本发明专利技术提供一种用于减少ECG信号中的运动伪影的方法和装置。根据本发明专利技术的方面，提出了一种减少ECG信号中的运动伪影的方法，所述方法包括：从患者的连续测得的ECG信号中采集当前搏动；计算先前均值搏动与所述ECG信号中的所述当前搏动之间的相关性系数；基于所述相关性系数来确定要分配给所述先前均值搏动和所述当前搏动的权重；并且基于所述先前均值搏动、所述当前搏动、以及它们的权重来计算当前均值搏动。因此，以使得能够实质上改进所述ECG信号的SNR的方式，推导所述当前均值搏动的新颖方法可以减少由于患者移动的ECG伪影。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于处理生理信号的运动伪影去除技术，并且更具体地涉及用于减少 ECG信号中的运动伪影的方法和装置。
技术介绍
诸如心电图（ECG)信号的生物信号可以包含大量的噪声。例如，通常表现为快速、 波状偏转的由肌肉活动、运动伪影等引入的噪声尤其在移动期间致使ECG难以读取。 在这点上，US 6216031B1提出了一种用于增强包含伪影的ECG中的信号的装置， 所述装置包括用于评估从QRS复合开始到T波结束的预定数量的ECG信号搏动的曲线形状 并使用该结果来建立均值搏动的均值单元，并且所述装置还包括用于从实际搏动减去ECG 信号的均值搏动以获得剩余信号的减法单元，以及用于对剩余信号进行高低通滤波以将经 滤波的信号提供给将均值搏动加到其中的加法单元的FIR滤波器单元。 US 6216031B1的原理是利用均值单元基于对连续ECG周期的平均来计算均值搏 动，并且利用LP(低通）滤波器和HP(高通）滤波器来处理剩余信号以去除肌肉噪声和基 线漂移噪声两者。尽管该方法在一定程度上增强了得到的ECG信号的信噪比（SNR)，但其仍 然具有一些不可接受的缺点。 另外，在US 6216031B1中，常规的LP/HP滤波技术被用于去除噪声。例如，通过低 通滤波器对剩余信号进行滤波来减少肌肉噪声，并且通过高通滤波器对剩余信号进行滤波 来减少基线漂移。滤波器的截止频率被设定为避免在剩余信号中剩下的P波和VPB的不可 接受的失真的值。两个滤波器是有限脉冲响应滤波器，有限脉冲响应滤波器具有经滤波的 剩余信息的延迟是恒定的且信号无关的优点。但是也可以出现不可接受的缺口，尤其在骤 然的ECG形态学变化的情况下。
技术实现思路
因此，提供一种用于减少ECG信号中的运动伪影的改进的方法和装置以便处理不 可接受的缺口将是有利的，并且同时避免失真并进一步改进ECG信号的SNR。 根据本专利技术的方面，提出了一种减少ECG信号中的运动伪影的方法，包括：从患者 的连续测得的ECG信号中采集当前搏动；计算先前均值搏动与所述ECG信号中的所述当前 搏动之间的相关性系数；基于所述相关性系数来确定要分配给所述先前均值搏动和所述当 前搏动的权重；以及基于所述先前均值搏动、所述当前搏动和它们的权重来计算当前均值 搏动。 因此，利用这种方法，由于权重确定是基于相关计算的，所以能够根据当前搏动波 形与先前均值搏动之间的相关性来将不同权重动态地分配给先前均值搏动和当前搏动两 者。换言之，如果相关性高，则较大的权重将被分配给先前均值搏动。否则，其将被分配以较 小的权重，甚至零值权重，这暗示当前搏动与均值搏动不相关并且不被用于均值搏动更新。 因此，与基于先前均值搏动、当前搏动和分配给所述搏动中的每个的固定权重来 计算均值搏动的传统方法相比，根据本专利技术的方法采用自适应权重确定方法，所述自适应 权重确定方法基于两个搏动之间的相关性，并且所述自适应权重确定方法可以抓住精确的 ECG形态学变化，从而得到增强的滤波效果，使得能够去除由于患者的运动的伪影。 此处，本领域技术人员可以容易理解，在增强包含伪影的ECG中的信号的方法中， 均值搏动应当被计算或凭经验被确定为在对ECG信号的真实滤波开始之前的初始均值搏 动。 当对ECG信号的滤波的方法开始时，在对第一当前搏动的处理期间，初始均值搏 动将被用作先前均值搏动并且将与第一当前搏动组合以计算第一当前均值搏动，所述第一 当前均值搏动将被存储在存储器中。然后，如果第一当前均值搏动和第一当前搏动相关，则 将从第一当前搏动减去第一当前均值搏动以获得剩余信号，并且将对剩余信号进行滤波以 获得经滤波的信号。最后，经滤波的信号将被加回到第一当前均值搏动以获得修改的第一 当前搏动。 接着，在对第二当前搏动的处理期间，所存储的第一当前均值搏动将被用作先前 均值搏动以与第二当前搏动组合来计算第二当前均值搏动，所述第二当前均值搏动将被存 储在存储器中。然后，如果第二当前搏动与先前均值搏动相关，则将从第二当前搏动减去第 二当前均值搏动以获得剩余信号，并且将对所述剩余信号进行滤波以获得经滤波的信号。 最后，经滤波的信号将被加回到第二当前均值搏动以获得修改的第二当前搏动。处理操作 如此继续并且最后所有的ECG信号被处理并被滤波。 请注意，如本领域技术人员将容易理解的，先前均值搏动与当前搏动之间的相关 性可以是相关性系数，但不限于此。 在根据本专利技术的方法的范例中，在计算了先前均值搏动与当前搏动之间的相关性 系数之后，可以凭经验或通过利用查找表进行映射来确定要分配给先前均值搏动和当前搏 动的权重。然而，该方法的优选范例还可以包括将相关性系数与预定系数，即预定相关性阈 值进行比较的步骤。如果相关性系数高于预定系数，则较大的权重将被分配给先前均值搏 动。否则，先前均值搏动将被分配以较小的权重或甚至零值权重。 在根据本专利技术的方法的范例中，所述方法还可以包括以下步骤：从当前搏动减去 当前均值搏动以获得剩余信号；基于ECG信号的信号特征来执行对剩余信号的分段滤波以 获得经滤波的信号；并且将当前均值搏动加回到经滤波的信号以获得修改的当前搏动。在 一个范例中，信号特征可以从ECG信号中采集并且可以包括P波、QRS复合波和T波的峰值 位置、段间隔、和噪声包络以及关于均值搏动的相关性信息。 在所述方法的另一范例中，如果QRS复合波被选择作为要处理的搏动，则执行分 段滤波的步骤还可以包括以下子步骤：基于信号特征来识别ECG波中的QRS段和T段与P 段；基于信号斜率变化和所计算的相关性系数来估计噪声包络；并且分别通过使用不同滤 波器来执行对不同段的滤波。 与执行对剩余信号的常见滤波的传统方法相比，根据本专利技术的优选范例的方法采 用对剩余信号的分段滤波来改进噪声减少的效果以增强SNR并且保证重要的特征不失真。 此处，术语"分段滤波"意味着，例如，如果QRS复合波被选择作为要处理的搏动， 则基于当前搏动信号特征、ECG形态学的峰值位置和间隔信息，一组滤波器被用于一个QRS 段，并且另一组滤波器被用于T段与P段。 在当当前搏动与均值搏动相关的情况下应用从当前搏动减去当前均值搏动以获 得剩余信号。否则，例如，当前搏动能够被保留在剩余信号中，并且不同组的分段滤波能够 被应用以保持ECG特征精确。在这种情形下，用于不相关的搏动的分段滤波器的组完全不 同于用于相关的搏动的分段滤波器的组。由于对均值搏动的计算是关键因素并且可以对最 后获得的ECG信号具有大的影响，所以对初始均值搏动的计算特别重要。在常规实践中，初 始均值搏动可以凭经验通过参考普通人的正常搏动来确定并且可以在前被存储。 然而，在根据本专利技术的方法的范例中，所述方法还可以包括根据ECG信号中的预 定数量的连续搏动来推导初始均值搏动的步骤。由于根据对患者自身执行的测量来推导初 始均值搏动，所以可以改进由此获得的均值搏动的准确度。 在本方法的另一范例中，所述预定数量的连续搏动包括第一预定数量的连续搏动 和跟随所述第一预定数量的连续搏动的第二预定数量的连续搏动。在所述方法的优选范例 中，推导初始均值搏动的步骤还包括以下子步骤：根据所述第一预定数量的连续搏动来推 导初始均值搏动；并且仅仅当先前初始均值搏动与所述第二预定数量本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种减少ECG信号中的运动伪影的方法(10)，包括：从患者的连续测得的ECG信号中采集(11)当前搏动；计算(12)先前均值搏动与所述ECG信号中的所述当前搏动之间的相关性系数；基于所述相关性系数来确定(13)要分配给所述先前均值搏动和所述当前搏动的权重；并且基于所述先前均值搏动、所述当前搏动、以及它们的权重来计算(14)当前均值搏动。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·王，D·赵，C·史，S·陈，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。