一种房颤心拍检测方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种房颤心拍检测方法、装置及存储介质，所述方法包括：对原始心电信号进行预处理增强，对增强后的信号依次进行特征点定位及各心拍心房活动的分割。选取正常心律下心房活动片段用于构建模板，然后与待分析的变长心拍片段进行自适应的相似度量化，计算相似度指数。对得到的相似度指数序列根据预设阈值检测出房颤信号。本方法适应于真实场景下长程监测中ECG心拍的比较分析，能够实现对短时阵发性房颤片段的有效检测。本发明专利技术可以推广至其他不同类型的生理信号分类场景中。他不同类型的生理信号分类场景中。他不同类型的生理信号分类场景中。

【技术实现步骤摘要】
一种房颤心拍检测方法、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及信号检测领域，尤指一种房颤心拍检测方法、装置及存储介质。

技术介绍

[0002]心房颤动(Atrial Fibrillation，AF)，简称房颤，是最常见的持续性心律失常。房颤容易引起卒中、心力衰竭等并发症，导致较高的致死率和致残率。动态心电图有助于捕捉一过性阵发性房颤片段，弥补临床常规心电图的不足，有利于尽早制定治疗方案。房颤患者的心电信号(ECG)主要表现为P波的消失，代之以不规则的颤动波(f波)，并有可能导致心室率不规则。
[0003]由于噪声和心室活动的耦合，在ECG中有效提取心房活动进行房颤检测是长程动态心电图分析中的一个难点。基于心房活动的分析可避免某些情况下(例如房颤伴完全性房室传导阻滞)心室率规则而引发的误判。正常窦性心律与房颤下心房活动的差异性使得基于模板匹配的检测方法成为可能，同时这一类自动检测算法复杂度低，在长程的自动化分析中具有显著优势。
[0004]但是传统的模板匹配方法依赖于预先确定统一的特征点(例如用于截取TQ段的T波终止点)，然后进行序列间的对齐，序列长度也被要求严格一致。传统方法的局限在于：一方面，基准点选取的准确度可能限制了其后的分析性能，尤其是房颤发作时，P波消失，不规则的心房活动会给T波的定位产生干扰；另一方面，固定长度的要求也难以适应心室率不规则情况下的房颤。
[0005]鉴于此，传统的基于模板匹配的房颤心拍检测方法还有待进一步改进。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一是为了克服现有技术中存在的至少部分不足，提供一种房颤心拍检测方法、装置及存储介质。
[0007]本专利技术提供的技术方案如下：
[0008]一种房颤心拍检测方法，包括：对原始心电信号进行预处理，对预处理后的心电信号进行特征点检测，得到Q峰、R峰和S峰的位置；
[0009]根据所述Q峰、R峰和S峰的位置，对所述预处理后的心电信号按照心拍进行分段，并截取每个心拍的SQ段，所述心拍为相邻两个R峰之间的信号片段，所述SQ段为所述心拍中S峰和Q峰之间的信号片段；
[0010]从获得的SQ段中选出N个有效的正常心律下的SQ段，并根据所述N个SQ段构建SQ模板；
[0011]分别计算每个SQ段与所述SQ模板之间的相似度指数；
[0012]遍历所有相似度指数，将其中低于预设阈值的相似度指数对应的心拍判为房颤心拍。
[0013]在一些实施例中，所述的对原始心电信号进行预处理包括：
[0014]采用小波变换或经验模态分解或数字滤波对原始心电信号进行预处理。
[0015]在一些实施例中，所述采用小波变换对原始心电信号进行预处理包括：
[0016]对原始心电信号进行中值滤波处理，然后选用二次样条小波作为小波基函数对中值滤波后的信号进行小波分解；
[0017]选用小波分解后的第四层近似分量进行重构，将得到的重构信号作为预处理后的心电信号。
[0018]在一些实施例中，所述计算每个SQ段与所述SQ模板之间的相似度指数包括：
[0019]利用动态时间规整算法将所述SQ段与所述SQ模板对齐，得到对齐后的SQ段与对齐后的SQ模板；
[0020]计算所述对齐后的SQ段与所述对齐后的SQ模板之间的相似度指数，将其记为对齐相似度指数；
[0021]根据所述SQ段的长度和所述SQ模板的长度，计算相似度损失；
[0022]将所述对齐相似度指数加上所述相似度损失，得到所述SQ段与所述SQ模板之间的相似度指数。
[0023]在一些实施例中，所述的计算所述对齐后的SQ段与所述对齐后的SQ模板之间的相似度指数，包括：
[0024]按照预设分割系数分别对所述对齐后的SQ段与所述对齐后的SQ模板进行分割，得到对应的弱心房活动段和强心房活动段；
[0025]对所述对齐后的SQ段的弱心房活动段与所述对齐后的SQ模板的弱心房活动段进行互相关运算，得到所述弱心房活动段的相似度指数；
[0026]对所述对齐后的SQ段的强心房活动段与所述对齐后的SQ模板的强心房活动段进行互相关运算，得到所述强心房活动段的相似度指数；
[0027]对所述弱心房活动段的相似度指数和所述强心房活动段的相似度指数进行加权处理，得到所述对齐后的SQ段与所述对齐后的SQ模板之间的相似度指数。
[0028]在一些实施例中，根据以下公式计算相似度损失d：
[0029][0030]其中，w
d
为第三权重，len
i
为所述SQ段的长度，len
t
为所述SQ模板的长度，f
s
为信号采样率。
[0031]在一些实施例中，在获得每个SQ段与所述SQ模板之间的相似度指数之后还包括：
[0032]将所有的相似度指数按时间顺序排列，得到第一序列；
[0033]采用中值滤波对所述第一序列进行平滑处理，得到第二序列；
[0034]所述的遍历所有相似度指数包括：遍历所述第二序列的每个相似度指数。
[0035]本专利技术还提供一种房颤心拍检测装置，包括：
[0036]预处理模块，用于对原始心电信号进行预处理；
[0037]特征点检测模块，用于对预处理后的心电信号进行特征点检测，得到Q峰、R峰和S峰的位置；
[0038]SQ提取模块，用于根据所述Q峰、R峰和S峰的位置，对所述预处理后的心电信号按照心拍进行分段，并截取每个心拍的SQ段，所述心拍为相邻两个R峰之间的信号片段，所述
SQ段为所述心拍中S峰和Q峰之间的信号片段；
[0039]模板生成模块，用于从获得的SQ段中选出N个有效的正常心律下的SQ段，并根据所述N个SQ段构建SQ模板；
[0040]相似度计算模块，用于分别计算每个SQ段与所述SQ模板之间的相似度指数；
[0041]后处理模块，用于遍历所有相似度指数，将其中低于预设阈值的相似度指数对应的心拍判为房颤心拍。
[0042]本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述任一项所述的房颤心拍检测方法。
[0043]与现有技术相比，本专利技术所提供的一种房颤心拍检测方法、装置及存储介质，至少能够带来以下有益效果：
[0044]1.本专利技术提供了一种截取心电信号中心房活动的新思路，通过从心电信号中提取SQ段、对SQ段进行信号分析来检测房颤心帕，避免了传统方法中对准确定位T波的需求。
[0045]2.本专利技术通过小波分解获取体现心房活动的分解量，根据该分解量进行信号重构，将得到的重构信号作为进行后续心房活动分析的对象，从而降低了心室活动的干扰，使模板片段尽可能集中于心房活动。
[0046]3.本专利技术提出的基于动态时间规整的模板匹配方法，能够自适应地进行变长信号段与模板之间的匹配。
[0047]4.本专利技术提出的自适应相似度评估算法综合考本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种房颤心拍检测方法，其特征在于，包括：对原始心电信号进行预处理，对预处理后的心电信号进行特征点检测，得到Q峰、R峰和S峰的位置；根据所述Q峰、R峰和S峰的位置，对所述预处理后的心电信号按照心拍进行分段，并截取每个心拍的SQ段，所述心拍为相邻两个R峰之间的信号片段，所述SQ段为所述心拍中S峰和Q峰之间的信号片段；从获得的SQ段中选出N个有效的正常心律下的SQ段，并根据所述N个SQ段构建SQ模板；分别计算每个SQ段与所述SQ模板之间的相似度指数；遍历所有相似度指数，将其中低于预设阈值的相似度指数对应的心拍判为房颤心拍。2.根据权利要求1所述的房颤心拍检测方法，其特征在于，所述的对原始心电信号进行预处理包括：采用小波变换或经验模态分解或数字滤波对原始心电信号进行预处理。3.根据权利要求2所述的房颤心拍检测方法，其特征在于，所述采用小波变换对原始心电信号进行预处理包括：对原始心电信号进行中值滤波处理，然后选用二次样条小波作为小波基函数对中值滤波后的信号进行小波分解；选用小波分解后的第四层近似分量进行重构，将得到的重构信号作为预处理后的心电信号。4.根据权利要求1所述的房颤心拍检测方法，其特征在于，所述计算每个SQ段与所述SQ模板之间的相似度指数包括：利用动态时间规整算法将所述SQ段与所述SQ模板对齐，得到对齐后的SQ段与对齐后的SQ模板；计算所述对齐后的SQ段与所述对齐后的SQ模板之间的相似度指数，将其记为对齐相似度指数；根据所述SQ段的长度和所述SQ模板的长度，计算相似度损失；将所述对齐相似度指数加上所述相似度损失，得到所述SQ段与所述SQ模板之间的相似度指数。5.根据权利要求4所述的房颤心拍检测方法，其特征在于，所述的计算所述对齐后的SQ段与所述对齐后的SQ模板之间的相似度指数，包括：按照预设分割系数分别对所述对齐后的SQ段与所述对齐后的SQ模板进行分割，得到对应的弱心房活动段和强心房活动段；对所述对齐后的SQ段的弱心房活动段与所述对齐后的SQ模板的弱心房活动段进行互相关运算，得到所述弱心房活动段的相似度指数；对所述对齐后的S...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓新桃，刘森，杨翠微，王爱国，
申请(专利权)人：兴化市人民医院，
类型：发明
国别省市：