一种心功能分析算法的制作方法

1.本发明属于心功能分析技术领域，具体涉及一种心功能分析算法。


背景技术：

2.心功能分析将对心电qrs波群各时段进行寻找，并将找到的结果与正常数值进行对比，用于心脏功能检查、心电监护及心率变异分析。目前较多通过人为观察心电波形，得到对应的数值，这样会导致不同的人观察得到的数据存在差异，且识别速度会受到影响。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种心功能分析算法，解决现有技术通过人为观察心电波形，得到心电波形对应的数值，导致识别精度不一、识别速度慢的问题。
4.本发明采用的技术方案如下：
5.一种心功能分析算法，包括以下算法步骤：
6.(1)通过平滑滤波消除小幅度波形对心电分析的影响，平滑滤波选择的窗口大小根据所得到的波形小幅度杂波宽度与采样率决定，采样率为单位时间内从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，平滑滤波时先将每一个数据点与左右相邻的若干数据点进行平均，然后将平均值替换该数据点；
7.(2)通过平均双向斜率得到心电qrs波群的数量，避免出现基线漂移的情况，
8.斜率步长＝0.06*(1/采样率)；
9.通过对斜率进行分析，所有的转折点部分即为心电的r点所在位置，通过转折点数量，即可得到心电qrs波群数量；
10.(3)通过两个相邻r波之间的距离，即rr间期，算得出平均心率hr
[0011][0012]
(4)通过r点所在位置，往左取0.3s范围的数值，往右取0.44s范围的数值，判断在此范围内一定存在一个完整的qrs波群；
[0013]
pr间期：0.12-0.20秒；
[0014]
qrs波群：0.06-0.10秒；
[0015]
qt间期：0.30-0.44秒；
[0016]
r波往左取最大值：0.20+0.10＝0.3秒；
[0017]
r波往右取最大值：0.44秒；
[0018]
(5)查询在此范围内的最大值，重新订正r波所在位置，并保存；
[0019]
(6)根据波形特征，q波为r波往左遇到的第一个波谷，s波为r波往右遇到的第一个波谷，最终找到q波、r波、s波，其中波谷的寻找，应该避免杂波影响，保证此点是在这个范围内(0.06s-0.10s)的最低点；
[0020]
(7)根据pr间期：0.12-0.20，从r点往左寻找在这区域的最大值，此点即为p波；
[0021]
(8)p波往左找的第一个波谷为p波起始点，为了避免小型杂波对正常波谷的影响，
即使使用了平滑滤波，此点需要满足比右侧一直到p点的所有点都小；
[0022]
(9)t波寻找时，r点往右的最大值即为t波，同时根据t波往左往右寻找第一个波谷，即为t波起始点与t波结束点；
[0023]
(10)通过p波与q波，从q波往左开始查找，遇到的第一个波峰即为q波起始点；
[0024]
(11)通过s波与t波，从s波往右开始查找，遇到的第一个波峰即为s波结束点；
[0025]
(12)得到所有点的位置后，根据下列公式计算出对应的间期：
[0026]
pr间期＝(q波起始点-p波起始点)/采样率；
[0027]
qt间期＝(t波结束点-q波起始点)/采样率；
[0028][0029]
qrs时限＝(s波结束点-q波起始点)/采样率；
[0030]
st时段＝(t波起始点-s波结束点)/采样率；
[0031]
p波幅度＝p波数值-p波起始点数值；
[0032]
r波幅度＝r波数值-q波起始点数值；
[0033]
t波幅度＝t波数值-t波起始点数值；
[0034]
s波幅度＝s波数值-s波结束点数值；
[0035]
q波幅度＝q波数值-q波起始点数值；
[0036]
st波幅度＝t波起始点数值-s波结束点数值。
[0037]
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0038]
1、本发明中，基于波形特征，通过算法能有效且迅速的识别波形，得到统一规则下的数据。能够准确的识别qrs波群各时段信息，快速的获得波形大量qrs波群数据，且使用统一标准，避免因肉眼识别造成的精度不一的问题。
附图说明
[0039]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图，其中：
[0040]
图1为本发明流程示意图；
[0041]
图2为本发明单个波形分析图；
[0042]
图3为本发明多个波形分析图；
[0043]
图4为本发明采样示意图。
具体实施方式
[0044]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0045]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护
的发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0046]
应注意到：标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0047]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0048]
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0049]
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以使机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个原件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0050]
一种心功能分析算法，包括以下算法步骤：
[0051]
(1)通过平滑滤波消除小幅度波形对心电分析的影响，平滑滤波选择的窗口大小根据所得到的波形小幅度杂波宽度与采样率决定，采样率为单位时间内从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，平滑滤波时先将每一个数据点与左右相邻的若干数据点进行平均，然后将平均值替换该数据点；
[0052]
(2)通过平均双向斜率得到心电qrs波群的数量，避免出现基线漂移的情况，
[0053]
斜率步长＝0.06*(1/采样率)；
[0054]
通过对斜率进行分析，所有的转折点部分即为心电的r点所在位置，通过转折点数量，即可得到心电qrs波群数量；
[0055]
(3)通过两个相邻r波之间的距离，即rr间期，算得出平均心率hr
[0056][0057]
(4)通过r点所在位置，往左取0.3s范围的数值，往右取0.44s范围的数值，判断在此范围内一定存在一个完整的qrs波群；
[0058]
pr间期：0.12-0.20秒；
[0059]
qrs波群：0.06-0.10秒；
[0060]
qt间期：0.30-0.44秒；
[0061]
r波往左取最大值：0.20+0.10＝0.3秒；
[0062]
r波往右取最大值：0.44秒；
[0063]
(5)查询在此范围内的最大值，重新订正r波所在位置，并保存；
[0064]
(6)根据波形特征，q波为r波往左遇到的第一个波谷，s波为r波往右遇到的第一个
波谷，最终找到q波、r波、s波，其中波谷的寻找，应该避免杂波影响，保证此点是在这个范围内(0.06s-0.10s)的最低点；
[0065]
(7)根据pr间期：0.12-0.20，从r点往左寻找在这区域的最大值，此点即为p波；
[0066]
(8)p波往左找的第一个波谷为p波起始点，为了避免小型杂波对正常波谷的影响，即使使用了平滑滤波，此点需要满足比右侧一直到p点的所有点都小；
[0067]
(9)t波寻找时，r点往右的最大值即为t波，同时根据t波往左往右寻找第一个波谷，即为t波起始点与t波结束点；
[0068]
(10)通过p波与q波，从q波往左开始查找，遇到的第一个波峰即为q波起始点；
[0069]
(11)通过s波与t波，从s波往右开始查找，遇到的第一个波峰即为s波结束点；
[0070]
(12)得到所有点的位置后，根据下列公式计算出对应的间期：
[0071]
pr间期＝(q波起始点-p波起始点)/采样率；
[0072]
qt间期＝(t波结束点-q波起始点)/采样率；
[0073][0074]
qrs时限＝(s波结束点-q波起始点)/采样率；
[0075]
st时段＝(t波起始点-s波结束点)/采样率；
[0076]
p波幅度＝p波数值-p波起始点数值；
[0077]
r波幅度＝r波数值-q波起始点数值；
[0078]
t波幅度＝t波数值-t波起始点数值；
[0079]
s波幅度＝s波数值-s波结束点数值；
[0080]
q波幅度＝q波数值-q波起始点数值；
[0081]
st波幅度＝t波起始点数值-s波结束点数值。
[0082]
本发明在实施过程中，基于波形特征，通过算法能有效且迅速的识别波形，得到统一规则下的数据。能够准确的识别qrs波群各时段信息，快速的获得波形大量qrs波群数据，且使用统一标准，避免因肉眼识别造成的精度不一的问题。
[0083]
实施例1
[0084]
一种心功能分析算法，通过平滑滤波消除小幅度波形对心电分析的影响，平滑滤波选择的窗口大小根据所得到的波形小幅度杂波宽度与采样率决定，采样率为单位时间内从连续信号中提取并组成离散信号的采样个数，平滑滤波时先将每一个数据点与左右相邻的若干数据点进行平均，然后将平均值替换该数据点；
[0085]
(2)通过平均双向斜率得到心电qrs波群的数量，避免出现基线漂移的情况，
[0086]
斜率步长＝0.06*(1/采样率)；
[0087]
通过对斜率进行分析，所有的转折点部分即为心电的r点所在位置，通过转折点数量，即可得到心电qrs波群数量；
[0088]
(3)通过两个相邻r波之间的距离，即rr间期，算得出平均心率hr
[0089][0090]
(4)通过r点所在位置，往左取0.3s范围的数值，往右取0.44s范围的数值，判断在此范围内一定存在一个完整的qrs波群；
[0091]
pr间期：0.12-0.20秒；
[0092]
qrs波群：0.06-0.10秒；
[0093]
qt间期：0.30-0.44秒；
[0094]
r波往左取最大值：0.20+0.10＝0.3秒；
[0095]
r波往右取最大值：0.44秒；
[0096]
(5)查询在此范围内的最大值，重新订正r波所在位置，并保存；
[0097]
(6)根据波形特征，q波为r波往左遇到的第一个波谷，s波为r波往右遇到的第一个波谷，最终找到q波、r波、s波，其中波谷的寻找，应该避免杂波影响，保证此点是在这个范围内(0.06s-0.10s)的最低点；
[0098]
(7)根据pr间期：0.12-0.20，从r点往左寻找在这区域的最大值，此点即为p波；
[0099]
(8)p波往左找的第一个波谷为p波起始点，为了避免小型杂波对正常波谷的影响，即使使用了平滑滤波，此点需要满足比右侧一直到p点的所有点都小；
[0100]
(9)t波寻找时，r点往右的最大值即为t波，同时根据t波往左往右寻找第一个波谷，即为t波起始点与t波结束点；
[0101]
(10)通过p波与q波，从q波往左开始查找，遇到的第一个波峰即为q波起始点；
[0102]
(11)通过s波与t波，从s波往右开始查找，遇到的第一个波峰即为s波结束点；
[0103]
(12)得到所有点的位置后，根据下列公式计算出对应的间期：
[0104]
pr间期＝(q波起始点-p波起始点)/采样率；
[0105]
qt间期＝(t波结束点-q波起始点)/采样率；
[0106][0107]
qrs时限＝(s波结束点-q波起始点)/采样率；
[0108]
st时段＝(t波起始点-s波结束点)/采样率；
[0109]
p波幅度＝p波数值-p波起始点数值；
[0110]
r波幅度＝r波数值-q波起始点数值；
[0111]
t波幅度＝t波数值-t波起始点数值；
[0112]
s波幅度＝s波数值-s波结束点数值；
[0113]
q波幅度＝q波数值-q波起始点数值；
[0114]
st波幅度＝t波起始点数值-s波结束点数值。
[0115]
如上所述即为本发明的实施例。前文所述为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。