一种胎儿心电信号提取方法及装置的制造方法_2

文档序号:9875258阅读:来源:国知局
整数,预设系数比值为固定值;
[0053]优选的,所述M为8。对提取的腹壁心电信号,进行差分运算,以获取腹壁心电信号的斜率曲线,对斜率曲线做绝对滑动积分运算,记录每秒钟内的最大值,对前8秒内的最大值做平均,则R波判定阈值=系数比值*前8秒内的最大值平均,对差分值大于R波判定阈值的段,进行R波波峰位置最大值查找,以确定最终的R波波峰位置。
[0054]步骤S13,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。
[0055]在步骤S103中,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。
[0056]在本实施例中,所述N为5。其中,所述递归波形模板根据公式2获得,
[0057]递归波形模板=a*平均波形模板+b*当前波形模块公式2
[0058]其中,a、b为递归系数。如图5所示,平均波形模板和当前波形模板加权后生成的递归波形模板,将保留了当前腹壁心电信号波形特征,由于母体心电分量幅值是胎儿心电分量幅值的十几倍,因此经过多次叠加、加权后的递归波形模板基本不再含有胎儿心电分量,递归波形模板做为自适应的参考输入信号,将去除掉腹壁心电信号中母体心电分量,提取出胎儿心电分量。
[0059]在步骤S104中,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。
[0060]在本实施例中,由于递归波形模板是具有当前腹壁心电周期内所对应母体心电波形的信号,并且由于多次递归,基本消除掉了其中的胎儿心电波形,所以递归后,能最大限度地消除母体心电波形,保存胎儿心电分量。腹部电极取得主输入信号,将2)中生成的递归波形模板信号作为参考输入信号,由于递归波形模板信号中基本不含有胎儿心电信号,只包含欲消除的噪声和腹壁心电信号。通过自适应算法,消除了参考信号与主输入信号中相关的部分,保留不相关的部分,因此腹壁心电信号中的胎儿心电信号分离可以被最大化的提取出来。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。
[0061 ]以下是本申请的验证实施例,其中验证数据来源为h t t P:/ /www.esat.kuleuven.ac.be/?tokka/daisyta.html,其中该数据中包含了5路母体腹壁心电信号,每路信号的数据长度为2500个样本点,采样率250Hz,5路信号波形图如图3和图4所示,由图可知,图3中第I路腹壁信号为胎母心电信噪比最大的一路信号,即此路信号效果最好,图4中第4和5路腹壁心电信号用肉眼已经无法识别出胎儿心电R波峰位置,此两路信号提取效果已不能为本算法所用,故不在的考虑范围之内,选择第2路信号做为算法验证数据,自适应滤波模块采用递归最小二乘方RLS算法。
[0062]按照实施例一的上述方法处理第2路信号,获得图5所示的结果,具体为以下三种情况:
[0063]一、胎儿QRS波群远离母体QRS波群:
[0064]胎儿QRS波群远离母体QRS波群,如图5中标注a,这种情况下的胎儿QRS波分量被提取出,左右的母体QRS波分量被抑制掉。此种胎儿QRS波群和母体QRS波群的位置关系,是腹壁心电中最普遍的位置关系,也是最容易提取出的位置关系。
[0065]二、胎儿QRS波群紧邻母体QRS波群:
[0066]胎儿QRS波群紧邻母体QRS波群,如图5中标注b所示,这种情况下的胎儿QRS波分量被提取出,紧邻的母体QRS波分量被抑制掉,并未对胎儿心电QRS波群的识别造成影响。此种胎儿QRS波群和母体QRS波群的位置关系,是腹壁心电中少数比例存在的位置关系,也是较难提取出的位置关系。
[0067]三、胎儿QRS波群和母体QRS波群完全重合:
[0068]胎儿QRS波群完全和母体QRS波群,如图5中标注c所示,这种情况下的胎儿QRS波分量被提取出,重合的母体QRS波分量被抑制掉。此种胎儿QRS波群和母体QRS波群的位置关系,是腹壁心电中少数比例存在的位置关系,也是最难提取出的位置关系。
[0069]由以上结果分析可知,胎儿QRS波群远离母体QRS波群、胎儿QRS波群紧邻母体QRS波群、胎儿QRS波群和母体QRS波群完全重合三种情况,通过递归模板生成自适应滤波的参考输入信号,即只需要一路腹壁心电信号就可实现基于自适应滤波的胎儿心电信号提取效果O
[0070]本实施例,通过递归波形模板生成自适应滤波的参考输入信号,即只需要一路腹壁心电信号就可实现基于自适应滤波的胎儿心电信号提取效果,从而实现单导联胎儿心电信号分离,由于所需输入信号少,可便利地应用。
[0071]实施例二
[0072]图6示出了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,为了便于说明,仅示出了与本发明实施例相关的部分。在本实施例中,该胎儿心电信号提取装置包括:信号接收单元61、波峰提取单元62、递归模板生成单元63和胎心信号获取单元64,所述波峰提取单元62包括:信号分差模块、阀值获取模块和波峰查找模块。
[0073]其中,信号接收单元61,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;
[0074]波峰提取单元62,用于提取所述腹壁心电信号中的母体心电R波波峰位置;
[0075]递归模板生成单元63,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;
[0076]胎心信号获取单元64,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。
[0077]进一步地,所述N为5。
[0078I进一步地,所述波峰提取单元62具体包括:
[0079]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;
[0080]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,对前断少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,
[0081]R波判定阈值=预设系数比值*最大值平均值公式I
[0082]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;
[0083]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。
[0084]进一步地,所述递归模板生成单元具体用于根据公式2获得递归波形模板,
[0085]递归波形模板=a*平均波形模板+b*当前波形模块公式2
[0086]其中,a、b为递归系数。
[0087]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。
[0088]本实施例,通过递归波形模板生成自适应滤波的参考输入信号,即只需要一路腹壁心电信号就可实现基于自适应滤波的胎儿心电信号提取效果,从而实现单导联胎儿心电信号分离,由于所需输入信号少,可便利地应用。
[0089]本发明实施例提供的胎儿心电信号提取装置可以应用在前述对应的方法实施例一中,详情参见上述实施例一的描述,在此不再赘述。
[0090]值得注意的是,上述装置实施例中,所包括的各个单元只是按照功能
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