心电信号R波监测方法及其穿戴设备与流程

本技术涉及数据处理，具体涉及一种心电信号r波监测方法。

背景技术：

1、随着医疗保健需求日益增高，可穿戴心电图(electrocardiogram，ecg)监测设备由于穿戴方便而受到人们的青睐。目前心电信号r波检测方法主要包括特征点检测方法、pan方法和tompkins方法，但是，方法pan和tompkins方法的r波检测思路主要是立基在心电监护仪的使用，即基本是对躺在病床或照护病床上患者进行量测，其三个估计量主要反映的是心电基本特性，而对于人为运动所创造的运动干扰噪声并不具备自适应的特征。特征点检测方法经常漏检错检r波以及对高频噪声和基线漂移的去除效果较差。因此，如何快速、准确地实现心电信号的r波检测成为当前需要克服的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种心电信号r波监测方法，旨在实现快速且准确地对心电信号进行r波检测。

2、第一方面，本技术实施例提供一种心电信号r波监测方法，包括：

3、以第一移动窗框内数据点集合的平均数为滑动均值对原始心电信号进行均值滤波处理，得到心电原始波形，并基于所述心电原始波形对所述原始心电信号进行波形处理，得到第一心电信号；所述第一移动窗框为包含第一预设数量数据点的移动窗框；

4、以第二移动窗框内数据点集合的中位数为滑动中值对所述第一心电信号进行中值滤波处理，得到第二心电信号；所述第二移动窗框包含第二预设数量数据点的移动窗框；

5、对所述第二心电信号中预设时长的心电信号为离散心电信号进行快速傅里叶变换，得到傅里叶变换结果，并以振幅能量在0.1-0.6赫兹范围内最大的傅里叶变换结果为心电信号频率计算自适应参数；

6、基于所述自适应参数对所述第二心电信号进行r波监测。

7、在一个实施例中，所述基于所述自适应参数对所述第二心电信号进行r波监测，包括：

8、以预设间隔为单位对所述第二心电信号进行拆分，得到多个心电信号片段；

9、计算每一个所述心电信号片段的心电主能量强度特征；

10、根据所述自适应参数和每一个所述心电信号片段的心电主能量强度特征，对每一个所述心电信号片段进行r波监测。

11、在一个实施例中，所述计算每一个所述心电信号片段的心电主能量强度特征，包括：

12、获取每一个所述心电信号片段的所有数据点的数量，并根据每一个所述心电信号片段的数量，计算每一个所述心电信号片段的频率系数，计算公式为：

13、

14、其中，df(kf0)为频率系数，kf0为频率范围，n为所有数据点的数量，ch[n]为心电信号片段，e为自然常数，j为复数的虚部，k为正整数，f0为平均采样频率，sprate为采样频率；

15、根据每一个所述心电信号片段的频率系数和频率范围，计算每一个所述心电信号片段的心电主能量强度特征，心电主能量强度特征的计算公式如下：

16、

17、其中，f为心电主能量强度特征，(x1，x2)为频率范围。

18、在一个实施例中，所述根据所述自适应参数和每一个所述心电信号片段的心电主能量强度特征，对每一个所述心电信号片段进行r波监测，包括：

19、根据每一个所述心电信号片段的心电主能量强度特征，读取出每一个所述心电信号片段中的待处理r波峰值信号；

20、计算所述待处理r波峰值信号的初始信噪比，并根据所述初始信噪比和所述自适应参数计算出目标信噪比；

21、根据所述目标信噪比确定每一个所述心电信号片段中的目标r波峰值信号；

22、确定每一个所述心电信号片段中的相邻两个目标r波峰值信号之间的r波间距，并根据所述r波间距确定每一个所述心电信号片段的最终r波峰值位置。

23、在一个实施例中，所述计算所述待处理r波峰值信号的初始信噪比，包括：

24、获取待处理r波峰值信号的主信号频带和噪声信号频带；所述主信号频带的上频带为20赫兹，下频带为3赫兹；所述噪声信号频带的上频带为80赫兹，下频带为47赫兹；

25、根据所述主信号频带的上频带和下频带，以及所述噪声信号频带的上频带和下频带，计算所述待处理r波峰值信号的初始信噪比，初始信噪比的计算公式如下：

26、

27、其中，snr1为初始信噪比，为频率振幅，θ为频率相位，e是自然对数的底数，j是虚数单位，是角频率，t是时间。

28、在一个实施例中，所述根据所述r波间距确定每一个所述心电信号片段的最终r波峰值位置，包括：

29、若确定所述r波间距小于或者等于预设间距，则将相邻两个目标r波峰值信号进行合并，得到合并后的r波峰值信号；

30、根据每一个所述心电信号片段的采集频率和数量以及所述r波间距，计算所述合并后的r波峰值信号的第一覆盖区段；

31、将所述合并后得到的r波峰值信号所在的波峰值位置，确定为所述第一覆盖区段的r波峰值位置，并将所有的所述第一覆盖区段的r波峰值位置，确定为每一个所述心电信号片段的最终r波峰值位置。

32、在一个实施例中，所述根据所述r波间距确定每一个所述心电信号片段的最终r波峰值位置，包括：

33、若确定所述r波间距大于预设间距，则根据每一个所述心电信号片段的采集频率和数量以及r波间距和预设间距参数，计算每一个目标r波峰值信号的第二覆盖区段；

34、将所述每一个目标r波峰值信号所在的波峰值位置，确定为所述第二覆盖区段的r波峰值位置，并将所有的所述第二覆盖区段的r波峰值位置，确定为每一个所述心电信号片段的最终r波峰值位置。

35、第二方面，本技术实施例提供一种心电信号r波监测装置，包括：

36、第一滤波处理模块，用于以第一移动窗框内数据点集合的平均数为滑动均值对原始心电信号进行均值滤波处理，得到心电原始波形，并基于所述心电原始波形对所述原始心电信号进行波形处理，得到第一心电信号；第一移动窗框为包含第一预设数量数据点的移动窗框；

37、第二滤波处理模块，用于以第二移动窗框内数据点集合的中位数为滑动中值对所述第一心电信号进行中值滤波处理，得到第二心电信号；所述第二移动窗框包含第二预设数量数据点的移动窗框；

38、自适应参数计算模块，用于对所述第二心电信号中预设时长的心电信号为离散心电信号进行快速傅里叶变换，得到傅里叶变换结果，并以振幅能量在0.1-0.6赫兹范围内最大的傅里叶变换结果为心电信号频率计算自适应参数；

39、r波监测模块，用于基于所述自适应参数对所述第二心电信号进行r波监测。

40、第三方面，本技术实施例提供一种穿戴设备，所述穿戴设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的确定机程序，所述处理器执行所述确定机程序时实现第一方面所述的心电信号r波监测方法。

41、第四方面，本技术实施例提供一种非暂态确定机可读存储介质，非暂态确定机可读存储介质包括确定机程序，所述确定机程序被处理器执行时实现第一方面所述的心电信号r波监测方法。

42、第五方面，本技术实施例提供一种计算机产品，计算机产品包括确定机程序，所述确定机程序被处理器执行时实现第一方面所述的心电信号r波监测方法。

43、本技术实施例提供的心电信号r波监测方法及其穿戴设备，以第一移动窗框内数据点集合的平均数为滑动均值对原始心电信号进行均值滤波处理，得到心电原始波形，并基于心电原始波形对原始心电信号进行波形处理，得到第一心电信号；以第二移动窗框内数据点集合的中位数为滑动中值对第一心电信号进行中值滤波处理，得到第二心电信号；对第二心电信号中预设时长的心电信号为离散心电信号进行快速傅里叶变换，得到傅里叶变换结果，并以振幅能量在0.1-0.6赫兹范围内最大的傅里叶变换结果为心电信号频率计算自适应参数；基于自适应参数对第二心电信号进行r波监测。在心电信号r波监测的过程中，通过第一移动窗框对原始心电信号进行均值滤波处理，再通过第二移动窗框进行中值滤波处理，再通过自适应参数进行r波监测，实现了快速且准确地对心电信号进行r波检测。