CN109394206B - 基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明专利公开了一种基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法及其装置，通过心电信号特征提取单元提取待测心拍的R波位置，RR间期、RR间期均值、R波幅值、QRS波宽度、R波相关系数等特征参数，依次通过准早搏心拍检测单元、室性早搏检测单元、室上性早搏检测单元进行参数计算比对，实现心电信号的监测分类，早搏心拍校验单元再次通过R波相关系数来删除室性早搏心拍和室上性早搏心拍中的误检心拍，并增加漏检的室性早搏心拍，从而实现人们日常活动下的室性早搏和室上性早搏的实时、舒适监测，算法简单，操作方便，适用于移动医疗、运动监护及医疗监护等领域。

Description

基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法及其装置

所属领域

本发明涉及信号检测及医疗设备电子技术领域，具体涉及一种基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法及其装置。

背景技术

早搏也称期前收缩或期前搏动，是一种最为常见多发的心律失常。依据发生机理的不同，能够被划分为室性早搏和室上性早搏两种类型，其中最为普遍和常见的是室性早搏，室上性早搏次之。早搏可以发生于正常人中，也可以发生于患有器质性心脏病变的患者当中，常见于心肌炎、风湿性心脏病等等，正确检测出早搏信号，是提高心律失常事件检测准确性的关键，对改善心脏病诊断和重危病人监护有重要的实用价值。

众所周知，针对此类疾病的控制与预防，需要对心电数据进行长期的实时记录与监测，通过早期分析与干预才能达到良好的控制效果。若选择去医院做长期的检查，不仅就医过程繁琐，而且成本高昂，普通家庭难以承受。目前市场已有的家用式心电监测仪，依然存在体积庞大、不能进行实时诊断的问题，而基于穿戴式的心电监测系统，不仅节省了设备的成本，缩小了设备的体积，而且能实现本地实时心电分析以及远程信息通信，将成为移动医疗产品的主要趋势。同时，移动平台的计算能力有限，因而在该平台上运行的分析算法时间复杂度和空间复杂度都不宜过大。

目前的早搏自动诊断算法包括神经网络法、模板匹配法、支持向量机和深度学习等，由于其存在训练时间长、计算效率低、算法样本依赖性高、需要的特征值多等缺陷，并不适用于移动平台下的实时应用，对于这种在时间和空间上都具有高复杂度的算法来说，移动平台难以负荷，监测效果无法有效实现。因此，提出一种算法简单，使用方便的基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法及装置，将是对现有心电信号早搏监测装置的一大重要改进和突破。

发明内容

本发明正是针对现有技术中的问题，提供了一种基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法及其装置，通过心电信号特征提取单元提取待测心拍的R波位置，RR间期、RR间期均值、R波幅值、QRS波宽度、R波相关系数等特征参数，依次通过准早搏心拍检测单元、室性早搏检测单元、室上性早搏检测单元进行参数计算比对，实现心电信号的监测分类，早搏心拍校验单元再次通过R波相关系数来删除室性早搏心拍和室上性早搏心拍中的误检心拍，并增加漏检的室性早搏心拍，从而实现人们日常活动下的室性早搏和室上性早搏的实时、舒适监测，算法简单，操作方便，适用于移动医疗、运动监护及医疗监护等领域。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法，包括以下步骤：

S1，心电信号读取：读取10秒的心电信号进行监测，所述10秒心电信号由当前2秒和之前8秒心电信号组成；

S2，心电信号预处理；

S3，心电信号特征参数提取：从步骤S2预处理后的心电信号中提取待测心拍的特征参数，所述特征参数包括10秒心电信号中待测心拍的R波位置、所有待测心拍的RR间期、10秒心电信号的RR间期均值、所有待测心拍的R波幅值、10秒心电信号的R波幅值均值、所有待测心拍的QRS波宽度、10秒心电信号的QRS波宽度均值、所有待测心拍的R波相关系数、10秒心电信号的R波相关系数均值；

S4，准早搏心拍判断：根据待测心拍的RR间期，判断心电信号是否为准早搏心拍，若是，继续步骤S5；若否，此信号为正常心拍；

S5，室性早搏心拍判断：根据待测心拍的R波相关系数、QRS波宽度和R波幅值，判断经步骤S4筛选后的准早搏心拍是否是室性早搏心拍，若否，筛选出非室性早搏心拍，继续步骤S6；若是，此信号为室性早搏心拍；

S6.室上性早搏心拍判断：根据步骤S5筛选后的非室性早搏心拍的R波相关系数及所述10秒心电信号的R波相关系数均值，判断其是否是室上性早搏心拍，若是，继续步骤S7；若否，此信号为正常心拍；

S7，早搏心拍校验：所述早搏心拍校验包括室上性早搏心拍自检验、正常室性早搏心拍自检验和室性早搏互检验，用于判断室上性早搏心拍中是否有误检的室性早搏心拍、正常室性早搏心拍中是否有误检的噪声信号，以及正常心拍中是否有漏检的室性早搏心拍。

作为本发明的一种改进，所述步骤S4中的判断方法为：若每个待测心拍的前一个RR间期小于所述10秒心电信号的RR间期均值，且该待测心拍的后一个RR间期大于所述10秒心电信号的RR间期均值，且每个待测心拍的前一个RR间期与该待测心拍的后一个RR间期的和小于等于两倍的所述10秒心电信号的RR间期均值，则结果为是，否则判断结果为否。

作为本发明的一种改进，所述步骤S5中室性早搏心拍包括正常室性早搏心拍、插入性室性早搏心拍和连续室性早搏心拍，所述三种心拍的判断方法不同，只要有一个结果为是，则步骤S5的结果为是。

作为本发明的另一种改进，所述正常室性早搏心拍的判断方法为：若每个准早搏心拍的R波相关系数小于所述10秒心电信号的R波相关系数均值，且每个准早搏心拍的QRS波宽度大于所述10秒心电信号的QRS波宽度均值，且每个准早搏心拍的R波幅值偏离所述10秒心电信号的R波幅值均值，则结果为是；否则结果为否，此信号为非室性早搏心拍。

作为本发明的又一种改进，所述插入性室性早搏心拍的判断方法为：若每个待测心拍的前一个RR间期与该待测心拍的后一个RR间期之和处于所述10秒心电信号的RR间期均值的80％～120％之间，且该待测心拍的R波相关系数小于所述10秒心电信号的R波相关系数均值，则结果为是；否则结果为否，此信号为正常心拍。

作为本发明的又一种改进，所述步骤S6中室上性早搏心拍包括正常室上性早搏心拍和连续室上性早搏心拍，

所述正常室上性早搏心拍的判断方法为：筛选后的非室性早搏心拍的R波相关系数是否大于所述10秒心电信号的R波相关系数均值的80％；

所述连续室上性早搏心拍的判断方法为：当前正常室上性早搏心拍前待测心拍的RR间期是否小于所述10秒心电信号的RR间期均值，且处于当前正常室上性早搏心拍的RR间期的80％～120％之间；

上述两种判断有一个结果为是时，步骤S6结果为是。

作为本发明的更进一步改进，所述步骤S7中室上性早搏心拍自检验方法为：若每个室上性早搏心拍与所有其他室上性早搏心拍间的相关系数中小于0.6的个数大于所述其他室上性早搏心拍个数的2/3，则该室上性早搏心拍确定为正常室性早搏心拍；否则确定为室上性早搏心拍；

所述正常室性早搏心拍自检验方法为：若每个正常室性早搏心拍与其他正常室性早搏心拍的相关系数中小于0.6的个数大于所述其他正常室性早搏心拍个数的2/3，则该正常室性早搏心拍确定为噪声信号；否则确定为正常室性早搏心拍；

所述室性早搏互检验方法为：若每个正常心拍与所述室性早搏心拍的相关系数中大于0.9的个数大于所述室性早搏心拍个数的2/3，则该正常心拍确定为室性早搏心拍；否则为正常心拍。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测装置，包括穿戴式心电信号检测模块和实时早搏心拍检测模块，

所述穿戴式心电信号检测模块包括用于信号传感的干性电极单元、用于信号处理的信号检测单元和用于实时通信的通信模块单元；

所述实时早搏心拍检测模块包括用于信号读取的心电信号读取单元、用于信号预处理的心电信号预处理单元、用于信号特征提取的心电信号特征提取单元、用于准早搏心拍检测的准早搏心拍检测单元、用于室性早搏检测的室性早搏检测单元、用于室上性早搏检测的室上性早搏检测单元及用于室性早搏和室上性早搏校验的早搏心拍校验单元；

所述心电信号特征提取单元提取待测心拍的特征参数，依次通过准早搏心拍检测单元、室性早搏检测单元、室上性早搏检测单元及早搏心拍校验单元进行参数计算比对，从而实现心电信号的监测分类。

作为本发明的一种改进，所述穿戴式心电信号检测模块通过有线或无线的方式与实时早搏心拍检测模块相连接，所述实时早搏心拍监测模块位于穿戴式心电信号检测模块的内部系统中；或与穿戴式心电信号监测模块分离，位于外部移动平台中。

作为本发明的又一种改进，所述干性电极单元的个数及布局不唯一，形成不同导联的监测装置

与现有技术相比，本发明专利的有益效果：

1.采用的穿戴式心电信号检测模块，能够根据具体监测需求，调整干性电极的个数及排布位置，形成不同导联的穿戴式心电信号检测装置，提高了装置的适应性，拓宽了装置的适用范围；

2.采用的实时早搏心拍检测模块，只需要对算法进行简单的预处理，提取出R波位置，RR间期、平均RR间期、R波幅值、QRS波宽度、R波相关系数等简单的特征参数，然后综合这些特征参数判断室性早搏和室上性早搏心拍，相对现有技术能够更加简单、快捷、准确的检测出室性早搏和室上性早搏心拍，提高了算法的实时性和准确率，减少了算法的计算量，可以快速移植到不同移动终端中，进行移动医疗的相关应用；

3.采用的实时早搏心拍检测模块，只需要对单导联的心电信号处理，就能对室性早搏心拍和室上性早搏心拍进行实时监测，在动态心电数据的应用中，不会引入多导联心电信号的冗余误差，检测效率高；

4.采用的实时早搏心拍检测模块，只针对RR间期、R波幅值、QRS波宽度、R波相关系数等QRS波的简单特征参数，不涉及太多的心电波形的形态特征，针对基线漂移大、运动噪声多的动态心电数据的处理效果好，检测准确率高；

5.采用的实时早搏心拍检测模块，对室性早搏和室上性早搏按不同亚型的特异性的特征进行检测，检测准确率高，同时根据室性早搏和室上性早搏的检测结果，只需简单的操作，即可进行进一步的亚型分类(如：二联律、三联律、室速、室颤)，方便快捷。

6.穿戴式心电信号检测模块通过有线或无线的方式与实时早搏心拍检测模块相连接，所述实时早搏心拍监测模块可以位于穿戴式心电信号检测模块的内部系统中，呈一体式，也可以与穿戴式心电信号监测模块分离，位于外部移动平台中，结构简单，操作便捷，灵活多变，适用于不同用户的需求，实现穿戴式心电信号的早搏信号的实时、轻量化的有效监测。

附图说明

图1为本发明基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测装置的结构示意图；

图2为本发明实施例2中12导联分体式监测装置的结构示意图；

图3为本发明实时早搏心拍检测模块中准早搏心拍检测单元的判断流程示意图；

图4为本发明实时早搏心拍检测模块中室性早搏心拍检测单元的判断流程示意图；

图5为本发明实时早搏心拍检测模块中室上性早搏心拍检测单元的判断流程示意图；

图6为本发明实时早搏心拍检测模块中早搏心拍校验单元的室上性早搏心拍自检验环节的方法流程示意图；

图7为本发明实时早搏心拍检测模块中早搏心拍校验单元的室性早搏心拍自检验环节的方法流程示意图；

图8为本发明实时早搏心拍检测模块中早搏心拍校验单元的室性早搏心拍互检验环节的方法流程示意图；

附图标记：1.穿戴式心电信号检测模块、110.干性电极单元、130.信号检测单元、150.通信模块单元；

2.实时早搏心拍检测模块、210.心电信号读取单元、220.心电信号预处理单元、230.心电信号特征提取单元、240.准早搏心拍检测单元、250.室性早搏检测单元、260.室上性早搏检测单元、270.早搏心拍校验单元。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例，对本发明进行较为详细的说明。

实施例1

基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测装置，如图1所示，包括穿戴式心电信号检测模块1和实时早搏心拍检测模块2，

所述穿戴式心电信号检测模块1包括用于信号传感的干性电极单元110、用于信号处理的信号检测单元130和用于实时通信的通信模块单元150，干性电极单元110可以在保证舒适性的前提下对人体心电数据进行实时不间断采集，信号检测单元130一端和干性电极单元110连接，另一端和通信模块单元150连接；所述信号检测单元130将干性电极单元110检测到的模拟心电信号转化成数字信号，并通过通信模块单元150发送给实时早搏心拍检测模块2；所述通信模块单元150通过有线或无线的方式与实时早搏心拍检测模块2进行实时通信；

所述实时早搏心拍检测模块2包括用于信号读取的心电信号读取单元210、用于信号预处理的心电信号预处理单元220、用于信号特征提取的心电信号特征提取单元230、用于准早搏心拍检测的准早搏心拍检测单元240、用于室性早搏检测的室性早搏检测单元250、用于室上性早搏检测的室上性早搏检测单元260及用于室性早搏和室上性早搏校验的早搏心拍校验单元270；

所述心电信号特征提取单元210提取待测心拍的特征参数，依次通过准早搏心拍检测单元240、室性早搏检测单元250及室上性早搏检测单元260进行参数计算比对，实现心电信号的监测分类，随后早搏心拍校验单元270再次通过特征参数来删除室性早搏心拍和室上性早搏心拍中的误检心拍，并增加漏检的室性早搏心拍，从而实现人们日常活动下的室性早搏和室上性早搏的实时、舒适监测，该装置操作方便，适用于移动医疗、运动监护及医疗监护等领域。

实施例2

基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测装置，包括穿戴式心电信号检测模块1和实时早搏心拍检测模块2，所述实时早搏心拍检测模块2可实施于穿戴式心电信号检测模块1的内部系统中，呈一体化，比如：被配置于所述信号检测单元130中；同时实时早搏心拍检测模块2也可实施于外部移动平台中，呈分体式，例如，被配置于手机等移动终端中，如图2所示，本实施例采用分体式，实时早搏心拍检测模块2被配置在手机上。

所述穿戴式心电信号检测模块1可通过有线或无线的方式与实时早搏心拍检测模块2连接，结构简单，操作便捷，灵活多变，适用于不同用户的需求，所述穿戴式心电信号检测模块1包括干性电极单元110、信号检测单元130和通信模块单元150，所述干性电极单元110的个数及布局不唯一，形成不同导联的监测装置，本实施例选用无线方式连接，采用12导联穿戴式心电信号检测模块，干性电极单元按照临床12导联电极贴放位置布置在人体表面。

所述12导联穿戴式心电信号检测模块1通过干性电极单元110采集12导联心电信号，并通过信号检测单元130进行模拟信号向数字信号的转化，通信模块单元150将转化后的数字信号发送给所述实时早搏心拍检测模块2，所述心电信号读取单元210、心电信号预处理单元220、心电信号特征提取单元230、准早搏心拍检测单元240、室性早搏检测单元250、室上性早搏检测单元260、早搏心拍校验单元270依次连接，心电信号读取单元210通过读取当前2秒心电信号和前8秒心电信号组成10秒心电信号，提取出的心电信号经过心电信号预处理单元220进行预处理，获得预处理后的信号，所述心电信号特征提取单元230用于从所述预处理后的信号中提取待测心拍的R波位置，RR间期、RR间期均值、R波幅值、QRS波宽度、R波相关系数等特征参数，所述准早搏心拍检测单元240通过判断RR间期确定准早搏心拍；所述室性早搏检测单元250在准早搏心拍的基础上，判断R波相关系数、QRS波宽度、R波幅值来确定室性早搏心拍；所述室上性早搏检测单元260通过在准早搏心拍中去除室性早搏心拍来获得室上性早搏心拍；所述早搏心拍校验单元270再次通过R波相关系数来删除室性早搏心拍和室上性早搏心拍中的误检心拍，并从正常心拍中查找是否有漏检的室性早搏心拍，从而实现基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测。

本实施例采用的实时早搏心拍检测模块，只针对RR间期、R波幅值、QRS波宽度、R波相关系数等QRS波的简单特征参数，不涉及太多的心电波形的形态特征，针对基线漂移大、运动噪声多的动态心电数据的处理效果好，检测准确率高。

实施例3

基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法，包括以下步骤：

S1，心电信号读取：读取10秒的心电信号进行监测，除最开始的10秒心电信号外，所述10秒心电信号均由当前2秒和之前8秒心电信号组成；

S2，心电信号预处理：对所述10秒心电信号进行预处理，获得预处理后的信号；

S3，心电信号特征参数提取：从步骤S2预处理后的心电信号中提取待测心拍的特征参数，所述特征参数包括10秒心电信号中待测心拍的R波位置、所有待测心拍的RR间期、10秒心电信号的RR间期均值、所有待测心拍的R波幅值、10秒心电信号的R波幅值均值、所有待测心拍的QRS波宽度、10秒心电信号的QRS波宽度均值、所有待测心拍的R波相关系数、10秒心电信号的R波相关系数均值；

所述10秒心电信号中待测心拍的R波位置，用于定位所述10秒心电信号中每个R波的峰值所在的位置；

所述待测心拍的RR间期，用于计算所述10秒心电信号中待测心拍的R波位置间的差值；

所述10秒心电信号的RR间期均值，用于计算预处理后的10秒心电信号中所述待测心拍的RR间期的平均值；

所述待测心拍的R波幅值，用于计算所述10秒心电信号在所述10秒心电信号中待测心拍的R波位置处的幅值；

所述10秒心电信号的R波幅值均值，用于计算所述10秒心电信号在所述10秒心电信号中待测心拍的R波位置处幅值的平均值；

所述待测心拍的QRS波宽度，用于计算所述10秒心电信号在所述10秒心电信号中待测心拍的R波位置处的QRS波的宽度；

所述10秒心电信号的QRS波宽度均值，用于计算所述10秒心电信号在所述10秒心电信号中待测心拍的R波位置处的QRS波宽度的平均值；

所述待测心拍的R波相关系数，用于从所述10秒心电信号中获取待测心拍的波形，计算待测心拍波形间的相关系数；

所述10秒心电信号的R波相关系数均值，用于计算所述待测心拍的R波相关系数的平均值；

S4，准早搏心拍判断：根据待测心拍的RR间期，判断心电信号是否为准早搏心拍，若是，继续步骤S5；若否，此信号为正常心拍，本步骤的判断方法及流程如图3所示：

S41，根据步骤S3，提取待检测心拍的RR间期及10秒心电信号的RR间期均值；

S42，从第二个R波位置开始，判断每个R波前后RR间期，是否满足前一个RR间期小于所述10秒心电信号的RR间期均值，且后一个RR间期大于所述10秒心电信号的RR间期均值，且前后两个RR间期的和小于等于两倍的所述10秒心电信号的RR间期均值；

S43，若结果为是，当前待测心拍输出为准早搏心拍，继续步骤S5；否则结果为否，当前待测心拍输出为正常心拍；

S5，室性早搏心拍判断：根据待测心拍的R波相关系数、QRS波宽度和R波幅值，判断经步骤S4筛选后的准早搏心拍是否是室性早搏心拍，若是，此信号为室性早搏心拍；若否，筛选出非室性早搏心拍，继续步骤S6；所述室性早搏包括正常室性早搏、插入性室性早搏和连续室性早搏三种亚型，根据所述R波相关系数及均值、QRS波宽度及均值、R波幅值及均值来判断是否是正常室性早搏心拍；根据所述R波相关系数及均值和RR间期及均值来判断是否是插入性室性早搏心拍；根据所述正常室性早搏位置和R波相关系数来判断是否是连续室性早搏心拍，判断方法及流程如图4所示：

S51，提取准早搏心拍的RR间期及10秒心电数据的RR间期均值，R波相关系数及10秒心电数据的R波相关系数均值，QRS宽度及10秒心电数据的QRS宽度均值，R波幅值及10秒心电数据的R波幅值均值；

S52，判断每个准早搏心拍的R波相关系数是否小于所述10秒心电数据的R波相关系数均值；如果是，分别进入S53和S55；若否，当前准早搏心拍输出为非室性早搏心拍；

S53，判断当前准早搏心拍的QRS宽度是否大于所述10秒心电数据的QRS宽度均值；如果是，进入S54；若否，当前准早搏心拍输出为非室性早搏心拍；

S54，判断当前准早搏心拍的R波幅值是否异常于所述10秒心电数据的R波幅值均值；如果是，当前准早搏心拍输出为正常室性早搏心拍；若否，当前准早搏心拍输出为非室性早搏心拍；

所述当前准早搏心拍的R波幅值是否异常于所述10秒心电数据的R波幅值均值指当前准早搏心拍的R波幅值是否大于或小于所述10秒心电数据的R波幅值均值，大于或者小于的选择取决于所有准早搏心拍的R波幅值的均值和所述10秒心电数据的R波幅值均值间的关系，如果所有准早搏心拍的R波幅值的均值大于所述10秒心电数据的R波幅值均值，则选择大于；否则选择小于；

S55，判断当前准早搏心拍前后的RR间期之和是否处于所述10秒心电信号的RR间期均值的80％～120％之间；如果是，当前准早搏心拍输出为插入性室性早搏心拍；若否，当前准早搏心拍输出为非室性早搏心拍；

S56，提取正常室性早搏心拍相邻正常心拍的R波相关系数；

S57，判断该相关系数是否小于所述10秒心电数据的R波相关系数均值，且该相关系数是否处于所述10秒心电信号的R波相关系数均值的80％～120％之间；如果是，当前正常室性早搏心拍相邻心拍和当前正常室性早搏心拍输出为连续室性早搏心拍；若否，当前正常室性早搏心拍相邻输出为正常心拍；

S6.室上性早搏心拍判断：根据步骤S5筛选后的非室性早搏心拍的R波相关系数及所述10秒心电信号的R波相关系数均值，判断其是否是室上性早搏心拍，若是，继续步骤S7；若否，此信号为正常心拍；所述室上性早搏心拍包括正常室上性早搏心拍和连续室上性早搏心拍两种亚型，判断方法及流程如图5所示：

S61，根据步骤S5后，计算筛选后的非室性早搏心拍的R波相关系数及所述10秒心电数据的R波相关系数均值；

S62，判断每个非室性早搏心拍的R波相关系数是否大于(0.8*所述R波相关系数均值)；如果是，当前非室性早搏心拍输出为正常室上性早搏心拍,继续步骤S63；否则为否，当前非室性早搏心拍输出为正常心拍；

S63，计算当前正常室上性早搏心拍的RR间期和当前正常室上性早搏心拍前的正常心拍的RR间期；

S64，判断当前正常室上性早搏心拍前的RR间期是否大于(0.8*所述R波相关系数均值)，且该RR间期处于当前正常室上性早搏心拍RR间期的80％～120％之间；如果是，当前正常室上性早搏心拍前的正常心拍和当前正常室上性早搏心拍输出为连续室上性早搏心拍,；否则为否，当前正常室上性早搏心拍前的正常心拍输出为正常心拍；

S7，早搏心拍校验：所述早搏心拍校验包括室上性早搏心拍自检验、正常室性早搏心拍自检验和室性早搏互检验，所述室上性早搏心拍自检验根据所述室上性早搏心拍间的相关系数来判断室上性早搏心拍中是否有误检的室性早搏心拍，其判断方法和流程如图6所示：判断所述每个室上性早搏心拍与所有其他室上性早搏心拍间的相关系数中小于0.6的个数是否大于所述其他室上性早搏心拍个数的2/3，如果是，该室上性早搏心拍确定为正常室性早搏心拍；若结果为否，确定为室上性早搏心拍；

所述正常室性早搏心拍自检验根据所述正常室性早搏心拍间的相关系数来判断正常室性早搏心拍中是否有误检的噪声信号，其判断方法和流程如图7所示：判断所述每个正常室性早搏心拍与其他正常室性早搏心拍的相关系数中小于0.6的个数是否大于所述其他正常室性早搏心拍个数的2/3，如果是，该正常室性早搏心拍确定为噪声信号；若结果为否，确定为正常室性早搏心拍；

所述室性早搏互检验根据正常心拍和室性早搏心拍的相关系数来判断正常心拍中是否有漏检的室性早搏心拍，其判断方法和流程如图8所示：判断每个正常心拍与所述室性早搏心拍的相关系数中大于0.9的个数是否大于所述室性早搏心拍个数的2/3，如果是，该正常心拍确定为室性早搏心拍；若结果为否，确定为正常心拍；

至此，判断监测完毕，只需要对算法进行简单的预处理，提取出R波位置，RR间期、平均RR间期、R波幅值、QRS波宽度、R波相关系数等简单的特征参数，然后综合这些特征参数判断室性早搏和室上性早搏心拍，相对现有技术能够更加简单、快捷、准确的检测出室性早搏和室上性早搏心拍，提高了算法的实时性和准确率，减少了算法的计算量，可以快速移植到不同移动终端中，进行移动医疗的相关应用，也可进行进一步的亚型分类，方便快捷，是本领域医疗产品的又一重大突破。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实例的限制，上述实例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (6)

1.基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，心电信号读取：读取10秒的心电信号进行监测，所述10秒心电信号由当前2秒和之前8秒心电信号组成；

S2，心电信号预处理；

S3，心电信号特征参数提取：从步骤S2预处理后的心电信号中提取待测心拍的特征参数，所述特征参数包括10秒心电信号中待测心拍的R波位置、所有待测心拍的RR间期、10秒心电信号的RR间期均值、所有待测心拍的R波幅值、10秒心电信号的R波幅值均值、所有待测心拍的QRS波宽度、10秒心电信号的QRS波宽度均值、所有待测心拍的R波相关系数、10秒心电信号的R波相关系数均值；

S4，准早搏心拍判断：若每个待测心拍的前一个RR间期小于所述10秒心电信号的RR间期均值，且该待测心拍的后一个RR间期大于所述10秒心电信号的RR间期均值，且每个待测心拍的前一个RR间期与该待测心拍的后一个RR间期的和小于等于两倍的所述10秒心电信号的RR间期均值，则结果为是，继续步骤S5；否则判断结果为否,此信号为正常心拍；

S5，室性早搏心拍判断：根据待测心拍的R波相关系数、QRS波宽度和R波幅值，判断经步骤S4筛选后的准早搏心拍是否是室性早搏心拍，若否，筛选出非室性早搏心拍，继续步骤S6；若是，此信号为室性早搏心拍,室性早搏心拍包括正常室性早搏心拍、插入性室性早搏心拍和连续室性早搏心拍，三种所述心拍的判断方法不同，只要有一个结果为是，则步骤S5的结果为是；

S6.室上性早搏心拍判断：根据步骤S5筛选后的非室性早搏心拍的R波相关系数及所述10秒心电信号的R波相关系数均值，判断其是否是室上性早搏心拍，若是，继续步骤S7；若否，此信号为正常心拍；其中，室上性早搏心拍包括正常室上性早搏心拍和连续室上性早搏心拍，

所述正常室上性早搏心拍的判断方法为：筛选后的非室性早搏心拍的R波相关系数是否大于所述10秒心电信号的R波相关系数均值的80％；

所述连续室上性早搏心拍的判断方法为：当前正常室上性早搏心拍前待测心拍的RR间期是否小于所述10秒心电信号的RR间期均值，且处于当前正常室上性早搏心拍的RR间期的80％～120％之间；

正常室上性早搏心拍的判断和连续室上性早搏心拍的判断有一个结果为是时，步骤S6结果为是；

S7，早搏心拍校验：所述早搏心拍校验包括室上性早搏心拍自检验、正常室性早搏心拍自检验和室性早搏互检验，用于判断室上性早搏心拍中是否有误检的室性早搏心拍、正常室性早搏心拍中是否有误检的噪声信号，以及正常心拍中是否有漏检的室性早搏心拍；

室上性早搏心拍自检验方法为：若每个室上性早搏心拍与所有其他室上性早搏心拍间的相关系数中小于0.6的个数大于所述其他室上性早搏心拍个数的2/3，则该室上性早搏心拍确定为正常室性早搏心拍；否则确定为室上性早搏心拍；

所述正常室性早搏心拍自检验方法为：若每个正常室性早搏心拍与其他正常室性早搏心拍的相关系数中小于0.6的个数大于所述其他正常室性早搏心拍个数的2/3，则该正常室性早搏心拍确定为噪声信号；否则确定为正常室性早搏心拍；

所述室性早搏互检验方法为：若每个正常心拍与所述室性早搏心拍的相关系数中大于0.9的个数大于所述室性早搏心拍个数的2/3，则该正常心拍确定为室性早搏心拍；否则为正常心拍。

2.如权利要求1所述的基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法，其特征在于所述正常室性早搏心拍的判断方法为：若每个准早搏心拍的R波相关系数小于所述10秒心电信号的R波相关系数均值，且每个准早搏心拍的QRS波宽度大于所述10秒心电信号的QRS波宽度均值，且每个准早搏心拍的R波幅值偏离所述10秒心电信号的R波幅值均值，则结果为是；否则结果为否，此信号为非室性早搏心拍。

3.如权利要求2所述的基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法，其特征在于所述插入性室性早搏心拍的判断方法为：若每个待测心拍的前一个RR间期与该待测心拍的后一个RR间期之和处于所述10秒心电信号的RR间期均值的80％～120％之间，且该待测心拍的R波相关系数小于所述10秒心电信号的R波相关系数均值，则结果为是；否则结果为否，此信号为正常心拍。

4.基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测装置，其特征在于，所述实时监测装置应用了如权利要求1所述的基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测方法，所述实时监测装置包括穿戴式心电信号检测模块和实时早搏心拍检测模块，

所述穿戴式心电信号检测模块包括用于信号传感的干性电极单元、用于信号处理的信号检测单元和用于实时通信的通信模块单元；

所述实时早搏心拍检测模块包括用于信号读取的心电信号读取单元、用于信号预处理的心电信号预处理单元、用于信号特征提取的心电信号特征提取单元、用于准早搏心拍检测的准早搏心拍检测单元、用于室性早搏检测的室性早搏检测单元、用于室上性早搏检测的室上性早搏检测单元及用于室性早搏和室上性早搏校验的早搏心拍校验单元；

所述心电信号特征提取单元提取待测心拍的特征参数，依次通过准早搏心拍检测单元、室性早搏检测单元、室上性早搏检测单元及早搏心拍校验单元进行参数计算比对，从而实现心电信号的监测分类。

5.如权利要求4所述的基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测装置，其特征在于，所述穿戴式心电信号检测模块通过有线或无线的方式与实时早搏心拍检测模块相连接，所述实时早搏心拍监测模块位于穿戴式心电信号检测模块的内部系统中；或与穿戴式心电信号监测模块分离，位于外部移动平台中。

6.如权利要求4或5所述的基于穿戴式心电信号中早搏信号的实时监测装置，其特征在于，所述干性电极单元的个数及布局不唯一，形成不同导联的监测装置。

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