心室纤颤预测方法与装置

摘要

本发明属于医用设备技术领域，具体涉及一种心室纤颤预测的方法与装置。本发明方法步骤如下：采集连续5拍的心电信号；对信号进行预处理；通过可视图算法，将每一拍的心电信号转化为网络；计算每一拍心电信号所对应网络中的子图C与子图A的百分比的差值，并计算5拍心电信号的差值的平均值；如果该平均值小于5%，则室颤预测器发出警报，认为室颤将要发生。本发明装置包括数据采集模块、滤波模块、信号转化模块和子图分析模块。本发明可以应用于监护仪、除颤器、植入式除颤器等仪器中，改善此类产品对心室纤颤的诊断与治疗。

说明书

技术领域

本发明属于医用设备技术领域，具体涉及一种用于心室纤颤预测的方法与装置。

背景技术

2009年心脏性猝死流行病学调查得出中国心脏性猝死（SCD）发生率为41.84例/10万人，若以13亿人口推算，我国心脏性猝死人数高达54.4万例/年，位居全球各国之首。因此，准确识别心脏性猝死高危人群是十分重要的，而且是有挑战性的医疗难题。心室纤颤是导致心脏性猝死的主要机制，是各种恶性心律失常发展的结果。心室颤动时，心室率超过300次/min,心律不齐，QRS宽度、形态及振幅变异大，心肌只有杂乱的电活动，没有有效的收缩和舒张，血液循环终止。

目前对心室纤颤预测主要是研究心律变异性（HRV）。心律变异性是指心动周期之间的细微的时间变化及其规律。心律变异性评估了自主神经系统的功能性紊乱并能够识别心脏猝死的高危人群。对心律变异性的研究方法包括时域分析法，频域分析法，非线性分析法。然而这些方法还不能有效的对心室纤颤实现短期预测。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能对心室纤颤实现短期预测的方法与装置。

本发明提出的心室纤颤预测的方法，具体步骤如下：

1、按照一定的采样率，采集连续5拍的心电信号；

2、对信号进行预处理，去除工频干扰，肌电干扰，噪声与基线漂移；具体包括：

1)通过50Hz的陷波器去除工频干扰；

2)通过截止频率为1Hz的高通滤波器，滤除基线漂移； 

3)通过截止频率为30Hz的二阶低通巴特沃斯滤波器，滤除肌电干扰；

3、通过可视图算法，将每一拍的心电信号转化为网络；其中，可视图算法为：心电信号中的任意两个数（幅）值                                               和，只要数值A与数值B之间所有点（其中）满足公式：, 则数值A对应到网络的节点与数值B在对应到网络的节点在网络中是相连的。

4、计算每一拍心电信号所对应网络中的子图C与子图A的百分比的差值：，并计算5拍心电信号所对应网络的子图C与子图A百分比差值的平均值：；如果,则室颤预测器发出警报，认为室颤将要发生。

其中，子图C是由四个点，三条线组成，呈星型；子图A是由四个点，三条线组成，呈链型。

本发明提出的心室纤颤预测装置包括：

数据采集模块，用于获取抽样频率为250Hz，时间长度为5拍的心电信号；

滤波模块，用于滤除心电信号的工频和肌电干扰，消除基线漂移；

信号转化模块，该模块将预处理后的每一拍的心电信号转化为网络；

子图分析模块，该模块首先计算五拍连续心电信号每一拍心电信号生成的网络的子图C与子图A的百分比的差值，并计算出平均值；如果，则心室纤颤预测器发出警报，认为将要发生室颤。  

所述滤波模块，包括： 

1、50Hz的陷波器，用于去除工频干扰；

2、截止频率为1Hz的高通滤波器，用于滤除基线漂移；

3、截止频率为30Hz的二阶低通巴特沃斯滤波器，用于滤除肌电干扰。

该滤波器为自动除颤器中常规的心电信号预处理器。

所述信号转化模块，将预处理过的每一拍的心电信号转化为网络，转化的方法为可视图方法：心电信号中的任意两个数（幅）值和，只要数值A与数值B之间所有点（其中）满足公式：,则数值A对应到网络的节点与数值B对应到网络的节点在网络中是相连的。  

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是网络四阶子图A和子图C的图示。

图3是本发明的工作流程图。

具体实施方式

本发明提出的心室纤颤预测装置包括：

数据采集模块，用于获取抽样频率为250Hz，时间长度为5拍的心电信号；  

滤波模块，用于滤除心电信号的工频和肌电干扰，消除基线漂移；

信号转化模块，该模块将预处理后的每一拍的心电信号转化为网络； 

子图分析模块，该模块首先计算五拍连续心电信号每一拍心电信号生成的网络的子图C与子图A的百分比的差值，并计算出平均值；如果，则心室纤颤预测器发出警报，认为将要发生室颤。 

本发明工作时执行步骤如下：

A、 通过数据采集模块，获取采样速率为250Hz，时间长度为5拍的心电信号；

B、 通过滤波模块，将该心电信号进行滤波，滤波的过程如下：

1、通过50Hz的陷波器去除工频干扰；

2、通过截止频率为1Hz的高通滤波器，滤除基线漂移；

3、通过截止频率为30Hz的二阶低通巴特沃斯滤波器，滤除肌电干扰。该滤波过程为自动除颤器中常规的心电信号预处理。

C、 通过信号转化模块，将预处理过的每一拍的心电信号转化为网络，转化的方法为可视图方法：心电信号中的任意两个数（幅）值和，只要数值A与数值B之间所有点（其中）满足公式：,则数值A对应到网络的节点与数值B对应到网络的节点在网络中是相连的。  

D、计算五拍心电信号中每一拍心电信号生成的网络中子图C与子图A的百分比的差值，并计算出平均值。如果，则预测器发出警报，认为将要发生室颤。

本发明可以应用到下述产品中：监护仪，除颤器，植入式除颤器（ICD），改善此类产品对心室纤颤的诊断与治疗。