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动态心电采集记录系统的发展与展望

生物医学工程学杂志 2012年第1期29卷 175-178页

作者：李肃义杨美玲丁梅刘光达(综述) 凌振宝(审校) 吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130061 吉林大学中日联谊医院心内科长春130033

动态心电图(DCG)有助于及时发现一些导致心脏猝死(SCD)的危险因素,是检测及发现心律失常的最佳设备,而其采集记录系统是影响心电数据质量及佩戴舒适性的主要原因,因此本文通过归纳和分析国内外DCG监测技术的最新研究近展,阐明了在DCG监... 详细信息

动态心电图(DCG)有助于及时发现一些导致心脏猝死(SCD)的危险因素,是检测及发现心律失常的最佳设备,而其采集记录系统是影响心电数据质量及佩戴舒适性的主要原因,因此本文通过归纳和分析国内外DCG监测技术的最新研究近展,阐明了在DCG监测领域中,新型心电电极、无导联线连接的动态监测等研究的重要性。最后对动态心电采集记录系统存在的问题作了总结与分类,并对其发展前景作了展望。

关键词：动态心电心电电极无导联线

动态心电图波形检测与心律失常分类关键技术研究

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动态心电图波形检测与心律失常分类关键技术研究

作者：贾国伟燕山大学

学位级别：硕士

动态心电图波形检测与心律失常分析是动态心电分析系统的关键。随着动态心电的发展,心拍的数量大幅度增加,人工的方法已经不能够处理如此庞大的数据。本文通过计算机处理的方法对心电信号的关键技术进行了研究,分析了心电信号的特点,具... 详细信息

动态心电图波形检测与心律失常分析是动态心电分析系统的关键。随着动态心电的发展,心拍的数量大幅度增加,人工的方法已经不能够处理如此庞大的数据。本文通过计算机处理的方法对心电信号的关键技术进行了研究,分析了心电信号的特点,具体工作如下。首先,阐述了心电信号关键技术的研究现状,研究了心电波形的特点以及心律失常的种类。重点明确了心电分析现阶段的三大问题:预处理问题,波群检测问题以及心律失常分类问题。其次,针对心电图中存在的基线漂移、工频干扰与肌电干扰三类噪声,本文采用小波分析的方法滤除基线漂移与肌电干扰,对于工频干扰使用自适应陷波器滤除。再次,为了提高QRS波群检测的准确度,本文使用一种自适应下降式阈值的算法实现了R波峰的提取并在MIT-BIH心律失常数据库中进行验证,分析讨论了算法结果与其它算法的区别。最后,为了提高心律失常分类的精度,本文采用了高阶统计量的方法和主成分分析的方法进行特征提取。将特征提取后的特征向量输入支持向量机中进行训练与分类,实现了六类心律失常波形的分类。在MIT-BIH心律失常数据库中进行算法验证,分析验证结果及算法精确度对比。

关键词：动态心电特征提取支持向量机小波变换 QRS检测

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12导联动态心电远程监测系统的设计与实现

12导联动态心电远程监测系统的设计与实现

作者：陆俊林中南民族大学

学位级别：硕士

随着人们生活节奏加快以及人口老龄化加剧,我国患心肌缺血、心律失常等诸多心血管疾病的人数日增,并且呈现低龄化趋势。心血管疾病是一种慢性疾病且具有偶发性和致命性等特点,对人们的健康造成了很大威胁。在日常生活中进行动态心电图... 详细信息

随着人们生活节奏加快以及人口老龄化加剧,我国患心肌缺血、心律失常等诸多心血管疾病的人数日增,并且呈现低龄化趋势。心血管疾病是一种慢性疾病且具有偶发性和致命性等特点,对人们的健康造成了很大威胁。在日常生活中进行动态心电图长期监测,对心血管病的早期预防、发现和诊疗发挥着重要作用。传统动态心电监测仪对偶发性心脏病变具有较好的检测能力,因而得到了广泛使用,但目前传统动态心电监测仪存在心电信号在动态环境中容易引入运动伪迹噪声而产生失真,以及不能实时监测等缺点,限制了其临床应用范围。针对以上不足,本文研发了一款能够跟踪去除运动伪迹的12导联动态心电远程监测系统。本文调研了目前心电检测技术的进展及不足,确定了将全导联心电信号、电极-皮肤界面(electrode-tissue interface,ETI)阻抗变化信号和加速度信号作为检测信号的这一方案。研究了心电信号基础和运动伪迹的产生机理,提出了相应的检测方法,在此基础上进行系统监测终端的软硬件设计。系统采集终端主要包含心电信号采集电路、ETI阻抗变化信号采集电路、运动传感器模块、MCU主控模块、数据无线传输模块及Micro SD卡存储模块。心电信号使用专用于微弱生理信号采集的低功耗ADS1298芯片来搭建采集电路,ETI阻抗变化信号使用低功耗AD623仪表放大器搭建采集电路,无线传输模块采用了低功耗ESP32无线芯片,运动传感器使用低功耗ICM42605芯片,主控模块使用了高性能STM32F4系列芯片,通过嵌入式软件设计完成了MCU主控对采集终端中各个模块的控制、数据采集和传输,以及基于ESP32芯片的无线通信程序开发,完成了系统硬件平台的搭建。完成了PC端远程监测平台软件的设计并通过实验进行测试验证系统的功能。本文基于Labview设计了动态心电远程监测平台,实现了与下位机采集终端通过WIFI无线技术进行数据传输、数据处理、实时显示信号和存储数据等功能。将ETI阻抗变化信号作为参考信号,采用自适应滤波器去除运动伪迹噪声,提高心电信号质量。通过实验测试,检验了基于电极-皮肤界面阻抗变化的运动干扰去除的有效性,验证了系统测量心电信号的准确性以及整个方案的可行性。本文设计的动态心电远程监测系统提高了传统动态心电监测仪的性能和实时性,对帮助医生和患者及时发现和诊断心脏疾病,以及降低社会医疗成本具有一定的实际意义。

关键词：动态心电电极-皮肤阻抗运动伪迹自适应滤波远程监测

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动态心电信号中消除极化电压的数字滤波方法

中国医疗器械杂志 2019年第4期43卷 252-254页

作者：陈玉娥孔祥勇朱文婕蚌埠医学院公共基础学院蚌埠市233030 安徽大学电子信息工程学院合肥市230601 上海理工大学医疗器械与食品学院上海市200093

在动态心电信号采集中,极化电压很容易使放大器饱和。传统的方法是采用高通滤波模拟电路来消除,但是输出往往会有残留。如果提升高通滤波截止频率,则会导致心电信号低频段失真。该文采用Savitzky-Golay(SG)平滑滤波器,结合单边点数M和... 详细信息

在动态心电信号采集中,极化电压很容易使放大器饱和。传统的方法是采用高通滤波模拟电路来消除,但是输出往往会有残留。如果提升高通滤波截止频率,则会导致心电信号低频段失真。该文采用Savitzky-Golay(SG)平滑滤波器,结合单边点数M和多项式的阶次p拟合了动态心电信号中的极化电压成分,用原始信号减去拟合信号从而得到无极化电压的心电信号。实验表明,用SG平滑滤波器消除极化电压是可行的,滤波后的心电信号有效成分没有任何丢失。

关键词：动态心电极化电压数字滤波 Savitzky-Golay平滑滤波器

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动态心电信号采集分析及系统研究

动态心电信号采集分析及系统研究

作者：黄停东北大学

学位级别：硕士

作为疾病中的头号杀手,心血管疾病已经严重威胁到人类的生命安全,对心血管疾病的诊断与治疗已经成为医学上的首要问题。然而常规心电图并不能检测出一过性或阵发性的心律失常和心肌缺血,而动态心电图能够通过24小时连续记录受检者日常... 详细信息

作为疾病中的头号杀手,心血管疾病已经严重威胁到人类的生命安全,对心血管疾病的诊断与治疗已经成为医学上的首要问题。然而常规心电图并不能检测出一过性或阵发性的心律失常和心肌缺血,而动态心电图能够通过24小时连续记录受检者日常生活状态下的心电信号,弥补了常规心电图对突发性和一过性的心肌缺血和心律失常检测的不足,对心脏病的防治和诊断具有重要意义。然而24小时动态心电监护系统需要受检者人工手动记录其日常活动,不仅导致了受检者的不便,而且很多受检者由于遗忘或丢失记录而导致数据的可分析度下降,这对动态心电图的检测和分析造成一定程度上的影响。本文通过采集加速度传感器的加速度信号实现了人体日常行为动作的自动检测,这样不仅减少了受检者需要手动记录日常行为动作的麻烦,并且通过加速度信号可以对患者的运动量进行控制,在对患者运动试验中的康复和治疗也有着重要的作用。目前具有远程监护功能的动态心电监护系统已成为研究的热点,实现了心电医疗进入普通家庭,使用者不受活动状态、记录时间和地点的限制。由于ZigBee无线通信技术的低功耗、低成本和低速率性,十分适合于医疗行业的生理信号监控中,本文将采用ZigBee无线通信技术来实现动态心电的无线监护系统。因此,本文首先设计了一套基于日常行为下的动态心电无线监护系统。该系统对心电和加速度信号进行同时采集,然后通过ZigBee无线技术进行无线传输,最后在PC机上进行实时显示。通过加速度信号的采集实现了日常行为动作的区分和判断,本文采用4种行为动作,即静止-站立、起立、坐下和弯腰四种行为动作的区分和判断。目前,各国学者对静态心电的研究已经有系统化认可性较高的结果,但是对动态心电的研究分析仍没有发现系统化的统一的结论,对动态心电的检测和分析的准确率仍不及对静态心电的分析结果,因此,对动态心电的检测和分析上仍有很大的发展前景和实际意义。本文针对动态心电进行分析,采用不同方法对不同导联和不同噪声干扰下的跑步运动下的心电进行特征参数的提取。对II导联采用小波变换和数学形态学的方法进行R波检测,对V3导联检测了其P-QRS-T波,对I导联的R波检测中加入了变换后处理的算法,并对比了运动伪迹干扰和肌电干扰下的检测效果。最后,本文通过II导联验证了I导联R波检测的相对准确度,并提出三种参数对两种不同准确度的I导联数据和日常行为下的动态心电数据进行了质量评估。

关键词：动态心电加速度传感器 ZigBee 行为动作判断特征检测信号质量评估

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基于深度学习的Lorenz散点图去噪方法

内江科技 2023年第8期44卷 70-71,126页

作者：范治政代高富唐建敏内江职业技术学院

近年来,随着物联网与可穿戴设备的发展,便携式动态心电仪器已经走进了社区和家庭之中,越来越多动态心电设备采用了Lorenz心电散点图技术。由于便携式的心电设备多采用单导联的方式,在数据收集的过程中极易受到干扰影响诊断结果。针对干... 详细信息

近年来,随着物联网与可穿戴设备的发展,便携式动态心电仪器已经走进了社区和家庭之中,越来越多动态心电设备采用了Lorenz心电散点图技术。由于便携式的心电设备多采用单导联的方式,在数据收集的过程中极易受到干扰影响诊断结果。针对干扰识别问题本文采用了一种基于深度学习的方法可有效识别Lorenz散点图中的干扰信号,提高散点图成像质量。心脏类疾病早已成为威胁人类健康的重大疾病,许多老年人患上相关疾病之后需要定时定期到医院进行检查。传统的检测手段多以静态心电图为主,心电图可有效的检测心脏工作情况,同时降低心脏病患者的死亡率[1-2]。受限于当前的医疗情况,患者通常需要在医院接受12导联静态心电图检查.

关键词： Lorenz散点图可穿戴设备心电散点图干扰识别动态心电深度学习重大疾病数据收集

基于心搏聚类的Holter运动伪差段快速识别算法

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浙江大学学报（工学版） 2012年第6期46卷 1148-1156页

作者：涂岳文陈杭付秀泉李顶立黄超汤亚伟叶树明浙江大学生物分析仪器实验室生物医学工程系浙江杭州310027

为了能够在Holter分析系统中快速地标识出夹杂着运动伪差的时间段,提出一种基于心搏聚类的运动伪差段识别算法.先对心搏的QRS复合波面积进行直方图统计,得到心搏特征的主导分布;结合心搏形态,采用基于"轮廓限围"和"相关差值"的模板匹配... 详细信息

为了能够在Holter分析系统中快速地标识出夹杂着运动伪差的时间段,提出一种基于心搏聚类的运动伪差段识别算法.先对心搏的QRS复合波面积进行直方图统计,得到心搏特征的主导分布;结合心搏形态,采用基于"轮廓限围"和"相关差值"的模板匹配算法完成心搏聚类;根据聚类结果得到的心搏凌乱特征曲线,自动识别出存在运动干扰的时间段.从医院采集了运动伪差比较明显的10例24hHolter临床数据进行算法测试,实验表明:24h的心电数据平均耗时不到1s,识别结果与人工标注基本吻合.

关键词：心博聚类动态心电模板匹配运动伪差直方图特征统计

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基于移动医疗的远程动态心电监测系统研发

基于移动医疗的远程动态心电监测系统研发

作者：倪婕（Jenny Ni）苏州大学

学位级别：硕士

心血管疾病是人类死亡的首因。心血管疾病的监测及诊断大都在医院,但由于该类疾病具有突发性特点,存在抢救不及时导致患者猝死的情况发生。若能对患者实现心电信号的远程动态监测,对心血管疾病的早预防、早治疗、减少死亡率具有十分重... 详细信息

心血管疾病是人类死亡的首因。心血管疾病的监测及诊断大都在医院,但由于该类疾病具有突发性特点,存在抢救不及时导致患者猝死的情况发生。若能对患者实现心电信号的远程动态监测,对心血管疾病的早预防、早治疗、减少死亡率具有十分重要意义,尤其对偏远地区患者意义巨大。随着移动端的普及以及互联网技术的不断发展,移动医疗的概念受到广泛关注,移动医疗使疾病动态监测、远程诊断成为现实,而移动医疗的关键技术已成为科研人员的研究热点。本文针对远程动态心电监测的需求,研究了基于可穿戴心电采集终端的手机监测端APP的设计方法及相关云处理技术,并对心电信号进行分析,将自适应R波检测算法嵌入系统中,最终开发完成一套基于移动医疗的远程动态心电监测系统。1.针对系统采集端-移动端-服务端的数据传输特点,设计了系统传输协议及接口协议,即可穿戴心电采集端与移动端间数据的无线传输协议,移动端与云服务端数据交互接口协议。2.采用模块化思想搭建系统移动端功能架构,包括患者端、医护端两部分。患者端通过绑定患者佩戴的心电信号采集设备,实时获取患者的心电数据,进行用户测量;心电数据可通过xUtils框架向云服务端上传,也可实现数据本地存储;利用Gson解析云服务端响应的数据并显示患者档案信息,显示测量记录。医护端通过xUtils框架和Volley框架根据云服务端接口协议向云服务端上传参数进行网络异步请求和图片加载;利用Gson将获取到的云服务端数据进行解析并显示;医护端通过登录验证实现医护认证,通过各种协议实现患者认证、用户管理、区域查询、用户查询等;通过筛选时间和异常记录及时显示患者的预警信息和已处理时间,实现预警信息功能。3.采用模型-视图-逻辑的架构设计云服务端,实现患者与医护移动端数据交互。移动端通过url地址向服务端传参请求数据,JDBC作为连接服务端与数据库的桥梁,将用户传参的请求与持久层表或者对象进行对应匹配并通过数据访问层从数据库中进行读取和保存操作,将响应结果通过JSON格式返回给移动端进行显示。为保证数据传输的安全性和有效性,移动端与云服务端间的数据传输采用结合动态令牌和DES加密算法对数据进行验证和加解密操作。4.根据用户需求,系统植入了自适应R波检测算法,为实现实时心电监测,本文提出了一种基于自适应差分阈值和双重阈值设定中位数进行选择排序的RR间期计算方法,实现快速心电信号R波检测,算法计算量小、实时性高,适用于移动医疗终端。本文算法准确度在静态情况下为99.75%,自适应耗时5.8s,在动态情况下达到93.22%,自适应耗时7.3s,静态条件下心率误差±2次/分。本系统进行了不同版本的测试,测试结果表明,系统适配不同屏幕分辨率、不同品牌的主流手机,均未出现功能异常,数据传输稳定,代码可靠安全。在实际操作中,移动终端保持每帧低于16ms标准线,未出现卡顿现象和过度绘制现象。

关键词：移动医疗远程监护动态心电患者端医护端

中长时程动态心电监测应用于心律失常的新进展

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上海医学 2019年第4期42卷 238-241页

作者：胡凯陈颖敏上海健康医学院附属嘉定区中心医院心内科

12导联心电图是临床中最简便、最常用的心电检测方法,在10 s内提供多个导联的心率、节律、传导和复极化等信息,还可以发现心肌缺血、心肌梗死、左心室肥大和遗传性心律不齐等病理生理状态。由于受到检测时间的限制,常规心电图难以发现... 详细信息

12导联心电图是临床中最简便、最常用的心电检测方法,在10 s内提供多个导联的心率、节律、传导和复极化等信息,还可以发现心肌缺血、心肌梗死、左心室肥大和遗传性心律不齐等病理生理状态。由于受到检测时间的限制,常规心电图难以发现非持续性心律失常。

关键词：心律失常心电监测诊断率动态心电