(7)U波:T波后0.02一0.04:可能会出现一个与T波方向一致的低宽U波,其成因和生理意义目前尚不十分清楚"。
本文注重于QRS波的检测，而在查阅一些文献资料以后，发现QRS波的检测主要分为基于小波变换的心电信号ORS波检测与基于EMO与Marr小波变换的心电信号ORS波检测两种。
基于小波变换的心电信号ORS波检测
具体算法实现步骤如下：
《生物医学信号处理》实习报告
学生姓名：
学号：
实验室名称：
项目名称：心电信号的R波检测
项目内容：
1)总结常用的QRS波检测算法；
2)选择一种QRS波检测算法，理解该检测算法；
3)编写程序，检测不含噪声的模拟ECG信号中R波
4)对模拟ECG信号加高斯噪声生成含噪声的模拟ECG信号；
5)利用前面编写的QRS波检测算法，检测含噪声模拟ECG信号的R波；
(1)P波:也叫心房去极波,反映的是左右两心房去极化过程的电位变化"波形一般圆钝光滑,历时0.08一0.11:,波幅不超过0.25mV"两心房复极化过程所产生的电位变化称为Ta波,它通常与P一R段!QRS波群或S一T段重叠在一起,且波幅很低,在心电图上不易辨认"。
(2)P一R间期(或称P一Q间期):是P波起点到QRS波群起点之间的时间间隔,反映了自心房除极开始至心室除极开始的一段时间"正常成人的P一R间期为0.12一0.20:"若超过0.205,一般表明有房室传导阻滞的发生"P一R间期的长短与年龄及心率有关。
小波变换可以分为连续小波变换(CWT)、离散栅格小波变换(DWT)和离散序列的小波变换(DSwT)。信号x(t）的小波变换定义式是： 其中 是基本小波又称母小波函数 是母小波经过移位和伸缩所
生的一组函数,称之为小波基函数,a是尺度因子,它实现对母小波函数的伸缩变换,b是时移变量,它实现对母小波函数的移位变换,以确定对信号分析的时间中心"在连续小波变换中,a、b、t均是连续变量,而在离散小波变换中,需对它们进行离散化,常取
(5)T波:反映两心室复极化过程的电位变化"波形圆钝,升降支并不完全对称,波形的前支较长而后支较短,占时约0.05一0.255"T波方向应与QRS波群的主波方向一致"在以R波为主的导联中,其波幅应不低于本导联R波的1/10。
(6)Q一T间期:指从QRS波群起点到T波终点之间的时间,它代表心室开始去极化到全部复极化完毕所需的时间"这一间期的长短与心率密切相关"心率越快,Q一T间期越短:反之,则Q一T间期越长"正常的Q一T间期依心率!年龄及性别不同而有所不同.当心率为75次/分时,Q一T间期为0.30一0.405"分析Q一T间期的变化,对疾病的早期诊断和分析抗心律失常药物对心脏的影响,可起到一定的辅助作用"由于Q一T间期受心率的影响比较大,临床上经常采用修正的Q一T间期,即采用Bazett公式计算:
(3)QRS波群:反映两心室去极化过程的电位变化"典型的QRS波群包括三个紧密相连的电位波动:第一个向下的波称为Q波;紧接着是向上!高而尖峭的R波;最后是向下的S波"在不同导联中,这三个波不一定都出现,各波的幅度变化也较大"历时约0.06一0.105"。
(4)S一T段:指QRS波群终点与T波起点之间的线段,一般与零电位基线平齐"在这段时期内,因心室各部分都已全部进入除极化状态,但尚未开始复极,故心室各部分之间没有电位差存在,心电曲线恢复到基线水平"但若有冠状动脉供血不足或心肌梗死等情况发生时,S一T段常会偏离基线,并超过一定的幅度范围"。
当 时就称之为二进离散小波变换，然而取
时，在实际信号分析中有时显得尺度跳跃跨度太大,当希望尺度a在a>O的范围内取任意值进行分析时就需要进行连续小波变换"下面将根据心电信号的连续小波变换模极大值线检测和定位R波峰。
心电信号的R波峰是奇异点,而且它具有较大的幅度和较高的斜率等典型特征,根据基于小波变换的信号奇异性检测理论可知,每个R波的位置都对应于小波变换的模极大值的汇聚点,所以本算法首先对心电信号作连续小波变换并对信号按照心动周期进行分段,以便分别对一个心动周期内的波形进行奇异性分析,然后分别在每一个心动周期内检测模极大值点,它们的连线就是模极大值线由此确定R波的位置,并剔除李氏指数为负对应为噪声产生的模极值线以及应用不应期策略减少噪声干扰,提高检测准确率。
图1-1标准的Βιβλιοθήκη 电波形图不同导联所记录的心电图,在波形表现上会有所不同,但一个正常的心电波形周期图基本上都是由一个P波,一个QRS披群,一个T波以及过渡期所组成"有时在T波后,还会出现一个小的U波"心电信号的这些特征波形和过渡期均代表着一定的生理学意义,现以MLH导联的正常心电图波形为例,如图(1一l)所示,对心电波形的主要组成及其特点进行简要介绍"。
6)分别检测不含噪声和含噪声的心率失常ECG信号（任务一中得到的MIT-BIH数据）
原理（写出具体的计算公式）
心电信号是体表电极测量的心电电压幅度随时间变化的函数,属于时域波形信号,虽然从人体体表不同部位的不同导联上所测得的心电波形各异,且不同个体的心电信号存在差异,但所有正常的心电波形周期均可划分为P波!P一R段!QRS波群!S一T段!T波等几个主要部分,且每个特征子波段都代表着一定的生理学意义,如图(2一1)所示"如果心脏发生了病变,就会使得心电信号在周期和波形形态上发生某些畸变,有关的心电图学专著二中给出了大量心脏病变的心电图示例,足以说明心电波形的复杂多变性和电生理机理的复杂性"由于ECG信号容易受到各种噪声干扰的影响和其本身波形形态的复杂多变,一般情况下,直接利用ECG信号的时域波形进行信号分类和疾病诊断比较困难,更多的是要对时域ECG信号进行某种变换或处理,提取ECG信号的变换域特征进行分析和判断"体表心电图时域波形信号的幅度范围一般在IOuV一4mv之间,典型值为lmv左右"从时域波形中可以看出,ECG信号特征段的分界处是波形上的拐点,即波形变化起伏最大的点,这也是ECG信号波形检测与定位时最关注的点,关于心电信号中典型波段及特征点所代表的生理学意义将在下一节中进行较为详细的论述"