[发明专利]基于波形特征匹配的心电信号R波峰检测方法

摘要

本发明提供一种基于波形特征匹配的心电信号R波峰检测方法。该方法利用波形特征匹配来识别心电信号的R波峰，该特征匹配法以点与点之间的差向量作为基础特征，该基础特征具有平移和旋转不变性，能够克服心电信号的基线漂移的影响；同时，对差向量进行对数极坐标转换并加以分区来度量波形的相似性，这种度量对邻近的形态特征敏感，同时又能捕获波形的全局轮廓信息并对波形抖动具有鲁棒性；此外，通过设定恰当的阈值能够排除干扰信号的影响，进而实现对心电信号R波峰的准确识别和检测。将该方法应用于相关的心电图分析仪器中，能够实现对心电信号中R波峰的准确识别，有助于提高心电图分析设备的检测和分析能力。

主权项

1.基于波形特征匹配的心电信号R波峰检测方法，其特征在于，将心电检测仪采集的心电信号输入计算机，由计算机进行低通滤波和采样预处理，并识别心电信号中的R波峰，依次包括如下步骤：a)建立对数极坐标分布模型：在对数极坐标中预先设定对数极径的取值半径ξ_max以及极角的取值范围Δψ，将对数极径的取值半径ξ_max划分为M个等间隔区间，将极角的取值范围Δψ划分为N个等间隔区间，则对数极径的取值半径ξ_max、极角的取值范围Δψ以内的对数极坐标域划分为M×N个等间隔的二维区间，构成对数极坐标分布模型；b)针对不同的导联方式，分别选取多个波形轮廓互不相同并且周期、幅度和R波峰均已知的心电信号分别作为模板信号，分别将各模板信号中R波峰前后各周期内的采样点映射到对数极坐标分布模型中，获取各模板信号中R波峰的分布特征；c)对待测心电信号进行自相关分析，计算其自相关系数中每相邻两个局部最大值之间的时间间隔，取所述时间间隔的平均值作为待测心电信号的近似周期；d)提取待测心电信号中的局部最大值点；e)分别将待测心电信号中各局部最大值点前后各近似周期内的采样点映射到对数极坐标分布模型中，获取待测心电信号中各个局部最大值点的分布特征；f)利用步骤b)获取的各个模板信号中R波峰的分布特征，分别对待测心电信号中各局部最大值点的分布特征进行χ²统计检验，得到待测心电信号中各个局部最大值点的相异度；所述χ²统计检验的计算公式为：χ2(Di,Dk)=12Σj=1nf(dj),]]>且其中，χ²(D_i，D_k)为待测心电信号中第i个局部最大值点相对于第k个模板信号中R波峰的检验值；d_i，j为待测心电信号中第i个局部最大值点在对数极坐标分布模型第j个二维分区的分布值，d_k，j为第k个模板信号中R波峰在对数极坐标分布模型第j个二维分区的分布值；n为对数极坐标分布模型中二维分区的个数，且n＝M×N；g)计算待测心电信号起始β倍近似周期内相异度最小的局部最大值点作为第一个待定点；然后，以前一待定点为起始点，计算其后β倍近似周期内相异度最小的局部最大值点作为又一个待定点；由此递推确定待测心电信号中的所有待定点，每确定一个待定点则将其相异度与预先设定的阈值C₀进行比较，相异度小于阈值C₀的待定点即判定为待测心电信号中的R波峰；其中，β的取值范围为1.2～1.8，所述阈值C₀的取值范围为0.2～0.7；h)存储并输出显示待测心电信号R波峰检测结果。