Qrs數(shù)據(jù)波識(shí)別方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的服務(wù)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的服務(wù)器，QRS波識(shí)別方法包括以下步驟：通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波以識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波中的峰值點(diǎn)；通過(guò)定義QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度以確定QRS數(shù)據(jù)波是否為尖銳波形，若QRS數(shù)據(jù)波為尖銳波形，則確定該QRS數(shù)據(jù)波對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳峰值點(diǎn)；判別為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向是否符合預(yù)制要求；若是，則從尖銳峰值點(diǎn)中挑選符合R波方向的峰值點(diǎn)；從挑選出的符合R波方向的峰值點(diǎn)中識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)并刪除。本發(fā)明不包含復(fù)雜的數(shù)據(jù)變換，運(yùn)行速度快，可應(yīng)用于ECG或MCG的實(shí)時(shí)分析處理。
【專利說(shuō)明】
QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的服務(wù)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于生物醫(yī)學(xué)信號(hào)分析領(lǐng)域，涉及一種識(shí)別方法及系統(tǒng)，特別是涉及一種 QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的服務(wù)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 心磁圖（magnetocardiogram，MCG)和心電圖（electrocardiogram，ECG)包含重要 的心臟功能信息，可用于診斷冠心病、心肌梗死、心律失常等心臟疾病，而QRS波識(shí)別是分析 MCG或ECG的首要、關(guān)鍵步驟。
[0003] QRS波識(shí)別是利用復(fù)雜的變換來(lái)提高QRS波的識(shí)別率，例如，現(xiàn)有技術(shù)利用了小波 變換、Farashi利用了求解熵，這些算法運(yùn)行時(shí)不但占用大量的內(nèi)存，不利于嵌入到系統(tǒng)中， 而且識(shí)別速度較慢，不利于MCG或ECG的實(shí)時(shí)分析。
[0004] 因此，如何提供一種QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的服務(wù)器，以解決現(xiàn) 有技術(shù)中QRS波識(shí)別方法運(yùn)行時(shí)會(huì)占用大量?jī)?nèi)存，不利于嵌入系統(tǒng)，而且識(shí)別速度較慢，運(yùn) 行度復(fù)雜，效率低，不利于MCG或ECG的實(shí)時(shí)分析等種種缺陷，實(shí)已成為本領(lǐng)域從業(yè)者亟待解 決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法、 系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的服務(wù)器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中QRS波識(shí)別方法運(yùn)行時(shí)會(huì)占用大量?jī)?nèi)存， 不利于嵌入系統(tǒng)，而且識(shí)別速度較慢，運(yùn)行度復(fù)雜，效率低，不利于MCG或ECG的實(shí)時(shí)分析的 問(wèn)題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明一方面提供一種QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法，所 述QRS波識(shí)別方法包括以下步驟:通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波以識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù)波 中的峰值點(diǎn)；通過(guò)定義所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度以確定QRS數(shù)據(jù)波是否為尖銳波形，若 所述QRS數(shù)據(jù)波為尖銳波形，則確定該QRS數(shù)據(jù)波對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳峰值點(diǎn)；判別為尖銳 波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向是否符合預(yù)制要求;若是，則從尖銳峰值點(diǎn)中挑選符合R波方向 的峰值點(diǎn);從挑選出的符合R波方向的峰值點(diǎn)中識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)，并將其刪除。
[0007] 于本發(fā)明的一實(shí)施例中，若為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向不符合預(yù)制要求， 則返回通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波以識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù)波中的峰值點(diǎn)的步驟。
[0008] 于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述QRS數(shù)據(jù)波記為y(n)，n = 1，2···，N，n為心磁數(shù)據(jù)序 號(hào);所述通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波以識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù)波中的峰值點(diǎn)的步驟包括： 對(duì)所述QRS數(shù)據(jù)波y(η)進(jìn)行一次微分形成一次微分后數(shù)據(jù)結(jié)果，SI
;對(duì)一次 微分后的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行非線性變換形成非線性變換數(shù)據(jù)結(jié)果，即，
；其 中，g(n)為非線性變換數(shù)據(jù)結(jié)果;對(duì)非線性變換數(shù)據(jù)結(jié)果再次微分形成再次微分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)果，
[0009]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波以識(shí)別所述QRS數(shù) 據(jù)波中的峰值點(diǎn)的步驟還包括:從再次微分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)果gin)中挑選出不為〇的點(diǎn)，記為峰值 點(diǎn)，所述峰值點(diǎn)用py (η)表示，峰值點(diǎn)py (η)所對(duì)應(yīng)的波形位置記為px(η)。
[0010]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，將所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度定義為
當(dāng)所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度的絕對(duì)值，即I
寸，將該QRS數(shù)據(jù)波定義
為尖銳波形。
[0011]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述預(yù)制要求為： ； 當(dāng)flag = 1，為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向?yàn)檎颍划?dāng)flag = -1，為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù) 波中R波方向?yàn)樨?fù)向。
[0012]于本發(fā)明的一實(shí)施例中，確定該QRS數(shù)據(jù)波為符合R波方向的QRS數(shù)據(jù)波的挑選規(guī) 則為：
[0013]
;當(dāng)SeR = f lag時(shí)，對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為符合R波方向的峰值點(diǎn)。
[0014] 于本發(fā)明的一實(shí)施例中，根據(jù)R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率來(lái)識(shí)別偽R波方向 的峰值點(diǎn)；其中，R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率記為PS(n) ;R波方向的峰值點(diǎn)的波形位 置斜率的平均信
：當(dāng)R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率PS (η)符合
時(shí)，將該R波方向的峰值點(diǎn)定義為偽R波方向的峰值點(diǎn)。
[0015] 本發(fā)明另一方面提供一種QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)，所述QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)包括： [0016]第一識(shí)別模塊，用于通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波以識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù)波中的 峰值點(diǎn)；尖銳波形確定模塊，與所述第一識(shí)別模塊連接，用于通過(guò)定義所述QRS數(shù)據(jù)波的波 形尖銳度以確定QRS數(shù)據(jù)波是否為尖銳波形，若所述QRS數(shù)據(jù)波為尖銳波形，則確定該QRS數(shù) 據(jù)波對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳峰值點(diǎn)；處理模塊，與所述第一識(shí)別模塊和尖銳波形確定模塊連 接，用于判別為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向是否符合預(yù)制要求;若是，則從尖銳峰值點(diǎn) 中挑選符合R波方向的峰值點(diǎn)；第二識(shí)別模塊，與所述尖銳波形確定模塊和處理模塊連接， 用于從挑選出的符合R波方向的峰值點(diǎn)中識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)，并將其刪除。
[0017] 本發(fā)明又一方面提供一種服務(wù)器，所述服務(wù)器包括:所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)。
[0018] 如上所述，本發(fā)明的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的服務(wù)器，具有以下 有益效果：
[0019] 本發(fā)明所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的服務(wù)器克服了傳統(tǒng)R波識(shí) 別方法復(fù)雜度高、運(yùn)行速度慢、無(wú)法適用心磁和心電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理分析的缺點(diǎn)，提供了一種 簡(jiǎn)單、高效的QRS波識(shí)別方法。該方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程僅包括一些簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)運(yùn)算（如減法、微分、 自適應(yīng)閾值等），不包含復(fù)雜的數(shù)據(jù)變換，運(yùn)行速度快，可應(yīng)用于ECG或MCG的實(shí)時(shí)分析處理。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1顯示為本發(fā)明的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法于一實(shí)施例中的方法流程示意圖。
[0021]圖2顯示為本發(fā)明的QRS數(shù)據(jù)為MIT-BIH心律失常數(shù)據(jù)庫(kù)1小時(shí)的心磁數(shù)據(jù)信號(hào)示 意圖。
[0022]圖3顯示為本發(fā)明的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法中步驟Sl的具體流程示意圖。
[0023]圖4顯示為本發(fā)明中經(jīng)過(guò)步驟1后QRS數(shù)據(jù)波中的峰值點(diǎn)的識(shí)別結(jié)果示意圖。
[0024]圖5顯示為本發(fā)明的確定為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波對(duì)應(yīng)的尖銳峰值點(diǎn)示意圖。
[0025] 圖6顯示為本發(fā)明符合R波方向的峰值點(diǎn)示意圖。
[0026] 圖7顯示為本發(fā)明中刪除偽R波方向的峰值點(diǎn)后的R波方向的峰值點(diǎn)示意圖。
[0027]圖8顯示為本發(fā)明的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)于一實(shí)施例中的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖9顯示為本發(fā)明的服務(wù)器于一實(shí)施例中的原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0030] I QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)
[0031] 11 第一識(shí)別模塊
[0032] 12 尖銳波形確定模塊
[0033] 13 處理模塊
[0034] 14 第二識(shí)別模塊
[0035] 2 服務(wù)器
[0036] Sl ~S6 步驟
[0037] Sll~S14 步驟
【具體實(shí)施方式】
[0038] 以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū) 所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的具體實(shí) 施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離 本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施 例中的特征可以相互組合。
[0039]需要說(shuō)明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu) 想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸 繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也 可能更為復(fù)雜。
[0040] 實(shí)施例一
[0041] 本實(shí)施例提供一種QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法，所述QRS波識(shí)別方法包括以下步驟：
[0042]通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波以識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù)波中的峰值點(diǎn)；
[0043]通過(guò)定義所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度以確定QRS數(shù)據(jù)波是否為尖銳波形，若所述 QRS數(shù)據(jù)波為尖銳波形，則確定該QRS數(shù)據(jù)波對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳峰值點(diǎn)；
[0044]判別為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向是否符合預(yù)制要求;若是，則從尖銳峰值 點(diǎn)中挑選符合R波方向的峰值點(diǎn)；
[0045] 從挑選出的符合R波方向的峰值點(diǎn)中識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)，并將其刪除。
[0046] 以下將結(jié)合圖示對(duì)本實(shí)施例所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。請(qǐng)參閱圖 1，顯示為QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法于一實(shí)施例中的方法流程示意圖。如圖1所示，所述QRS數(shù)據(jù)波 識(shí)別方法具體包括以下幾個(gè)步驟：
[0047] Sl，通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波以識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù)波中的峰值點(diǎn)。在本實(shí) 施例中，為了驗(yàn)證所述QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法的有效性，所述QRS數(shù)據(jù)波為MIT-BIH心律失常數(shù) 據(jù)庫(kù)1小時(shí)的ECG數(shù)據(jù)，記為y (η)，η = 1，2…，N，η為心磁數(shù)據(jù)序號(hào)，如圖2顯示QRS數(shù)據(jù)為MIT-BIH心律失常數(shù)據(jù)庫(kù)1小時(shí)的心磁數(shù)據(jù)信號(hào)。在本實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)識(shí)別方式包括一次微 分、非線性變換、及再次微分。請(qǐng)參閱圖3,顯示為步驟Sl的具體流程示意圖。如圖3所示，所 述步驟Sl具體包括：
[0048] Sl 1，對(duì)所述QRS數(shù)據(jù)波y (η)進(jìn)行一次微分以形成一次微分后數(shù)據(jù)結(jié)果，BP
進(jìn)行一次微分的結(jié)果。
[0049] S12,對(duì)一次微分后的QRS數(shù)據(jù)波進(jìn)行非線性變換形成非線性變換結(jié)果，即對(duì)f (η) 進(jìn)行非線性變換
其中，g(n)為非線性變換數(shù)據(jù)結(jié)果。
[0050] Sl 3，對(duì)非線性變換數(shù)據(jù)結(jié)果再次微分形成再次微分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)果，S
)
[0051 ] S14，從再次微分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)果g' (η)中挑選出不為0的點(diǎn)，記為峰值點(diǎn)。在本實(shí)施例中， 所述峰值點(diǎn)用py(n)表示，峰值點(diǎn)py(n)所對(duì)應(yīng)的波形位置記為ρχ(η)。請(qǐng)參閱圖4,顯示為經(jīng) 過(guò)步驟1后QRS數(shù)據(jù)波中的峰值點(diǎn)的識(shí)別結(jié)果示意圖。
[0052] S2,通過(guò)定義所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度以確定QRS數(shù)據(jù)波是否為尖銳波形，若 所述QRS數(shù)據(jù)波為尖銳波形，則執(zhí)行步驟S3，若所述QRS數(shù)據(jù)波不為尖銳波形，則返回步驟 Sl。在本實(shí)施例中，將所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度定義為
[0053] S3，確定該QRS數(shù)據(jù)波對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳峰值點(diǎn)。在本實(shí)施例中，當(dāng)所述QRS數(shù)據(jù) 波的波形尖銳度的絕對(duì)值滿足如下條件，Sf
-時(shí)，將該QRS數(shù)據(jù)波定義 為尖銳波形，定義為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳峰值點(diǎn)。請(qǐng)參閱圖5，顯示為 確定為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波對(duì)應(yīng)的尖銳峰值點(diǎn)示意圖。
[0054] S4,判別為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向是否符合預(yù)制要求;若是，則執(zhí)行步驟 S5,若否，則返回步驟S1。在本實(shí)施例中，所述預(yù)制要求為一R波方向判別公式，即
[0055]
[0056]當(dāng)flag = 1，為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向?yàn)檎?。在本?shí)施例中，R波方向?yàn)?正向，即凸波。
[0057]當(dāng)flag = -1，為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向?yàn)樨?fù)向。在本實(shí)施例中，R波方向 為負(fù)向，即凹波。請(qǐng)參閱圖6,顯示為符合R波方向的峰值點(diǎn)示意圖。
[0058] S5，從尖銳峰值點(diǎn)中挑選符合R波方向的峰值點(diǎn)。在本實(shí)施例中，確定該QRS數(shù)據(jù)波 為符合R波方向的QRS數(shù)據(jù)波的挑選規(guī)則為：
[0059]
[0060] 二次微分結(jié)果大于零，其實(shí)對(duì)應(yīng)的波為凸波，小于零對(duì)應(yīng)的波為凹波，根據(jù)這個(gè)規(guī) 則判斷當(dāng)前波是凸波還是凹波。前面通過(guò)FLAG已經(jīng)知道該列所有QRS波的方向，因此，這里 只需判斷SeR=flag? 即可知道當(dāng)前波是否符合該列QRS波的方向。SeR:表示挑選符合R波方 向的QRS波。當(dāng)SeR = f lag時(shí)，對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)py (η)為符合R波方向的峰值點(diǎn)。
[0061 ] S6，從挑選出的符合R波方向的峰值點(diǎn)中識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)，并將其刪除。在 本實(shí)施例中，根據(jù)R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率來(lái)識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)，也就是說(shuō) 判斷R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率是否符合偽R波方向的峰值點(diǎn)的挑選條件。R波方向 的峰值點(diǎn)的波形位置斜率記為PS(n)，R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率的平均值
[0062]當(dāng)R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率PS (η)符忐
時(shí)，將該R波方向的峰值點(diǎn)定義為偽R波方向的峰值點(diǎn)。因此，將定義為偽R波方向的峰值點(diǎn) 刪除掉。請(qǐng)參閱圖7,顯示為刪除偽R波方向的峰值點(diǎn)后的R波方向的峰值點(diǎn)示意圖。
[0063]經(jīng)試驗(yàn)證明本實(shí)施例所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法對(duì)美國(guó)麻省理工學(xué)院提供的MIT-BIH數(shù)據(jù)庫(kù)1小時(shí)的ECG數(shù)據(jù)驗(yàn)證，該方法對(duì)ECG中R波的識(shí)別率達(dá)到了 100% ;對(duì)經(jīng)36通道心 磁圖儀記錄的心磁數(shù)據(jù)驗(yàn)證，該方法對(duì)MCG中的R波識(shí)別率達(dá)到了97.22%。
[0064] 本實(shí)施例所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法克服了傳統(tǒng)R波識(shí)別方法復(fù)雜度高、運(yùn)行速度 慢、無(wú)法適用心磁和心電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理分析的缺點(diǎn)，提供了一種簡(jiǎn)單、高效的QRS波識(shí)別方 法。該方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程僅包括一些簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)運(yùn)算（如減法、微分、自適應(yīng)閾值等），不包含復(fù) 雜的數(shù)據(jù)變換，運(yùn)行速度快，可應(yīng)用于ECG或MCG的實(shí)時(shí)分析處理。
[0065] 實(shí)施例二
[0066] 本實(shí)施例提供一種QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)，所述QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)包括：
[0067] 第一識(shí)別模塊，用于通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波以識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù)波中的 峰值點(diǎn)；
[0068] 尖銳波形確定模塊，與所述第一識(shí)別模塊連接，用于通過(guò)定義所述QRS數(shù)據(jù)波的波 形尖銳度以確定QRS數(shù)據(jù)波是否為尖銳波形，若所述QRS數(shù)據(jù)波為尖銳波形，則確定該QRS數(shù) 據(jù)波對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳峰值點(diǎn)；
[0069] 處理模塊，與所述尖銳波形確定模塊連接，用于判別為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R 波方向是否符合預(yù)制要求;若是，則從尖銳峰值點(diǎn)中挑選符合R波方向的峰值點(diǎn)；
[0070] 第二識(shí)別模塊，與所述尖銳波形確定模塊和處理模塊連接，用于從挑選出的符合R 波方向的峰值點(diǎn)中識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)，并將其刪除。
[0071] 以下將結(jié)合圖示對(duì)本實(shí)施例所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)闡述。請(qǐng)參閱圖 8,顯示為QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)于一實(shí)施例中的原理結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，所述QRS數(shù)據(jù)波 識(shí)別系統(tǒng)1包括:第一識(shí)別模塊11、尖銳波形確定模塊12、處理模塊13、及第二識(shí)別模塊14。
[0072] 所述第一識(shí)別模塊11用于通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波以識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù) 波中的峰值點(diǎn)。在本實(shí)施例中，為了驗(yàn)證所述QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法的有效性，所述QRS數(shù)據(jù)波 為MIT-BIH心律失常數(shù)據(jù)庫(kù)1小時(shí)的ECG數(shù)據(jù)，記為y(n)，n= 1，2···，N，n為心磁數(shù)據(jù)序號(hào)。在 本實(shí)施例中，所述預(yù)設(shè)識(shí)別方式包括一次微分、非線性變換、及再次微分。所述第一識(shí)別模 塊11具體用于：
[0073] 對(duì)所述QRS數(shù)據(jù)波y(η)進(jìn)行一次微分以形成一次微分后數(shù)據(jù)結(jié)果，即 ；
%對(duì)7(1〇進(jìn)行一次微分的結(jié)果。
[0074] 對(duì)一次微分后的QRS數(shù)據(jù)波進(jìn)行非線性變換形成非線性變換結(jié)果，即對(duì)f (η)進(jìn)行 非線性變按
I其中，g(n)為非線性變換數(shù)據(jù)結(jié)果。
[0075] 對(duì)非線性變換數(shù)據(jù)結(jié)果再次微分形成再次微分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)果，B
[0076] 從再次微分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)果f (η)中挑選出不為0的點(diǎn)，記為峰值好、。彳土|頭，所述 峰值點(diǎn)用py (η)表示，峰值點(diǎn)py (η)所對(duì)應(yīng)的波形位置記為px(η)。
[0077] 與所述第一識(shí)別模塊11連接的尖銳波形確定模塊12用于通過(guò)定義所述QRS數(shù)據(jù)波 的波形尖銳度以確定QRS數(shù)據(jù)波是否為尖銳波形，若所述QRS數(shù)據(jù)波為尖銳波形，則確定該 QRS數(shù)據(jù)波對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳峰值點(diǎn)，若所述QRS數(shù)據(jù)波不為尖銳波形，則返回調(diào)用所述 第一識(shí)別模塊11。在本實(shí)施例中，將所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度定義為
在本實(shí)施例中，當(dāng)所述尖銳波形確定模塊12確定所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度的絕對(duì)值滿 足如下條件，SI
寸，將該QRS數(shù)據(jù)波定義為尖銳波形，定義為尖銳波形 的QRS數(shù)據(jù)波對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳峰值點(diǎn)。
[0078]與所述尖銳波形確定模塊12連接的處理模塊13用于判別為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波 中R波方向是否符合預(yù)制要求;若是，則從尖銳峰值點(diǎn)中挑選符合R波方向的峰值點(diǎn)，若否， 則調(diào)用所述第一識(shí)別模塊11。在本實(shí)施例中，所述預(yù)制要求為一R波方向判別公式，BP
[0079]
[0080] 當(dāng)f Iag = 1，為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向?yàn)檎?。在本?shí)施例中，R波方向?yàn)?正向，即凸波。
[0081 ]當(dāng)flag = -1，為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向?yàn)樨?fù)向。在本實(shí)施例中，R波方向 為負(fù)向，即凹波。
[0082]在本實(shí)施例中，所述處理模塊13中預(yù)存有確定該QRS數(shù)據(jù)波對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳 峰值點(diǎn)的挑選規(guī)則，所述確定該QRS數(shù)據(jù)波為符合R波方向的QRS波的挑選規(guī)則為：
[0083]
[0084] 二次微分結(jié)果大于零，其實(shí)對(duì)應(yīng)的波為凸波，小于零對(duì)應(yīng)的波為凹波，根據(jù)這個(gè)規(guī) 則判斷當(dāng)前波是凸波還是凹波。前面通過(guò)FLAG已經(jīng)知道該列所有QRS波的方向，因此，這里 只需判斷SeR=flag? 即可知道當(dāng)前波是否符合該列QRS波的方向。SeR:表示挑選符合R波方 向的QRS波。當(dāng)SeR = f lag時(shí)，對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)py (η)為符合R波方向的峰值點(diǎn)。
[0085]與所述尖銳波形確定模塊12和處理模塊13連接的第二識(shí)別模塊14用于從挑選出 的符合R波方向的峰值點(diǎn)中識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)，并將其刪除。在本實(shí)施例中，所述第二識(shí) 別模塊14根據(jù)R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率來(lái)識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)，也就是說(shuō)判斷R 波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率是否符合偽R波方向的峰值點(diǎn)的挑選條件。R波方向的峰值
點(diǎn)的波形位置斜率記為PS(n)，R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率的平均值
當(dāng)R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率PS (η)符< 時(shí)，第 二識(shí)別模塊14將該R波方向的峰值點(diǎn)定義為偽R波方向的峰值點(diǎn)，第二識(shí)別模塊14將定義為 偽R波方向的峰值點(diǎn)刪除掉。
[0086] 本實(shí)施例還提供一種服務(wù)器2，請(qǐng)參閱圖9，顯示為服務(wù)器與一實(shí)施例中的原理結(jié) 構(gòu)示意圖。如圖9所示，所述服務(wù)器2包括上述QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)1。
[0087] 綜上所述，本發(fā)明所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法、系統(tǒng)及具有該系統(tǒng)的服務(wù)器克服了 傳統(tǒng)R波識(shí)別方法復(fù)雜度高、運(yùn)行速度慢、無(wú)法適用心磁和心電數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理分析的缺點(diǎn)， 提供了一種簡(jiǎn)單、高效的QRS波識(shí)別方法。該方法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程僅包括一些簡(jiǎn)單數(shù)據(jù)運(yùn)算(如 減法、微分、自適應(yīng)閾值等），不包含復(fù)雜的數(shù)據(jù)變換，運(yùn)行速度快，可應(yīng)用于ECG或MCG的實(shí) 時(shí)分析處理。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0088] 上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識(shí)者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法，其特征在于，所述QRS波識(shí)別方法包括w下步驟： 通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波W識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù)波中的峰值點(diǎn)； 通過(guò)定義所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度W確定QRS數(shù)據(jù)波是否為尖銳波形，若所述QRS 數(shù)據(jù)波為尖銳波形，則確定該QRS數(shù)據(jù)波對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳峰值點(diǎn)； 判別為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向是否符合預(yù)制要求;若是，則從尖銳峰值點(diǎn)中 挑選符合R波方向的峰值點(diǎn)； 從挑選出的符合R波方向的峰值點(diǎn)中識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)，并將其刪除。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法，其特征在于:若為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波 中R波方向不符合預(yù)制要求，則返回通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波W識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù) 波中的峰值點(diǎn)的步驟。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法，其特征在于:所述QRS數(shù)據(jù)波記為y(η)，η = 1，2···，Ν，η為屯、磁數(shù)據(jù)序號(hào)；所述通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波W識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù) 波中的峰值點(diǎn)的步驟包括： 對(duì)所述QRS數(shù)據(jù)波y (η)進(jìn)行一次微分形成一次微分后數(shù)據(jù)結(jié)果，即對(duì)一次微分后的數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行非線性變換形成非線性變換數(shù)據(jù)結(jié)果，町其中，g(n)為非線性變換數(shù)據(jù)結(jié)果； 對(duì)非線性變換數(shù)據(jù)結(jié)果再次微分形成再次微分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)果，町4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法，其特征在于:所述通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí) 別QRS數(shù)據(jù)波W識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù)波中的峰值點(diǎn)的步驟還包括： 從再次微分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)果g/(η)中挑選出不為0的點(diǎn)，記為峰值點(diǎn)，所述峰值點(diǎn)用py(n)表 示，峰值點(diǎn)py(n)所對(duì)應(yīng)的波形位置記為px(n)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法，其特征在于： 將所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度定義為當(dāng)所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖銳度的絕對(duì)值，即時(shí)，將該QRS數(shù)據(jù)波 定義為尖銳波形。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法，其特征在于： 所述預(yù)制要求為：當(dāng)f 1 ag = 1，為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向?yàn)檎颍? 當(dāng)f 1 ag = -1，為尖銳波形的QRS數(shù)據(jù)波中R波方向?yàn)樨?fù)向。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法，其特征在于:確定該QRS數(shù)據(jù)波為符合R 波方向的QRS數(shù)據(jù)波的挑選規(guī)則為：當(dāng)SeR=f lag時(shí)，對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為符合R波方向的峰值點(diǎn)。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別方法，其特征在于:根據(jù)R波方向的峰值點(diǎn)的波 形位置斜率來(lái)識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)；其中，R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率記為PS (η) ;R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率的平均值當(dāng)R波方向的峰值點(diǎn)的波形位置斜率PS(n)符合時(shí)，將該R波方向的峰值點(diǎn)定義為偽R波方向的峰值點(diǎn)。9. 一種QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)，其特征在于，所述QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系統(tǒng)包括： 第一識(shí)別模塊，用于通過(guò)預(yù)設(shè)識(shí)別方式識(shí)別QRS數(shù)據(jù)波W識(shí)別所述QRS數(shù)據(jù)波中的峰值 點(diǎn)' ； 尖銳波形確定模塊，與所述第一識(shí)別模塊連接，用于通過(guò)定義所述QRS數(shù)據(jù)波的波形尖 銳度W確定QRS數(shù)據(jù)波是否為尖銳波形，若所述QRS數(shù)據(jù)波為尖銳波形，則確定該QRS數(shù)據(jù)波 對(duì)應(yīng)的峰值點(diǎn)為尖銳峰值點(diǎn)； 處理模塊，與所述第一識(shí)別模塊和尖銳波形確定模塊連接，用于判別為尖銳波形的QRS 數(shù)據(jù)波中R波方向是否符合預(yù)制要求;若是，則從尖銳峰值點(diǎn)中挑選符合R波方向的峰值點(diǎn)； 第二識(shí)別模塊，與所述尖銳波形確定模塊和處理模塊連接，用于從挑選出的符合R波方 向的峰值點(diǎn)中識(shí)別偽R波方向的峰值點(diǎn)，并將其刪除。10. -種服務(wù)器，其特征在于，所述服務(wù)器包括:如權(quán)利要求9所述的QRS數(shù)據(jù)波識(shí)別系 統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】A61B5/00GK106073766SQ201610370279
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年5月30日
【發(fā)明人】孔祥燕, 魯麗, 王美玲, 楊康, 陳威
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所