持续性室性心动过速。
[0019]进一步地，所述步骤S2中的QRS波的绝对值的平均值QRS
M
的计算公式如下：
[0020][0021]进一步地，所述步骤S2中所述QRS波的真实值的平均值QRS
T
的计算公式如下：
[0022][0023]其中，所述k为一个从0到n的整数变量，所述n是采样频率的两倍数值，所述X(k)是输入的滤波降噪后的数字化心电实时监测数据值。
[0024]进一步地，所述步骤S3中的所述R波的自适应阈值AT
R
计算公式为：
[0025]AT
R
＝QRS
M
×
Weight；
[0026]其中，所述Weight为代表被检测者的特定R波计算权重整数值；
[0027]所述R波的在线平均值的计算公式为：
[0028][0029]其中，所述r是针对特定被检测者的使用的在线实时监测窗口大小。
[0030]进一步地，所述S7步骤中的所述T波的自适应阈值AT
T
的计算公式为：
[0031][0032]其中，所述AT
T
为是T波自适应阈值，|S
PEAK
|是最近检测到的S波的振幅的绝对值。
[0033]进一步地，所述步骤S9中的高T波振幅的HTVAR
I
值为大于AT
R
的振幅。
[0034]进一步地，所述步骤S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种心律实时低功耗监测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：采用心电数据采集端采集心电实时监测数据，并采用带通滤波模块对所述心电实时监测数据进行滤波降噪；S2：将滤波降噪后的数字化心电实时监测数据输入至心率失常检测器，计算平均间隔2秒的QRS波的绝对值的平均值QRS
M
和真实值的平均值QRS
T
；S3：更新并计算所述滤波降噪后的数字化心电实时监测数据的QRS波中的R波的自适应阈值AT
R
；S4：在线实时监测所述R波的在线平均值如果所述R波的在线平均值超过所述R波的自适应阈值AT
R
，则监测状态变为R波监测，监测所述QRS波的斜率，若监测到所述QRS波的斜率具有局部极大值或极小值的斜率变化，则记录并归类为R波；S5：设置所述S4步骤记录并归类的R波的初始位置的前0.1s为所述QRS波的Q波监测起始点，监测到当所述R波具有负斜率变化的局部极小值时，被归类为所述Q波；S6：然后设置所述S4步骤记录并归类的R波的初始位置的后0.4s为所述QRS波的S波监测起始点，监测到当所述R波具有负斜率变化时，被归类为所述S波，其余的归类为非S波；S7：当所述S波被监测到后，根据最新监测到的所述S波的振幅S
PEAK
计算所述滤波降噪后的数字化心电实时监测数据的QRS波中的T波的自适应阈值AT
T
，在每次系统迭代中更新；采用所述T波的自适应阈值AT
T
对所述S6步骤中归类的非S波的在线平均值进行进一步逻辑判定，当所述时，所述非S波被归类为T波；S8：系统在出现所述T波后进入睡眠状态，直到下一个QRS波群出现，以节省计算量，提高系统的功率效率；当所述下一个QRS波群出现后，所述R波和所述T波的自适应阈值都被更新，并在这些自适应阈值的基础上进行进一步的计算；S9：经过数次迭代重复所述步骤S1至所述步骤S8，根据所述S7步骤的监测得到的S波的自适应阈值AT
S
进行决策是否为最后一次迭代，若大于所述自适应阈值AT
S
则停止迭代，若小于所述自适应阈值AT
S
则继续迭代；记录每次迭代的R
‑
R间期值RR
I
、Q波与S波之间的间隔期QS间期值QS
I
和T波高振幅值HTVAR
I
，并采用每个R
‑
R间期RR
I
作为基准，归类所述QRS波群中的正QRS波群P
‑
RR
I
和负QRS波群N
‑
RR
I
；记录最后一次迭代时，所述R波的起始位置和结束为止，并采用最后一个R
‑
R间期作为基准，归类所述QRS波群中的正QRS波群和负QRS波群同时，记录最后一个QS间期值和T波高振幅值以区分正常心律节拍、I型室性早搏节拍和Ⅱ型室性早搏节拍；S10：根据出现室性早搏的连续次数定义被监测对象是否属于非持续性室性心动过速，如果同时出现三个以上的所述室性早搏，则被监测对象的心律被归类为非持续性室性心动过速。2.根据权利要求1所述的一种心律实时低功耗监测方法，其特征在于，所述步骤S2中的QRS波的绝对值的平均值QRS

【专利技术属性】
技术研发人员：刘哲，郑其昌，吴超民，周磊，
申请(专利权)人：湖南万脉医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：