心電信號(hào)的預(yù)處理及R波檢測(cè)的研究.pdf

1、心電信號(hào)反映了心臟電活動(dòng)在體表的整體生理狀態(tài),為心臟疾病的診斷提供了重要依據(jù)。而心電信號(hào)的預(yù)處理和分析是正確診斷心臟疾病的前提。本文系統(tǒng)地綜述了心電信號(hào)預(yù)處理及R波檢測(cè)的研究現(xiàn)狀,主要對(duì)心電信號(hào)的預(yù)處理和R波的檢測(cè)進(jìn)行算法研究工作,并且取得了良好的效果。
　　 本文首先介紹心電信號(hào)的特點(diǎn)、心電圖的各個(gè)波形及其所受到的噪聲。心電信號(hào)信噪比低,信號(hào)微弱,在采集信號(hào)時(shí),由于外界的影響,采集到的信號(hào)都伴有噪聲干擾,如基線漂移、工頻干擾、

2、肌電干擾等。然后根據(jù)心電信號(hào)和噪聲的不同特性,對(duì)不同的噪聲提出不一樣的處理方法。針對(duì)工頻干擾的去除,給出了自適應(yīng)相干模板的方法,其基本原理是通過檢測(cè)線性段計(jì)算干擾的幅度加以存儲(chǔ)作為噪聲模板,然后從原始信號(hào)中減去該模板,就得到處理后的信號(hào),此方法能適應(yīng)干擾頻率和幅度的變化。對(duì)于基線漂移和肌電干擾的消除,采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的方法,根據(jù)心電信號(hào)特征波形和噪聲的時(shí)間寬度的不同,選擇不同尺寸的結(jié)構(gòu)元素對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。采用多結(jié)構(gòu)元素的方法,在開閉過程中

3、對(duì)腐蝕和膨脹采用不同的結(jié)構(gòu)元素,構(gòu)造了廣義形態(tài)開和閉運(yùn)算,這種算法有效地抑制肌電干擾的同時(shí)且能保證心電波形的不失真。在矯正基線漂移時(shí),首先選擇一個(gè)較小寬度的結(jié)構(gòu)元素進(jìn)行形態(tài)濾波去除QRS波,再選擇一個(gè)較大寬度的去除P、T波,得到基線漂移信號(hào),最后從原始信號(hào)中減除基線漂移信號(hào),就可以得到去除基線漂移的心電信號(hào)。由于不同的心率對(duì)應(yīng)的QT間期的時(shí)間寬度不同,利用形態(tài)濾波提取的ORS波群,檢測(cè)到R波,計(jì)算出平均心率,根據(jù)不同的心率選擇結(jié)構(gòu)元素,

4、這種方法可以減小結(jié)構(gòu)元素的變化范圍,因人而異的矯正基線漂移信號(hào),有效的濾除了干擾信號(hào)并較好的保留了ST段的信息。最后提出了將數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和小波變換相結(jié)合的R波檢測(cè)算法,先利用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)運(yùn)算提取心電信號(hào)的ORS波群,再采用mexihat小波對(duì)提取的QRS波群進(jìn)行連續(xù)小波變換,利用小波變換模極大值的檢測(cè)原理實(shí)現(xiàn)對(duì)R波的準(zhǔn)確檢測(cè)和精確定位。這種檢測(cè)算法抗干擾能力較強(qiáng),即使在較強(qiáng)噪聲的干擾下,也能很好的實(shí)現(xiàn)對(duì)R的檢測(cè),并且采用形態(tài)學(xué)提取QRS波群