一种心电信号信号处理系统及除颤器技术方案

本申请属于医疗器械技术领域，尤其涉及基于一种心电信号处理系统以及除颤器。其中心电信号处理系统包括：心电信号前端处理电路、以及能够执行心电信号分析识别算法的单片机。所述心电信号分析识别算法，首先判断所述待处理心电信号信号中是否存在干扰信号等非心电信号；若不存在，则对所述待处理心电信号进行滤波操作，得到第一心电信号；整形所述第一心电信号，得到第二心电信号；基于当前动态阈值以及当前均值阈值，得到所述第二心电信号中的QRS波识别结果。基于所述的心电信号处理系统，能够准确识别出心电信号中的QRS波，进而能够大大提高AED的非除颤心律的识别正确率，从而能提高AED设备的安全性和可靠性。能提高AED设备的安全性和可靠性。能提高AED设备的安全性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种心电信号信号处理系统及除颤器


[0001]本申请涉及医疗设备
，尤其涉及一种心电信号信号处理系统及除颤器。

技术介绍

[0002]AED(自动体外除颤器，Automated External Defibrillator)能够以一定量的电流刺激心脏同步收缩和舒张来使发生心室颤动和室性心动过速的患者恢复正常跳动节律。
[0003]其中，AED内部的心电信号处理部分，是一个很重要的功能组成部分。它主要起到心律识别作用。AED的法规要求不需要除颤的心率即非除颤心率，需要识别的准确率不低于99％，室颤心律识别准确率不低于95％，室性心动过速的识别准确率不低于75％。
[0004]非除颤心率的一个重要特征是信号具有QRS波；但由于各种非除颤的失常心律心电信号中QRS波形变化非常复杂，因此准确识别非除颤心律也不是一件简单的事情。

技术实现思路

[0005]为克服相关技术中非除颤失常心律波形变异较大导致的准确识别问题，本申请中心电信号处理系统中的单片机能够运行一种新颖的快速实时的心电信号分析识别算法，并经临床和数据库测试识别率大于99.8％。非除颤心律识别准确性的提高，可以提高AED的安全性和可靠性；快速实时运算量小的特点，使得使用该方法的AED等除颤设备大大降低计算能力和占用资源的需求，可以大大缩小实现的电路并降低功耗，便于实现AED的小型化便携性心电信号。
[0006]本申请第一方面提供一种心电信号处理系统，包括：
[0007]心电信号获取电路，以及，与所述心电信号获取电路相连接的能够执行心电信号分析识别算法的单片机；
[0008]所述心电信号获取电路，用于获得待处理心电信号并传输给所述单片机；
[0009]所述单片机中的心电信号分析识别算法用于：接收所述待处理心电信号，并判断所述待处理心电信号中是否存在干扰信号；若不存着所述干扰信号，则对所述待处理心电信号进行滤波操作，得到第一心电信号；
[0010]整形所述第一心电信号，得到第二心电信号；
[0011]基于当前动态阈值以及当前均值阈值，得到所述第二心电信号中的QRS波识别结果；所述当前动态阈值为基于所述第二心电信号的R波尖峰值以及历史动态阈值得到的，所述当前均值阈值为基于所述第二心电信号的信号均值得到的。
[0012]在一些实施例中，所述心电信号分析算法还用于：当得到第二心电信号后，基于所述第二心电信号计算当前心率。
[0013]在一些实施例中，所述心电信号分析算法还用于若存着所述干扰信号，则触发计时器计时，以当计时结束后执行所述接收所述待处理心电信号的步骤。
[0014]在一些实施例中，所述心电信号分析算法还用于：
[0015]所述基于当前动态阈值以及当前均值阈值，得到所述第二心电信号中的QRS波识
别结果，包括：
[0016]基于所述当前动态阈值识别所述第二心电信号，得到第一QRS识别结果；
[0017]基于所述当前均值阈值识别所述第二心电信号，得到第二QRS识别结果；
[0018]若所述第一QRS识别结果中第一R波峰时间点与所述第二QRS识别结果中第二R波峰时间点相匹配，则至少基于所述第一QRS识别结果确定QRS波群。
[0019]在一些实施例中，所述心电信号分析算法还用于：
[0020]若所述第一QRS识别结果中第一R波峰时间点与所述第二QRS识别结果中第二R波峰时间点不匹配，则基于历史识别结果确定所述第一QRS识别结果和所述第二QRS识别结果中的正确结果，并基于所述正确结果确定QRS波群。
[0021]在一些实施例中，所述心电信号分析算法中所述当前动态阈值的计算过程包括：
[0022]判断所述第二心电信号中的目标数据是否处于采样保持期或指数衰减期；
[0023]若所述目标数据处于所述采样保持期，则基于所述目标数据的信号值更新当前动态阈值的最大值；
[0024]若所述目标数据处于所述指数衰减期，则基于衰减期计算公式计算当前动态阈值。
[0025]在一些实施例中，所述衰减期计算公式具体包括：
[0026]V
Ceof
(i)＝V
RMax
(0)*exp(
‑
B
adj
*i*e
Coed
/T
lhr
)；
[0027]其中，所述V
Ceof
为实时计算的当前动态阈值，所述i为计数值，所述V
RMax
(0)为当前指数衰减期的前一采样保持期中保留的最大R波数值；所述exp为指数函数，所述B
adj
为经验值，所述T
lhr
为最低心率周期时间。
[0028]在一些实施例中，所述心电信号分析算法中所述对所述待处理心电信号进行滤波操作为低通滤波后进行差分滤波。
[0029]在一些实施例中，所述心电信号分析算法中所述整形所述第一心电信号为对所述第一心电信号进行低通滤波后进行非线性放大操作。
[0030]本申请第二方面提供一种除颤器，包括：外壳、电极电路，以及与所述电极电路连接的如前述所述的心电信号处理系统。
[0031]本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：能够基于QRS波准确识别出非除颤心律，且非除颤心律识别准确性的提高，可以提高AED的安全性和可靠性；快速实时运算量小的特点，使得使用该方法的AED等除颤设备大大降低计算能力和占用资源的需求，可以大大缩小实现的电路并降低功耗，便于实现AED的小型化便携性。
[0032]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0033]通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0034]图1为本申请实施例示出的一种心电信号处理系统的结构示意图。
[0035]图2为本申请实施例示出的单片机得到识别QRS波识别结果的流程示意图。
[0036]图3为本申请实施例示出的实际场景中的一种滤波效果示意图。
[0037]图4为本申请实施例中示出的实际场景中另一种滤波效果示意图。
[0038]图5为本申请实施例中示出的实际场景中又一种滤波效果示意图。
[0039]图6是本申请实施例示出的除颤器的结构示意图。
具体实施方式
[0040]下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
[0041]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种心电信号信号处理系统，其特征在于，包括：心电信号获取电路，以及，与所述心电信号获取电路相连接的能够执行心电信号分析识别算法的单片机；所述心电信号获取电路，用于获得待处理心电信号并传输给所述单片机；所述单片机中的心电信号分析识别算法用于：接收所述待处理心电信号，并判断所述待处理心电信号中是否存在干扰信号；若不存着所述干扰信号，则对所述待处理心电信号进行滤波操作，得到第一心电信号；整形所述第一心电信号，得到第二心电信号；基于当前动态阈值以及当前均值阈值，得到所述第二心电信号中的QRS波识别结果；所述当前动态阈值为基于所述第二心电信号的R波尖峰值以及历史动态阈值得到的，所述当前均值阈值为基于所述第二心电信号的信号均值得到的。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单片机心电信号分析算法还用于：当得到第二心电信号后，基于所述第二心电信号计算当前心率。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单片机中的心电信号分析算法还用于若存着所述干扰信号，则触发计时器计时，以当计时结束后执行所述接收所述待处理心电信号的步骤。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单片机中的心电信号分析算法还单片机用于：所述基于当前动态阈值以及当前均值阈值，得到所述第二心电信号中的QRS波识别结果，包括：基于所述当前动态阈值识别所述第二心电信号，得到第一QRS识别结果；基于所述当前均值阈值识别所述第二心电信号，得到第二QRS识别结果；若所述第一QRS识别结果中第一R波峰时间点与所述第二QRS识别结果中第二R波峰时间点相匹配，则至少基于所述第一QRS识别结果确定QRS波群。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述单片机中的心电信号分析算法还用于：若所述第一QRS识别结果中第一R波峰时间点与所述第二QRS识别结果中第二R波...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩欣洲，
申请(专利权)人：西安瑞新康达医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：