起搏信号检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种起搏信号检测装置及方法。本发明专利技术的有益效果是本发明专利技术的起搏信号检测装置及方法利用起搏信号类似脉冲信号，理想情况下其频谱包含所有频率的特点，通过提取起搏信号在某一目标频率的幅度谱，再对该幅度谱进行适当变换以便后续的阈值检测，可以有效提高弱起搏信号检测能力和抗干扰能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号检测装置及方法，尤其涉及。
技术介绍
起搏心电图是指植入人工心脏起搏器后记录的体表心电图。起搏心电图的记录与正常心电图记录要求大致相同，但要注意使心脏起搏脉冲信号能清楚地显示出来。常用的起搏脉冲宽度为0.4^0.5mS，在纸速为25mm/S的心电图上，起搏器脉冲是一个与心电图等电位线(基线)垂直的极短的线状电信号，或称线状波，也称钉样标志，命名为S信号，其振幅(电压)在各个导联上差别较大。起搏脉冲发生器按程控的周期有规律地发放电脉冲，刺激心脏搏动，因此刺激脉冲信号在体表心电图上的出现有一定的规律。S信号是识别起搏心电图的重要依据。根据S信号出现的频率确定起搏频率，根据其刺激部位确定起搏心腔，根据S信号后有无应激的心房和/或心室波而判定是否为有效起搏。由于起搏脉冲宽度一般都比较窄，心电信号的采样频率难以采集。目前业界普遍采用高采样频率的专门起搏信号通道采集，经过起搏信号检测算法确定是否存在起搏信号；若存在，则在心电信号的相应位置进行标志，心电采集通道与起搏采集通道关系如图1所示。目前常用的起搏信号检测算法，利用起搏信号斜率大的特点，对起搏信号直接进行差分处理；由于背景噪声的存在，该方法存在如下问题:1、对于幅度低、宽度窄的弱起搏信号，容易漏检；2、容易将干扰信号当作起搏脉冲信号检测出来。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种起搏信号检测装置。本专利技术提供了一种起搏信号检测装置，包括信号采集单元和中央处理单元； 所述信号采集单元，用于接收生理信号、并将生理信号模拟量转换为数字量； 所述中央处理单元包括: 信号预处理单元，与所述信号采集单元相连、且用于对获取的信号进行数字高通滤波和数字低通滤波； 幅度计算单元，与所述信号预处理单元相连、且用于提取信号预处理单元的波形在目标频率处的幅度谱； 差分处理单元，与所述幅度计算单元相连、且用于对得到的幅度进行差分处理； 平方/绝对值单元，与所述差分处理单元相连，且用于对差分处理单元输出的信号进行平方或绝对值处理，从而将差分结果中的正向和负向脉冲波统一成正向波； 积分单元，与所述平方/绝对值单元相连，且用于对平方/绝对值单元输出的信号进行积分处理，从而将正向和负向脉冲的 绝对值输出融合为一个整体； 阈值比较单元，与所述积分单元相连，且用于将积分单元输出的信号与预设定的阈值进行比较，将符合规定的原始起搏信号进行输出。作为本专利技术的进一步改进，所述幅度计算单元利用滑动离散傅立叶变换技术提取信号预处理单元的波形在目标频率处的幅度谱。作为本专利技术的进一步改进，所述积分单元采用平均滤波器实现积分处理。作为本专利技术的进一步改进，在所述阈值比较单元中，若积分单元的积分输出值超过预设定的阈值，那么将对应采集的原始起搏信号进行输出。作为本专利技术的进一步改进，所述信号采集单元包括: 前置低通滤波器，用于限制频带以外的高频噪声能量； 差分放大单元，与所述前置低通滤波器相连，且用于将所述前置低通滤波器传输的信号进行差分放大处理； 模数转换单元，与所述差分放大单元相连，且用于将所述差分放大单元传输的信号进行模拟量到数字量的转换； 所述模数转换单元输出端与所述信号预处理单元输入端相连。作为本专利技术的进一步改进，该起搏信号检测装置还包括用于采集人体生理信号的生理信号采集单元，所述生理信号采集单元输出端与所述前置低通滤波器输入端相连。作为本专利技术的进一步改进，所述生理信号采集单元包括电极和导联线单元。本专利技术还提供了一种起搏信号检测方法，包括如下步骤: A.信号采集，用于接收生理信 号、并将生理信号模拟量转换为数字量； B.信号预处理，用于对获取的信号进行数字高通滤波和数字低通滤波； C.幅度计算，用于提取信号预处理步骤波形在目标频率处的幅度谱； D.差分处理，用于对得到的幅度进行差分处理； E.平方/绝对值处理，用于将差分处理步骤输出的信号进行平方或绝对值处理，从而将差分结果中的正向和负向脉冲波统一成正向波； F.积分处理，用于将平方/绝对值处理步骤中输出的信号进行积分处理，从而将正向和负向脉冲的绝对值输出融合为一个整体； G.阈值比较，用于将积分处理步骤中的积分输出结果与预设定的阈值进行比较，将符合规定的原始起搏信号进行输出。作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤C中，利用滑动离散傅立叶变换技术提取信号预处理步骤波形在目标频率处的幅度谱。作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤G中，积分处理步骤中的积分输出结果与预设定的阈值进行比较，积分输出值超过预设定的阈值，那么将对应采集的原始起搏信号进行输出；所述输出包括存储、打印或者标记。本专利技术的有益效果是:本专利技术的利用起搏信号类似脉冲信号，理想情况下其频谱包含所有频率的特点，通过提取起搏信号在某一目标频率的幅度谱，再对该幅度谱进行适当变换以便后续的阈值检测，可以有效提高弱起搏信号检测能力和抗干扰能力。附图说明图1为高采样率起搏信号通道与心电通道之间的关系图。图2是本专利技术的起搏信号检测装置原理框图。图3是本专利技术的起搏信号检测方法流程图。图4为本专利技术的信号采集单元得到的波形。图5为本专利技术的信号预处理单元得到的波形。图6为本专利技术的幅度计算单元得到的波形。图7为本专利技术的差分处理单元得到的波形。图8为本专利技术的平方/绝对值单元得到的波形。图9为本专利技术的积分单元得到的波形。图10为本专利技术的积分单元波形与阈值进行比较图。图11为本专利技术原始信号与起搏信号标志。具体实施例方式如图2所示，本专利技术公开了一种起搏信号检测装置，包括信号采集单元20和中央处理单元30。所述信号采集单元20，用于接收生理信号、并将生理信号模拟量转换为数字量。中央处理单元30包括: 信号预处理单元31，与所述信号采集单元20相连、且用于对获取的信号进行数字高通滤波和数字低通滤波；该信号预处理单元31能够抑制心电信号频带及50/60HZ工频干扰、基线漂移、肌电干扰，突出所需提取幅度频率(目标频率)的信号；如图5所示，信号预处理单元31得到的波形可以看出，除了起搏信号外，其他成分均被大幅衰减抑制；在高采样频率的起搏信号通道，为了减小运算量，我们采用如下传递函数分别实现数字高通滤波和数字低通滤波；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种起搏信号检测装置，其特征在于，包括信号采集单元（20）和中央处理单元（30）；所述信号采集单元（20），用于接收生理信号、并将生理信号模拟量转换为数字量；所述中央处理单元（30）包括：信号预处理单元（31），与所述信号采集单元（20）相连、且用于对获取的信号进行数字高通滤波和数字低通滤波；幅度计算单元（32），与所述信号预处理单元（31）相连、且用于提取信号预处理单元（31）的波形在目标频率处的幅度谱；差分处理单元（33），与所述幅度计算单元（32）相连、且用于对得到的幅度进行差分处理；平方/绝对值单元（34），与所述差分处理单元（33）相连，且用于对差分处理单元（33）输出的信号进行平方或绝对值处理，从而将差分结果中的正向和负向脉冲波统一成正向波；积分单元（35），与所述平方/绝对值单元（34）相连，且用于对平方/绝对值单元（34）输出的信号进行积分处理，从而将正向和负向脉冲的绝对值输出融合为一个整体；阈值比较单元（36），与所述积分单元（35）相连，且用于将积分单元（35）输出的信号与预设定的阈值进行比较，将符合规定的原始起搏信号进行输出。

【技术特征摘要】
1.一种起搏信号检测装置，其特征在于，包括信号采集单元(20)和中央处理单元(30)； 所述信号采集单元(20)，用于接收生理信号、并将生理信号模拟量转换为数字量； 所述中央处理单元(30)包括: 信号预处理单元(31)，与所述信号采集单元(20)相连、且用于对获取的信号进行数字高通滤波和数字低通滤波； 幅度计算单元(32)，与所述信号预处理单元(31)相连、且用于提取信号预处理单元(31)的波形在目标频率处的幅度谱； 差分处理单元(33)，与所述幅度计算单元(32)相连、且用于对得到的幅度进行差分处理； 平方/绝对值单元(34)，与所述差分处理单元(33)相连，且用于对差分处理单元(33)输出的信号进行平方或绝对值处理，从而将差分结果中的正向和负向脉冲波统一成正向波； 积分单元(35)，与所述平方/绝对值单元(34)相连，且用于对平方/绝对值单元(34)输出的信号进行积分处理，从而将正向和负向脉冲的绝对值输出融合为一个整体； 阈值比较单元(36)，与所述积分单元(35)相连，且用于将积分单元(35)输出的信号与预设定的阈值进行比较，将符合规定的原始起搏信号进行输出。2.根据权利要求1所述的起搏信号检测装置，其特征在于:所述幅度计算单元(32)利用滑动离散傅立叶变换技术提取信号预处理单元(31)的波形在目标频率处的幅度谱。3.根据权利要求2所述的起搏信号检测装置，其特征在于:所述积分单元(35)采用平均滤波器实现积分处理。4.根据权利要求3所述的起搏信号检测装置，其特征在于:在所述阈值比较单元(36)中，若积分单元(35)的积分输出值超过预设定的阈值，那么将对应采集的原始起搏信号进行输出。5.根据权利要求1至4任一项所述的起搏信号检测装置，其特征在于，所述信号采集单元(20)包括: 前置低通滤波器(21 )，用于限制频带以外的高频噪声能量； 差分放大单元(22)，与所述前...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏大雪，廖云朋，吴祖军，周峰，
申请(专利权)人：深圳市理邦精密仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：