ecg 幅度 ECG訊號中一些運動偽差的討論

2021-10-16 18:33:51 字數 1454 閱讀 8864

此討論是在取樣頻率為150hz下的

一、我們是如何判斷噪音的

在這裡,我們僅對ecg訊號中的各種運動干擾做一些討論。首先討論的是——我們是如何判斷噪音的。

看到一段ecg訊號的時候,我們大概一眼就能判斷他是不是運動干擾。其中最主要的就是通過形態學來判斷的。如果訊號和我們大腦中的「正常」,「單源」,「多源」的模板匹配,那我們就說這是平穩訊號,如果訊號和模板不配,有大量的抖動,形變,那我們就說,這是受到干擾的雜訊。

二、大幅抖動的訊號

訊號的抖動簡單來說無非就是與正常平穩的訊號相比,有了一些上上下下的波動或者非正常的形變。如下圖所示:

圖1是平穩訊號,圖2是抖動的非平穩訊號。與平穩訊號相比,非平穩訊號的最大特點就是波形劇烈變化。換句話說,就是非平穩訊號的階躍很大。如果用訊號方差除去均值:

e = mean/sdnn

可以具體表現為訊號的總體的離散性。離散性越大,則證明訊號的抖動幅度越大,他越有可能是雜訊。在多次實驗中,我們選取e>0.25作為乙個判斷依據,將訊號進行初步判斷。e>0.25,判斷為雜訊,如果e<0.25,我們將做下一步判斷。

三、凹凸變化多

有些訊號雖然沒有大幅度的階躍變化,但是卻有很多的凹凸性質的變化,直白的說就是其波峰過多。如圖3所示:

與正常訊號相比,雖然他們的e沒有大的差別,但是他們與正常訊號2到3個波峰來說,他們的波峰過多。圖3中的三幅圖訊號的波峰數值均在5個左右。這樣的訊號,我們也將其判斷為雜訊。因此我們規定凡是波峰數大於5的訊號,我們將其視為雜訊。

四、形態平穩波峰少,但是有數個大波峰

有些波峰也較為平穩,波峰數也較少,但是去除r波點的波峰以外,還有一些大的波峰,其高度值和r波點峰值類似,這樣的我們也將其視為噪音。

如圖4所示,三個雜訊的波峰均沒有大於5,但是除r波點之外,還有其他的波峰,其高度竟然比r波點還高,這樣的形態,我們也將其視為雜訊。因此我們規定,除r波點外的波峰,如果其波峰高度比r波點高,或者雖然比r波點矮但是和r波點的差值在10以內,我們將其視為雜訊。

五、定位不准

我們對於訊號的擷取規定以r點為基準,r點之前擷取32點,r點之後擷取64點(包括r點),共96點。也就是說,其最高點的波峰應該在32點前後。如果我們發現訊號中所有的波峰點的位置都沒有在32到34之間,就證明對於這個訊號的定位不准。

如圖所示,三幅圖均有較為明顯的r波峰點,但是均沒有定位在32點附近,這樣的我們也將其視為雜訊。

六、出現極值點

有些訊號的階躍極為劇烈,甚至可以到達極值點。也就是說一些點的值接近於0或者255,這樣的訊號我們也將其視為雜訊。

七、峰值的敏感程度

經過六種判斷,已經排除了大部分的的雜訊訊號,但是依舊有一些訊號比較特殊。例如下圖訊號:

這些訊號雖然符合上述6種判斷,但是他們的r波相較於整體而言不太敏感。我們用y來標識其r波的敏感度:

其中i標識96點中的某個點,mean代表96點的均值。n代表訊號的長度(96)

r約大,證明r波越明顯,r越小,證明r波越平緩。如果r小於3,基本證明是雜訊。

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