动态心电图QRS波形检测算法的分析

　　0引言

　　动态心电图系统，作为一种重要的无创性心脏活动检查方法，在医学上起着举足轻重的地位，它的工作过程是通过病人随身携带的记录器连续24小时监测人体心电变化，并输入计算机加以显示、分析，以辅助医生做出正确的诊断。

　　记录器采集的信息是所测试到的人体表面电位差值(伏特)，它的基础是一个个心肌细胞的电激动;心电波形(见图l)又称ECG波形，实质是这种心电数据的图形化表示，它表征了人体心脏电激动的综合过程。

　　记录器中记录的离散数据值(电压幅值)及其采样频率是进行心电分析所需要的原始数据，因此动态心电图分析系统是一个数字信号处理系统。它对各种医学病症的分析和诊断都是建立在对病人心电波形的正确检测和识别基础之上。QRS波代表了心室的电激动过程，是心电图中最重要、最显著的波群，对整个心电波形(包括P波和T波)的识别都是以对QRS波的检测为基础的。

　　心电波是动态的，其形状和大小是时刻变化的，而且易受到外界因素的影响，即出现伪波，为识别带来很大难度，因此对不同心电波形进行有效检测是一个复杂的过程，也决定了系统的精度和可靠性。目前大多数国产心电图分析系统分析精度都不是很高，在算法上还没有一种理想和固定的模式，本文在模式识别理论基础上，运用了线性的分析方法，建立起一个高效、实用的QRS波检测算法。

　　1算法综述

　　动态心电图系统对各种医学病症的分析主要采用了模式识别的基本方法.所谓模式原意上指供模仿用的完美无缺的标本，所以模式识别就是识别出事物与哪个被提供模仿的标本相同或相似。模式识别内容很广，给定的事物可以是声音、文字、指纹、图形等。任何一种的模式识别过程(如图2)’2]都可归结为数据获取、特征值的抽取和选择、匹配分类3个步骤。

　　QRS是心电图中最重要、最显著的波群，波幅值大，波形陡，这也是QRS波与T波和P波主要区别，对整个心搏的检测是以QRS的检测为基础的。

　　对QRS波形检测就是对每个QRS波形特征值的抽取过程。病人24小时心电数据通常每隔sms一个采样点，采样频率为20OHz!，，。心电分析就是对病人24小时心电数字信号的辨识过程，把病人心电数据按从前到后的次序划分成各个分别独立的心搏，即以QRS波的检测为基准，再按照QRS波前后给定的时间间隔内检测P波和T波，提取各心搏的特征值(包括起始点，位移和间期等)，这些提取出来的特征值就是医学上判定的数据依据，即模式匹配所需的数据。所以QRS波形检测和识别是整个分析系统的关键环节。