一種基于稀疏成分分析的j波提取方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及J波的提取方法，具體為一種基于稀疏成分分析的J波提取方法，本發(fā)明先對觀測信號進行預處理，去除干擾和噪聲，之后估計混合矩陣，由于運用K均值聚類方法不能完全估計出混合矩陣，因此進行了改進，在恢復出一個源信號的基礎上，估計混合矩陣的另一列，從而恢復出第二個源信號，即提取出了J波；本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，在源信號不充分稀疏情況下，估計出了混合矩陣，進而由混合矩陣提取出了J波；能夠提取出發(fā)生在正常心電信號ST段不同形狀的J波，提高了J波的提取精度。
【專利說明】一種基于稀疏成分分析的J波提取方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及J波的提取方法，具體為一種基于稀疏成分分析的J波提取方法。
【背景技術】
[0002]心電圖中QRS (磁共振血管造影)綜合波與ST段之間的連接點稱為J點，表示除極結束、復極開始，在心臟正常情況下，心室最后除極和心室最早復極存在共同過渡區(qū)，在人體重疊時間約10ms，倘若J點從基線移位則稱J點偏移。J波是一種正常的心電圖變異，當J波經(jīng)過在時域、頻域等分析，從中提取J波的特性，醫(yī)生再結合上臨床病例，可進一步準確診斷室速、室顫、致命性的惡性心律失常，醫(yī)生還可結合J波診斷猝死。因此為減少猝死的發(fā)生，猝死無創(chuàng)性預警方法的研究備受重視，并已取得長足進展。對猝死的心電圖預警指標，目如多數(shù)集中在心室的復極指標，J波作為心電圖心室復極的新指標越來越受到臨床的重視。
[0003]J波綜合征包括Brugada (布魯戈登)綜合征、特發(fā)性心室顫動和早期復極綜合征，早期復極綜合征一般被評為良性的J波。低溫可誘導出J波，部分或全部埋藏于QRS波中的小J波會隨著溫度的降低而“長”出來，J波被看作是低溫在心電圖上的特有的一個病理標記。頻率依賴性:當心率加快時，所對應的J波隨之減小，反之，當特性作用心率減慢時，J波也隨之增大，是由于當心率加快時，Ito (瞬時外向鉀電流)從失活狀態(tài)恢復慢，可使Ito減小，從而降低J波幅度。
[0004]J波可以作為醫(yī)生診斷室速、室顫、致命性的惡性心律失常、猝死等的心電圖預警指標，因此提取J波非常重要，但是J波不完全滿足稀疏性，而現(xiàn)有的提取信號的方法，如稀疏成分分析(SCA)方法是在基于信號充分滿足稀疏性的基礎上提取信號的，根據(jù)K-means(K均值聚類)算法只能估計出 混合矩陣的一列，從而得到正常心電信號，但是J波仍然無法提取出來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有的信號提取方法在估計混合矩陣方面的不足進而無法提取出J波的問題，提供了一種基于稀疏成分分析的J波提取方法。
[0006]本發(fā)明是采用如下的技術方案實現(xiàn)的:一種基于稀疏成分分析的J波提取方法，包括以下步驟:
[0007]從體表獲取兩路由正常心電信號和J波疊加組成的觀測信號；
[0008]濾除觀測信號中的干擾信號和噪聲；
[0009]對觀測信號運用K均值聚類方法，估計出混合矩陣的某一列，得到正常心電信號；
[0010]定位正常心電信號的QRS波，得到S點的位置；
[0011]尋找S點兩側幅值相同的點，然后將觀測信號中和S點的兩側幅值相同的點的位置相同的點的列向量作差，列向 量作差后得到的向量的斜率值即為混合矩陣的剩余一列中元素的比值，由此得到混合矩陣；[0012]根據(jù)估計出的混合矩陣，提取得到J波。
[0013]從人體體表獲得的觀測信號由在正常心電信號的QRS波的S點位移后的J波和正常心電信號疊加后形成，也就是觀測信號可表示成由混合矩陣和源信號(由正常心電信號和J波單純的組合形成，即源信號中的正常心電信號和J波沒有疊加關系)相乘得到的，所以能夠得到混合矩陣就能提取J波，而現(xiàn)有方法只能提取混合矩陣中的其中一列，因此本發(fā)明在正常心電信號的QRS波的S點的位置的兩側先找到幅值相同的點，再將混合信號的對應位置的點列向量作差，作差后得到的向量的斜率值即為混合矩陣的剩余一列中元素的比值，由此得到混合矩陣，由混合矩陣的逆矩陣和混合信號相乘，便可得到J波，醫(yī)生便可以結合J波和臨床病例，對室速、室顫、致命性的惡性心律失常、猝死等作出精確的判斷；同時運用本方法能將不同形態(tài)的J波(J波有三種形態(tài))提取出來，提高了 J波的提取精度。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點:
[0015]在源信號不充分稀疏情況下，估計出了混合矩陣，進而由混合矩陣提取出了 J波；
[0016]能夠提取出發(fā)生在正常心電信號ST段不同形狀的J波，提高了 J波的提取精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]一種基于稀疏成分分析的J波提取方法，包括以下步驟:
[0019]從體表獲取兩路觀測信號
【權利要求】
1.一種基于稀疏成分分析的J波提取方法，其特征在于包括以下步驟: 從體表獲取兩路由正常心電信號和J波疊加組成的觀測信號； 濾除觀測信號中的干擾信號和噪聲； 對觀測信號運用K均值聚類方法，估計出混合矩陣的某一列，得到正常心電信號； 定位正常心電信號的QRS波，得到S點的位置； 尋 找S點兩側幅值相同的點，然后將觀測信號中和S點的兩側幅值相同的點的位置相同的點的列向量作差，列向量作差后得到的向量的斜率值即為混合矩陣的剩余一列中元素的比值，由此得到混合矩陣； 根據(jù)估計出的混合矩陣，提取得到J波。
【文檔編號】A61B5/0452GK103876732SQ201410130756
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權日:2014年4月2日
【發(fā)明者】李燈熬, 張桂敏, 趙菊敏 申請人:太原理工大學