專利名稱：心室纖顫信號序列自動檢測系統(tǒng)的制作方法
心室纖顫信號序列自動檢測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于醫(yī)療器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及心室纖顫信號序列自動檢測系統(tǒng)。
技術(shù)背景
心臟驟停嚴重危害了人們的健康，其中88%由心室顫動等惡性心律失常導致。如 果這些病人能夠得以及時的除顫，有1/3的人能夠幸存。除了由醫(yī)護人員手動除顫外，一些 自動除顫設(shè)備也在用于心臟復蘇。自動除顫設(shè)備需要根據(jù)心電信號自動分析加以判斷是否 需要電擊。因此，自動除顫設(shè)備的室顫檢測算法是至關(guān)重要的。
目前檢測心室纖顫一般采用時域檢測法，頻域檢測法和時-頻分析檢測法，及相 關(guān)的動力學分析法等。
本自動識別模塊的核心算法是基于網(wǎng)絡(luò)的角度來分析心電信號，通過映射網(wǎng)絡(luò)的 兩種典型四階子圖的大小排序來自動識別心室纖顫，不需要人為設(shè)定參數(shù)或判定閾值。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用操作方便，識別靈敏度高、特異性好的心室纖顫 信號序列自動檢測系統(tǒng)。
本發(fā)明提出的心室纖顫信號序列自動檢測系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)采集模塊、濾波模塊、信號 轉(zhuǎn)化模塊和網(wǎng)絡(luò)子圖分析模塊組成。本發(fā)明通過這四個模塊，有效地自動區(qū)分正常心電信 號和心室纖顫，能夠準確反映出正常心電信號與室顫類信號的特征，具有較高的靈敏度，特 異性和準確度。各個模塊的功能如下數(shù)據(jù)采集模塊，按照一定的采樣率，采集點數(shù)為η的心電信號數(shù)據(jù)；11根據(jù)實際需要確定；濾波模塊，濾除數(shù)字心電信號中的工頻干擾，噪聲，消除基線漂移，具體為1、通過50Hz的陷波器去除工頻干擾；2、通過截止頻率為IHz的高通濾波器，濾除基線漂移；3、通過截止頻率為30Hz的二階低通巴特沃斯濾波器，濾除肌電干擾；信號轉(zhuǎn)化模塊，將濾波后的時間長度為t的心電信號轉(zhuǎn)化為 網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)化的方法為可視圖方法心電信號中的任意兩個數(shù)(幅)值和5(%5凡)，只要數(shù)值A(chǔ)與數(shù)值B之間所有點C(I^J)(其中 β<( <tb)(—...f滿足公式凡<yb + (ya —凡)^^·，則數(shù)值α對應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點與數(shù)值β在對應(yīng)t — T—H laA到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點g在網(wǎng)絡(luò)中是相連的。
網(wǎng)絡(luò)子圖分析模塊，分析網(wǎng)絡(luò)的四階子圖，如果子圖C的數(shù)目(百分比)大于子圖A 的數(shù)目(百分比)，則將該網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的心電信號視為正常；如果子圖C的數(shù)目(百分比)小于3子圖A的數(shù)目(百分比)，則將該網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的心電信號視為室顫。其中，子圖C由四個節(jié)點， 三條邊組成，呈星型；子圖A由四個節(jié)點，三條邊組成，形狀呈鏈型，見圖2所示。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是網(wǎng)絡(luò)四階子圖A和子圖C的圖示。
圖3是本發(fā)明的工作流程圖。
具體實施方式
本發(fā)明的提出的心室纖顫識別系統(tǒng)包括，首先通過心電采集模塊，獲取采樣頻率為 250Hz，時間長度為8s的心電信號；濾波模塊，濾除心電信號的工頻和肌電干擾，消除基線 漂移；信號轉(zhuǎn)換模塊，將預處理后的心電信號轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)；子圖分析模塊，分析網(wǎng)絡(luò)子圖A 與子圖C的數(shù)量(百分比)，實現(xiàn)對心室纖顫的判定。
本發(fā)明工作時執(zhí)行步驟如下A、通過數(shù)據(jù)采集模塊，獲取采樣速率為250Hz，時間長度為8s的心電信號。
B、通過濾波模塊，將該心電信號進行濾波，濾波的過程如下1、通過50Hz的陷波器去除工頻干擾；2、通過截止頻率為IHz的高通濾波器，濾除基線漂移；3、通過截止頻率為30Hz的二階低通巴特沃斯濾波器，濾除肌電干擾。該濾波過程為自 動除顫器中常規(guī)的心電信號預處理。
C、通過信號轉(zhuǎn)化模塊，將預處理過的心電信號轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)化的方法為可視圖 方法心電信號中的任意兩個數(shù)(幅)值JflMnaS(^j6)，只要數(shù)值A(chǔ)與數(shù)值B之間f —t所有點P。w、(其中^ ^f力)滿足公式Λ <Λ+(Λ—Λ)^^"，則數(shù)值A(chǔ) ^liC 'fcJ α < c < Ib% - ta對應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點i與數(shù)值B對應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點B在網(wǎng)絡(luò)中是相連的。
D、通過子圖分析模塊分析網(wǎng)絡(luò)子圖A與子圖C的百分比，如果子圖C的數(shù)目(百分 比)大于子圖A的數(shù)目(百分比)，則將該網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的心電信號視為正常；如果子圖C的數(shù)目 (百分比)小于子圖A的數(shù)目(百分比)，則將該網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的心電信號視為室顫。其中，子圖C 由四個節(jié)點，三條邊組成，呈星型；子圖A由四個節(jié)點，三條邊組成，形狀呈鏈型。通過該模 塊判定心室纖顫的發(fā)生。
本發(fā)明已經(jīng)對標準數(shù)據(jù)庫MIT 的 CUDB(Creighton University Ventricular Tachyarrhythmia Database)禾口 VFDB (the MIT-BIH Malignant Ventricular ArrhythmiaDatabase)數(shù)據(jù)庫進行了評測。對正常心電信號和心室纖顫區(qū)分能力強，靈敏 性，特異性和準確性高?？梢赃\用到如下儀器中自動除顫儀，監(jiān)護儀等。權(quán)利要求
1. 一種心室纖顫信號序列自動檢測系統(tǒng)，其特征在于由數(shù)據(jù)采集模塊、濾波模塊、信號 轉(zhuǎn)化模塊和網(wǎng)絡(luò)子圖分析模塊組成；各個模塊的功能如下數(shù)據(jù)采集模塊，按照一定的采樣率，采集點數(shù)為η的心電信號數(shù)據(jù)；11根據(jù)實際需要確定；濾波模塊，濾除數(shù)字心電信號中的工頻干擾，噪聲，消除基線漂移，具體為1)通過50Hz的陷波器去除工頻干擾；2)通過截止頻率為IHz的高通濾波器，濾除基線漂移；3)通過截止頻率為30Hz的二階低通巴特沃斯濾波器，濾除肌電干擾；信號轉(zhuǎn)化模塊，將濾波后的時間長度為t的心電信號轉(zhuǎn)化 為網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)化的方法為可視圖方法心電信號中的任意兩個數(shù)值我Ufl)和5 ,為)，只要數(shù)值A(chǔ)與數(shù)值B之間所有點('(‘凡),其中f <t <t ,滿足公式凡< Λ + —^J上,則數(shù)值A(chǔ)對應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)與數(shù)值B在網(wǎng)絡(luò)中對 應(yīng)的節(jié)點E在網(wǎng)絡(luò)中是相連的；網(wǎng)絡(luò)子圖分析模塊，分析網(wǎng)絡(luò)的四階子圖，如果子圖C的數(shù)目大于子圖A的數(shù)目，則將 該網(wǎng)絡(luò)對應(yīng)的心電信號視為正常；如果子圖C的數(shù)目小于子圖A的數(shù)目，則將該網(wǎng)絡(luò)對應(yīng) 的心電信號視為室顫；其中，子圖C由四個節(jié)點、三條邊組成，呈星型；子圖A由四個節(jié)點、 三條邊組成，形狀呈鏈型。
全文摘要
本發(fā)明屬于醫(yī)療器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及心室纖顫信號序列自動檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、濾波模塊、信號轉(zhuǎn)化模塊和網(wǎng)絡(luò)子圖分析模塊組成。其中，數(shù)據(jù)采集模塊按照一定的采樣率采集點數(shù)為n的心電信號數(shù)據(jù)；濾波模塊濾除數(shù)字心電信號中的工頻干擾、噪聲、消除基線漂移；信號轉(zhuǎn)化模塊將濾波后的時間長度為t的心電信號轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)子圖分析模塊分析網(wǎng)絡(luò)的四階子圖。本發(fā)明通過這四個模塊，有效地自動區(qū)分正常心電信號和心室纖顫，能夠準確反映出正常心電信號與室顫類信號的特征，具有較高的靈敏度，特異性和準確度。
文檔編號A61B5/046GK102028460SQ20111000035
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者李翔, 董昭 申請人:復旦大學