專利名稱：心室纖顫信號(hào)序列自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
心室纖顫信號(hào)序列自動(dòng)檢測(cè)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(hào)序列自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)背景
心臟驟停嚴(yán)重危害了人們的健康，其中88%由心室顫動(dòng)等惡性心律失常導(dǎo)致。如 果這些病人能夠得以及時(shí)的除顫，有1/3的人能夠幸存。除了由醫(yī)護(hù)人員手動(dòng)除顫外，一些 自動(dòng)除顫設(shè)備也在用于心臟復(fù)蘇。自動(dòng)除顫設(shè)備需要根據(jù)心電信號(hào)自動(dòng)分析加以判斷是否 需要電擊。因此，自動(dòng)除顫設(shè)備的室顫?rùn)z測(cè)算法是至關(guān)重要的。
目前檢測(cè)心室纖顫一般采用時(shí)域檢測(cè)法，頻域檢測(cè)法和時(shí)-頻分析檢測(cè)法，及相 關(guān)的動(dòng)力學(xué)分析法等。
本自動(dòng)識(shí)別模塊的核心算法是基于網(wǎng)絡(luò)的角度來(lái)分析心電信號(hào)，通過(guò)映射網(wǎng)絡(luò)的 兩種典型四階子圖的大小排序來(lái)自動(dòng)識(shí)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(shí)別靈敏度高、特異性好的心室纖顫 信號(hào)序列自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。
本發(fā)明提出的心室纖顫信號(hào)序列自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)采集模塊、濾波模塊、信號(hào) 轉(zhuǎn)化模塊和網(wǎng)絡(luò)子圖分析模塊組成。本發(fā)明通過(guò)這四個(gè)模塊，有效地自動(dòng)區(qū)分正常心電信 號(hào)和心室纖顫，能夠準(zhǔn)確反映出正常心電信號(hào)與室顫類信號(hào)的特征，具有較高的靈敏度，特 異性和準(zhǔn)確度。各個(gè)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(diǎn)數(shù)為η的心電信號(hào)數(shù)據(jù)；11根據(jù)實(shí)際需要確定；濾波模塊，濾除數(shù)字心電信號(hào)中的工頻干擾，噪聲，消除基線漂移，具體為1、通過(guò)50Hz的陷波器去除工頻干擾；2、通過(guò)截止頻率為IHz的高通濾波器，濾除基線漂移；3、通過(guò)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(hào)轉(zhuǎn)化模塊，將濾波后的時(shí)間長(zhǎng)度為t的心電信號(hào)轉(zhuǎn)化為 網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)化的方法為可視圖方法心電信號(hào)中的任意兩個(gè)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(diǎn)C(I^J)(其中 β<( <tb)(—...f滿足公式凡<yb + (ya —凡)^^·，則數(shù)值α對(duì)應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)與數(shù)值β在對(duì)應(yīng)t — T—H laA到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)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(duì)應(yīng)的心電信號(hào)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(duì)應(yīng)的心電信號(hào)視為室顫。其中，子圖C由四個(gè)節(jié)點(diǎn)， 三條邊組成，呈星型；子圖A由四個(gè)節(jié)點(diǎn)，三條邊組成，形狀呈鏈型，見(jiàn)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(shí)施方式
本發(fā)明的提出的心室纖顫識(shí)別系統(tǒng)包括，首先通過(guò)心電采集模塊，獲取采樣頻率為 250Hz，時(shí)間長(zhǎng)度為8s的心電信號(hào)；濾波模塊，濾除心電信號(hào)的工頻和肌電干擾，消除基線 漂移；信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，將預(yù)處理后的心電信號(hào)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(shí)現(xiàn)對(duì)心室纖顫的判定。
本發(fā)明工作時(shí)執(zhí)行步驟如下A、通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊，獲取采樣速率為250Hz，時(shí)間長(zhǎng)度為8s的心電信號(hào)。
B、通過(guò)濾波模塊，將該心電信號(hào)進(jìn)行濾波，濾波的過(guò)程如下1、通過(guò)50Hz的陷波器去除工頻干擾；2、通過(guò)截止頻率為IHz的高通濾波器，濾除基線漂移；3、通過(guò)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(guò)程為自 動(dòng)除顫器中常規(guī)的心電信號(hào)預(yù)處理。
C、通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)化模塊，將預(yù)處理過(guò)的心電信號(hào)轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)化的方法為可視圖 方法心電信號(hào)中的任意兩個(gè)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(diǎn)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(duì)應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)i與數(shù)值B對(duì)應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)B在網(wǎng)絡(luò)中是相連的。
D、通過(guò)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(duì)應(yīng)的心電信號(hào)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(duì)應(yīng)的心電信號(hào)視為室顫。其中，子圖C 由四個(gè)節(jié)點(diǎn)，三條邊組成，呈星型；子圖A由四個(gè)節(jié)點(diǎn)，三條邊組成，形狀呈鏈型。通過(guò)該模 塊判定心室纖顫的發(fā)生。
本發(fā)明已經(jīng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)MIT 的 CUDB(Creighton University Ventricular Tachyarrhythmia Database)禾口 VFDB (the MIT-BIH Malignant Ventricular ArrhythmiaDatabase)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了評(píng)測(cè)。對(duì)正常心電信號(hào)和心室纖顫區(qū)分能力強(qiáng)，靈敏 性，特異性和準(zhǔn)確性高?？梢赃\(yùn)用到如下儀器中自動(dòng)除顫儀，監(jiān)護(hù)儀等。權(quán)利要求
1. 一種心室纖顫信號(hào)序列自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于由數(shù)據(jù)采集模塊、濾波模塊、信號(hào) 轉(zhuǎn)化模塊和網(wǎng)絡(luò)子圖分析模塊組成；各個(gè)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(diǎn)數(shù)為η的心電信號(hào)數(shù)據(jù)；11根據(jù)實(shí)際需要確定；濾波模塊，濾除數(shù)字心電信號(hào)中的工頻干擾，噪聲，消除基線漂移，具體為1)通過(guò)50Hz的陷波器去除工頻干擾；2)通過(guò)截止頻率為IHz的高通濾波器，濾除基線漂移；3)通過(guò)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(hào)轉(zhuǎn)化模塊，將濾波后的時(shí)間長(zhǎng)度為t的心電信號(hào)轉(zhuǎn)化 為網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)化的方法為可視圖方法心電信號(hào)中的任意兩個(gè)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(diǎn)('(‘凡),其中f <t <t ,滿足公式凡< Λ + —^J上,則數(shù)值A(chǔ)對(duì)應(yīng)到網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)與數(shù)值B在網(wǎng)絡(luò)中對(duì) 應(yīng)的節(jié)點(diǎn)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(duì)應(yīng)的心電信號(hào)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(duì)應(yīng) 的心電信號(hào)視為室顫；其中，子圖C由四個(gè)節(jié)點(diǎn)、三條邊組成，呈星型；子圖A由四個(gè)節(jié)點(diǎn)、 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(hào)序列自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集模塊、濾波模塊、信號(hào)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(diǎn)數(shù)為n的心電信號(hào)數(shù)據(jù)；濾波模塊濾除數(shù)字心電信號(hào)中的工頻干擾、噪聲、消除基線漂移；信號(hào)轉(zhuǎn)化模塊將濾波后的時(shí)間長(zhǎng)度為t的心電信號(hào)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(guò)這四個(gè)模塊，有效地自動(dòng)區(qū)分正常心電信號(hào)和心室纖顫，能夠準(zhǔn)確反映出正常心電信號(hào)與室顫類信號(hào)的特征，具有較高的靈敏度，特異性和準(zhǔn)確度。
文檔編號(hào)A61B5/046GK102028460SQ20111000035
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)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(qǐng)人:復(fù)旦大學(xué)