基于分段线性化的窦性心率震荡趋势检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分段线性化的窦性心率震荡趋势检测方法。采用分段线性化的方法来进行分析，具体分析室早后窦性心率的变化趋势是否存在先加速后减速的过程。它包括以下步骤：（1）心电信号预处理；（2）前10秒自学习过程；（3）HRT样本采集；（4）分段趋势分析；（5）基于云模型的震荡趋势表示。本发明专利技术采用一种分段线性化的方法来检测窦性心率RR间期变化趋势，进而通过云模型用自然语言来表示震荡趋势。本发明专利技术利用MATLAB仿真工具，选择MIT-BIH心率失常数据库中信号进行验证，能正确检测出单次室性早搏后窦性心率的变化趋势；此外采用指数平滑法预测QRS波出现位置来辅助QRS波的检测，利用模板判断窦性心搏，实现简单，适合实时处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测方法，具体涉及一种。属生物医学信号处理

技术介绍
心率震荡现象(Heart rate turbulence,HRT)是指一次伴有代偿间歇的室性期前收缩(室早)后出现窦性心率先加速，随后窦性心率减速的现象，具有双相涨落式变化的特征。自主神经活性的评价具有重要的临床意义，HRT是自主神经对单发室性早搏后出现动脉血压波动的快速调节反应，可以评价自主神经系统的完整性和稳定性。目前在临床应用方面，已肯定HRT作为心肌梗死MI)后死亡率的预测指标，以及急性心肌梗死(AMI)危险分层的指标，HRT对其他心血管疾病的风险预测也具有较高的价值。 1.窦性心率震荡的检测手段(I)基本检测手段最常用的设备是动态心电图(Hoher)仪，通常连续记录24h，选择有单个室性早搏且早搏前后均为窦性节律的连续记录，根据室性期前收缩前后RR间期值的变化进行参数测量与分析。其次，监测心电图可以长时间的记录心电信号，其捕捉住到单个室性期前收缩的几率高，也可以应用。(2)诱发性窦性心率震荡的检测室早后HRT的测定技术的一个显著特点或曰检测的前提条件是患者必须有一定数量的室性早搏。然而并非所有的患者均有室性早搏，并且室性早搏有明显的变异性，即有室性早搏的患者在自然状态下，室早发生的数量存在70%的自然变化率。这些都使得HRT测定技术带有局限性。对没有自发性室早的患者则无法进行HRT检测，但是室早是可以被诱发的，为此人们采用了诱发性窦性心率震荡(inducedheart rate turbulence)检测技术。诱发性窦性心率震荡是用人工心脏单次心室或心房刺激测定的HRT的方法，其应用电生理的检测方法或者通过周围静脉临时插入一根电极导管到达右心房或右心室，并发放不同联律间期的心室或心房单个期前刺激，测定窦性心率对该刺激的反应。2.窦性心率震荡的检测指标临床应用最广泛的HRT测量指标为震荡起始(turbulence onset, TO)和震荡斜率(turbulenceslope, TS)。(I )T0 :代表室性早搏后的窦性心率出现加速现象，可用室性早搏后前2个窦性RR间期的均值减去室性早搏前的2个窦性RR间期均值，两者之差再除以后者。计算公式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分段线性化的窦性心率震荡趋势检测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）心电信号预处理：心电信号采样频率转换，去除心电信号中的基线漂移、工频基波及其谐波干扰、肌电干扰；（2）前10秒自学习过程：建立正常心拍模板，计算此10秒数据中所有窦性心拍与心拍模板的均方误差wch(i)，取wch最大值的倍为模板阈值thbeat，即确立RR间期阈值，取8个RR间期平均值的4/5作为RR间期阀值，RR_Threshold＝4/5mean(RR(i))，其中，i为1~8之间的整数；（3）HRT样本采集：采用一次离散指数平滑法公式进行窦性RR间期预测，据此预测QRS波的位置pqrs；之后在预测位置pqrs附近搜索，从而确定R峰位置，并预测下一RR间期；判断当前心搏的类型以及是否采集到符合条件的HRT样本，从而判定是否能够进行HRT检测；（4）分段趋势分析：经过以上处理后采集到的所有样本逐点求平均，通过分段线性化来进行分段趋势分析。FDA00002725939600011.jpg,FDA00002725939600012.jpg

【技术特征摘要】
1.一种基于分段线性化的窦性心率震荡趋势检测方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)心电信号预处理心电信号采样频率转换，去除心电信号中的基线漂移、工频基波及其谐波干扰、肌电干扰； (2)前10秒自学习过程建立正常心拍模板，计算此10秒数据中所有窦性心拍与心拍模板的均方误差wch (i),取wch最大值的七倍为模板阈值thbeat,即thbeat = V3 *maK(wch);确立RR间期阈值，取8个RR间期平均值的4/5作为RR间期阀值，RR_Threshold = 4/5mean(RR(i)),其中,i 为 I 8 之间的整数； (3)HRT样本采集采用一次离散指数平滑法公式进行窦性RR间期预测，据此预测QRS波的位置pqrs ;之后在预测位置pqrs附近搜索，从而确定R峰位置，并预测下一 RR间期；判断当前心搏的类型以及是否采集到符合条件的HRT样本，从而判定是否能够进行HRT检测； (4 )分段趋势分析经过以上处理后采集到的所有样本逐点求平均，通过分段线性化来进行分段趋势分析。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述步骤(3)具体过程如下 31)预测RR间期采用一次离散指数平滑法来进行RR间期预测，据此预测QRS波位置pqrs ;取自学习过程内的RR间期的平均值作为预测的初始值RRl (0)，对自学习过程之后的30秒数据采用一次离散指数平滑法预测R峰位置，即pqrs(i+l)=PR(i)+RRl(i+l),RRl(i+l) = RRl(i) + a (RR(i)-RRl (i))，0〈 a〈1， 式中，a为平滑系数，PR为当前R峰位置，pqrs为预测R峰位置，RRl为RR间期预测值，RR为RR间期真实值；选取a =0. 8，以适应发生室性早搏时RR间期的迅速变化； 32)依据条件判断是否提取下一10秒信号，是则提取下一 10秒信号，并用bior2. 2小波进行三层分解，否则直接执行步骤33)； 其中，判断条件是PR(i)+RRl (i+1) > 2000; 33)QRS波检测每次在预测位置pqrs附近搜索|d3(i)|的最大值cmax,重新确定可变高度阈值3.根据权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述步骤35)具体过程如下 351)判断当前心搏是否为期前收缩，是则直接执行步骤352)，否则转去执行步骤359)； 352)判断当前心搏是否为室性早搏，是则直接执行步骤353)，否则转去执行步骤3...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵捷，尹文枫，陈甜甜，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：