心电QT间期自动测量方法的研究

论文摘要

心电图波形特征研究一直是生物医学工程研究热点之一。QT间期延长对心肌损害、某些药物中毒、电解质紊乱的诊断,急性心肌梗塞的预后,长QT间期综合征的诊断和治疗等均有重要意义。特别是近年来QT间期延长与恶性心律失常和猝死关系的明确,对QT间期测量和分析中相关问题的研究又引发临床新的关注。在本文中,首先,使用由三角形与线段组成的结构元素对对测试信号进行形态学滤波,在滤除掉测试信号中微小波动的同时保持了原波形的总体波动趋势,避免了使用单一线段结构元素进行滤波时出现的阶梯状波形。其次,基于不同QRS波形长度设定不同的多尺度形态学导数(MMD)变换尺度,通过判断分类对不同波形使用不同尺度。根据实验,找出了波形分类的判断依据、阈值及变换尺度的最佳值。当这些都选定后,可以对大批量的各种形态的波形数据进行处理,并具有较高的实时性。再次,通过引入‘翼’函数,检出两个T峰参考位置,根据其幅值特性判断其T波形态类型,进而精确检测出T峰位置,显著改善了MMD检测器检测双峰T波和双相T波的性能。根据其波形特点使用了自适应尺度进行MMD变换,比单一尺度变换更有效地保留并放大了原始波形的拐点特征。另外,加入判断选择器,区别对待正相T波和负相T波的终点检测,对于倒置T波终点的检测也得到了较好的结果,而之前的方法对于倒置T波及负正双相T波是无法检测的。最后,使用CSE数据库中的心电信号记录测试本文算法,得到的误差标准差在CSE可接受的范围之内,显示了多尺度形态学导数应用在自动测量QT间期算法中的巨大潜力和优越性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 心电图各波形简介
• 1.2 测量QT间期的临床意义
• 1.3 自动测量QT间期的方法简介
• 1.3.1 根据ECG信号的曲线及曲率特点的测量方法
• 1.3.2 利用小波变换的时－频方法
• 1.3.3 基于能量分析的方法
• 1.3.4 基于模型逼近的方法
• 1.3.5 基于心脏模型的QT间期测量方法
• 1.4 本课题的研究方向和内容
• 第二章 ECG信号预处理
• 2.1 利用形态学滤波去除噪声
• 2.1.1 数学形态学算子
• 2.1.2 算法步骤
• 2.2 利用中值滤波抑制基线漂移
• 2.2.1 中值滤波基本原理
• 2.2.2 算法步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 形态学滤波与线性滤波结果比较
• 2.3.2 结构元素对的优越性及应用扩展
• 2.3.3 中值滤波与形态学滤波结果比较
• 第三章 QRS波群起点的检测
• 3.1 多尺度形态导数（MMD）检测器
• 3.2 利用MMD检测器检测ECG信号中的QRS波起点
• 3.3 方法测试与结果分析
• 第四章 T波终点的检测
• 4.1 T波终点检测方法
• 4.1.1 确定T终点搜索区间
• 4.1.2 确定MMD变换尺度
• 4.1.3 检测T波终点
• 4.2 方法测试与结果分析
• 第五章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 发表论文和科研情况说明
• 致谢