动态ECG分析中QRS波检测算法的研究

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随着计算机技术、数字信号处理技术、人工智能等先进理论的发展,心电计算机自动分析技术的研究也不断向纵深发展。将心电自动分析技术用于动态心电图中,使用计算机对所记录的长达24小时的心电数据进行自动分析处理,可以大大减轻海量数据给医生带来的负担。 QRS波检测是动态心电分析中的关键。然而,动态心电检查中伴随的干扰、不同病人心电波形之间的差异,以及同一病人心电随时间的变异等因素,给QRS波检测带来了很大的困难。另一方面,要在较短的时间内对24小时的心电数据进行处理,速度和存储量的要求限制了算法的复杂性,因而,一个既能方便、快速地实现,又能满足准确度要求的QRS波检测算法,仍然是众多研究者不断追求的目标。 本文的研究工作,就是围绕适用于动态心电分析的QRS波检测方案而展开,主要包括以下几方面: 首先,对动态心电自动分析进行综述,并对动态心电分析中QRS波检测面临的问题进行了分析。 从生理学角度出发,探讨心电产生的原理和正常心电图各波的形态和意义,对临床常见的正常和异常心电QRS波形态进行研究,并对QRS波的特点进行了归纳和小结。 根据动态心电分析的特点,分析了适用于动态心电处理的QRS波检测算法应当满足的要求。 对历年来QRS波检测算法的研究成果进行分类回顾和小结,尤其是对基于滤波和阈值检测的方法进行了深入研究,通过对各类方法的特点和对于动态心电分析的适用性的讨论,从而得出结论:只有基于滤波和阐值检测的方法才能满足实时检测的要求。 提出了一种基于包络波形的QRS波检测方案,该方案也是基于滤波和阈值检测思想的,因而具有较快的处理速度;同时,经过MIT-BIH和AHA心电数据库部分数据的测试,该方案的准确度分别达到了99.11%和97.09%以上。实验证明,该方案在速度和准确度等两方面都达到了满意的效果。
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