心电信号处理方法探究胡林生物医学工程专业0802班引言:近些年来,随着人们生活节奏的加快和工作压力的加大,心脏病逐渐成为危害人类健康的主要疾病之一。
据统计,全世界死亡人数中约有三分之一死于该疾病,而在我国因心血管疾病而死亡的人数也占总死亡人数的44%,可见心脏病已成为危害人类健康和生命安全的“第一杀手”。
心电信号是人类最早研究并应用于医学临床的生物电信号之一,与其他生物电信号相比,它更易于检测并具有较直观的规律性,而且它是心脏电活动在体表的综合反映,临床心电图检查对于检测和诊断心脏疾病具有重要意义.在实际应用中,心电信号的去噪处理和波形检测是心电信号分析诊断系统的关键,其准确性、可靠性决定着诊断和治疗心脏病患者的效果。
本文结合吉林省科技发展项目“可穿戴人体参数无创连续监测仪器研制”中心电监测模块的研制任务,提出对心电信号去噪处理算法和波形检测算法进行研究,其具有重要的理论意义和实用价值。
目前世界上还没有满足临床要求的计算机心电图识别与诊断方法和相应的程序,特别是心电图波形识别方面, 还存在许多有待解决的问题P波的波峰和起止点的识别尚未得到很好解决就是一例。
心电图诊断的常见流程:图1心电图诊断的常见流程获取心电信号后的预处理主要是抑制干扰, 以获得便于识别的心电信号)波形识别主要提取心电信号中各波段的特征(如峰点、起止点)并加以识别) 波形参数测量是在波形识别基础上计算出各波的幅度与时间间隔)诊断是根据诊断标准对测量得到的参数作分析, 判断出波形中所含的病变因素.从图∗可以看出,波形的预处理与波形识别在心电图自动诊断中占着极其重要的位置,它们是心电图自动诊断过程的基础和重要组成部分。
图2 心电波形的判断图3 受干扰的心电图小波变换的心电信号处理:小波变换是80 年代后兴起的一种新的数学分析工具,它克服了Fourier 变换的不足,在时域和频域均具有良好的局部化特性。
小波变换的含义是:把某一被称为基本小波(也叫母小波mot her wavelet)的函数Ψ( t)作位移τ,再在不同尺度α下与待分析信号系统f ( x)作内积,表示为:W T f (α,τ) = 1α∫f ( t)Ψ3 (1 - τα) d t =〈f ( t),Ψατ( t) > ,α〉0 (1)其中,< x , y 〉代表内积, 上标3 代表共轭,即〈f ( t),y (t) > =∫f ( t) y3 ( t)d t.小波变换在频域的等效表示为:公茂法等基于小波变换的心电信号处理研究Journal of Shandong University of Science and TechnologyNatural ScienceW T f (σ,τ) =α2π∫F(ω)Ψ3 (αω) ejωt dω,α> 0 (2)其中, F(ω) 、Ψ(ω)分别是f (x)、φ(x)的Fourier 变换。