动态心电图分析方法、心电监测设备以及存储介质

文档序号:1896195 发布日期:2021-11-30 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 动态心电图分析方法、心电监测设备以及存储介质 (Dynamic electrocardiogram analysis method, electrocardiogram monitoring device and storage medium ) 是由 欧凤 邱四海 范健威 黄少雄 周峰 于 2020-05-12 设计创作,主要内容包括:本申请涉及心电监测技术领域,具体公开了一种动态心电图分析方法、心电监测设备以及存储介质,该方法包括:采集若干个导联的心电信号;基于分析参数评估导联的心电信号的信号质量;根据导联的心电信号的信号质量的评估结果,判断是否对导联的心电信号进行分析。通过上述方式,能够根据导联的心电信号的信号质量,判断是否对导联的心电信号进行分析。(The application relates to the technical field of electrocardiogram monitoring, and particularly discloses a dynamic electrocardiogram analysis method, electrocardiogram monitoring equipment and a storage medium, wherein the method comprises the following steps: collecting electrocardiosignals of a plurality of leads; evaluating the signal quality of the electrocardiosignals of the leads based on the analysis parameters; and judging whether to analyze the lead electrocardiosignals or not according to the evaluation result of the signal quality of the lead electrocardiosignals. By the above mode, whether the lead electrocardiosignal is analyzed or not can be judged according to the signal quality of the lead electrocardiosignal.)

动态心电图分析方法、心电监测设备以及存储介质

技术领域

本申请涉及心电监测技术领域,特别是涉及动态心电图分析方法、心电监测设备以及存储介质。

背景技术

动态心电图可连续记录24小时以上的心电活动全过程,包括休息、活动、进餐、工作、学习和睡眠等不同情况下的心电图信息。

动态心电图分析系统主要由心电信号采集设备、导联系统和计算机分析软件三部分组成。信号采集记录仪负责记录存储患者24小时甚至多天的心电图数据。

本申请的发明人在长期的研发过程中,发现由于患者日常活动中身体经常性变化比较大,受到的噪声情况比较多,虽然现有技术能够滤除部分噪声信号,但是对于较强的运动噪声或者电极松动接触不良等引起的噪声并不能很好的滤出,导致后续的心搏检测与分类准确性较差。

发明内容

基于此,本申请提供一种动态心电图分析方法、心电监测设备以及存储介质,能够根据导联的心电信号的信号质量,判断是否对导联的心电信号进行分析。

一方面,本申请提供了一种动态心电图分析方法,该方法包括:采集若干个导联的心电信号;基于分析参数评估导联的心电信号的信号质量;根据导联的心电信号的信号质量的评估结果,判断是否对导联的心电信号进行分析。

另一方面,本申请提供了一种心电监测设备,包括:处理器以及与处理器连接的存储器;其中,存储器用于存储一条或多条计算机指令,处理器被配置成执行存储器中的计算机指令,以实现前述的动态心电图分析方法。

再一方面,本申请提供了一种存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,计算机程序被处理器执行时实现前述的动态心电图分析方法。

本申请的有益效果是:区别于现有技术的情况,本申请能够基于分析参数评估滤波处理后的各导联的心电信号的信号质量,并根据各导联的心电信号的信号质量,判断是否对各导联的心电信号进行分析,能够对噪声严重的心电信号做不分析处理,有效提高自动分析结果的准确性,辅助医生快速完成动态心电分析报告,提高分析效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。其中:

图1是本申请动态心电图分析方法第一实施例的流程示意图;

图2是本申请动态心电图分析方法第二实施例的流程示意图;

图3是图1中步骤S20的流程示意图;

图4是图3中步骤S24的流程示意图;

图5是图1中步骤S20的另一流程示意图;

图6是图1中步骤S20的又一流程示意图;

图7是本申请动态心电图分析方法第三实施例的流程示意图;

图8是图7中步骤S50的流程示意图;

图9是本申请心电监测设备一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

参阅图1,本申请提供了一种动态心电图分析方法,该方法包括:

S10:采集若干导联的心电信号。

动态心电图一般采用12导联或18导联动态心电信号采集设备检测。在本申请的实际应用中可以采用多种心电图信号采集电极传感器,如金质、银质、贴片、导电布等,通过多种方式与被测者的体表连接。连接的预设位置处按照心电图测量标准,采集被测者的I、II、III、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5、V6导联的心电信号或I、II、III、avR、avL、avF、V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V3R、V4R和V5R导联的心电信号。

S20:基于分析参数评估导联的心电信号的信号质量。

具体地,分析参数是指临床医生根据心电信号对应的动态心电数据所设置的参数,其中,分析参数可包括P波的起始、波峰或波谷以及终止位置、T波的起始、波峰或波谷以及终止位置、QRS波群的起始、波峰或波谷以及终止位置、被测者的是否安装起搏器、噪声去除处理参数中的至少一个。

S30:根据导联的心电信号的信号质量的评估结果,判断是否对导联的心电信号进行分析。

具体地,对各导联心电信号的信号质量进行判断,并根据信号质量的评估结果,判断是否对导联的心电信号进行不同的处理与分析。例如,当所有导联在同一时间段内均存在噪声时,认为该段心电信号受噪声干扰,不适用于进行心电信号的分析。

当预设分析导联(即用户设置的用于进行心拍检测等分析的导联)均存在噪声时,在非分析导联中寻找无噪声的导联,用于该段心电信号的心电分析;当预设分析导联的心电信号均为无噪声干扰信号时,按照常规的流程,使用该预设分析导联进行后续的心电分析。

区别于现有技术的情况,本申请能够基于分析参数评估滤波处理后的各导联的心电信号的信号质量,并根据各导联的心电信号的信号质量,判断是否对各导联的心电信号进行分析,能够对噪声严重的心电信号做不分析处理,有效提高自动分析结果的准确性,辅助医生快速完成动态心电分析报告,提高分析效率。

参阅图2,在一实施例中,步骤S20之前,该方法还包括:

S40:对导联的心电信号进行预处理。

由于动态心电图伴随着被测者的日常活动,而日常活动在一定程度上会给心电图带来噪声,导致在采集心电信号的过程中,通常会有很多噪声耦合到原始信号中。其中主要噪声源可以分为高频噪声和低频噪声,高频噪声包括工频及肌电噪声,低频噪声即基线漂移噪声。

为了准确评估各导联的心电信号的信号质量,本实施例在步骤S20之前,对被测者的导联的心电信号进行了噪声去除处理。具体地,本步骤中可采用离散小波变换方法实现高频噪声的消除,利用零相位数字滤波方法实现低频的基线漂移噪声的消除,使得导联的心电信号的信号质量评估更为准确可靠。

参阅图3,在一实施例中,上述步骤S20包括:

S21:基于分析参数判断导联是否含有噪声信号。

具体地,判断导联的心电信号是否为导联脱落信号、信号过载的心电信号、处于肌电噪声段的心电信号、以及运动干扰信号中的至少一种。若是则判定该导联含有噪声信号。此时,进入步骤S22。

S22:对导联的心电信号进行分割,得到多个单位信号段。

具体地,获取该含有噪声信号的导联的噪声段窗口宽度,将各个噪声段窗口宽度的最小公约数作为噪声信息融合的最小信号段,以最小信号段为单位,对该导联的心电信号进行分割,得到多个单位信号段。

S23:获取多个单位信号段的噪声信息。

S24:根据多个单位信号段的噪声信号判断导联是否为噪声导联或非噪声导联。

具体地,评估单位信号段的心电信号是否为导联脱落信号、和/或是否信号过载、和/或是否位于肌电噪声段、和/或是否为运动噪声信号。若A单位信号段的心电信号为导联脱落信号、和/或A单位信号段的心电信号为信号过载、和/或A单位信号段为肌电噪声段、和/或A单位信号段的心电信号为运动噪声信号,则判定该A单位信号段为噪声信号段;否则,则判定该A单位信号段为无噪声信号段。

参阅图4,在本实施例中,步骤S24包括:

S241:对多个单位信号段的噪声信息进行量化,以得到相应的数字信号。

具体地,为了避免检测的噪声干扰信号段太短,可根据多个单位信号段的噪声信息进行整合,具体实施方案可以是把噪声信息量化为数字信号,例如,噪声信号段可量化为1,无噪声信号段可量化为0。

S242:对数字信号进行平均滤波处理,得到相应的滤波数值。

具体地,对步骤S241量化后的数字信号进行窗口为M的平均滤波处理,得到相应的滤波数值。

S243:若滤波数值大于预设噪声阈值,则判定导联为噪声导联,或者,若滤波数值小于或等于预设噪声阈值,则判定导联为非噪声导联。

本实施例中,通过对多个单位信号段进行导联脱落判断、信号过载判断、肌电噪声判断、运动噪声判断后,根据各导联的噪声判断结果进行融合后,判断各导联心电信号的信号质量,能够解决现有技术中检测的噪声干扰信号段太短而导致检测误差较大的问题。

参阅图5,上述步骤S24之后,该方法还包括:

S25:若各个导联在同一预设时间段内均为噪声导联,则不对预设时间段内的各个导联的心电信号进行分析。

在本实施例中,导联包括预设分析导联和非预设分析导联,参阅图6,上述步骤S24之后,该方法还包括:

S26:若预设分析导联均为噪声导联,则在非预设分析导联中寻找非噪声导联,并对非预设分析导联中的非噪声导联的心电信号进行分析。

或者,S27:若预设分析导联中存在非噪声导联,则对预设分析导联中的非噪声导联的心电信号进行分析。

具体地,当所有导联在同一预设时间段内均存在噪声时,认为该预设时间段心电信号均受噪声干扰,不适用于进行心电信号的分析;当预设分析导联(即用户设置的用于进行心拍检测等分析的导联)均存在噪声时,在非分析导联中寻找无噪声的导联,用于该段心电信号的心电分析;当预设分析导联的心电信号均为无噪声干扰信号时,按照常规的流程,使用该预设分析导联进行后续的心电分析。例如,分析的心电信号为常规12导联信号,即包括I、II、III、aVR、aVL、aVF、V1、V2、V3、V4、V5、V6,设置的分析导联为II、V1、V5;当II、V1、V5某一时间段内均有噪声干扰,则在其他导联信号中相应时间段内寻找无噪声的导联,比如V6进行后续的心电分析;当II、V1、V5在某一时间段内没有噪声干扰,则使用设置的分析导联II、V1、V5进行后续的心电分析。

通过上述方式,本实施例能够避免分析导联的噪声干扰影响算法分析结果的准确性,提升自动分析结果性能。

在本实施例中,若在第一预设窗口宽度范围内,心电信号均为直线,则判定导联的心电信号为导联脱落信号。

上述采集若干导联的心电信号的步骤包括:通过动态心电信号采集设备采集若干导联的心电信号。若在第二预设窗口宽度范围内,心电信号的幅值超过动态心电信号采集设备的动态电压范围的持续时长超过预设时长阈值,则判定导联的心电信号为信号过载的心电信号。

具体地,信号过载判断主要是根据动态心电信号采集设备采集的动态电压范围而定,如果采集的信号的幅值超过动态心电信号采集设备的动态电压范围,信号会在超过动态电压范围的位置截顶。根据这一特点,当在第二预设窗口宽度范围内,心电信号截顶的时长超过设定阈值a,则认为该段心电信号为信号过载,例如动态心电信号采集设备的动态电压范围为-5mV~5mV,设定的窗口宽度为5s,阈值为3s,当心电信号截顶的时长大于3s的时候,则认为该段心电信号为信号过载。

若小于预设频率的心电信号与大于预设频率的肌电噪声之间的比值小于或等于预设比值阈值,则判定导联的心电信号为处于肌电噪声段的心电信号。

具体地,肌电噪声段判断主要是根据被测者的体表肌肤的肌电信号频率范围在0-1000Hz之间,功率谱最大频率通常在30~300Hz之间,而心电信号的P-QRS-T波的频率范围则多在30Hz以下。考虑肌电噪声与心电信号的频率范围不同,可设定大于30Hz的频率为肌电噪声,小于30hz的频率为心电成分。通过心电信号与肌电噪声之间的信噪比(signal-to-noise ratio)的计算判断心电信号是否位于肌电噪声段,若是,则单位信号段为肌电噪声段。

若在第三预设窗口宽度范围内,心电信号偏离基线值且心电信号的幅值累计值大于预设幅值阈值,则判定导联的心电信号为运动噪声信号。

参阅图7,在一实施例中,上述步骤S30之后,该方法进一步包括:

S50:对心电信号对应的动态心电图数据进行特征分析,以生成动态心电图分析报告。

具体地,处理器加载有心电图分析模型,对待分析导联的心电信号对应的动态心电图数据进行特征分析。其中,通过心电图分析模型,能够自动标示心搏类型,并从动态心电图数据中自动采集典型心电图波形,进而检测到早搏、ST段上抬和下移等异常波形。进一步地,通过心电图分析模型,还可以进行心率计算、心律失常分析、心率变异性分析、心肌缺血分析,生成动态心电图分析报告。

S60:展示和/或解读动态心电图分析报告。

具体地,展示内容不仅包括一般动态心电分析系统的显示内容,还会对信号质量判断的严重噪声干扰的信号进行差别显示,如该段信号置灰,便于临床医生快速识别噪声段信号;此外,由于临床医生的诊断结果受有效数据分析时长影响,因此,本实施例还会解读有效的数据分析时间(其中,有效的数据分析时间=数据采集时长-严重噪声干扰段时长),便于医生快速了解信号质量与确认诊断结论。

通过上述方式,本实施例能够对动态心电图数据进行快速、准确分析,产生分析报告,协助现有动态心电图分析人员提高分析效率,变相解决动态心电图分析人员资源匮乏的问题。

参阅图8,进一步地,上述步骤S50包括:

S51:构建心电图分析模型。

S52:基于心电图分析模型对动态心电图数据进行心搏检测,以得到心搏数据。

其中,每个心搏数据对应一个心搏周期,心搏数据包括每个心搏周期的ST段、p波、T波的形态和幅值以及起止时间数据。

S53:对心搏数据进行分类,并对分类后的心搏数据进行数据处理。

具体地,P波和T波的详细特征信息将室性心搏分类拆分更细的心搏分类,包括:室性早搏(V)、室性逸搏(VE)、加速性室性早搏(VT),将室上性类心搏细分为室上性早搏(S)、房性逸搏(SE)、交界性逸搏(JE)和房性加速性早搏(AT)等等。

其中,数据处理包括心电图预处理、心律失常分析、ST段分析以及心率变异性分析中的至少一种。

具体内容如下:

心电图预处理,包括对心电图的去噪处理以及R波位置检测。

心律失常分析,对经过预处理的心电图信号心律失常分析,包括最小心率、最大心率、平均心率、室性异常检测和次数统计、二联律检测、成对室性异常统计、成串室性异常统计、室性心动过速检测、室上性心动过速检测、室上性心动过缓检测、停搏检测等。其中,用于判别心律失常的指标和门限可设置。

ST段分析,对经过预处理的心电图信号进行S-T段检测,并根据设置的指标,判别S-T段抬高和降低。以辅助做心肌缺血分析。

HRV分析,根据心电图预处理结果中的R波检测结果,做心率变异性分析,包括昼、夜的分析以及基于运动情景的心率变异性的分析结果。

参阅图9,本申请提供了一种心电监测设备100。

该心电监测设备100包括:处理器101以及与处理器101连接的存储器102。

其中,存储器102用于存储一条或多条计算机指令,处理器101被配置成执行存储器中的计算机指令,以实现上述动态心电图分析方法中的步骤,相关内容的详细说明请参见上述方法部分,在此不再赘叙。

在本申请的实施例中,上述处理器101可以为特定用途集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit,ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、数字信号处理装置(Digital Signal Processing Device,DSPD)、可编程逻辑装置(programmable logic device,PLD)、现场可编程门阵列(Field programmable GateArray,FPGA)、中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解地,对于不同的设备,用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它,本申请实施例不作具体限定。摄像头模组1还可以包括存储器102,该存储器102可以与处理器101连接,其中,存储器102用于存储可执行程序代码,该程序代码包括计算机操作指令,存储器102可能包含高速RAM存储器,也可能还包括非易失性存储器,例如,至少两个磁盘存储器。

在实际应用中,上述存储器102可以是易失性存储器(volatile memory),例如随机存取存储器(Random-Access Memory,RAM);或者非易失性存储器(non-volatilememory),例如只读存储器(Read-Only Memory,ROM),快闪存储器(flash memory),硬盘(Hard Disk Drive,HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive,SSD);或者上述种类的存储器的组合,并向处理器101提供指令和数据。

区别于现有技术的情况,本申请能够基于分析参数评估滤波处理后的各导联的心电信号的信号质量,并根据各导联的心电信号的信号质量,判断是否对各导联的心电信号进行分析,能够对噪声严重的心电信号做不分析处理,有效提高自动分析结果的准确性,辅助医生快速完成动态心电分析报告,提高分析效率。

本申请提供了一种存储介质,其上存储有程序,该程序被处理器执行时实现上述动态心电图分析方法中的步骤,相关内容的详细说明请参见上述方法部分,在此不再赘叙。

具体来讲,本实施例中的一种动态心电图分析方法对应的程序指令可以被存储在光盘,硬盘,U盘等存储介质上。

本领域内的技术人员应明白,本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本申请可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的实现流程示意图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程示意图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及实现流程示意图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

区别于现有技术的情况,本申请能够基于分析参数评估滤波处理后的各导联的心电信号的信号质量,并根据各导联的心电信号的信号质量,判断是否对各导联的心电信号进行分析,能够对噪声严重的心电信号做不分析处理,有效提高自动分析结果的准确性,辅助医生快速完成动态心电分析报告,提高分析效率。

以上仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

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