基于心电间期序列归一化直方图的心衰检测方法和装置

摘要

本发明提供了一种基于心电间期序列归一化直方图的心衰检测方法和装置，检测方法包括以下步骤：(1)采集受测者的心电信号；(2)对心电信号进行模拟-数字转换，并存储心电波形数据；(3)提取心电信号R波峰值点，构造心电间期序列RR；(4)检验RR序列的有效性；(5)构造RR序列归一化直方图；(6)计算归一化直方图两个特异性指标中心-边缘比CER和累积能量CE；(7)依据指标CER和CE对受测者心衰病程做出评价。检测装置包含心电信号检测模块、模拟-数字转换装置和计算机。本发明基于心电间期序列归一化直方图的两个特异性指标中心-边缘比和累积能量对受测者心衰病程进行评价，能够无创、方便、定量的检测出受测者的心衰病程，区分度高。

主权项

1.一种基于心电间期序列归一化直方图的心衰检测装置，该检测装置包含心电信号检测模块、模拟-数字转换装置和计算机；心电信号检测模块与模拟-数字转换装置连接，模拟-数字转换装置与计算机连接；心电信号检测模块包括心电电极和滤波、去噪、放大电路模块，用于采集受测者的心电信号，并完成信号的滤波、去噪、放大；与计算机相连有一启动开关，与计算机相连有一用于打印分析报告的打印机，与计算机相连有四个指示灯，分别指示电极片脱落、装置准备就绪、正在采集信号、采集结束四个状态；其特征在于：模拟-数字转换装置对心电信号进行模拟-数字转换，计算机接受来自模拟-数字转换装置的数字信号，并完成以下操作：(1)提取心电信号R波峰值点，构造心电间期序列RR；(2)检验RR序列的有效性：RR序列中元素值在下阈值T_d和上阈值T_u范围以内，则获取的RR序列为有效序列，否则RR序列无效，需重新获取；(3)构造RR序列归一化直方图；RR序列归一化直方图的构造步骤如下：①.记RR序列的最大值为RR_max，最小值为RR_min，平均心电间期N为RR序列元素总数，计算RR序列极差RR_range，RR_range＝RR_max-RR_min；②.设定阈值a＝0.1*RR_range，同时设定左步长值H_l和右步长值H_r，$H_l=\frac{{\mathrm{RR}}_{\mathrm{mean}}-({\mathrm{RR}}_{\min }+a)}{5},$$H_r=\frac{({\mathrm{RR}}_{\max }-a)-{\mathrm{RR}}_{\mathrm{mean}}}{5},$记RR_i为RR序列元素值，其中i＝1，2，…，N，将RR序列元素划分为七类：A、左边第一类，简称L1类，满足RR_min≤RR_i＜RR_min+a，统计元素个数P₁；B、左边第二类，简称L2类，满足RR_min+a≤RR_i＜RR_min+a+2*H_l，统计元素个数P₂；C、左边第三类，简称L3类，满足RR_min+a+2*H_l≤RR_i＜RR_min+a+4*H_l，统计元素个数P₃；D、中间类，简称C类，满足RR_mean-H_l≤RR_i＜RR_mean+H_r，统计元素个数P₄；E、右边第三类，简称R3类，满足RR_mean+H_r≤RR_i＜RR_mean+3*H_r，统计元素个数P₅；F、右边第二类，简称R2类，满足RR_mean+3*H_r≤RR_i＜RR_max-a，统计元素个数P₆；G、右边第一类，简称R1类，满足RR_max-a≤RR_i≤RR_max，统计元素个数P₇；③.计算7类的元素比例p_i，$p_i=\frac{P_i}{N}$i＝1，2，…，7以L1、L2、L3、C、R3、R2、R1顺序为横坐标，以相应的p_i为纵坐标，绘制RR序列归一化直方图；(4)计算归一化直方图两个特异性指标中心-边缘比CER和累积能量CE；特异性指标中心-边缘比CER和累积能量CE的计算方法如下：$\mathrm{CER}=\frac{p_4}{p_1+p_2+p_6+p_7},$$\mathrm{CE}=\underset{i=1}{\overset{7}{\Sigma }}{p}_i^2;$(5)依据指标中心-边缘比和累积能量对受测者心衰病程做出评价，具体实施步骤如下：①.根据受测者年龄设定参数k₁和k₂，具体取值见下表：  参数  25岁以下  26岁～39岁  40岁～55岁  56岁以上  k₁  1.5  2.0  3.5  5.0  k₂  0.50  0.55  0.60  0.65②.若受测者CER＞k₁，则评价受测者患有心衰，CER值越大，则评价受测者心衰病程越严重；③.若受测者CER＜k₁，但满足CE＞k₂，则评价受测者患有心衰，CE值越大，则评价受测者心衰病程越严重。