一种电机械互联的心电脉搏信号分析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电机械互联的心电脉搏信号分析方法，包括采集I或II导联ECG模拟波形，得到心电模拟信号，通过压电传感器同步采集脉搏波模拟信号；将同步采集的心电模拟信号和脉搏波模拟信号调理得到心电脉搏互联波形信号，再获取心电脉搏互联最佳波形信号；根据心电脉搏互联最佳波形信号，采用斜率法识别计算心电R波形波峰特征点(Rt(j)，Rp(j))，采用斜率法识别计算脉搏波峰、谷特征点(Pt(j)，Pp(j))和(Vt(j)，Vp(j))，再计算得到心电脉搏互联最佳波形信号的脉搏波在动脉血管中传导时间RPT。本发明专利技术可准确计算脉搏波在动脉血管中传导时间。传导时间。传导时间。

【技术实现步骤摘要】
一种电机械互联的心电脉搏信号分析方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种心电脉搏信号分析方法，尤其涉及一种电机械互联的心电脉搏信号分析方法及系统。

技术介绍

[0002]人体内的动脉血管都可以发生动脉粥样硬化。动脉粥样硬化是指血管内血液中的脂类成分逐渐沉积在血管壁内形成斑块，血管壁随着年纪增大，弹性减弱，共同形成动脉粥样硬化，这个过程存在于所有人体动脉血管中。但是，重要器官和组织中的动脉粥样硬化表现出来的危害性巨大。比如冠状动脉粥样硬化会有心绞痛、心肌硬死、心肌纤维化、冠状动脉猝死等表现；脑动脉粥样硬化会有脑组织缺血、急性病变症状、脑梗死等表现；肾动脉粥样硬化会有高血压、蛋白尿等症状；发生在上下肢动脉粥样硬化，造成上下肢缺血坏死。不同部位出现的动脉粥样硬化，其症状不同。
[0003]动脉粥样硬化是中老年人的常见病。用彩色多普勒超声检测动脉粥样硬化是目前诊断动脉粥样硬化最直接、普遍的方法，但需昂贵的仪器设备，且技术条件受到一定的限制。
[0004]因此，亟待解决上述问题。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的第一目的是提供可准确计算脉搏波在动脉血管中传导时间的一种电机械互联的心电脉搏信号分析方法。
[0006]本专利技术的第二目的是提供可准确计算脉搏波在动脉血管中传导时间的一种电机械互联的心电脉搏信号分析系统。
[0007]技术方案：为实现以上目的，本专利技术公开了一种电机械互联的心电脉搏信号分析方法，包括如下步骤：
[0008](1)采集I或II导联ECG模拟波形，得到心电模拟信号，
[0009](2)通过压电传感器同步采集脉搏波模拟信号；
[0010](3)将同步采集的心电模拟信号和脉搏波模拟信号调理得到心电脉搏互联波形信号，再获取心电脉搏互联最佳波形信号；
[0011](4)根据心电脉搏互联最佳波形信号，采用斜率法识别计算心电R波形波峰特征点(Rt(j)，Rp(j))，采用斜率法识别计算脉搏波峰、波谷特征点(Pt(j)，Pp(j))和(Vt(j)，Vp(j))，再计算得到心电脉搏互联最佳波形信号的脉搏波在动脉血管中传导时间RPT。
[0012]其中步骤(3)中其中获取心电脉搏互联最佳波形信号的具体步骤为：
[0013](3.1)计算第i个脉搏波的峰值Pp(i)和脉搏波的谷值Py(i)；
[0014](3.2)计算脉搏波峰值递增量为前后脉搏波峰值差：dPp(i)＝Pp(i)
‑
Pp(i
‑
1)；计算脉搏波谷值递增量为前后脉搏波谷值差：dPy(i)＝Py(i)
‑
Py(i
‑
1)；
[0015](3.3)寻找菱形起始点MPstart_t；
[0016](3.4)寻找菱形终点MPend_t；
[0017](3.5)计算脉搏波的最大峰值Pp_max与最小谷值Py_min；当满足筛选判断条件时，认为获得心电脉搏互联最佳波形，否则认为没有特征明显的心电脉搏互联最佳波形；
[0018](3.6)通过步骤(3.5)筛选，出现以下情形：若无潜在菱形波，则表明没有找到最佳互联波形；当只找到一个潜在菱形脉搏波时，该潜在菱形脉搏波为最佳互联波形；当获得多个潜在菱形脉搏波时，同时满足以下条件的即为最佳互联波形：潜在菱形时间跨度最大：MPend_t
‑
MPstart_t，潜在菱形峰峰跨度最大：Pp_max
‑
Py_min。
[0019]优选的，步骤(3.3)中寻找菱形起始点MPstart_t的具体步骤为：
[0020](3.3.1)寻找dPp(i)持续上升时连续为正的起点即为菱形峰值爬升起始点MPp_t_start，当dPp(i)由正转为负时，即为菱形峰值爬升终点MPp_t_end；
[0021](3.3.2)寻找dPy(i)持续下降时连续为负的起点即为菱形谷值下降起始点MPy_t_start，当dPy(i)由负转为正时，即为菱形谷值下降终点MPy_t_end；
[0022](3.3.3)当|MPy_t_start
‑
MPp_t_star|<2个心率周期时，确定找到潜在菱形波的起点：MPstart_t＝min(MPy_t_start，MPp_t_star)；当|MPy_t_start
‑
MPp_t_star|>2个心率周期时认定当前脉搏波不是菱形波。
[0023]再者，步骤(3.4)中寻找菱形终点MPend_t的具体步骤为：
[0024](3.4.1)步骤(3.3.1)找到的MPp_t_end即为菱形波峰值下降的起点，由此开始寻找dPp(i)连续为负，直到出现dPp(i)为正或为零，即为菱形波峰值下降的终点MPp_t_over；
[0025](3.4.2)步骤(3.3.2)找到的MPy_t_end即为菱形波谷值上升的起点，由此开始寻找dPy(i)连续为正，直到出现dPy(i)为负或为零，即为菱形波峰值下降的终点MPy_t_over；
[0026](3.4.3)当|MPp_t_over
‑
MPy_t_over|<2个心率周期时，确定找到潜在菱形波的终点：MPend_t＝min(MPp_t_over，MPy_t_over)；当|MPp_t_over
‑
MPy_t_over|>2个心率周期时认定当前脉搏波不是菱形波。
[0027]进一步，步骤(3.5)中筛选判断条件为：
[0028]a)菱形峰值爬升终点的幅值MPp_v_end>k1
×
Pp_max；
[0029]b)菱形谷值下降终点的幅值MPy_v_end<k2
×
Py_min；
[0030]c)k1，k2为设置的阈值，且0.5<k1<1和0.5<k2<1。
[0031]再者，步骤(4)中计算心电波形波峰特征点的具体步骤为：
[0032](A)设待分析波形为Rwav，第i个数据为Rwav(i)；计算波形的斜率k(i)＝Rwav(i)
‑
Rwav(i
‑
1)；
[0033](B)初始化阶段：Rwav前两秒，计算得到：斜率阈值Kth＝n1
×
kmax，其中kmax＝max(k(0，2s))、0.375<n1<1；幅度阈值Ath＝n2
×
Amax，其中Amax＝max(Rwav(0，2s))、0.375<n2<1；
[0034](C)测量阶段：寻找潜在峰值波形段的起点Ts和终点Te；
[0035](C1)确定Ts值：当同时满足：1)Rwav(i)>Ath；2)k(i)&g本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机械互联的心电脉搏信号分析方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采集I或II导联ECG模拟波形，得到心电模拟信号，(2)通过压电传感器同步采集脉搏波模拟信号；(3)将同步采集的心电模拟信号和脉搏波模拟信号调理得到心电脉搏互联波形信号，再获取心电脉搏互联最佳波形信号；(4)根据心电脉搏互联最佳波形信号，采用斜率法识别计算心电R波形波峰特征点(Rt(j)，Rp(j))，采用斜率法识别计算脉搏波峰、波谷特征点(Pt(j)，Pp(j))和(Vt(j)，Vp(j))，再计算得到心电脉搏互联最佳波形信号的脉搏波在动脉血管中传导时间RPT。2.根据权利要求1的一种电机械互联的心电脉搏信号分析方法，其特征在于：所述步骤(3)中其中获取心电脉搏互联最佳波形信号的具体步骤为：(3.1)计算第i个脉搏波的峰值Pp(i)和脉搏波的谷值Py(i)；(3.2)计算脉搏波峰值递增量为前后脉搏波峰值差：dPp(i)＝Pp(i)
‑
Pp(i
‑
1)；计算脉搏波谷值递增量为前后脉搏波谷值差：dPy(i)＝Py(i)
‑
Py(i
‑
1)；(3.3)寻找菱形起始点MPstart_t；(3.4)寻找菱形终点MPend_t；(3.5)计算脉搏波的最大峰值Pp_max与最小谷值Py_min；当满足筛选判断条件时，认为获得心电脉搏互联最佳波形，否则认为没有特征明显的心电脉搏互联最佳波形；(3.6)通过步骤(3.5)筛选，出现以下情形：若无潜在菱形波，则表明没有找到最佳互联波形；当只找到一个潜在菱形脉搏波时，该潜在菱形脉搏波为最佳互联波形；当获得多个潜在菱形脉搏波时，同时满足以下条件的即为最佳互联波形：潜在菱形时间跨度最大：MPend_t
‑
MPstart_t，潜在菱形峰峰跨度最大：Pp_max
‑
Py_min。3.根据权利要求2的一种电机械互联的心电脉搏信号分析方法，其特征在于：所述步骤(3.3)中寻找菱形起始点MPstart_t的具体步骤为：(3.3.1)寻找dPp(i)持续上升时连续为正的起点即为菱形峰值爬升起始点MPp_t_start，当dPp(i)由正转为负时，即为菱形峰值爬升终点MPp_t_end；(3.3.2)寻找dPy(i)持续下降时连续为负的起点即为菱形谷值下降起始点MPy_t_start，当dPy(i)由负转为正时，即为菱形谷值下降终点MPy_t_end；(3.3.3)当|MPy_t_start
‑
MPp_t_star|<2个心率周期时，确定找到潜在菱形波的起点：MPstart_t＝min(MPy_t_start，MPp_t_star)；当|MPy_t_start
‑
MPp_t_star|>2个心率周期时认定当前脉搏波不是菱形波。4.根据权利要求3的一种电机械互联的心电脉搏信号分析方法，其特征在于：所述步骤(3.4)中寻找菱形终点MPend_t的具体步骤为：(3.4.1)步骤(3.3.1)找到的MPp_t_end即为菱形波峰值下降的起点，由此开始寻找dPp(i)连续为负，直到出现dPp(i)为正或为零，即为菱形波峰值下降的终点MPp_t_over；(3.4.2)步骤(3.3.2)找到的MPy_t_end即为菱形波谷值上升的起点，由此开始寻找dPy(i)连续为正，直到出现dPy(i)为负或为零，即为菱形波峰值下降的终点MPy_t_over；(3.4.3)当|MPp_t_over
‑
MPy_t_over|<2个心率周期时，确定找到潜在菱形波的终点：MPend_t＝min(MPp_t_over，MPy_t_over)；当|MPp_t_over
‑
MPy_t_over|>2个心率周期时认定当前脉搏波不是菱形波。
5.根据权利要求4的一种电机械互联的心电脉搏信号分析方法，其特征在于：所述步骤(3.5)中筛选判断条件为：a)菱形峰值爬升终点的幅值MPp_v_end>k1
×
Pp_max；b)菱形谷值下降终点的幅值MPy_v_end<k2
×
Py...

【专利技术属性】
技术研发人员：周晏羽，胡云，祖玥，宁新宝，姜晓东，卞春华，王斌斌，
申请(专利权)人：南京大学江苏华康信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：