基于hilbert变换的胎儿心电提取与胎儿心率识别方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107693004A(43)申请公布日2018.02.16(21)申请号201710795914.5(22)申请日2017.09.05(71)申请人广东工业大学地址510062广东省广州市越秀区东风东路729号(72)发明人胡锐谢胜利蔡坤朱莉波谢侃(74)专利代理机构广东广信君达律师事务所44329代理人杨晓松(51)Int.Cl.A61B5/0402(2006.01)A61B5/0444(2006.01)A61B5/00(2006.01)A61B5/0245(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图9页(54)发明名称基于hilbert变换的胎儿心电提取与胎儿心率识别方法(57)摘要目前已有许多研究其它技术来提取胎儿心电信号(FECG)的报道，如自适应滤波、基于奇异值分解、主分量分析，神经网络算法、ICA，非负盲分离等。但这些技术的提取方法受很多限制，或计算过于复杂，或需要更多的人工干预，或最后分离的效果不佳。本发明的目的在于克服现有胎儿心电信号提取方法的缺点和不足，提出一种基于hilbert变换的胎儿心电提取和瞬时心率识别方法针对由胎儿心电数据库中采集得到的母亲腹部心电信号，能快速简便的得到胎儿心电信号，并计算出胎儿的瞬时心率，方便应用于临床胎儿监护。CN107693004ACN107693004A权利要求书1/1页1.一种基于hilbert变换的胎儿心电提取与胎儿心率识别方法，包括如下步骤：(1)EMD分解，对多路源信号做EMD分解，并对分解后的多层信号进行hilbert变换，得到各模态函数瞬时频率和幅值曲线；(2)对分解后的各层信号进行预处理；(3)重构母亲心电信号；(4)获取含噪声的胎儿心电信号；(5)获取较为纯净的胎儿心电和心率。2.根据权利要求1所述的胎儿心电提取与胎儿心率识别方法，所述的步骤(2)具体为：对分解的2，3，4高频层信号进行硬阈值滤波；对于工频50hz的消除,利用hilbert变换确定每一模态分量的瞬时频率，将瞬时频率为50Hz的信号幅值置零；对于基线漂移的消除，利用Hilbert变换，低频模态函数中瞬时频率小于O.3Hz的信号不参与去噪后信号的重构。3.根据权利要求2所述的胎儿心电提取与胎儿心率识别方法，所述的步骤(3)具体为：对滤波后的源信号进行离散小波变换，得到各尺度的高频系数和低频系数，由于心电细节成分大部分包含在高频系数中，因此对于变换后各个尺度高频系数可以方便进行QRS波特征识别，提取后得到母亲心电的信息，并进行小波重构得到含有噪声的母亲心电信号。4.根据权利要求3所述的胎儿心电提取与胎儿心率识别方法，所述的步骤(4)具体为：利用步骤(2)中得到的预处理后的源信号减去含噪声的母亲心电，可以初步得到待分析的胎儿心电信号，进一步对胎儿心电是否存在漏值，与相应位置母亲心电是否有混叠进行分析处理，得到含噪声的胎儿心电。5.根据权利要求4所述的胎儿心电提取与胎儿心率识别方法，所述的步骤(5)具体为：对得到的含噪声的胎儿心电进行中值阈值去噪，进一步去除微弱的胎儿心电中的噪声信号，即可得到较为清晰地胎儿心电信号；对胎儿心电信号进一步包络提取，并差分计算胎儿心率。2CN107693004A说明书1/4页基于hilbert变换的胎儿心电提取与胎儿心率识别方法技术领域[0001]本发明涉及医疗器械领域，具体涉及基于hilbert变换的胎儿心电提取和瞬时心率方法。背景技术[0002]人体心电信号是生物医学诊断中非常重要的信号，而对于妊娠期孕妇的胎儿心电监护，也是一种检测胎儿在子宫中发育是否健康的重要方法。在胎儿心电提取过程中，常常会受到工频，肌电等高频和呼吸所引起的基线漂移等低频的影响，并且采集到的胎儿心电信号很微弱，一般约为几十μv，还会与信号相对较强的母亲心电信号(MaternalECG)在时频空间混叠，因此，这些幅度大，分布广的非有效信号给胎儿心电的医学诊断带来了非常大的困难，如何准确，便捷，有效提取纯净的胎儿心电信号具有极其重要的实用价值和临床意义。[0003]目前已有许多研究其它技术来提取胎儿心电信号(FECG)的报道，如自适应滤波、基于奇异值分解、主分量分析，神经网络算法、ICA，非负盲分离等。但这些技术的提取方法受很多限制，或计算过于复杂，或需要更多的人工干预，或最后分离的效果不佳。[0004]希尔伯特黄变换(Hilbert-HuangTransform，HHT)是近十几年来随着盲信号分离技术的发展而出现的一种新的处理非线性非平稳信号的时频分析方法，其精华之处是可以把信号按频率从高到低分解为有限个本征模态函数，因而我们可以对分解后的各层心电信号进行处理。发明内容[0005]本发明的目的在于克服现有胎儿心电信号提取方