一種心電信號(hào)濾波方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種心電信號(hào)濾波方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]心電信號(hào)采集后包含許多噪聲，其中就有影響信號(hào)質(zhì)量的高頻噪聲，也即是肌電噪聲。目前對(duì)肌電噪聲的濾除大多采用固定帶寬的有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波方法，雖然該方法比較簡(jiǎn)單，但在濾除肌電噪聲的同時(shí)，會(huì)削弱有用信號(hào)的高頻部分，特別是心電信號(hào)中頻率較高的QRS綜合波，這種削弱會(huì)更加明顯。這樣就影響了醫(yī)療上對(duì)心電信號(hào)的診斷，如果采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)診斷時(shí)，這種影響會(huì)更大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有肌電濾波會(huì)削弱有用信號(hào)的不足，提供一種心電信號(hào)濾波方法及系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)肌電濾波下對(duì)心電信號(hào)的高度保真。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是，提供一種心電信號(hào)濾波系統(tǒng)，所述心電信號(hào)濾波系統(tǒng)包括:
[0005]用于接收采集到的模擬心電信號(hào)的輸入裝置(I)；
[0006]與所述輸入裝置(I)相連，用于將所述模擬心電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字心電信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換器(2);
[0007]與所述A/D轉(zhuǎn)換器(2)相連，用于濾除所述數(shù)字心電信號(hào)中的肌電噪聲的噪聲濾除豐旲塊(3)；
[0008]與所述噪聲去除模塊(3)相連，用于輸出濾除噪聲后的數(shù)字心電信號(hào)的輸出裝置
(4)；
[0009]其中，所述噪聲去除模塊(3)還包括:
[0010]與所述A/D轉(zhuǎn)換器(2)相連，用于對(duì)所述數(shù)字心電信號(hào)進(jìn)行延時(shí)的延時(shí)模塊(31);
[0011]與所述延時(shí)模塊(31)相連，用于對(duì)所述延時(shí)后的數(shù)字心電信號(hào)進(jìn)行濾波的濾波模塊(32)；
[0012]與所述A/D轉(zhuǎn)換器(2)相連，用于檢測(cè)所述數(shù)字心電信號(hào)的斜率的斜率檢測(cè)模塊
(33)；
[0013]與所述斜率檢測(cè)模塊(33)、濾波模塊(32)分別相連，用于對(duì)所述濾波模塊(32)的濾波器帶寬進(jìn)行控制的帶寬控制模塊(34 )。
[0014]優(yōu)選地，所述斜率檢測(cè)模塊(33 )包括與所述A/D轉(zhuǎn)換器(2 )相連，用于對(duì)所述數(shù)字心電信號(hào)中的導(dǎo)聯(lián)I1、V2、V5信號(hào)進(jìn)行差分處理并得到差分信號(hào)的差分模塊(331)、與所述差分模塊(331)相連，用于對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行取絕對(duì)值的取絕對(duì)值模塊(332)、與所述取絕對(duì)值模塊(332 )相連，用于選取取絕對(duì)值后的信號(hào)中的最大值的取最大值模塊(333 )。
[0015]優(yōu)選地，所述帶寬控制模塊(34)包括與所述取最大值模塊(333)相連，用于對(duì)取最大值后的信號(hào)進(jìn)行腐蝕處理的腐蝕處理模塊(341 )、與所述腐蝕處理模塊(341)相連，用于對(duì)腐蝕后的信號(hào)進(jìn)行膨脹處理的膨脹處理模塊(342)、與所述腐蝕處理模塊(341)相連，用于選取腐蝕后的信號(hào)的最大斜率的狀態(tài)機(jī)(343)、與所述膨脹處理模塊(342)以及狀態(tài)機(jī)(343)分別相連，用于得到并輸出經(jīng)所述膨脹處理模塊(342)處理后的信號(hào)與經(jīng)所述狀態(tài)機(jī)(343)處理后的信號(hào)的比率的比值模塊(344)。
[0016]一種心電信號(hào)濾波方法，包括如下步驟:
[0017]S1、將接收到的模擬心電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字心電信號(hào)；
[0018]S2、對(duì)所述數(shù)字心電信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理；
[0019]S3、對(duì)所述數(shù)字心電信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾去所述數(shù)字心電信號(hào)中的肌電信號(hào)；
[0020]S4、輸出濾波后得到的結(jié)果。
[0021 ] 優(yōu)選地,所述步驟S2包括:
[0022]S21、對(duì)所述數(shù)字心電信號(hào)進(jìn)行延時(shí)處理；
[0023]S22、對(duì)所述數(shù)字心電信號(hào)中的導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，確定所述濾波模塊(32)所需的濾波器帶寬。
[0024]優(yōu)選地,所述步驟S22包括:
[0025]S221、對(duì)所述數(shù)字心電信號(hào)中的導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號(hào)進(jìn)行最大斜率檢測(cè)；
[0026]S222、對(duì)所述經(jīng)過(guò)最大斜率檢測(cè)后的數(shù)字心電信號(hào)中的導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號(hào)進(jìn)行膨脹斜率檢測(cè)與參考斜率檢測(cè)并將得到的所述參考斜率與膨脹斜率的值相除，并將得到的比值輸出。
[0027]優(yōu)選地,所述步驟S221包括:
[0028]S223、對(duì)所述數(shù)字心電信號(hào)中的導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號(hào)進(jìn)行進(jìn)行差分處理；
[0029]S225、對(duì)差分處理后的所述導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號(hào)進(jìn)行取絕對(duì)值處理；
[0030]S227、對(duì)取絕對(duì)值處理后的所述導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號(hào)進(jìn)行取最大值處理，取得所述導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號(hào)中的最大值。
[0031]優(yōu)選地,所述步驟S222包括:
[0032]S224、對(duì)取最大值處理后得到的所述導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號(hào)中的最大值做腐蝕處理；對(duì)取最大值處理后得到的所述導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號(hào)中的最大值中的相鄰的5個(gè)樣本作取最小值處理，并將該最小值作為腐蝕處理的結(jié)果；
[0033]S226、對(duì)腐蝕處理后的值同時(shí)作膨脹處理和參考斜率檢測(cè)處理，并輸出膨脹斜率和參考斜率；具體地，所述膨脹處理為:對(duì)腐蝕處理后的值取相鄰的47個(gè)樣本的最大值作為膨脹結(jié)果；所述參考斜率檢測(cè)處理為將腐蝕處理后的值輸入所述狀態(tài)機(jī)(343)進(jìn)行檢測(cè)；
[0034]S228、將得到的所述參考斜率與膨脹斜率的值相除，并將得到的比值輸出。
[0035]優(yōu)選地,所述步驟S3包括:
[0036]S31:對(duì)所述數(shù)字心電信號(hào)做多次延遲，得到多級(jí)延遲信號(hào)；
[0037]S32:將步驟S22中確定的濾波器帶寬作為系數(shù)與所述各級(jí)延遲信號(hào)相乘；
[0038]S33:將所得各乘積進(jìn)行加和，作為濾波處理結(jié)果；
[0039]S34:將所述濾波處理結(jié)果輸出。
[0040]本發(fā)明通過(guò)對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行QRS綜合波定位，然后采用帶寬可調(diào)節(jié)的FIR濾波器對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波，在QRS綜合波處，采用較高的頻率帶寬，保證QRS綜合波能高保真地通過(guò)濾波器，而在其他低頻部分，采用較小的帶寬，使肌電噪聲濾除效果達(dá)到最好。
[0041]本發(fā)明采用帶寬可調(diào)節(jié)的FIR濾波器對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行肌電濾波，與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，其優(yōu)勢(shì)在于在保護(hù)信號(hào)的高頻信息同時(shí)去除了肌電噪聲。
【附圖說(shuō)明】
[0042]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0043]圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的心電信號(hào)濾波系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖2是圖1所示的心電信號(hào)濾波系統(tǒng)的心電信號(hào)濾波方法的流程圖；
[0045]圖3是圖1所示的心電信號(hào)濾波系統(tǒng)的斜率檢測(cè)模塊與帶寬控制模塊的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖4是圖3所示的心電信號(hào)濾波方法中狀態(tài)機(jī)343的工作原理圖；
[0047]圖5是圖1所示的心電信號(hào)濾波系統(tǒng)的濾波模塊32的心電信號(hào)濾波方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0049]圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的心電信號(hào)濾波系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明的心電信號(hào)濾波系統(tǒng)包括:輸入裝置1、A/D轉(zhuǎn)換器2、噪聲去除模塊3、輸出裝置4 ；其中噪聲去除模塊3包括延時(shí)模塊31、濾波模塊32、斜率檢測(cè)模塊33、寬帶控制模塊34。
[0050]其中，輸入裝置I用于接收采集到的模擬心電信號(hào)；A/D轉(zhuǎn)換器2與輸入裝置I相連，用于將模擬心電信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字心電信號(hào)；噪聲濾除模塊3與A/D轉(zhuǎn)換器2相連，用于濾除數(shù)字心電信