一种基于时频变换的胎儿心电盲提取方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102160787A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102160787A(43)申请公布日2011.08.24(21)申请号201110144487.7(22)申请日2011.05.31(71)申请人广东工业大学地址510006广东省广州市番禺区广州大学城外环西路100号(72)发明人周郭许谢胜利谭越(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人林丽明(51)Int.Cl.A61B5/0444(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称一种基于时频变换的胎儿心电盲提取方法(57)摘要本发明是一种基于时频变换的胎儿心电盲提取方法。它基于源信号的时域相对稀疏的特性。包括以下步骤：首先从母亲腹部不同位置提取多路母亲和胎儿混合心电信号，然后对采集到的混合信号进行预处理，预处理包括矫正信号的基线漂移、滤除50Hz工频干扰、滤除肌电等高频噪声干扰等。接着按照信噪比最大挑选出两路母亲和胎儿混合心电信号并分别用R波定位技术搜索两路混合信号的母亲和胎儿心电QRS波群位置，得到两路混合信号中的母亲和胎儿心电相对稀疏的时间段，最后利用模糊函数将得到的相对稀疏时间段变换到时频域中，对每个时频分布中的信号项和交叉项进行计算，利用广义瑞利商构造对照函数，最终从两路母亲胎儿混合心电信号中分离出胎儿心电信号。本发明已经在实际采集数据上进行了测试，能很好的分离出胎儿心电信号。CN102678ACCNN110216078702160788A权利要求书1/2页1.一种基于时频变换的胎儿心电盲提取方法，其特征在于包括有如下步骤：1）在母亲腹部体表多处不同位置放置电极，采集得到母亲和胎儿心电相互混合的母亲胎儿混合心电信号；2）对采集到的多路母亲胎儿混合心电信号进行预处理，预处理包括矫正基线漂移，滤除肌电等高频信号干扰，滤除50Hz工频干扰；3）对经过预处理的母亲胎儿混合心电信号按信噪比进行挑选，挑选出两路信号，两路混合心电信号中分别对母亲心电和胎儿心电进行定位，并搜索信号中相对稀疏的时间段；4）利用模糊函数将相对稀疏时间段信号从时域转换到时频域，对信号项和交叉项进行数学运算得到分离向量从而将胎儿心电信号从混合信号中提取出来。2.根据权利要求1所述的基于时频变换的胎儿心电盲提取方法，其特征在于上述步骤2）中，基线漂移校正方法采用8阶Butterworth型IIR数字高通滤波，滤波器的截止频率为0.03Hz；50Hz工频干扰是采用梳状数字陷波器去除；高频肌电信号是采用4阶Butterworth型IIR数字低通滤波器，滤波器的截止频率为250Hz。3.根据权利要求1所述的基于时频变换的胎儿心电盲提取方法，其特征在于上述步骤3）具体包括如下步骤：31）从预处理后的母亲胎儿混合心电信号中，以母亲心电为信号，其它信号为噪声，挑选一路信噪比最大的母亲胎儿混合心电信号；32）利用成人心电R波定位技术，搜索得到母亲心电信号QRS波群位置；33）从预处理后的母亲胎儿混合心电信号中，以胎儿心电为信号，其它信号为噪声，挑选一路信噪比最大的母亲胎儿混合心电信号；34）利用胎儿心电R波定位技术，搜索得到胎儿心电信号的QRS波群的位置；35）将母亲和胎儿的QRS波群在同一时间轴上展开，有重叠的波群抛弃，没有重叠且相邻的母亲胎儿QRS波群为母亲和胎儿心电相对稀疏的时间段；挑选的两路混合信号中的母亲和胎儿相对稀疏时间段用向量表示，其中的母亲心电相对稀疏时间段用向量表示，胎儿心电相对稀疏时间段用向量表示。4.根据权利要求1所述的基于时频变换的胎儿心电盲提取方法，其特征在于上述步骤4）具体包括如下步骤：41）将步骤3）中得到的向量，其中和分别表示挑选的两路母亲胎儿混合心电信号中各自的母亲和胎儿心电相对稀疏时间段，利用模糊函数将变换到时频面中，从而得到四个时频分布，表示模糊函数分布（当）或互模糊函数分布（当），，表示在每一个时频分布中都含有信号项（当）和交叉项（当），信号项位于坐标原点，交叉项关于原点横向对称；分别计算得到四个时频分布中的左边交叉项的中的最大实数，按式（5）中的顺序2CCNN110216078702160788A权利要求书2/2页排列这四个实数得到矩阵；42）将步骤3）中得到的向量，其中和分别表示挑选的两路混合信号中各自的母亲心电相对稀疏时间段，和上步中的方法一样，利用模糊函数将变换到时频面上，计算得到每一个时频面中位于坐标原点的信号项中的最大实数，按式（5）中的顺序排列这四个实数得到矩阵，同理，也可得到胎儿心电相对稀疏向量变换到时频域中计算得到的矩阵；43）构造对照函数或，是分离矩阵的一个列向量，用来提取胎儿心电信号；挑选的两路信号用向量表示，则即为分离得到的胎儿心电信号。3CCNN1102160