一种基于源信号时域相对稀疏性的胎儿心电盲分离方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101972145A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101972145A(43)申请公布日2011.02.16(21)申请号201010505353.9(22)申请日2010.10.12(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人谢胜利蔡坤蒋霈霖(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人黄磊(51)Int.Cl.A61B5/0444(2006.01)A61B5/0456(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种基于源信号时域相对稀疏性的胎儿心电盲分离方法(57)摘要本发明提供了一种基于源信号时域相对稀疏性的胎儿心电盲分离方法，包括以下步骤：首先从母亲腹部体表分两路采集母亲和胎儿心电相互混叠的母亲胎儿混合心电信号，然后对采集到的母亲胎儿混合心电信号进行预处理，包括矫正信号的基线漂移，滤除50Hz工频干扰，滤除高频肌电信号干扰等，在经过预处理的母亲胎儿混合心电信号中对母亲心电和胎儿心电信号分别进行定位，然后搜索母亲心电和胎儿心电相对稀疏的时间段，最后利用以矩阵的广义特征分解为基础的盲源分离算法将母亲心电信号和胎儿心电信号分离。本发明解决了母亲心电信号和胎儿心电信号时域和频域相互重叠难以分离的问题，可高效准确的提取出胎儿心电信号用于医学诊断。CN1097245ACN101972145A权利要求书1/2页1.一种基于源信号时域相对稀疏性的胎儿心电盲分离方法，其特征在于包括以下步骤：(1)在母亲腹部体表两处不同位置采集母亲和胎儿心电相互混叠的母亲胎儿混合心电信号；(2)对采集到的两路母亲胎儿混合心电信号进行预处理，预处理包括矫正信号的基线漂移，滤除50Hz工频干扰，滤除高频肌电信号干扰；(3)在经过预处理的母亲胎儿混合心电信号中按照信噪比进行挑选，然后对母亲心电和胎儿心电信号分别进行定位，搜索母亲心电和胎儿心电相对稀疏的时间段；(4)利用以矩阵的广义特征分解为基础的盲源分离算法将母亲心电信号和胎儿心电信号分离。2.根据权利要求1所述的一种基于源信号时域相对稀疏性的胎儿心电盲分离方法，其特征在于：所述步骤(2)中，基线漂移校正方法采用7阶ChebyshevII型IIR数字高通滤波器，滤波器的截止频率为0.05Hz；50Hz工频干扰是采用IIR数字陷波器去除；高频肌电信号是采用5阶ChebyshevII型IIR数字低通滤波器，滤波器的截止频率为200Hz。3.根据权利要求1所述的一种基于源信号时域相对稀疏性的胎儿心电盲分离方法，其特征在于：所述步骤(3)具体包括如下步骤：(3-1)从预处理后的两路母亲胎儿混合心电信号中，以母亲心电为信号，其他信号为噪声，挑选信噪比比较大的一路信号；(3-2)利用成人心电R波定位技术对母亲心电的R波进行定位，根据R波的位置确定母亲整个心电复合波的位置；(3-3)从预处理后的两路母亲胎儿混合心电信号中，以胎儿心电为信号，其他信号为噪声，挑选信噪比比较大的一路信号；(3-4)利用胎儿心电R波定位技术对胎儿心电的R波进行定位，根据R波的位置确定胎儿整个心电复合波的位置；(3-5)在确定母亲和胎儿心电复合波的位置后，搜索母亲胎儿混合心电信号相对稀疏的时间段，具体方法是在母亲心电信噪比较大的那路信号的时间轴t1上将存在母亲心电复合波的采样时刻用数值1标示，在胎儿心电信噪比较大的那路信号时间轴t2上将存在胎儿心电复合波的采样时刻用数值2标示，其余时刻均用数值0标示，然后按照时间轴顺序将各个时刻的标记分别记入母亲心电标记数组和胎儿心电标记数组中；然后将母亲心电标记数组和胎儿心电标记数组对应相加，搜索数值为1或者2的时间段，即为母亲心电与胎儿心电相对稀疏的部分；最后从这些时间段中筛选出宽度分别大于母亲或胎儿心电复合波宽度75％的时间段，用于盲源分离算法。4.根据权利要求1所述的一种基于源信号时域相对稀疏性的胎儿心电盲分离方法，其特征在于：所述步骤(4)具体包括如下步骤：(4-1)所述步骤(3)中搜索得到的母亲心电与胎儿心电相对稀疏的部分用x0(n)表示，采集信号的向量用x(t)表示，估计母亲心电与胎儿心电相对稀疏部分x0(t)的自相关矩阵；(4-2)估计采集信号x(t)的自相关矩阵Rx；(4-3)对和Rx进行广义特征分解，得到分离矩阵W和D，然后将W中的各列按照D的2CN101972145A权利要求书2/2页对角线元素的大小从左至右顺序排列；(4-4)所述分离矩阵W的转置左乘x(n)得到的结果即为母亲心电信号和胎儿心电信号组成的向量，从而提取出母亲心电信号和胎儿心电信号。3CN101972145A说明书1/5页一种基于源信号时域相对稀疏性的胎儿心电盲分离方法技术领域[0001]