房顫檢測方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供一種房顫檢測方法和裝置，方法包括：獲取待檢測心電圖ECG信號中各信號單元內的各R-R間期；根據(jù)各信號單元內R-R間期反映的心率變異特征，判定各信號單元是否為疑似房顫段；針對已確定為疑似房顫段的信號單元，通過預置算法對該信號單元內的各R-R間期進行分析處理，以確定該信號單元內是否發(fā)生房顫；針對待檢測ECG信號中已確定發(fā)生房顫與已確定未發(fā)生房顫的信號單元之間的邊界，提取包含該邊界在內的信號區(qū)間內各R-R間期；根據(jù)信號區(qū)間內各R-R間期反映的心率變異特征，確定待檢測心電圖ECG信號位于信號區(qū)間內的房顫邊界。本發(fā)明的技術方案實現(xiàn)了對ECG信號房顫位置的檢測，其過程簡單，并且能準確定位房顫邊界。
【專利說明】房顫檢測方法和裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及心電圖（Electrocardiogram, ECG)信號分析【技術領域】，尤其涉及一種 房顫檢測方法和裝置。

【背景技術】
[0002] 心房顫動簡稱房顫，是最常見的持續(xù)性心律失常，房顫總的發(fā)病率為0.4%，隨著 年齡增長房顫的發(fā)生率不斷增加，75歲以上人群可達10%。房顫一般并不直接危及生命， 但房顫發(fā)生時心臟的同步機械活動喪失，心室反應不規(guī)則，心率過快，如果不能及時診斷治 療，會導致各種死亡風險度高的心血管疾病。
[0003] 現(xiàn)有技術中，常通過檢測ECG信號中RR間隔絕對不規(guī)則性來確定房顫發(fā)生的位 置；其中，RR間隔定義為ECG信號中相鄰兩個心拍中的R波之間的時間距離?，F(xiàn)有采用RR 間隔絕對不規(guī)則檢測房顫的方法有=Tateno提出的一種根據(jù)K-S檢驗來檢驗一段時間內的 RR間隔是否與已知的房顫分布相同，如果該段時間的RR間隔與已知的房顫的分布相同，則 認為該段時間內發(fā)生了房顫；Linker提出的根據(jù)一段時間內的RR間隔的中值來確定該該 段時間內是否存在房_。
[0004] 但是，上述現(xiàn)有方法中存在以下問題：精度與計算復雜性的矛盾明顯；較少涉及 到房顫邊界的準確定位。


【發(fā)明內容】

[0005] 本發(fā)明的實施例提供一種房顫檢測方法和裝置，以實現(xiàn)對ECG信號中的房顫位的 檢測。
[0006] 為達到上述目的，本發(fā)明的實施例提供了一種房顫檢測方法，包括：
[0007] 獲取待檢測心電圖ECG信號中各信號單元內的各R-R間期；
[0008] 根據(jù)各所述信號單元內所述R-R間期反映的心率變異特征，判定各所述信號單元 是否為疑似房顫段；
[0009] 針對已確定為所述疑似房顫段的信號單元，通過預置算法對該信號單元內的各所 述R-R間期進行分析處理，以確定該信號單元內是否發(fā)生房顫；
[0010] 針對所述待檢測ECG信號中已確定發(fā)生房顫與已確定未發(fā)生房顫的所述信號單 元的邊界，提取包含該邊界在內的信號區(qū)間內各R-R間期；
[0011] 根據(jù)所述信號區(qū)間內各R-R間期反映的心率變異特征，確定所述待檢測心電圖 ECG信號位于所述信號區(qū)間內的房顫邊界。
[0012] 本發(fā)明的實施例還提供了一種房顫檢測裝置，包括：
[0013] 獲取模塊，用于獲取待檢測心電圖ECG信號中各信號單元內的各R-R間期；
[0014] 判定模塊，用于根據(jù)各所述信號單元內所述R-R間期反映的心率變異特征，判定 各所述信號單元是否為疑似房顫段；
[0015] 分析模塊，用于針對已確定為所述疑似房顫段的信號單元，通過預置算法對該信 號單元內的各所述R-R間期進行分析處理，以確定該信號單元內是否發(fā)生房顫；
[0016] 提取模塊，用于針對所述待檢測ECG信號中已確定發(fā)生房顫與已確定未發(fā)生房顫 的所述信號單元的邊界，提取包含該邊界在內的信號區(qū)間內各R-R間期；
[0017] 確定模塊，用于根據(jù)所述信號區(qū)間內各R-R間期反映的心率變異特征，確定所述 待檢測心電圖ECG信號位于所述信號區(qū)間內的房顫邊界。
[0018] 本發(fā)明實施例提供的房顫檢測方法和裝置，通過獲取待檢測心電圖ECG信號中各 信號單元內的各R-R間期；根據(jù)各信號單元內R-R間期反映的心率變異特征，判定各信號單 元是否為疑似房顫段；針對已確定為疑似房顫段的信號單元，通過預置算法對該信號單元 內的各所述R-R間期進行分析處理，以確定該信號單元內是否發(fā)生房顫；針對待檢測ECG信 號中已確定發(fā)生房顫與已確定未發(fā)生房顫的所述信號單元之間的邊界，提取包含該邊界在 內的信號區(qū)間內各R-R間期；根據(jù)所述信號區(qū)間內各R-R間期反映的心率變異特征，確定待 檢測心電圖ECG信號位于信號區(qū)間內的房顫邊界，由此實現(xiàn)了對ECG信號房顫位置的檢測， 其過程簡單，并且能準確定位房顫邊界。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖Ia為本發(fā)明提供的房顫檢測方法一個實施例的方法流程圖；
[0020] 圖Ib為本發(fā)明提供的房顫邊界示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明提供的房顫檢測裝置一個實施例的結構示意圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明提供的房顫檢測裝置另一個實施例的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明的實施例在檢測ECG信號中的房顫邊界時，通過利用ECG信號的心率變異 特征確定疑似房顫段；然后對疑似房顫段進行進一步分析確定是否發(fā)生房顫，最后確定房 顫邊界。本發(fā)明實施例的技術方案可以適用于對ECG信號的房顫邊界檢測。
[0024] 實施例一
[0025] 圖1為本發(fā)明提供的房顫檢測方法一個實施例的方法流程圖，該方法的執(zhí)行主體 可以為集成數(shù)字信號采集和處理功能的檢測裝置。如圖1所示，該房顫檢測方法具體包括：
[0026] S101，獲取待檢測心電圖ECG信號中各信號單元內的各R-R間期；
[0027] 本實施例中，將待檢測心電圖ECG信號按時間的連續(xù)性劃分為多個固定時間長度 的信號單元，并測量獲得各信號單元內包含的各R-R間期；其中，所述R-R間期為ECG信號 中相鄰兩個心拍中的R波之間的時間距離。
[0028] S102,根據(jù)各信號單元內R-R間期反映的心率變異特征，判定各信號單元是否為 疑似房顫段；
[0029] 心率變異（Heart Rate Variability)是指逐次心動周期之間時間的微小變化，即 竇性心律不齊的程度。常用指標及正常參考范圍包括：
[0030] SDNN :全部竇性心搏RR間期（簡稱NN間期）的標準差。單位為ms。正常參考值： 141 ±39,另一種標準值是 141. 7±29. 2。
[0031] SDANN :RR間期平均值標準差。單位為ms。正常參考值130. 9±28. 3。
[0032] RMSSD :相鄰RR間期差值的均方根。正常參考值39. 0± 15. 0。
[0033] PNN50 :相鄰NN之差>50ms的個數(shù)占總竇性心搏個數(shù)的百分比。正常參考值： 16. 7±12. 3。
[0034] 根據(jù)上述列舉的關于R-R間期的各種指標，可以預先設置相應的參考閾值，當上 述各信號單元內的各R-R間期通過相應計算處理后滿足對應的參考閾值，則確定相應的信 號單元為疑似房顫段，否則為正常。本實施例中針對上述多個指標可設置但不限定如下參 考閾值：
[0035] 為了不漏掉可疑的房顫段，可以將心律變異的參考閾值設得比較低，例如采用 PNN50,我們可以設定PNN50>20%，則該段就是疑似房顫段。
[0036] 具體地，本實施例中給出了一種根據(jù)各信號單元內R-R間期反映的心率變異特 征，判定各信號單元是否為疑似房顫段的一種具體實現(xiàn)方式，步驟包括：
[0037] 針對每個信號單元，若該信號單元內大于第一閾值的R-R間期數(shù)目達到第二閾 值，則確定該信號單元為疑似房顫段；或者，
[0038] 若該信號單兀內大于第一閾值的R-R間期數(shù)目未達到第二閾值，則確定該信號單 元為非疑似房顫段。
[0039] 具體地，本實施例可采用NN50作為心率變異性的參考指標，其含義為一段時間 內，ECG信號中R-R間期大于50ms的個數(shù)。上述每個信號單元即對應為限定的一段時間， 第一閾值即對應為50ms，而第二閾值可以通過前期對ECG信號中房顫段的知識學習以及每 個信號單元所包含的總的R-R間期數(shù)目來確定其具體數(shù)值。
[0040] S103,針對已確定為疑似房顫段的信號單元，通過預置算法對該信號單元內的各 R-R間期進行分析處理，以確定該信號單元內是否發(fā)生房顫；
[0041] 疑似房顫段確定后，可通過現(xiàn)有的房顫分析算法來對疑似房顫段進行進一步分析 以確定各疑似房顫段是否發(fā)生房顫。由于這一步的計算量較大，本實施例是在確認了疑似 房顫段后，再調用這部分算法以減少運算量。
[0042] 現(xiàn)有的房顫分析算法主要包括：
[0043] (1)通過馬爾可夫過程模型、熵估計等判斷其隨機估計值是否滿足閾值條件，若滿 足則判定為房顫。
[0044] (2)通過檢驗當前分布是否與房顫時的標準分布一致，如X2檢驗、柯爾莫哥洛 夫-史密諾夫檢驗等；若一致，則判定發(fā)生房顫。
[0045] (3)通過機器學習方式，學習房顫的RR間隔的時域及變換閾的特征值，如果當前 時段的特征值與房顫時段相符，則判定為房顫。
[0046] S104,針對待檢測ECG信號中已確定發(fā)生房顫與已確定未發(fā)生房顫的信號單元之 間的邊界，提取包含該邊界在內的信號區(qū)間內各R-R間期；
[0047] 經過上述房顫分析算法后，上述待檢測ECG信號被分為房顫段和非房顫段。但是 由于在房顫段和非房顫段之間上述房顫分析算法無效，無法準確確定發(fā)生房顫的具體位 置。針對該問題，本實施例給出了確定房顫邊界的具體方法。首先，在已確定發(fā)生房顫與已 確定未發(fā)生房顫的信號單元之間的邊界處，提取包含該邊界在內的信號區(qū)間內的各R-R間 期。其中，該信號區(qū)間的選定可以是恰好包含整數(shù)個R-R間期的信號區(qū)間，例如以該邊界為 中心的包含50個R-R間期的信號區(qū)間。
[0048] S105,根據(jù)信號區(qū)間內各R-R間期反映的心率變異特征，確定待檢測心電圖ECG信 號位于信號區(qū)間內的房顫邊界。
[0049] 其中，關于各R-R間期所反映的心率變異特征可參見前述列舉的心率變異的各項 指標，預先設定針對各R-R間期的參考指標，然后根據(jù)計算得到的各R-R間期對應的參考指 標，從中選定一個符合參考條件的R -R間期來確定待檢測心電圖ECG信號位于該信號區(qū)間 內的房顫邊界。
[0050] 具體地，本實施例給出了一種根據(jù)信號區(qū)間內各R-R間期反映的心率變異特征， 確定待檢測心電圖ECG信號位于信號區(qū)間內的房顫邊界的具體實現(xiàn)方式，如下：
[0051] 1.計算所述信號區(qū)間內各R-R間期對應分布差異值，并以其構成所述信號區(qū)間對 應的dRDDC曲線；
[0052] 具體地，先對當前RR間期前后部分的Λ RR間期序列求解直方圖，分別獲取以下數(shù) 組：

【權利要求】
1. 一種房顫檢測方法，其特征在于，包括： 獲取待檢測心電圖ECG信號中各信號單元內的各R-R間期； 根據(jù)各所述信號單元內所述R-R間期反映的心率變異特征，判定各所述信號單元是否 為疑似房顫段； 針對已確定為所述疑似房顫段的信號單元，通過預置算法對該信號單元內的各所述 R-R間期進行分析處理，以確定該信號單元內是否發(fā)生房顫； 針對所述待檢測ECG信號中已確定發(fā)生房顫與已確定未發(fā)生房顫的所述信號單元之 間的邊界，提取包含該邊界在內的信號區(qū)間內各R-R間期； 根據(jù)所述信號區(qū)間內各R-R間期反映的心率變異特征，確定所述待檢測心電圖ECG信 號位于所述信號區(qū)間內的房顫邊界。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各所述信號單元內所述R-R間期 反映的心率變異特征，判定各所述信號單元是否為疑似房顫段，包括： 針對每個所述信號單元，若該信號單元內大于第一閾值的R-R間期的數(shù)目達到第二閾 值，則確定該信號單元為疑似房顫段；或者， 若該信號單元內大于所述第一閾值的R-R間期數(shù)目未達到所述第二閾值，則確定該信 號單元為非疑似房顫段。
3. 根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述信號區(qū)間內各R-R間期反映 的心率變異特征，確定所述待檢測心電圖ECG信號位于所述信號區(qū)間內的房顫邊界；包括： 計算所述信號區(qū)間內各R-R間期對應分布差異值，并以其構成所述信號區(qū)間對應的 dRDDC曲線； 將所述dRDDC曲線中的最大分布差異值對應的R-R間期確定為所述待檢測心電圖ECG 信號在所述信號區(qū)間內的所述房顫邊界。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，在計算所述信號區(qū)間內各R-R間期對應分 布差異值，以構成所述信號區(qū)間對應的dRDDC曲線的過程中，所采用的R-R間期的最大值為 1200ms ;R-R間期的最小值為-1200ms ;直方圖的寬度為21 ;R-R間期的序列長度為50。
5. -種房顫檢測裝置，其特征在于，包括： 獲取模塊，用于獲取待檢測心電圖ECG信號中各信號單元內的各R-R間期； 判定模塊，用于根據(jù)各所述信號單元內所述R-R間期反映的心率變異特征，判定各所 述信號單元是否為疑似房顫段； 分析模塊，用于針對已確定為所述疑似房顫段的信號單元，通過預置算法對該信號單 元內的各所述R-R間期進行分析處理，以確定該信號單元內是否發(fā)生房顫； 提取模塊，用于針對所述待檢測ECG信號中已確定發(fā)生房顫與已確定未發(fā)生房顫的所 述信號單元之間的邊界，提取包含該邊界在內的信號區(qū)間內各R-R間期； 確定模塊，用于根據(jù)所述信號區(qū)間內各R-R間期反映的心率變異特征，確定所述待檢 測心電圖ECG信號位于所述信號區(qū)間內的房顫邊界。
6. 根據(jù)權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述判定模塊具體用于： 針對每個所述信號單元，若該信號單元內大于第一閾值的R-R間期的數(shù)目達到第二閾 值，則確定該信號單元為疑似房顫段；或者， 若該信號單元內大于所述第一閾值的R-R間期數(shù)目未達到所述第二閾值，則確定該信 號單元為非疑似房顫段。
7. 根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述確定模塊包括： 處理單元，用于計算所述信號區(qū)間內各R-R間期對應分布差異值，并以其構成所述信 號區(qū)間對應的dRDDC曲線； 確定單元，用于將所述dRDDC曲線中的最大分布差異值對應的R-R間期確定為所述待 檢測心電圖ECG信號在所述信號區(qū)間內的所述房顫邊界。
8. 根據(jù)權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述處理單元在計算所述信號區(qū)間內各 R-R間期對應分布差異值，以構成所述信號區(qū)間對應的dRDDC曲線的過程中，所采用的R-R 間期的最大值為1200ms ;R-R間期的最小值為-1200ms ;直方圖的寬度為21 ;R-R間期的序 列長度為50。
【文檔編號】A61B5/046GK104367318SQ201410641636
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權日:2014年11月7日
【發(fā)明者】侯桂文 申請人:北京海思敏醫(yī)療技術有限公司