专利名称：Holter系统的数据压缩方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明属于医疗仪器技术领域，更进一步涉及Holter系统中压缩存储心电信号波形的方法及相关装置。
24小时数字连续记录式Holter系统中用于记录体表心电信号的记录器由病人随身携带，由于记录器体积要尽可能小，所采用处理器(CPU)的处理能力和存储器的容量都受到严格限制，一般对由体表测得的心电信号要进行数据压缩存储。由于一般处理器(CPU)的性能较弱，为保证数据压缩的实时性，压缩算法一般为可快速实现的时域直接压缩法。时域直接压缩法是建立在直接分析原始数据的冗裕基础上，把数据点分为保留点和冗裕点，通过剔除冗裕点达到数据压缩的目的。在数据重构时一般用折线重构，得到的波形生硬，严重影响了其临床应用价值；此外很难同时保证高的数据压缩率和高的信息保真度，不具有保留心室晚电位这样的高频低幅信息的能力，且对高频干扰十分敏感。
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提出一种采用整——整小波变换对心电信号实现高效数据压缩的方法，并用该方法开发具有更高性能的Holter产品。
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明的心电信号放大电路电路原理图。
图3是本发明的QRS复合波检测电路原理图。
下面结合附图对本发明的原理作详细说明。
参见图1，本发明的装置包括一个心电信号放大电路(1)、一个QRS复合波检测电路(2)、一个A/D转换电路(3)、一个CPU(4)、和一个存储电路(5)。由体表测到的体表信号输入心电信号放大电路(1)，心电信号放大电路(1)的输出送入A/D转换电路(3)，同时心电信号放大电路(1)的输出送入QRS复合波检测电路(2)作为其输入，QRS复合波检测电路(2)的输出送入CPU(4)作为CPU(4)的一中断信号，A/D转换电路(3)的输出与CPU(4)的总线相连，CPU(4)的总线同时也与存储电路(5)相连。
参见图2，本发明的心电信号放大电路(1)包括由A1、R1、R2、R3、R4、C1、C2组成的二阶高通滤波放大器，体表信号输入该二阶高通滤波放大器，其输出送入由A2、R5、R6、R7、R8、C3、C4组成的二阶低通滤波放大器，该二阶低通滤波放大器的输出送入A/D转换电路(3)。
本发明提出的Holter系统的数据压缩方法，不仅可完整保留QRS、P、T、ST等信息，而且可有效地保留心室晚电位信息。该方法由于采用整——整小波变换避免了浮点运算问题，仅需要加、减和移位运算，可快速实现，特别适合开发具有心室晚电位记录和分析能力的高性能Holter系统。用本发明提出的思想采用其它整——整小波变换可推广到其它生物医学信号的压缩存储甚至其他学科的数据压缩。
权利要求
1.Holter系统的数据压缩方法，体表信号通过心电信号放大电路(1)后得到心电信号，本发明的特点是，用QRS复合波检测电路(2)检测QRS复合波并向CPU(4)实时发送中断信号，根据数据采样率和需要的压缩效果预先选择分解级数和误差阈值，对经上述小波分解后的在不同小波尺度上的小波分量逐点与误差阈值与屏蔽函数的乘积进行比较，如果大于此乘积保留该点，否则丢弃，然后再将记录到的数据传输到计算机。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在由体表检测到的体表信号通过心电信号放大电路(1)后得到心电信号后，用1000Hz采样率实时采样该心电信号，QRS复合波检测电路(2)检测QRS复合波并向CPU(4)实时发送中断信号，以便确定QRS复合波起点从而计算屏蔽函数，把采样得到的心电信号按每段2048个采样点进行分段，然后对每段用上述数据压缩方法对心电信号进行实时压缩编码存储，从而完成对心电信号24小时的记录，记录完成后把记录到的数据传输到计算机，从而实现24小时的心律失常分析、ST段分析、QT分析、心率变异性分析、和心室晚电位动态分析。
3.实施权利要求1所述方法的装置，包括一个心电信号放大电路(1)、一个QRS复合波检测电路(2)、一个A/D转换电路(3)、一个CPU(4)、和一个存储电路(5)其特征在于由体表测到的体表信号输入心电信号放大电路(1)，心电信号放大电路(1)的输出送入A/D转换电路(3)，同时心电信号放大电路(1)的输出送入QRS复合波检测电路(2)作为其输入，QRS复合波检测电路(2)的输出送入CPU(4)作为CPU(4)的一中断信号，A/D转换电路(3)的输出与CPU(4)的总线相连，CPU(4)的总线同时也与存储电路(5)相连。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所说的心电信号放大电路(1)包括由A1、R1、R2、R3、R4、C1、C2组成的二阶高通滤波放大器，体表信号输入该二阶高通滤波放大器，其输出送入由A2、R5、R6、R7、R8、C3、C4组成的二阶低通滤波放大器，该二阶低通滤波放大器的输出送入A/D转换电路(3)。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所说的QRS复合波检测电路(2)包括由A3、R9、R10、R11、C5、C6组成的带通滤波器，其输出分别接到二极管D2的阳极和由A4、R15、R16组成的反相器的输入端，该反相器的输出接到二极管D1的阳极，D1的阴极和D2的阴极相连并接到IC1比较器的IN+端，IC1、R12、R13、R14组成QRS复合波检测比较器，IC1比较器的的OUT端与CPU(4)的一中断输入相连。
全文摘要
Holter系统的数据压缩方法及其装置,用整－整小波变换方法及其多分辨分析技术对心电信号进行多尺度小波分解,由QRS复合波检测电路(2)确定QRS复合波起点位置,从而计算屏蔽函数,根据数据采样率和需要的压缩效果预先选择分解级数和误差阈值,对经上述小波分解后的在不同小波尺度上的小波分量逐点与误差阈值与屏蔽函数的乘积进行比较,确定保留点,然后再将记录到的保留数据传输到计算机。
文档编号G06F3/00GK1271561SQ0011378
公开日2000年11月1日 申请日期2000年4月11日 优先权日2000年4月11日
发明者阎相国, 郑崇勋, 伍晓宇, 刘峰 申请人:西安交通大学