一种胎儿心电信号提取方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于心电监测技术领域，尤其涉及一种胎儿心电信号提取方法及装置。
【背景技术】
[0002]在围产期中，特别是在分娩过程中，胎儿由于脐带压迫或者其他原因，造成暂时性缺氧，引起窒息，智力迟钝，痴呆甚至死亡，这与围产期胎儿缺乏足够有效的监护有关。要实现胎儿心脏监护，先要取得反映胎儿健康状况的信号，如胎心心率监测。反映胎儿心脏功能的信号通常有三种，即心音、心动和心电信号，其中，胎儿心电信号是监测胎儿健康状况的有效手段之一，很早就为人们所重视。1906年Gremer就首次用腹部电极记录到胎儿心电信号。1961年Hon开始应用电子计算机作胎儿心电信号处理。之后十几年中不少学者开展了这方面的研究，虽然取得了不少进展，但还没有获得很好的处理方法，这是由于腹部胎儿心电信号处理存在以下一些困难:
[0003]I)信噪比低，胎儿心电分量太弱，仅为10?50uV左右，而母亲心电信号则可达750uV，两者可差十倍以上，肌电噪声与其它干扰也很强，信号完全淹没于噪声之中；
[0004]2)时域中胎儿磁共振血管造影(magnetic resonance ang1graphy，QRS)波与母体QRS波有10?30%的重叠；
[0005]3)频域中胎儿频谱与母体的频谱大部分重叠；
[0006]4)信号随机性很强，是非平稳过程，特别是由于胎儿的自由移动造成胎儿心电传输通道的时变性。
[0007]其中，现有的基于自适应的胎儿心电分离算法，需要两路输入信号，S卩:一路腹壁心电信号(主输入信号)，一路胸导联心电信号(参考输入信号)，综上所述，输入端需要多路腹壁心电信号，极大地限制了该方法在实际中的实时应用。
【发明内容】
[0008]本发明实施例提供了一种胎儿心电信号提取方法及装置，旨在解决现有技术输入端需要多路腹壁心电信号，极大地限制了该方法在实际中的应用，使用范围有限的问题。
[0009]—方面，提供一种胎儿心电信号提取方法，所述方法包括:
[0010]接收以腹壁电极从母体腹壁监测到得的单路腹壁心电信号；
[0011]提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置；
[0012]截取N个以R波波峰位置左右段的预设长度进行平均，获得平均波形模板，将所述平均波形模板与当前波形模块进行叠加，生成递归波形模板，所述N为大于等于5的正整数；
[0013]以所述递归波形模板作为参考信号，通过自适应滤波算法从所述腹壁心电信号获取胎儿心电信号。
[0014]进一步地，所述N为5。
[0015]进一步地，所述提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置具体包括:
[0016]对所述腹壁心电信号进行差分运算，获取所述腹壁心电信号的斜率曲线；
[0017]对所述斜率曲线进行绝对滑动积分运算，记录每秒钟内的最大值，对前M秒内的最大值进行平均，获得最大值平均值，根据公式:R波判定阈值=预设系数比值*最大值平均值，获取R波判定阈值，
[0018]其中，所述M为大于等于8的正整数，预设系数比值为固定值；
[0019]查找所述斜率曲线上差分值大于R波判定阈值的段，以其中最大差分值作为R波波峰位置。
[0020]进一步地，所述递归波形模板根据公式:递归波形模板=a*平均波形模板+b*当前波形模块获得，其中，a、b为递归系数。
[0021]进一步地，所述自适应滤波算法包括最小均方LMS算法、递归最小二乘方RLS算法或最小二乘格形LSL算法。
[0022]另一方面，提供一种胎儿心电信号提取装置，所述系统包括:
[0023]信号接收单元，用于接收以腹壁电极从母体腹壁监测到得的单路腹壁心电信号；
[0024]波峰提取单元，用于提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置；
[0025]递归模板生成单元，用于截取N个以R波波峰位置左右段的预设长度进行平均，获得平均波形模板，将所述平均波形模板与当前波形模块进行叠加，生成递归波形模板，所述N为大于等于5的正整数；
[0026]胎心信号获取单元，用于以所述递归波形模板作为参考信号，通过自适应滤波算法从所述腹壁心电信号获取胎儿心电信号。
[0027]进一步地，所述N为5。
[0028]进一步地，所述波峰提取单元具体包括:
[0029]信号分差模块，用于对所述腹壁心电信号进行差分运算，获取所述腹壁心电信号的斜率曲线；
[0030]阀值获取模块，用于对所述斜率曲线进行绝对滑动积分运算，记录每秒钟内的最大值，对前M秒内的最大值进行平均，获得最大值平均值，根据公式:R波判定阈值=预设系数比值*最大值平均值，获取R波判定阈值，其中，所述M为大于等于8的正整数，预设系数比值为固定值；
[0031]波峰查找模块，用于查找所述斜率曲线上差分值大于R波判定阈值的段，以其中最大差分值作为R波波峰位置。
[0032]进一步地，所述递归模板生成单元具体用于根据公式:递归波形模板=a*平均波形模板+b*当前波形模块，获得递归波形模板，其中，a、b为递归系数。
[0033]进一步地，所述自适应滤波算法包括最小均方LMS算法、递归最小二乘方RLS算法或最小二乘格形LSL算法。
[0034]本申请实施例包括以下优点:
[0035]通过对腹壁心电信号进行递归波形模板叠加，生成自适应滤波器的参考信号，因此实现了在单导联系统下自适应的胎儿心电信号分离。
【附图说明】
[0036]图1是本发明实施例一提供的胎儿心电信号提取方法的流程图；
[0037]图2是本发明实施例一提供的递归波形模板生成示意图；
[0038]图3是本发明实施例一提供的第1-3路母体腹壁心电信号示意图；
[0039]图4是本发明实施例一提供的第4-5路母体腹壁心电信号示意图；
[0040]图5是本发明实施例一提供的实验结果分析的三种位置关系的示意图；
[0041 ]图6是本发明实施例二提供的胎儿心电信号提取装置的具体结构框图。
【具体实施方式】
[0042]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0043]以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述:
[0044]实施例一
[0045]图1示出了本发明实施例二提供的胎儿心电信号提取方法的实现流程，详述如下:
[0046]在步骤SlOl中，接收以腹壁电极从母体腹壁监测到得的单路腹壁心电信号。
[0047]在步骤S102中，提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置。
[0048]在本实施例中，所述提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置具体包括:
[0049]步骤Sll，对所述腹壁心电信号进行差分运算，获取所述腹壁心电信号的斜率曲线；
[0050]步骤S12，对所述斜率曲线进行绝对滑动积分运算，记录每秒钟内的最大值，对前M秒内的最大值进行平均，获得最大值平均值，根据以下公式I获取R波判定阈值，
[0051]R波判定阈值=预设系数比值*最大值平均值公式I
[0052]其中，所述M为大于等于8的正