一種心電信號濾波方法及系統(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濾波方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]心電信號采集后包含許多噪聲，其中就有影響信號質(zhì)量的高頻噪聲，也即是肌電噪聲。目前對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，雖然該方法比較簡單，但在濾除肌電噪聲的同時，會削弱有用信號的高頻部分，特別是心電信號中頻率較高的QRS綜合波，這種削弱會更加明顯。這樣就影響了醫(yī)療上對心電信號的診斷，如果采用計算機進(jìn)行自動診斷時，這種影響會更大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有肌電濾波會削弱有用信號的不足，提供一種心電信號濾波方法及系統(tǒng)，實現(xiàn)肌電濾波下對心電信號的高度保真。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，提供一種心電信號濾波系統(tǒng)，所述心電信號濾波系統(tǒng)包括:
[0005]用于接收采集到的模擬心電信號的輸入裝置(I)；
[0006]與所述輸入裝置(I)相連，用于將所述模擬心電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字心電信號的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，用于對所述數(shù)字心電信號進(jìn)行延時的延時模塊(31);
[0011]與所述延時模塊(31)相連，用于對所述延時后的數(shù)字心電信號進(jìn)行濾波的濾波模塊(32)；
[0012]與所述A/D轉(zhuǎn)換器(2)相連，用于檢測所述數(shù)字心電信號的斜率的斜率檢測模塊
(33)；
[0013]與所述斜率檢測模塊(33)、濾波模塊(32)分別相連，用于對所述濾波模塊(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，所述斜率檢測模塊(33 )包括與所述A/D轉(zhuǎn)換器(2 )相連，用于對所述數(shù)字心電信號中的導(dǎo)聯(lián)I1、V2、V5信號進(jìn)行差分處理并得到差分信號的差分模塊(331)、與所述差分模塊(331)相連，用于對差分信號進(jìn)行取絕對值的取絕對值模塊(332)、與所述取絕對值模塊(332 )相連，用于選取取絕對值后的信號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，用于對取最大值后的信號進(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，用于對腐蝕后的信號進(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的最大斜率的狀態(tài)機(343)、與所述膨脹處理模塊(342)以及狀態(tài)機(343)分別相連，用于得到并輸出經(jīng)所述膨脹處理模塊(342)處理后的信號與經(jīng)所述狀態(tài)機(343)處理后的信號的比率的比值模塊(344)。
[0016]一種心電信號濾波方法，包括如下步驟:
[0017]S1、將接收到的模擬心電信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字心電信號；
[0018]S2、對所述數(shù)字心電信號進(jìn)行預(yù)處理；
[0019]S3、對所述數(shù)字心電信號進(jìn)行濾波處理，濾去所述數(shù)字心電信號中的肌電信號；
[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、對所述數(shù)字心電信號進(jìn)行延時處理；
[0023]S22、對所述數(shù)字心電信號中的導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號進(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、對所述數(shù)字心電信號中的導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號進(jìn)行最大斜率檢測；
[0026]S222、對所述經(jīng)過最大斜率檢測后的數(shù)字心電信號中的導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號進(jìn)行膨脹斜率檢測與參考斜率檢測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、對所述數(shù)字心電信號中的導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號進(jìn)行進(jìn)行差分處理；
[0029]S225、對差分處理后的所述導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號進(jìn)行取絕對值處理；
[0030]S227、對取絕對值處理后的所述導(dǎo)聯(lián)I1、導(dǎo)聯(lián)V2、導(dǎo)聯(lián)V5信號進(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信號中的最大值。
[0031]優(yōu)選地,所述步驟S222包括:
[0032]S224、對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信號中的最大值做腐蝕處理；對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信號中的最大值中的相鄰的5個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、對腐蝕處理后的值同時作膨脹處理和參考斜率檢測處理，并輸出膨脹斜率和參考斜率；具體地，所述膨脹處理為:對腐蝕處理后的值取相鄰的47個樣本的最大值作為膨脹結(jié)果；所述參考斜率檢測處理為將腐蝕處理后的值輸入所述狀態(tài)機(343)進(jìn)行檢測；
[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:對所述數(shù)字心電信號做多次延遲，得到多級延遲信號；
[0037]S32:將步驟S22中確定的濾波器帶寬作為系數(shù)與所述各級延遲信號相乘；
[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)明通過對心電信號進(jìn)行QRS綜合波定位，然后采用帶寬可調(diào)節(jié)的FIR濾波器對信號進(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濾波器對心電信號進(jìn)行肌電濾波，與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，其優(yōu)勢在于在保護(hù)信號的高頻信息同時去除了肌電噪聲。
【附圖說明】
[0042]下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0043]圖1是本發(fā)明一個實施例的心電信號濾波系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖2是圖1所示的心電信號濾波系統(tǒng)的心電信號濾波方法的流程圖；
[0045]圖3是圖1所示的心電信號濾波系統(tǒng)的斜率檢測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所示的心電信號濾波方法中狀態(tài)機343的工作原理圖；
[0047]圖5是圖1所示的心電信號濾波系統(tǒng)的濾波模塊32的心電信號濾波方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0048]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實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)明一個實施例的心電信號濾波系統(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包括延時模塊31、濾波模塊32、斜率檢測模塊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；A/D轉(zhuǎn)換器2與輸入裝置I相連，用于將模擬心電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字心電信號；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