專(zhuān)利名稱(chēng)：Holter系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療儀器技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及Holter系統(tǒng)中壓縮存儲(chǔ)心電信號(hào)波形的方法及相關(guān)裝置。
24小時(shí)數(shù)字連續(xù)記錄式Holter系統(tǒng)中用于記錄體表心電信號(hào)的記錄器由病人隨身攜帶，由于記錄器體積要盡可能小，所采用處理器(CPU)的處理能力和存儲(chǔ)器的容量都受到嚴(yán)格限制，一般對(duì)由體表測(cè)得的心電信號(hào)要進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮存儲(chǔ)。由于一般處理器(CPU)的性能較弱，為保證數(shù)據(jù)壓縮的實(shí)時(shí)性，壓縮算法一般為可快速實(shí)現(xiàn)的時(shí)域直接壓縮法。時(shí)域直接壓縮法是建立在直接分析原始數(shù)據(jù)的冗裕基礎(chǔ)上，把數(shù)據(jù)點(diǎn)分為保留點(diǎn)和冗裕點(diǎn)，通過(guò)剔除冗裕點(diǎn)達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的目的。在數(shù)據(jù)重構(gòu)時(shí)一般用折線重構(gòu)，得到的波形生硬，嚴(yán)重影響了其臨床應(yīng)用價(jià)值；此外很難同時(shí)保證高的數(shù)據(jù)壓縮率和高的信息保真度，不具有保留心室晚電位這樣的高頻低幅信息的能力，且對(duì)高頻干擾十分敏感。
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提出一種采用整——整小波變換對(duì)心電信號(hào)實(shí)現(xiàn)高效數(shù)據(jù)壓縮的方法，并用該方法開(kāi)發(fā)具有更高性能的Holter產(chǎn)品。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明的心電信號(hào)放大電路電路原理圖。
圖3是本發(fā)明的QRS復(fù)合波檢測(cè)電路原理圖。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理作詳細(xì)說(shuō)明。
參見(jiàn)圖1，本發(fā)明的裝置包括一個(gè)心電信號(hào)放大電路(1)、一個(gè)QRS復(fù)合波檢測(cè)電路(2)、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路(3)、一個(gè)CPU(4)、和一個(gè)存儲(chǔ)電路(5)。由體表測(cè)到的體表信號(hào)輸入心電信號(hào)放大電路(1)，心電信號(hào)放大電路(1)的輸出送入A/D轉(zhuǎn)換電路(3)，同時(shí)心電信號(hào)放大電路(1)的輸出送入QRS復(fù)合波檢測(cè)電路(2)作為其輸入，QRS復(fù)合波檢測(cè)電路(2)的輸出送入CPU(4)作為CPU(4)的一中斷信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換電路(3)的輸出與CPU(4)的總線相連，CPU(4)的總線同時(shí)也與存儲(chǔ)電路(5)相連。
參見(jiàn)圖2，本發(fā)明的心電信號(hào)放大電路(1)包括由A1、R1、R2、R3、R4、C1、C2組成的二階高通濾波放大器，體表信號(hào)輸入該二階高通濾波放大器，其輸出送入由A2、R5、R6、R7、R8、C3、C4組成的二階低通濾波放大器，該二階低通濾波放大器的輸出送入A/D轉(zhuǎn)換電路(3)。
本發(fā)明提出的Holter系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮方法，不僅可完整保留QRS、P、T、ST等信息，而且可有效地保留心室晚電位信息。該方法由于采用整——整小波變換避免了浮點(diǎn)運(yùn)算問(wèn)題，僅需要加、減和移位運(yùn)算，可快速實(shí)現(xiàn)，特別適合開(kāi)發(fā)具有心室晚電位記錄和分析能力的高性能Holter系統(tǒng)。用本發(fā)明提出的思想采用其它整——整小波變換可推廣到其它生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的壓縮存儲(chǔ)甚至其他學(xué)科的數(shù)據(jù)壓縮。
權(quán)利要求
1.Holter系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮方法，體表信號(hào)通過(guò)心電信號(hào)放大電路(1)后得到心電信號(hào)，本發(fā)明的特點(diǎn)是，用QRS復(fù)合波檢測(cè)電路(2)檢測(cè)QRS復(fù)合波并向CPU(4)實(shí)時(shí)發(fā)送中斷信號(hào)，根據(jù)數(shù)據(jù)采樣率和需要的壓縮效果預(yù)先選擇分解級(jí)數(shù)和誤差閾值，對(duì)經(jīng)上述小波分解后的在不同小波尺度上的小波分量逐點(diǎn)與誤差閾值與屏蔽函數(shù)的乘積進(jìn)行比較，如果大于此乘積保留該點(diǎn)，否則丟棄，然后再將記錄到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在由體表檢測(cè)到的體表信號(hào)通過(guò)心電信號(hào)放大電路(1)后得到心電信號(hào)后，用1000Hz采樣率實(shí)時(shí)采樣該心電信號(hào)，QRS復(fù)合波檢測(cè)電路(2)檢測(cè)QRS復(fù)合波并向CPU(4)實(shí)時(shí)發(fā)送中斷信號(hào)，以便確定QRS復(fù)合波起點(diǎn)從而計(jì)算屏蔽函數(shù)，把采樣得到的心電信號(hào)按每段2048個(gè)采樣點(diǎn)進(jìn)行分段，然后對(duì)每段用上述數(shù)據(jù)壓縮方法對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)壓縮編碼存儲(chǔ)，從而完成對(duì)心電信號(hào)24小時(shí)的記錄，記錄完成后把記錄到的數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)24小時(shí)的心律失常分析、ST段分析、QT分析、心率變異性分析、和心室晚電位動(dòng)態(tài)分析。
3.實(shí)施權(quán)利要求1所述方法的裝置，包括一個(gè)心電信號(hào)放大電路(1)、一個(gè)QRS復(fù)合波檢測(cè)電路(2)、一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換電路(3)、一個(gè)CPU(4)、和一個(gè)存儲(chǔ)電路(5)其特征在于由體表測(cè)到的體表信號(hào)輸入心電信號(hào)放大電路(1)，心電信號(hào)放大電路(1)的輸出送入A/D轉(zhuǎn)換電路(3)，同時(shí)心電信號(hào)放大電路(1)的輸出送入QRS復(fù)合波檢測(cè)電路(2)作為其輸入，QRS復(fù)合波檢測(cè)電路(2)的輸出送入CPU(4)作為CPU(4)的一中斷信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換電路(3)的輸出與CPU(4)的總線相連，CPU(4)的總線同時(shí)也與存儲(chǔ)電路(5)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所說(shuō)的心電信號(hào)放大電路(1)包括由A1、R1、R2、R3、R4、C1、C2組成的二階高通濾波放大器，體表信號(hào)輸入該二階高通濾波放大器，其輸出送入由A2、R5、R6、R7、R8、C3、C4組成的二階低通濾波放大器，該二階低通濾波放大器的輸出送入A/D轉(zhuǎn)換電路(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所說(shuō)的QRS復(fù)合波檢測(cè)電路(2)包括由A3、R9、R10、R11、C5、C6組成的帶通濾波器，其輸出分別接到二極管D2的陽(yáng)極和由A4、R15、R16組成的反相器的輸入端，該反相器的輸出接到二極管D1的陽(yáng)極，D1的陰極和D2的陰極相連并接到IC1比較器的IN+端，IC1、R12、R13、R14組成QRS復(fù)合波檢測(cè)比較器，IC1比較器的的OUT端與CPU(4)的一中斷輸入相連。
全文摘要
Holter系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮方法及其裝置,用整－整小波變換方法及其多分辨分析技術(shù)對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行多尺度小波分解,由QRS復(fù)合波檢測(cè)電路(2)確定QRS復(fù)合波起點(diǎn)位置,從而計(jì)算屏蔽函數(shù),根據(jù)數(shù)據(jù)采樣率和需要的壓縮效果預(yù)先選擇分解級(jí)數(shù)和誤差閾值,對(duì)經(jīng)上述小波分解后的在不同小波尺度上的小波分量逐點(diǎn)與誤差閾值與屏蔽函數(shù)的乘積進(jìn)行比較,確定保留點(diǎn),然后再將記錄到的保留數(shù)據(jù)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。
文檔編號(hào)G06F3/00GK1271561SQ0011378
公開(kāi)日2000年11月1日 申請(qǐng)日期2000年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月11日
發(fā)明者閻相國(guó), 鄭崇勛, 伍曉宇, 劉峰 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)