CN116350238A - 一种自适应阈值r波检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自适应阈值R波检测方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值；根据所述上凸峰点位置和所述上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度；基于预设漏检回溯规则，根据所述漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减；根据衰减后的自适应阈值和所述上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新所述自适应阈值；根据更新后的自适应阈值检测当前峰是否为R波，并再次更新自适应阈值。本发明在进行漏检回溯时，对自适应阈值进行调整，降低了R波被漏检和误检的风险，提高了R波检测的准确率。
Description
技术领域
本发明涉及心电信号检测技术领域，尤其涉及一种自适应阈值R波检测方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
心电图(Electrocardiogram,ECG)，是心脏兴奋的发生、传播及恢复过程的客观指标。ECG信号作为人体心脏活动在体表的综合表现，蕴含着丰富的反映心脏节律及其电传导的生理和病理信息，在一定程度上可以客观反映心脏各部位的生理状况，是诊断心脏性疾病、评价心脏功能的重要依据之一，尤其对于各种心律失常和传导障碍的诊断分析具有重大诊断价值，是目前分析与鉴别心律失常疾病最精确的方法。
目前心电信号R波峰检测方面算法众多，如：差分阈值法，小波变换法，模板匹配法，长度和能量变换以及神经网络等。面对无创的心电信号噪声干扰大、信号微弱且变异性又强的特点，各方法都有其优劣点。传统差分阈值方法简便，易于实现，同时处理速度较快；小波变换法具有良好的时频局域化特性，检测准确度高，但其处理过程中的数据计算量大，不适用于实时处理；模板匹配法原理简单，但其对高频噪声和基线漂移极为敏感；神经网络方法的判别效果较好，但其训练时间较长，实时性较差。
现有技术中的心电信号R波峰检测方法对于信号幅值水平快速变化的信号，阈值难以快速进行调整，容易造成漏检，且在漏检过程中，阈值调整有限，难以针对不同漏检，快速调整阈值，从而造成心电信号R波峰出现误检。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种自适应阈值R波检测方法、装置、设备及存储介质，用以解决现有技术中心电信号幅值水平快速变化时，难以根据漏检情况调整阈值，从而造成了R波漏检和误检的问题。
为达到上述技术目的，本发明采取了以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种自适应阈值R波检测方法，包括：
对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值；
根据上凸峰点位置和上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度；
基于预设漏检回溯规则，根据漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减；
根据衰减后的自适应阈值和上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新自适应阈值；
根据更新后的自适应阈值检测当前峰是否为R波，并再次更新自适应阈值。
在一些可能的实现方式中，对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值，包括：
对原始心电信号进行带通滤波处理，得到带通滤波心电信号；
将带通滤波心电信号进行求导滤波并取绝对值，得到求导心电信号；
对求导心电信号进行平方处理，并对平方后的求导心电信号进行移动窗口积分得到积分心电信号；
分别确定求导心电信号和积分心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值。
在一些可能的实现方式中，根据上凸峰点位置和上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度，包括：
根据求导心电信号的上凸峰点幅值判断求导心电信号的上凸峰点是否为噪音，并调整回溯起点的位置；
根据积分心电信号的上凸峰点幅值判断积分心电信号的上凸峰点是否为噪音，并调整回溯起点的位置；
根据积分心电信号的上凸峰点位置和已检测的最近检测的R波判断积分心电信号的上凸峰点是否为高尖T波以及已检测的最近检测的R波是否为高尖P波；
根据调整后的回溯起点的位置确定漏检回溯片段长度。
在一些可能的实现方式中，根据积分心电信号的上凸峰点位置和已检测的最近检测的R波判断积分心电信号的上凸峰点是否为高尖T波以及已检测的最近检测的R波是否为高尖P波，包括：
当积分心电信号的上凸峰点位置与最近检测的R波的距离小于预设距离阈值时，计算当前上凸峰点对应的波长和最近检测的R波对应的波长；
根据当前上凸峰点对应的波长、最近检测的R波对应的波长和预设波长阈值，判断当前上凸峰点是否为高尖T波，最近检测的R波是否为高尖P波；
若当前积分心电信号的上凸峰点为高尖T波，则忽略当前积分心电信号的上凸峰点并调整回溯起点的位置；
若最近检测的R波为高尖P波，则删除最近检测的R波。
在一些可能的实现方式中，基于预设漏检回溯规则，根据漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减，包括：
计算最近检测出的预设个数的R波之间的平均距离，得到平均RR间期；
根据平均RR间期确定第一漏检回溯触发条件和第二漏检回溯触发条件；
当积分心电信号具有第一漏检回溯时，若积分心电信号的回溯段长度满足第一漏检回溯触发条件，将自适应阈值按照第一漏检回溯阈值衰减倍数进行衰减；
当积分心电信号具有第二漏检回溯时，若积分心电信号的回溯段长度满足第二漏检回溯触发条件，根据积分心电信号的回溯段长度和平均RR间期确定第二漏检回溯阈值衰减倍数，将自适应阈值按照第二漏检回溯阈值衰减倍数进行衰减。
在一些可能的实现方式中，自适应阈值包括积分心电信号的信号阈值和求导心电信号的信号阈值；根据衰减后的自适应阈值和上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新自适应阈值，包括：
当积分心电信号的上凸峰点幅值大于积分心电信号的信号阈值，且对应的求导心电信号的上凸峰点幅值大于求导心电信号的信号阈值时，当前上凸峰点为R波，并调整回溯起点的位置；
通过预设更新规则对积分心电信号的信号阈值和求导心电信号的信号阈值进行更新。
在一些可能的实现方式中，通过预设更新规则对积分心电信号的信号阈值和求导心电信号的信号阈值进行更新，包括：
根据自适应阈值和上凸峰点幅值来更新信号水平和噪声水平；
基于预设更新规则、信号水平和噪声水平对自适应阈值进行更新。
第二方面，本发明还提供了一种自适应阈值R波检测装置，其特征在于，包括：
预处理模块，用于对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值；
排除模块，用于根据上凸峰点位置和上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度；
阈值衰减模块，用于基于预设漏检回溯规则，根据漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减；
漏检回溯模块，用于根据衰减后的自适应阈值和上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新自适应阈值；
R波检测模块，用于根据更新后的自适应阈值检测当前峰是否为R波，并再次更新自适应阈值。
第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，其中，
存储器，用于存储程序；
处理器，与存储器耦合，用于执行存储器中存储的程序，以实现上述任一种实现方式中的自适应阈值R波检测方法中的步骤。
第四方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机可读取的程序或指令，程序或指令被处理器执行时，能够实现上述任一种实现方式中的自适应阈值R波检测方法中的步骤。
采用上述实施例的有益效果是：本发明涉及一种自适应阈值R波检测方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值；根据所述上凸峰点位置和所述上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度；基于预设漏检回溯规则，根据所述漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减；根据衰减后的自适应阈值和所述上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新所述自适应阈值；根据更新后的自适应阈值检测当前峰是否为R波，并再次更新自适应阈值。本发明涉及一种自适应阈值R波检测方法、装置、设备及存储介质，先对原始心电信号进行处理，避免因噪音或其他干扰影响检测的准确性，排除噪声峰点，并设置漏检回溯位置，避免了对噪声段的回溯，从而既避免了噪声的干扰，又降低了计算量，然后通过漏检回溯对自适应阈值进行调整，根据调整后的自适应阈值对R波进行检测，再更新自适应阈值重复进行R波检测，从而降低了R波被漏检和误检的风险，提高了R波检测的准确率。
附图说明
图1为本发明提供的自适应阈值R波检测方法的一实施例的流程示意图；
图2为图1中步骤S101的一实施例的流程示意图；
图3为图1中步骤S102的一实施例的流程示意图；
图4为图3中步骤S303的一实施例的流程示意图；
图5为图1中步骤S103的一实施例的流程示意图；
图6为本发明提供的自适应阈值R波检测装置的一实施例的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明提供了一种自适应阈值R波检测方法、装置、设备及存储介质，以下分别进行说明。
请参阅图1，图1为本发明提供的自适应阈值R波检测方法的一实施例的流程示意图，本发明的一个具体实施例，公开了一种自适应阈值R波检测方法，包括：
S101、对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值；
S102、根据上凸峰点位置和上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度；
S103、基于预设漏检回溯规则，根据漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减；
S104、根据衰减后的自适应阈值和上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新自适应阈值；
S105、根据更新后的自适应阈值检测当前峰是否为R波，并再次更新自适应阈值。
在上述实施例中，本发明的原始心电信号为QRS心电信号，QRS心电信号反映左、右心室除极电位和时间的变化，第一个向下的波为Q波，向上的波为R波，接着向下的波是S波。QRS心电信号可以用于对健康状况进行检测。
原始心电信号在产生的过程中可能会存在一些干扰，需要对其进行处理，防止影响对R波的检测。R波总是伴随着心电信号的上凸峰点，上凸峰点位置和上凸峰点幅值是判断R波的重要依据，需要确定上凸峰点位置和上凸峰点幅值，以便于对R波进行判断。
上凸峰点可能是R波也可能是干扰噪声，需要对上凸峰点进一步判断，以排除噪声上凸峰点，为了防止出现漏检或误检，在进行判断时，从心电信号中确定漏检回溯位置，也即回溯点位，以及确定漏检回溯片段长度，准确的确定上凸峰点漏检的情况。
在进行漏检回溯时，先根据漏检回溯位置和漏检回溯片段长度确定自适应阈值衰减时的倍数，对于不同情况下的漏检回溯，需要设置不同的衰减倍数，从而调整合适的自适应阈值对R波进行检测，以提高对R波检测的准确性。
对R波检测需要根据衰减后的自适应阈值和上凸峰点幅值联合进行判断，在对R波进行检测的过程中，不断的根据具体情况调整自适应阈值的大小，以针对不同的情况准确检测出漏检段心电信号中的R波。
与现有技术相比，本实施例提供的一种自适应阈值R波检测方法，该方法包括：对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值；根据所述上凸峰点位置和所述上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度；基于预设漏检回溯规则，根据所述漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减；根据衰减后的自适应阈值和所述上凸峰点幅值检测出心电信号中的R波，并更新所述自适应阈值。本发明涉及一种自适应阈值R波检测方法、装置、设备及存储介质，先对原始心电信号进行处理，避免因噪音或其他干扰影响检测的准确性，排除噪声峰点，并设置漏检回溯位置，避免了对噪声段的回溯，从而既避免了噪声的干扰，又降低了计算量，然后通过漏检回溯对自适应阈值进行调整，根据调整后的自适应阈值对R波进行检测，再更新自适应阈值重复进行R波检测，从而降低了R波被漏检和误检的风险，提高了R波检测的准确率。
请参阅图2，图2为图1中步骤S101的一实施例的流程示意图，在本发明的一些实施例中，对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值，包括：
S201、对原始心电信号进行带通滤波处理，得到带通滤波心电信号；
S202、将带通滤波心电信号进行求导滤波并取绝对值，得到求导心电信号；
S203、对求导心电信号进行平方处理，并对平方后的求导心电信号进行移动窗口积分得到积分心电信号；
S204、分别确定求导心电信号和积分心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值。
在上述实施例中，通过对原始心电信号进行带通滤波，从原始信号中筛选出特定频率范围的心电信号，即带通滤波心电信号，缩小了对R波检测的范围，提高了R波检测的速度。
求导心电信号记为信号D，直接对带通滤波心电信号进行求导滤波，然后取绝对值，得到求导心电信号，再对信号D进行平方处理，对平方后的求导心电信号进行移动窗口积分得到积分心电信号，记为信号M。
作为优选的实施例，移动窗口(窗宽为130ms，假设包括采样点数为k)平均积分过程为：
M(i)＝[S(i-k+1)+S(i-k+2)+…+S(i)]/k；
对信号M中的上凸峰点进行检测，并且峰点之间的间隔应大于200毫秒(心室不应期为200毫秒)，得到n个峰点，这些上凸峰点在信号M中的位置为peaksM(i)(i＝1,2,…,n-1,n)，并测量信号M中上凸峰点对应的幅值。
由移动窗口平均积分过程，可知：ampM(i)由信号D中前130毫秒的积分平均值。故：在信号D中，从peaksM(i)往回130毫秒(移动窗口平均积分的窗宽)内搜索幅值最大的点即为peaksD(i)，幅值为ampD(i)。
请参阅图3，图3为图1中步骤S102的一实施例的流程示意图，在本发明的一些实施例中，根据上凸峰点位置和上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度，包括：
S301、根据求导心电信号的上凸峰点幅值判断求导心电信号的上凸峰点是否为噪音，并调整回溯起点的位置；
S302、根据积分心电信号的上凸峰点幅值判断积分心电信号的上凸峰点是否为噪音，并调整回溯起点的位置；
S303、根据积分心电信号的上凸峰点位置和已检测的最近检测的R波判断积分心电信号的上凸峰点是否为高尖T波以及已检测的最近检测的R波是否为高尖P波；
S304、根据调整后的回溯起点的位置确定漏检回溯片段长度。
在上述实施例中，对于信号D，主要判断是否为幅值快速变化的噪声，若ampD(i)大于过去检测出的最近的5个R波幅值平均值的30倍，则此上凸峰点为噪声，直接跳过。漏检回溯的起点searchbegin调整为peaksM(i)+50毫秒。
对于信号M，主要判断是否为连续变化的噪声，若ampM(i)大于检测出的最近的5个R波幅值平均值的30倍，则此上凸峰点为噪声，直接跳过。漏检回溯的起点searchbegin调整为peaksM(i)+50毫秒。
高尖T波一般是指在心电图上T波的高度超过1.5mv，通常高尖T波属于异常情况，正常P波高度不超过2.5mm，它是左右心房激动之和。右心房激动早于左心房激动，当右心房增大时，右心房波增大，与左心房波重叠产生一个高度超过2.5mm的高尖P波。
进一步进行判断，以确定心电信号中的高尖T波和高尖P波，避免将高尖T波和高尖P波判断为R波。
请参阅图4，图4为图3中步骤S303的一实施例的流程示意图，在本发明的一些实施例中，根据积分心电信号的上凸峰点位置和已检测的最近检测的R波判断积分心电信号的上凸峰点是否为高尖T波以及已检测的最近检测的R波是否为高尖P波，包括：
S401、当积分心电信号的上凸峰点位置与最近检测的R波的距离小于预设距离阈值时，计算当前上凸峰点对应的波长和最近检测的R波对应的波长；
S402、根据当前上凸峰点对应的波长、最近检测的R波对应的波长和预设波长阈值，判断当前上凸峰点是否为高尖T波，最近检测的R波是否为高尖P波；
S403、若当前积分心电信号的上凸峰点为高尖T波，则忽略当前积分心电信号的上凸峰点并调整回溯起点的位置；
S404、若最近检测的R波为高尖P波，则删除最近检测的R波。
在上述实施例中，预设波长阈值(记为a)可以根据实际需要进行调整，本发明对此不做进一步限制。若当前上凸峰点的波长为最近检测的R波的波长的a倍，则认为当前上凸峰点为高尖T波，若最近检测的R波波长为当前上凸峰点的波长的a倍，则认为最近检测的R波为高尖P波。
若当前上凸峰点为高尖T波，则直接跳过，漏检回溯的起点searchbegin调整为peaksM(i)+50毫秒；若最近的已检测出的R波为高尖P波，则删除此R波。
请参阅图5，图5为图1中步骤S103的一实施例的流程示意图，在本发明的一些实施例中，基于预设漏检回溯规则，根据漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减，包括：
S501、计算最近检测出的预设个数的R波之间的平均距离，得到平均RR间期；
S502、根据平均RR间期确定第一漏检回溯触发条件和第二漏检回溯触发条件；
S503、当积分心电信号具有第一漏检回溯时，若积分心电信号的回溯段长度满足第一漏检回溯触发条件，将自适应阈值按照第一漏检回溯阈值衰减倍数进行衰减；
S504、当积分心电信号具有第二漏检回溯时，若积分心电信号的回溯段长度满足第二漏检回溯触发条件，根据积分心电信号的回溯段长度和平均RR间期确定第二漏检回溯阈值衰减倍数，将自适应阈值按照第二漏检回溯阈值衰减倍数进行衰减。
在上述实施例中，预设个数为6个，计算最近的6个RR间期的平均值，得到平均RR间期，需要说明的是，预设个数也可以根据实际需要进行设置，本发明对此不做进一步限制。
第一漏检回溯为单个漏检回溯，第二漏检回溯为多个漏检回溯，单个漏检回溯触发条件为1.4*meanRR＜peaksM(i)-searchbegin＜2.66*meanRR，多个漏检回溯触发条件为peaksM(i)-searchbegin≥2.66*meanRR。
信号M的漏检回溯段为：信号M的[searchbegin，peaksM(i)]，当满足单个漏检回溯触发条件时，将自适应阈值衰减为原来的0..5倍，当满足多个漏检回溯触发条件时，根据积分心电信号的回溯段长度和平均RR间期确定第二漏检回溯阈值衰减倍数，具体规则如下：
当前的回溯片段长度大于4倍的平均RR间期，则阈值减小为原来阈值的0.05倍；
当前的回溯片段长度大于3倍的平均RR间期，则阈值减小为原来阈值的0.1倍；
当前的回溯片段长度大于2.66倍的平均RR间期，则阈值减小为原来阈值的0.3倍。
根据上述第二漏检回溯阈值将自适应阈值进行衰减。
需要说明的是，上述具体数值也可以根据实际需要进行调整，本发明对此不做进一步限制。
在本发明的一些实施例中，自适应阈值包括积分心电信号的信号阈值和求导心电信号的信号阈值；根据衰减后的自适应阈值和上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新自适应阈值，包括：
当积分心电信号的上凸峰点幅值大于积分心电信号的信号阈值，且对应的求导心电信号的上凸峰点幅值大于求导心电信号的信号阈值时，当前上凸峰点为R波，并调整回溯起点的位置；
通过预设更新规则对积分心电信号的信号阈值和求导心电信号的信号阈值进行更新。
在上述实施例中，对于一个上凸峰点，需要根据积分心电信号和求导心电信号共同进行判断，对于信号M的自适应阈值有信号阈值thrmsig和噪声阈值thrmnoise，信号D的自适应阈值有信号阈值thrdsig和噪声阈值thrdnoise，而判断R波时，只需要根据信号阈值进行判断，，不需要噪声阈值。
当信号M的某一上凸峰点幅值ampM(i)≥thrmsig，且对应信号D的该上凸峰点幅值ampD(i)≥thrdsig时，该上凸峰点为R波。
每次检测出R波后，都需要调整回溯起点的位置，调整方式如上述说明，在此不再赘述。然后需要对通过预设更新规则对积分心电信号的信号阈值和求导心电信号的信号阈值进行更新。
在本发明的一些实施例中，通过预设更新规则对积分心电信号的信号阈值和求导心电信号的信号阈值进行更新，包括：
根据自适应阈值和上凸峰点幅值来更新信号水平和噪声水平；
基于预设更新规则、信号水平和噪声水平对自适应阈值进行更新。
在上述实施例中，以信号M的自适应阈值更新为例进行说明，具体如下：
根据信号阈值thrmsig和噪声阈值thrmnoise确定对应的信号水平levelmsig和噪声水平levelmnoise，信号水平levelmsig和噪声水平levelmnoise可以用来更新阈值。
若ampM(i)>＝thrmsig，则更新levelmsig：
levelmsig＝0.125*ampM(i)+0.875*levelmsig；
在漏检回溯检测过程中满足漏检回溯的触发条件，则更新levelmsig公式为：
levelmsig＝0.25*ampM(i)+0.75*levelmsig；
若ampM(i)<thrmsig，可能为噪声，则更新levelmnoise：
levelmnoise＝0.125*ampM(i)+0.875*levelmnpise；
对一个峰点的阈值过程全部结束后，更新阈值：
thrmnoise＝levemnoise+0.25*|levelmsig-levelmnoise|；
thrmnoise＝0.5*thrmsig。
信号D和信号M都属于心电信号，只是进行了不同的变换，因此，信号D的自适应阈值更新方式和信号M完全相同，故不对信号D的自适应阈值更新进行赘述。
为了更好实施本发明实施例中的自适应阈值R波检测方法，在自适应阈值R波检测方法基础之上，对应的，请参阅图6，图6为本发明提供的自适应阈值R波检测装置的一实施例的结构示意图，，本发明实施例提供了一种自适应阈值R波检测装置600，包括：
预处理模块610，用于对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值；
排除模块620，用于根据上凸峰点位置和上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度；
阈值衰减模块630，用于基于预设漏检回溯规则，根据漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减；
漏检回溯模块640，用于根据衰减后的自适应阈值和上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新自适应阈值；
R波检测模块650，用于根据更新后的自适应阈值检测当前峰是否为R波，并再次更新自适应阈值。
这里需要说明的是：上述实施例提供的装置600可实现上述各方法实施例中描述的技术方案，上述各模块或单元具体实现的原理可参见上述方法实施例中的相应内容，此处不再赘述。
请参阅图7，图7为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。基于上述自适应阈值R波检测方法，本发明还相应提供了一种用于实现自适应阈值R波检测的电子设备，所述电子设备可以是移动终端、桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及服务器等计算设备。该自适应阈值R波检测设备包括处理器710、存储器720及显示器730。图7仅示出了电子设备的部分组件，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
存储器720在一些实施例中可以是电子设备的内部存储单元，例如电子设备的硬盘或内存。存储器720在另一些实施例中也可以是电子设备的外部存储设备，例如电子设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器720还可以既包括电子设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器720用于存储安装于电子设备的应用软件及各类数据，例如安装电子设备的程序代码等。存储器720还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。在一实施例中，存储器720上存储有自适应阈值R波检测程序740，该自适应阈值R波检测程序740可被处理器710所执行，从而实现本申请各实施例的自适应阈值R波检测方法。
处理器710在一些实施例中可以是一中央处理器(Central Processing Unit,CPU)，微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器720中存储的程序代码或处理数据，例如执行自适应阈值R波检测方法等。
显示器730在一些实施例中可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)触摸器等。显示器730用于显示在自适应阈值R波检测设备的信息以及用于显示可视化的用户界面。自适应阈值R波检测设备的部件710-730通过***总线相互通信。
在一实施例中，当处理器710执行存储器720中自适应阈值R波检测程序740时实现如上的自适应阈值R波检测方法中的步骤。
本实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有自适应阈值R波检测程序，该自适应阈值R波检测程序被处理器执行时实现以下步骤：
对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值；
根据上凸峰点位置和上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度；
基于预设漏检回溯规则，根据漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减；
根据衰减后的自适应阈值和上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新自适应阈值；
根据更新后的自适应阈值检测当前峰是否为R波，并再次更新自适应阈值。
综上，本实施例提供的一种自适应阈值R波检测方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值；根据所述上凸峰点位置和所述上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度；基于预设漏检回溯规则，根据所述漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减；根据衰减后的自适应阈值和所述上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新所述自适应阈值；根据更新后的自适应阈值检测当前峰是否为R波，并再次更新自适应阈值。本发明涉及一种自适应阈值R波检测方法、装置、设备及存储介质，先对原始心电信号进行处理，避免因噪音或其他干扰影响检测的准确性，排除噪声峰点，并设置漏检回溯位置，避免了对噪声段的回溯，从而既避免了噪声的干扰，又降低了计算量，然后通过漏检回溯对自适应阈值进行调整，根据调整后的自适应阈值对R波进行检测，再更新自适应阈值重复进行R波检测，从而降低了R波被漏检和误检的风险，提高了R波检测的准确率。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种自适应阈值R波检测方法，其特征在于，包括：
对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值；
根据所述上凸峰点位置和所述上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度；
基于预设漏检回溯规则，根据所述漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减；
根据衰减后的自适应阈值和所述上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新所述自适应阈值；
根据更新后的自适应阈值检测当前峰是否为R波，并再次更新自适应阈值。
2.根据权利要求1所述的自适应阈值R波检测方法，其特征在于，所述对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值，包括：
对所述原始心电信号进行带通滤波处理，得到带通滤波心电信号；
将所述带通滤波心电信号进行求导滤波并取绝对值，得到求导心电信号；
对所述求导心电信号进行平方处理，并对平方后的求导心电信号进行移动窗口积分得到积分心电信号；
分别确定所述求导心电信号和所述积分心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值。
3.根据权利要求2所述的自适应阈值R波检测方法，其特征在于，所述根据所述上凸峰点位置和所述上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度，包括：
根据所述求导心电信号的上凸峰点幅值判断所述求导心电信号的上凸峰点是否为噪音，并调整回溯起点的位置；
根据所述积分心电信号的上凸峰点幅值判断所述积分心电信号的上凸峰点是否为噪音，并调整回溯起点的位置；
根据所述积分心电信号的上凸峰点位置和已检测的最近检测的R波判断所述积分心电信号的上凸峰点是否为高尖T波以及已检测的最近检测的R波是否为高尖P波；
根据调整后的回溯起点的位置确定漏检回溯片段长度。
4.根据权利要求3所述的自适应阈值R波检测方法，其特征在于，所述根据所述积分心电信号的上凸峰点位置和已检测的最近检测的R波判断所述积分心电信号的上凸峰点是否为高尖T波以及已检测的最近检测的R波是否为高尖P波，包括：
当所述积分心电信号的上凸峰点位置与最近检测的R波的距离小于预设距离阈值时，计算当前上凸峰点对应的波长和所述最近检测的R波对应的波长；
根据所述当前上凸峰点对应的波长、所述最近检测的R波对应的波长和预设波长阈值，判断所述当前上凸峰点是否为高尖T波，所述最近检测的R波是否为高尖P波；
若当前所述积分心电信号的上凸峰点为高尖T波，则忽略当前所述积分心电信号的上凸峰点并调整回溯起点的位置；
若所述最近检测的R波为高尖P波，则删除所述最近检测的R波。
5.根据权利要求3所述的自适应阈值R波检测方法，其特征在于，所述基于预设漏检回溯规则，根据所述漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减，包括：
计算最近检测出的预设个数的R波之间的平均距离，得到平均RR间期；
根据所述平均RR间期确定第一漏检回溯触发条件和第二漏检回溯触发条件；
当所述积分心电信号具有第一漏检回溯时，若所述积分心电信号的回溯段长度满足所述第一漏检回溯触发条件，将所述自适应阈值按照第一漏检回溯阈值衰减倍数进行衰减；
当所述积分心电信号具有第二漏检回溯时，若所述积分心电信号的回溯段长度满足所述第二漏检回溯触发条件，根据所述积分心电信号的回溯段长度和所述平均RR间期确定第二漏检回溯阈值衰减倍数，将所述自适应阈值按照所述第二漏检回溯阈值衰减倍数进行衰减。
6.根据权利要求5所述的自适应阈值R波检测方法，其特征在于，所述自适应阈值包括积分心电信号的信号阈值和求导心电信号的信号阈值；所述根据衰减后的自适应阈值和所述上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新所述自适应阈值，包括：
当所述积分心电信号的上凸峰点幅值大于所述积分心电信号的信号阈值，且对应的所述求导心电信号的上凸峰点幅值大于所述求导心电信号的信号阈值时，当前上凸峰点为R波，并调整回溯起点的位置；
通过预设更新规则对所述积分心电信号的信号阈值和所述求导心电信号的信号阈值进行更新。
7.根据权利要求6所述的自适应阈值R波检测方法，其特征在于，所述通过预设更新规则对所述积分心电信号的信号阈值和所述求导心电信号的信号阈值进行更新，包括：
根据所述自适应阈值和所述上凸峰点幅值来更新信号水平和噪声水平；
基于预设更新规则、所述信号水平和所述噪声水平对所述自适应阈值进行更新。
8.一种自适应阈值R波检测装置，其特征在于，包括：
预处理模块，用于对原始心电信号进行预处理，确定预处理后的心电信号的上凸峰点位置和上凸峰点幅值；
排除模块，用于根据所述上凸峰点位置和所述上凸峰点幅值排除噪声上凸峰点，并设置漏检回溯位置确定漏检回溯片段长度；
阈值衰减模块，用于基于预设漏检回溯规则，根据所述漏检回溯片段长度对自适应阈值进行衰减；
漏检回溯模块，用于根据衰减后的自适应阈值和所述上凸峰点幅值检测出漏检段心电信号中的R波，并更新所述自适应阈值；
R波检测模块，用于根据更新后的自适应阈值检测当前峰是否为R波，并再次更新自适应阈值。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，其中，
所述存储器，用于存储程序；
所述处理器，与所述存储器耦合，用于执行所述存储器中存储的所述程序，以实现上述权利要求1至7中任一项所述自适应阈值R波检测方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机可读取的程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时，能够实现上述权利要求1至7中任一项所述自适应阈值R波检测方法中的步骤。
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