ecg 幅度_ECG信号中一些运动伪差的讨论
此讨论是在采样频率为150Hz下的
一、我们是如何判断噪音的
在这里,我们仅对ECG信号中的各种运动干扰做一些讨论。首先讨论的是——我们是如何判断噪音的。
看到一段ECG信号的时候,我们大概一眼就能判断他是不是运动干扰。其中最主要的就是通过形态学来判断的。如果信号和我们大脑中的“正常”,“单源”,“多源”的模板匹配,那我们就说这是平稳信号,如果信号和模板不配,有大量的抖动,形变,那我们就说,这是受到干扰的噪声。
二、大幅抖动的信号
信号的抖动简单来说无非就是与正常平稳的信号相比,有了一些上上下下的波动或者非正常的形变。如下图所示:
图1是平稳信号,图2是抖动的非平稳信号。与平稳信号相比,非平稳信号的最大特点就是波形剧烈变化。换句话说,就是非平稳信号的阶跃很大。如果用信号方差除去均值:
E = MEAN/SDNN
可以具体表现为信号的总体的离散性。离散性越大,则证明信号的抖动幅度越大,他越有可能是噪声。在多次实验中,我们选取E>0.25作为一个判断依据,将信号进行初步判断。E>0.25,判断为噪声,如果E<0.25,我们将做下一步判断。
三、凹凸变化多
有些信号虽然没有大幅度的阶跃变化,但是却有很多的凹凸性质的变化,直白的说就是其波峰过多。如图3所示:
与正常信号相比,虽然他们的E没有大的差别,但是他们与正常信号2到3个波峰来说,他们的波峰过多。图3中的三幅图信号的波峰数值均在5个左右。这样的信号,我们也将其判断为噪声。因此我们规定凡是波峰数大于5的信号,我们将其视为噪声。
四、形态平稳波峰少,但是有数个大波峰
有些波峰也较为平稳,波峰数也较少,但是去除R波点的波峰以外,还有一些大的波峰,其高度值和R波点峰值类似,这样的我们也将其视为噪音。
如图4所示,三个噪声的波峰均没有大于5,但是除R波点之外,还有其他的波峰,其高度竟然比R波点还高,这样的形态,我们也将其视为噪声。因此我们规定,除R波点外的波峰,如果其波峰高度比R波点高,或者虽然比R波点矮但是和R波点的差值在10以内,我们将其视为噪声。
五、定位不准
我们对于信号的截取规定以R点为基准,R点之前截取32点,R点之后截取64点(包括R点),共96点。也就是说,其最高点的波峰应该在32点前后。如果我们发现信号中所有的波峰点的位置都没有在32到34之间,就证明对于这个信号的定位不准。
如图所示,三幅图均有较为明显的R波峰点,但是均没有定位在32点附近,这样的我们也将其视为噪声。
六、出现极值点
有些信号的阶跃极为剧烈,甚至可以到达极值点。也就是说一些点的值接近于0或者255,这样的信号我们也将其视为噪声。
七、峰值的敏感程度
经过六种判断,已经排除了大部分的的噪声信号,但是依旧有一些信号比较特殊。例如下图信号:
这些信号虽然符合上述6种判断,但是他们的R波相较于整体而言不太敏感。我们用Y来标识其R波的敏感度:
其中i标识96点中的某个点,mean代表96点的均值。N代表信号的长度(96)
R约大,证明R波越明显,R越小,证明R波越平缓。如果R小于3,基本证明是噪声。
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