基于二維云模型的心電信號ST段分析方法研究.pdf

1、急性心肌梗死是危害中老年人身體健康的常見疾病,在其發(fā)病初期主要是通過心電圖情況來進行檢測,目前針對該病癥的有效診斷及防治已成為醫(yī)學界所面臨的一項新的課題。以往常規(guī)的心電信號采集系統(tǒng)中均采用12導聯(lián)進行采集,但多數(shù)患者在疾病突發(fā)時往往不在醫(yī)院,會對診斷及救護帶來不便,因此,本研究在開發(fā)一種便攜式單導聯(lián)心電監(jiān)護手機的背景下,進行了單導聯(lián)心電信號檢測技術(shù)算法研究。該技術(shù)可以讓患者隨時隨地的對心電圖進行監(jiān)測和診斷,成為了心電監(jiān)護設備的一種發(fā)展方

2、向。
　　 急性心肌梗死早期主要體現(xiàn)為心電圖的ST段變化,因此心電信號ST段的正確識別對于急性心肌梗死的診斷具有重要的意義。ST段代表心室除極完成后復極過程的電位變化,極易受到心肌缺血、噪聲等外界干擾,此外ST段形態(tài)在同一個體的不同導聯(lián)情況下也存在差異,因此ST段的計算機自動識別成熟度遠低于QRS波識別技術(shù)。正確識別ST段起始點、終止點、ST段形態(tài)特征及其電平測量較困難,且目前尚無統(tǒng)一測量標準。針對于ST段形態(tài)特征和檢測難點,本

3、文提出了一種基于二維云模型理論的心電信號ST檢測方法。具體研究內(nèi)容如下:
　　 (1)根據(jù)ST段所受的噪聲特點,本文使用了零相位數(shù)字濾波方法,設計出一個9階Chebyshev帶通數(shù)字濾波器來對心電信號進行濾波降噪,通過濾波前后的信號頻譜分析,驗證了該濾波器在保持心電信號形態(tài)不失真(主要是ST段形態(tài))的條件下,能夠有效消除低頻基線漂移和工頻干擾。
　　 (2)在心電信號特征參數(shù)的提取方面,對于心電信號QRS波,本文采用差分

4、閾值法進行檢測,并綜合運用時間移動窗口、自適應等技術(shù),提高了檢測精度,克服了小波變換計算量大、神經(jīng)網(wǎng)絡模板訓練時間長等缺點,比較適合于便攜式單導聯(lián)心電監(jiān)護手機的開發(fā);同時采用局域變換算法對ST段起始點、終止點進行提取,仿真實驗結(jié)果顯示算法具有較高的精度。
　　 (3)針對心電數(shù)據(jù)模糊性和隨機性較大的特點,本文提出了一種基于云模型的心電信號ST段的檢測方法,能夠通過待測信號對判別規(guī)則云隸屬度大小的判斷,來進行心電信號ST段形態(tài)判定

5、。首先采用云模型對ST段內(nèi)的大量采樣點特征(數(shù)據(jù)點的電位值、一階導數(shù)和二階導數(shù))所出現(xiàn)的頻率進行聚類分析,獲得具有自身特性的ST段特征綜合云,進而利用云模型來描述幾種ST段的不同特征。之后通過云變換以生成ST段判別規(guī)則云,將待檢測的ST段數(shù)據(jù)特征作為輸入,通過其對判別規(guī)則云隸屬度的判斷,來進行ST段形態(tài)的判別。本研究利用歐盟CSE心電數(shù)據(jù)庫平臺,采用Matlab對算法進行測試,結(jié)果驗證了該算法有效可行,利用云模型所得到的ST段判別結(jié)果符