心电信号去噪1--心电信号简介

 

 

开一个坑总结一下最近学的ECG滤波算法，先对心电图和心电信号做一下简要介绍

注：这里是以小型手持心电图机为研究对象的(单导联)。

 

• 心电图介绍

心电图(electrocardiogram,ECG)能反映心脏兴奋的电活动过程,它在心脏基本功能及病理研究方面具有重要的参考价值。由于本系列不过多涉及心电图的诊断，主要是讲ECG消噪，所以这里只简要介绍P波,QRS波群，T波。

而S-T段，Q-T间期之类的就不再赘述。

p波：是心电信号的是准周期内出现的第一个波，在图中以pstart为起点，pstop为终点，一般宽度为0.08s~0.11s(按照采样点数来度量宽度就是: 0.08*采样频率~0.11*采样频率)，波的幅值不超过 0.25mv。

QRS波群：图中以start为起点，stop为终点，一般宽度为0.06s~0.10s，幅度一般为10uv~4mv。。其由向下的 Q 波、尖高向上的R波以及与R波相联并向下的S波组成。

T波:图中以tstart为起点，tstop为终点.T 波的时间宽度为 0.05s~0.25s，幅度不应低于同导联R波的1/10.

• 心电信号介绍

心电信号是重要的生命体征信号，具有：

1. 随机性强[有强烈的非线性和非平稳性，数学上无法用准确数学函数来描述,是一个准周期信号]
2. 信号微弱[心电信号的频率范围大约在0.05Hz~100Hz,其中信号能量主要集中在0.5Hz~45Hz]
3. 抗干扰性差[由于心电信号的微弱，在采集过程中，极易受人体内和体外环境的影响，采集到的心电信号常常都伴随着强烈的噪声]

 

• 心电信号噪声介绍

心电信号是一种具有强烈的非线性、非平稳性和随机性的微弱信号，在对其采集的过程中，极易受来自体内和体外环境的影响，如人体四肢的运动、呼吸、周边环境中的电磁干扰等等，因此直接采集到的心电信号伴随着大量噪声，常见的噪声有基线漂移、工频干扰、肌电干扰和运动伪迹。

1.基线漂移
由测量电极接触不良、呼吸引起的低频干扰信号，基线漂移的频率小于5Hz（也有参考资料称在0.05Hz~2Hz之间）表现为心电信号偏离正常基线位置。

2.工频干扰
工频干扰主要是在供电设备上产生的，不同国家使用的供电设备和供电频率是不相同的，例如我国的供电设备大都使用50Hz的交流电，其对心电信号的影响较大，表现为使波形整体图形模糊。

 

3.肌电干扰
一般来源于肌肉的收缩和颤动，这样的干扰幅值较小，但频率较高，其频率在5Hz~2000Hz，表现为为不规则快速变化的波形。

4.运动伪迹
由于人体的轻微运动引起的，主要特点是突变性，频率范围一般在 3Hz~14Hz 的范围内，持续时间也很短。

 

主要参考文献:

[1]基于EMD的心电信号去噪方法研究及实现

[2]小波变换在手持心电图机中的心电信号去噪应用

 

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