基於心電特徵點的心電數據存儲方法

2023-10-24 06:26:02 3

專利名稱：基於心電特徵點的心電數據存儲方法
技術領域：
本發明涉及一種基於心電特徵點的心電數據存儲方法，屬於醫學信息處理領域。
背景技術：
心臟疾病正在嚴重威脅人類的健康，心電圖(ECG)是分析和診斷心臟疾病最為重要的信息來源，而心電圖包含龐大的數據量，為了有效的進行心電資料庫的構建、分類檢索以及心電數據的遠程傳輸，心電數據的壓縮技術顯得越來越重要。目前的壓縮方法大致可分為時域上直接壓縮、採用某種變換域和構建分類特徵模板三種方法。其中構建特徵模板方法充分利用了心電信號為一準周期信號的特點，對心電信號進行分析後建模分類，具備較好的性能，已經成為近些年來心電數據壓縮研究的重點。

發明內容
本發明的目的是為了解決心電數據的壓縮存儲問題，提出一種通過心電特徵點來預測心電數據，對預測結果和實際結果進行比較，然後用字典庫修正並壓縮存儲的心電數據存儲方法。按照本發明提供的技術方案，所述基於心電特徵點的心電數據存儲方法，通過心電的特徵點來構造預測函數對心電信息進行預測，構造一個修正字典庫來對預測值和實際值的誤差進行修正並存儲；所述預測函數如下對於給定的一個心搏周期，其各個採樣點依次為[(t1; V1)，(t2，V2).. (tn，vn)]
表示該點的採樣時間，Vi表示該點的採樣電壓，η為心搏採樣長度，i = 1,2,..., n，其中包含的特徵點分別命名為P波起點[Ttl, V0]，P波峰值點[T1, V1]，P波終點[T2，V2]，QRS波起點[T3，V3]，Q 點[T4，V4]，R 點[T5，V5]，S 點[T6，V6]，QRS 波終點[T7，V7]，T 波起點[T8，V8]， T波峰值點[T9, V9]，T波終點[T10, V10]，心搏終點[T11, V11]；則預測函數P :P[t] = Pbase [t]+Pseg[t]；--------式 A其中，採樣時間 =、， 2，...， η，ΡΜ為t點預測值，PbasJt]為基線預測函數， Pseg[t]為特徵波形預測函數；Pbase[t] = A+k*t t e [T0, T11].. · · ο
權利要求
1. 一種基於心電特徵點的心電數據存儲方法，其特徵是，通過心電的特徵點來構造預測函數對心電信息進行預測，構造一個修正字典庫來對預測值和實際值的誤差進行修正並存儲；所述預測函數如下對於給定的一個心搏周期，其各個採樣點依次為[α1;νι)，α2, V2).. αη，vn)i Α表示該點的採樣時間，Vi表示該點的採樣電壓，η為心搏採樣長度，i = 1,2, ...，n，其中包含的特徵點分別命名為P波起點[Ttl, V0]，P波峰值點[T1, V1]，P波終點[T2，V2]，QRS波起點 [T3, V3]，Q 點[T4，V4]，R 點[T5，V5]，S 點[T6，V6]，QRS 波終點[T7，V7]，T 波起點[T8，V8]，T 波峰值點[T9, V9]，T波終點[T10, V10]，心搏終點[T11, V11]； 則預測函數 P:P[t] = Pbase[t]+Pseg[t]；--------式 A其中，採樣時間t = ti;t2,.. .，tn，P[t]為t點預測值，PbasJt]為基線預測函數，P_[t]為特徵波形預測函數；
2.如權利要求1所述基於心電特徵點的心電數據存儲方法，其特徵是根據每一心搏的特徵點來計算出預測函數中的係數。
3.如權利要求2所述基於心電特徵點的心電數據存儲方法，其特徵是通過對一心搏的各採樣點用預測函數進行逐步迭代，獲取預測數據值。
4.如權利要求3所述基於心電特徵點的心電數據存儲方法，其特徵是對於每一個心搏通過預測函數依次計算出預測值與實際採樣值之間的誤差，從字典庫中尋找與誤差最為匹配的值，將其位置作為存儲值，並將這些值連同預測函數係數、特徵點、心搏編號一起壓縮存儲。
5.如權利要求4所述基於心電特徵點的心電數據存儲方法，其特徵是如未在字典中找到相匹配的值，此時不採用字典位置來表示，而採用實際的差值來存儲，並給予標記，以保證對這種異常數據的完整恢復。
6.如權利要求1所述基於心電特徵點的心電數據存儲方法，其特徵是式0中的係數 A、k 由特徵點[T0, V0]、[T2, V2]、[T3, V3]、[T10, V10]、[T11, V11]通過最小二乘法直線擬合而得；式1、2為P波預測，其中B1=V0"Pbase [T(|]A1=V1-V0，A2 =V1-V2&=0.5* 31/(T1-T0), k2 = 0. 5* π / (T2-T1)當不存在P波時則令T2 = T1 = T0, Y2 = Y1= V0, no;式4為Q波預測函數，當不存在Q波時，T3 = T4, V3 = V4 ；其係數B3 = V3-Pbase[T3], k3 = (V4-V3)/(T4-T3)；當不存在 Q 波時，T3 = T4, V3 = V4, k3 = O ；式5、6為QRS波群中主波預測函數，其中B4 — V4~Pbase [T4]A4 = V5-V4, A5 = V5-V6k4 = 0. 784/ (T5-T4)，k5 = O. 784/ (T6-T5)；式7為S波預測函數，當不存在S波時，T6 = T7, V6 = V7 ；其係數B6 = V6-Pbase[T6], k6 = (V7-V6)/(T7-T6)；當不存在 S 波時，T6 = T7, V6 = V7, k6 = O ；式8為QRS終點至T波起點預測函數，其係數B7 = V7-Pbase[T7], k7 = (V8-V7)/(T8-T7)；式9為T波預測函數，此函數通過T波的三個特徵點[T8, V8]、[T9, V9]、[T10, V10]，其中 [T9, V9]為其極值點來擬合構成，能夠求得係數A8、A9、A1(1、An，若不存在T波時，令1~8 = T9 = T10 = TujV8 = V9 = V10 = V110
全文摘要
本發明涉及一種基於心電特徵點的心電數據壓縮存儲方法，通過預測函數來對心電波形進行預測並對其誤差採用字典修正存儲。首先根據心電的生理特性構造出預測函數並根據精度要求構造出一個字典庫；其次由每個心搏的具體特徵點信息來計算出預測函數中的係數，通過函數來預測各採樣點的電壓值，對預測值和實際值的誤差，通過字典的方式來存儲，即從字典中尋找一個最為匹配的值來表示誤差，並將其在字典中的序號作為這個預測誤差的存儲值。最後對這些存儲值進行編碼壓縮，同時保存其他一些有用的信息。由於在整個過程中的處理都限定在很小的誤差範圍內，信號的失真率很低，恢復的信號不影響分析，採用字典方法來編碼存儲也大大提高了壓縮效率。
文檔編號A61B5/0452GK102323977SQ20111017869
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月29日 優先權日2011年6月29日
發明者劉衛明 申請人:無錫市吉天通信科技有限公司