论文研究-基于嵌入式平台的QRS波形检测算法研究 .pdf

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基于嵌入式平台的QRS波形检测算法研究,李旺,徐惠民,人们对心电信号的研究,已经有了很长的时间,也取得了大量的成果。但由于嵌入式技术在近年来才得到较快发展,并且因其在体积、功
取国利技论文在线 波峰与波谷的幅度差判定 相对、波来说,波的绝对幅度、以及波峰与波谷的幅度差是非常大的。如图 所示。 R Q 图标准心电信号波形 找出所有形状类似波形的心电信号。在所找到的心电信号中,如果在范围内, 与点的幅度差大」一定阈值的点数超过点,则该信号为波,否则被丢弃。 波峰的绝对幅度判定 山于人体心脏机能的差异性,心电信号传递刭人体表面时的电位是不一样的,采集到的 波的幅度也不一样。幅度固定的判别方法在这里显得不太适合。因此笔者采用了自适 应可变幅度的判别方法,新的参考幅度将由旧的参考幅度和上一个波峰的幅度实时计 算得出。假如待测波的幅度与参考幅度的差值超过了一定的阈值,则该点将被丢弃 否则做下一步的判定 相邻波的距离判定 人类的心率范围一般是在 对同一个人来讲,其心率的变化也是在一定的 范围内的,而不会有急剧变化的情况出现。在对心脏的监护过程中,该算法会根据每个用户 的心率计算出一个实时的波距离,即间隔。依照间隔,可以很好的消除由于 高波、高波等而产生的可能多检波的情况。 波形回溯验证 在做完以上步的判定以后,正常的波基本上已经被完全检出。为了防止漏检, 还要对检出的波进行回溯验证 这里采用方差判定的方法。对每一个可能存在漏检的波形,均以其前个波形为样本, 计算出幅度的样本平均数和样本方差。假设前个波形有个采样点,每个采样点的 幅度为。则,样本平均数 ,样本方差 。假改疑似漏检波 形的采样点有个,其样本方差 假如与的差值超过了一定的 取国科技论文在线 阈值,则此处为十扰,否则,需要礻上漏检的波。 仿真结果 100d QRs峰谷差值检测 m小4小部永小 1U囗 QRs波峰幅度检测 QRs相邻波峰间隔检测 DE 100 500 1000 150 回濒验证 图 波形识別算法仿真 上:图是在 上进行仿真的结果。横巫标表示采样点,纵坐标表示采样点的幅度。 在峰谷差值检测完成的时候,待测波形中还混杂了干扰、波、波;在波峰幅度检测之后, 大部分幅度小的干扰、波和波就被消除了;当相邻波峰间隔检测完成之后,所有的干扰、 波和波都已经被消除,只留下了波。可以看出,该算法准确识别出了图中所有的 波识别算法的测试 为了验证算法的可靠性,笔者采用了 心电数据库进行测试。 心电数 据厍 是美国麻省理工学院与波士顿贝丝以色列医院 合作进行心律失常的分析和研究的过程中,总结而成的数据库。该数据库基本包含 了医学上常见的心电信号波形。现在该数据库凵经成为世界各国公认的心电数据库之一,很 多公司和机构甚至采用其作为心电信号的标准测试源。表是采用 心电数据库中 的部分样本进行测试的结果。 表 心电数据库测试结果 文件标准参考参考时参考心测试错误 名 数 数|间 数数准确率 备注 取国利技论文在线 每个样本提供了长达分钟的心电波形数据,这里取了中间的分钟作为测试。所 以所有的测试结果都是基于参考值,而不是标准值得出。从上表可以看出,测试样本的年龄 覆盖了从 岁的范围,心率范围则是从 。大部分样本的识别准确率均达到 ,部分甚至达到了 通过将该测试结果与文献的结果相比,可以看出,本算法的检波准确率相对较低, 但具有算法简单,运算效率髙的特点;与文献的相比,本算法相对复杂,但检波准确率 高,抗干扰能力强:与文献的相比,本算法也相对简单,同时在波的识别上也更加 准确高效 结论 本算法采用先平滑处理,再通过峰谷差值、波囁度以及间隔做检波处理,最后 进行回溯验证的方法,很好的检测出了心电图中波。即使在干扰比较严重的情况下 也具有良好的效果 取国利技论文在线 同时该算法简单高效,实用性强,能很好的满足嵌入式平台的需求ε目前凵成功应用在 了以 为平台的实际产品中。 参考文献 賈爱娜枓卫华唐国栋一种改进的波检测方法中南大学学报自然科学版 陈迪虎张宾杨圣基于差分方法的波检测生物医学工程学杂志 沈宇飞赵燕方祖样采用 心率失常数据库的信号源中国医疗器械杂志 瞿哓陈伟葛丁飞一种计算简单的心电诊断算法的研究传感技术学报 成转鹏张跃远程心电实时监护终端的设计与实现计算机工程 苏丽赵国良李东明心电信号 波群检测算法硏究哈尔滨工程大学学报 潘静郭以明陈旻谭新一种用于远稈眙扩中心电信号检测的新方法中匡组织工稈硏究与临床 康复 李刚移动心电监护系统的研制重庆大学硕十论文

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