12导联心电图实时采集中无损压缩的方法

xiaoxiao2020-7-22  13

专利名称:12导联心电图实时采集中无损压缩的方法
技术领域
本发明属于医疗仪器技术领域,特别涉及在12导联心电图的实时同步采集中实时无损压缩存储心电信号波形的方法。
本发明所采用的技术方案是在使用低功耗的、处理速度低及内部RAM资源少的单片机进行12导联心电图同步高精度采集时,对于采集到的每个导联的心电数据进行实时的无损压缩,当压缩后的数据积累到一定的量后,写入存储器存储。所采用的无损压缩方法非常适合于心电信号波形和类似波形数据的压缩。
无损压缩算法描述设k为第i个导联当前存储字节数,mi(k)为第i导联第k个字节中存储的数值Xi(n)为第i个导联的第n个输入值,Yi(n)为第i导联经系统输出的第n个值对于12导联心电信号同步采样中的每一通道数据都先经过由附图
表示的传输系统附图中12导联的信号X1,X2,…,X11,X12为系统的输入,Y1,Y2,…,Y11,Y12为系统的输出。
H(z)为系统的传输函数,其z变换表达式如下H(z)=11-z-1]]>对第i个导联Xi的输出Yi,当Yi的值满足下面三个条件中的某一个时,采用相应的方法进行压缩1)当输出Yi(n)=0时,采用无损压缩方法1。
2)当输出-8≤Yi(n)≤7时,采用无损压缩方法2。
3)当输出Yi(n)为其它值时,mi(k+1)=Xi(n)。
无损压缩方法1判断Yi(n-1)的值1)当Yi(n-1)=0时,mi(k)new=mi(k)old+12)Yi(n-1)为其它值时,mi(k+1)=2无损压缩方法2判断Yi(n-1)的值(1)0≥Yi(n-1)或Yi(n-1)>7时,mi(k+1)=Yi(n)(2)Yi(n-1)为其它值时,mi(k)new=mi(k)old*128+Yi(n)本发明方法适用于由单片机及8位AD转换器组成的实时心电数据采集系统,能够以简洁高效的方法将采集到的数据进行无损压缩后存入存储器中,本发明方法还可应用在12导联或多导联HOLTER的心电信号采集记录中,应用在其它便携式和手持式的心电信号采集装置中。
本发明中的无损压缩方法1对于心电图的基线可实现很高的压缩比,而无损压缩方法2适合压缩T波、P波及带有低频干扰的基线等变化比较缓慢的信号,而对于QRS波群和强干扰等突变信号的压缩不是很显著。这两种无损压缩方法相结合可使心电信号的压缩获得比较理想的无损压缩比。使用这两种压缩方法结果表明在4MHz系统时钟下单片机以512点/秒的采样频率处理8个通道的AD数据,其压缩比为3-3.5倍。随着目前存储器容量的发展,不需要进行较大压缩比的有损压缩,运算和实施复杂的其他无损压缩方法也对单片机的运算速度、RAM资源等要求高,使用本简便易行的心电数据无损压缩方法,将心电采样的数据实时无损压缩到原来的三分之一左右再存储,已经完全满足实际使用的需求。
权利要求
1.一种12导联心电图实时采集中无损压缩的方法,其特征是,在处理速度低及内部RAM资源少和低功耗的单片机上实现12导联或多导联心电图高精度同步实时采集时的心电数据的无损压缩,对于12导联心电信号同步采样中的每一通道数据都先经过由H(z)=11-z-1]]>式所表示的传输特性的系统,然后针对输出结果的不同,采用不同的方法进行压缩1)当输出Y(n)=0时,采用无损压缩方法1,2)当输出-8≤Y(n)≤7时,采用无损压缩方法2,3)当输出Y(n)为其它值时,不进行压缩;其无损压缩方法1和2设i为当前存储字节数,m(i)为第1个字节中存储的数值无损压缩方法1判断y(n)序列中Y(n-1)的值1)当Y(n-1)=0时,m(i)new=m(i)old+12)当Y(n-1)为其它值时,m(i+1)=2无损压缩方法2判断Y(n)序列中y(n-1)的值(1)0≥Yi(n-1)或Yi(n-1)>7时,m(i+1)=Y(n)(2)Y(n-1)为其它值时,m(i)new=m(i)old*128+Y(n)。
全文摘要
一种简便易行的在进行12导联(多导联)心电信号高精度实时采集时使用的无损压缩方法,可以实时地无损压缩采集到的心电数据。可以在低功耗的、处理速度低及内部RAM资源少的单片机上使用,方法简便易行,特别适合于12导联(多导联)HOLTER系统或便携式、手持多导联心电信号采集装置使用。
文档编号G06F19/00GK1423997SQ0214467
公开日2003年6月18日 申请日期2002年12月3日 优先权日2002年12月3日
发明者卢树起, 周肖飞, 王长津 申请人:沈阳东软数字医疗系统股份有限公司

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