心电信号的QRS波检测和分析。

简介：
当前的研究热点和挑战集中在生理信号领域，特别是能够自动分析心电图(Electrocardiograph, ECG)信号方面。实现对心电图信号的自动化分析，将有力地推动医疗事业的繁荣发展，并显著提升国民的健康水平，同时也将为现代信号处理技术在医疗领域的应用带来重大突破。 心电信号分析涉及广泛的研究内容和方法，其中快速准确地定位心电信号中的 QRS 波群和 P、T 波，是心电图信号分析的关键环节。然而，由于心电信号中往往存在大量的干扰信号，因此去除这些干扰是准确检测各种特征波的前提。 截至目前为止，针对心电信号滤波以及特征波形定位的研究仍然存在诸多不足之处，亟待进一步改进。 为应对当前状况，本文将从两个主要方面展开研究： “心电信号滤波”以及“QRS 波形定位”。 由于心电信号产生的强度非常微弱，周围环境中的肌电干扰、基线漂移以及工频干扰等因素都可能对心电信号造成显著影响。因此，本文设计了一种针对 50Hz 工频干扰的滤波器方案。 具体而言，我们采用了一种结合 FIR 陷波器和 Levkov 滤波法的混合方法来有效滤除信号中 50Hz 工频干扰。实验结果表明，与传统的滤波器相比，所提出的改进算法是一种更为高效的 ECG 信号滤波方法。 QRS 波形定位是进行心电信号分析与诊断的基础性步骤，也是诊断过程的开端。 QRS 波群是心电图中最显著且最重要的波段之一；它不仅是检测其他波形的先决条件，而且 P 波和 T 波在诊断中也具有重要的意义。通过对临床 QRS 复合波的形态进行深入研究，并结合小波多分辨率分析的特性以及模极大值检测原理，我们提出了一种基于 Marr 小波链的新型算法来检测 QRS 波群。该算法通过变换三种不同的尺度来定位 R 波的位置；随后，对于定位到的峰值采样点采用多数表决的方式进行判断以最终确定 R 波的位置。确定 R 波位置后，会进一步向前和向后搜索 Q、S 波。对于 P 波和 T波则会增大尺度并采用相同的策略来检测它们的存在.