專利名稱：心磁信號(hào)噪聲抑制中的信號(hào)選擇性平均方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種心磁信號(hào)噪聲抑制中的信號(hào)選擇性平均方法，更確切地說，本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于心磁信號(hào)噪聲抑制的信號(hào)選擇性平均方法。
背景技術(shù)：
超導(dǎo)量子干涉器件(SuperconductingQuantum Interference Device, SQUID)是目前已知最靈敏的磁通傳感器，典型低溫超導(dǎo)SQUID的磁場靈敏度為3_5fT/sqrt (Hz)。作為SQUID的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，經(jīng)臨床研究證明，心磁系統(tǒng)在心臟疾病診斷、功能研究等方面有獨(dú)特的應(yīng)用潛力[V. Pizzela etal, Supercond. Sc1. Technol. 14(2001)R79-R114。心磁系統(tǒng)采集獲得的信號(hào)包括有用信號(hào)及噪聲干擾，其中噪聲包括白噪聲、非白噪聲、外界環(huán)境干擾，以及一些來自信號(hào)本身的變化、局部信號(hào)異常等。經(jīng)過預(yù)處理后，心磁信號(hào)所得的結(jié)果中仍然存在一些‘頑固’噪聲，如脈沖、隨機(jī)出現(xiàn)的擾動(dòng)及局部顯著的信號(hào)毛刺等。為了消除這些干擾噪聲，多周期平均處理得到了廣泛地使用。平均是生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理過程中常用的提高周期或準(zhǔn)周期信號(hào)質(zhì)量的最常用方法之一，在心磁信號(hào)處理中被廣泛使用。在心磁信號(hào)平均處理中，通過采集同步心電信號(hào)，以心電信號(hào)的R峰為基準(zhǔn)進(jìn)行截?cái)嗥骄Ｄ壳?，最常用的方法主要是對全段信?hào)進(jìn)行平均處理，該方法使得這些頑固噪聲引入到最后的平均結(jié)果中，造成信號(hào)失真。除此之外還有聚類分析法DDiPietroPaolo, H-P Muller and S N Erne, Phys. Med.Biol. 50(2005) 2415-2426，它是將每一個(gè)信號(hào)段按照信號(hào)特征劃分為樹形結(jié)構(gòu)，但是由于過于精細(xì)造成復(fù)雜度較大，效率較低。為此，探尋高效率、強(qiáng)實(shí)用性、易操作的心磁信號(hào)平均方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員努力追求的目標(biāo)之一，同時(shí)在實(shí)際應(yīng)用和分析方面具有十分重要的意義，構(gòu)筑成本發(fā)明的構(gòu)思。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種心磁信號(hào)噪聲抑制中的信號(hào)選擇性平均方法，所提供的方法是一種在信號(hào)噪聲抑制中的信號(hào)選擇性平均方法，所述的方法基于模版匹配的方式，通過計(jì)算模版信號(hào)與被檢信號(hào)之間的相似系數(shù)，經(jīng)閾值判斷剔除部分干擾周波進(jìn)行平均，以實(shí)現(xiàn)可選擇信號(hào)平均。本發(fā)明所述的信號(hào)選擇性平均方法是(I)查找與待處理心磁信號(hào)對應(yīng)的參考心電信號(hào)R峰，以對應(yīng)心電信號(hào)R峰為基準(zhǔn)，將心磁信號(hào)分割為各個(gè)獨(dú)立周波；進(jìn)行心磁的單周波分段；(2)將待處理信號(hào)進(jìn)行全平均處理，獲取的平均信號(hào)結(jié)果作為初級模版；(3)計(jì)算每一原始分段周波信號(hào)與初級模版之間的相似系數(shù)，與設(shè)定的初閾值進(jìn)行比較，識(shí)別并剔除波形變化較大的周波段，將保留下來的周波段進(jìn)行平均，獲得最終模版信號(hào);相似系數(shù)Y代表兩者之間的相似程度，定義為
y =1- δδ為差值系數(shù)，反映了當(dāng)前信號(hào)與模版信號(hào)在各時(shí)間點(diǎn)上的形狀差異
權(quán)利要求
1.一種心磁信號(hào)噪聲抑制中的信號(hào)選擇性平均方法，其特征在于所述的方法基于模版匹配的方式，通過計(jì)算模版信號(hào)與被檢信號(hào)之間的相似系數(shù)，經(jīng)閥值判斷剔除部分干擾周波進(jìn)行平均，以實(shí)現(xiàn)可選擇信號(hào)平均。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于具體步驟是(1)查找與待處理心磁信號(hào)對應(yīng)的參考心電信號(hào)R峰，以對應(yīng)心電信號(hào)R峰為基準(zhǔn)，將心磁信號(hào)分割為各個(gè)獨(dú)立周波；進(jìn)行心磁的單周波分段；(2)將待處理信號(hào)進(jìn)行全平均處理，獲取的平均信號(hào)結(jié)果作為初級模版；(3)計(jì)算每一原始分段周波信號(hào)與初級模版之間的相似系數(shù)，與設(shè)定的初閾值進(jìn)行比較，識(shí)別并剔除波形變化較大的周波段，將保留下來的周波段進(jìn)行平均，獲得最終模版信號(hào);(4)重復(fù)步驟(3)，模版匹配以最終模版代替初級模版獲取最終的平均心磁信號(hào)。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述的相似系數(shù)Y代表兩者之間的相似程度，定義為Y =1- δδ為差值系數(shù)，反映了當(dāng)前信號(hào)與模版信號(hào)在各時(shí)間點(diǎn)上的形狀差異
4.按權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于在波形識(shí)別過程中，相似系數(shù)對信號(hào)的幅度變化及波寬更為敏感，對于波形變化的識(shí)別能力更強(qiáng)。
5.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于設(shè)定的初閥值大小決定信號(hào)選擇剔除的程度，直接影響模版信號(hào)的優(yōu)劣，采用相對閾值，定義為Gate = μ X Y mean, O ^ μ ^ I式中，Y m_為相似系數(shù)序列的均值，μ為強(qiáng)度因子，根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)的情況進(jìn)行選擇。
6.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于步驟(2)對待處理信號(hào)進(jìn)行全平均處理即對應(yīng)點(diǎn)疊加平均。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種心磁信號(hào)噪聲抑制中的信號(hào)選擇性平均方法，其特征在于所述的方法基于模版匹配的方式，通過計(jì)算模版信號(hào)與被檢信號(hào)之間的相似系數(shù)，經(jīng)閥值判斷剔除部分干擾周波進(jìn)行平均，以實(shí)現(xiàn)可選擇信號(hào)平均。本方法的特點(diǎn)是利用模版匹配剔除信號(hào)中存在噪聲干擾或異常信號(hào)的周波，避免對平均信號(hào)結(jié)果引入不必要的噪聲引發(fā)信號(hào)失真，靈活度大，適用于實(shí)際采集心磁信號(hào)過程中遇到的各種干擾問題。
文檔編號(hào)A61B5/0402GK102988041SQ20121046549
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者劉明, 張樹林, 曾佳, 邱陽, 李華, 王永良, 孔祥燕, 謝曉明 申請人:中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所