技术领域
[0001] 本
发明涉及
生物医学信号领域，特别是涉及一种心磁信号质量评价方法及系统。
背景技术
[0002] 心磁图仪在心脏
疾病诊断、功能研究等方面有不可替代的应用价值，超导量子干涉仪(Superconducting Quantum Interference Device，SQUID)是测量心脏
磁场的磁通
传感器，具有很高的灵敏度。
[0003] 由同一种心磁图仪设备所采集的信号，由于环境或自身等其他原因导致采集信号的质量
水平参差不齐，包括有用信号及噪声干扰，其中噪声包括基线漂移、信号毛刺等，噪声主要对信号形态产生影响，会严重
干扰信号特征，而信号特征是信号分析的
基础，由噪声、运动干扰以及其他病理特征而导致的心磁信号质量问题，是影响信号特征提取
精度的重要因素。
[0004] 针对生物信号包含的各种质量问题，以往所采取的手段往往是通过滤波的方式进行去除噪声和基线漂移，而噪声的随机性使得
滤波器设计复杂，且没有一个滤波器可以滤出所有的噪声，从而造成分析结果的不准确。但是如果采集的信号所含噪声较少，或者噪声可通过简单的滤波提取真实信号，对后期的
数据处理分析结果准确度提高很多。目前采集员对于采集到心磁信号的优劣没有统一的标准，如果采集员采集到的信号劣，对数据分析不准确；或者采集的信号不可用，需要再次采集，对于病人来说，体
力和财力消耗都大。为此，智能评估心磁信号质量优劣是本领域技术的一个重点目标，对后期数据分析方面有着十分重要的意义，形成本发明的构思。
[0005] 因此，目前需要一种能够对采集的心磁信号质量进行智能评估的方法，以判断采集的信号质量的优劣，采集员可以此判断信号是否需要重新采集。
发明内容
[0006] 鉴于以上所述
现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种心磁信号质量评价方法及系统，用于解决现有技术中不能智能、便捷且准确的对采集的心磁信号进行质量评估的问题。
[0007] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种心磁信号质量评价方法，包括：步骤S11：采集心磁信号及对应的心
电信号；步骤S12：提取所述心电信号的R峰点，以所述心电信号的R峰点为基准，将所述心磁信号分割为各个独立的周期波，且记录所述心电信号的周期数；步骤S13：获取所述心磁信号中噪声小于预设噪声
阈值的周期波作为有效周期波，且获取所述心磁信号的有效周期波对应的有效周期数；步骤S14：根据第一预设条件对所述心磁信号的有效周期数比值进行判断，当所述有效周期数比值符合所述第一预设条件时，继续执行以下步骤，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11；步骤S15：根据第二预设条件对所述有效周期波相关的心电信号的R峰值点基线漂移进行判断，当所述R峰值点基线漂移符合所述第二预设条件时，继续执行以下步骤，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11；步骤S16：根据第三预设条件对所述心磁信号的有效周期波的噪声值进行判断，当所述心磁信号的有效周期波的噪声值符合所述第三预设条件时，判断所述心磁信号为优信号，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11。
[0008] 于本发明一具体
实施例中，所述步骤S14具体包括：计算所述有效周期数与所述心电信号的周期数的比值以得到有效周期数比值，且将该有效周期数比值与预设周期比值阈值进行比较，当所述有效周期数比值大于或等于所述预设周期比值阈值时，继续执行步骤S15，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11。
[0009] 于本发明一具体实施例中，所述步骤S15具体包括：提取所述有效周期波相关的心电信号R峰点对应的心磁信号的值以计算心磁标准差，且将所述心磁标准差与预设标准差阈值进行比较，当所述心磁标准差小于或等于所述预设标准差阈值时，继续执行步骤S16，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11。
[0010] 于本发明一具体实施例中，所述步骤S16具体包括：计算各所述有效周期波在预设时间内的最大值和最小值的差值，且以所述差值小于预设差值阈值的有效周期波的数量作为可用周期数，将所述可用周期数与预设周期数阈值进行比较，当所述可用周期数大于或等于所述预设周期数阈值时，判断所述心磁信号为优信号，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11。
[0011] 于本发明一具体实施例中，所述心磁信号包括多个通道的心磁信号，针对各通道均执行提取所述有效周期波信号相关的心电信号R峰点对应的心磁信号的值以计算心磁标准差，且将所述心磁标准差与预设标准差阈值进行比较的步骤，且当各通道的心磁标准差均小于或等于所述预设标准差阈值时，继续执行所述步骤S16，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11。
[0012] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明还提供一种心磁信号质量评价系统，包括：信号采集模
块，用以采集心磁信号及对应的心电信号；信号分割模块，用以提取所述心电信号的R峰点，且以所述心电信号的R峰点为基准，将所述心磁信号分割为各个独立的周期波，且记录所述心电信号的周期数；有效周期数获取模块，获取所述心磁信号中噪声小于预设噪声阈值的周期波作为有效周期波，且获取所述心磁信号的有效周期波对应的有效周期数；第一判断模块，用以根据第一预设条件对所述心磁信号的有效周期数比值进行判断，当所述有效周期数比值符合所述第一预设条件时，继续执行第二判断模块，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集；所述第二判断模块，用以根据第二预设条件对所述有效周期波相关的心电信号的R峰值点基线漂移进行判断，当所述R峰值点基线漂移符合所述第二预设条件时，继续执行第三判断模块，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集；所述第三判断模块，用以根据第三预设条件对所述心磁信号的有效周期波的噪声值进行判断，当所述心磁信号的有效周期波的噪声值符合所述第三预设条件时，判断所述心磁信号为优信号，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0013] 于本发明一具体实施例中，所述第一判断模块的执行过程具体包括：计算所述有效周期数与所述心电信号的周期数的比值以得到有效周期数比值，且将该有效周期数比值与预设周期比值阈值进行比较，当所述有效周期数比值大于或等于所述预设周期比值阈值时，继续执行所述第二判断模块，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0014] 于本发明一具体实施例中，所述第二判断模块的执行过程具体包括：提取所述有效周期波相关的心电信号R峰点对应的心磁信号的值以计算心磁标准差，且将所述心磁标准差与预设标准差阈值进行比较，当所述心磁标准差小于或等于所述预设标准差阈值时，继续执行所述第三判断模块，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0015] 于本发明一具体实施例中，所述第三判断模块的执行过程具体包括：计算各所述有效周期波在预设时间内的最大值和最小值的差值，且以所述差值小于预设差值阈值的有效周期波的数量作为可用周期数，将所述可用周期数与预设周期数阈值进行比较，当所述可用周期数大于或等于所述预设周期数阈值时，判断所述心磁信号为优信号，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0016] 于本发明一具体实施例中，所述心磁信号包括多个通道的心磁信号，针对各通道均执行提取所述有效周期波信号相关的心电信号R峰点对应的心磁信号的值以计算心磁标准差，且将所述心磁标准差与预设标准差阈值进行比较的步骤，且当各通道的心磁标准差均小于或等于所述预设标准差阈值时，继续执行所述第三判断模块，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0017] 如上所述，本发明的心磁信号质量评价方法及系统，提取待处理心磁信号及对应的参考心电信号R峰点，以所述心电信号R峰点为基准，将所述心磁信号分割为各个独立周期波，且记录所述心电信号的周期数，获取所述心磁信号中噪声小于预设噪声阈值的周期波作为有效周期波，获取该有效周期波信号对应的有效周期数；依次根据周期波有效数、R峰值点基线漂移以及有效周波噪声数对采集的心磁信号进行评价，以判断采集的心磁信号的质量，本发明可以智能、便捷且准确的对采集的心磁信号进行质量评估。
附图说明
[0018] 图1显示为本发明的心磁信号质量评价方法在一具体实施例中的流程示意图。
[0019] 图2显示为本发明的心磁信号质量评价方法在一具体实施例中的流程示意图。
[0020] 图3显示为本发明的心磁信号质量评价方法在一具体实施例中应用的
波形信号示意图。
[0021] 图4显示为本发明的心磁信号质量评价方法在一具体实施例中应用的波形信号示意图。
[0022] 图5显示为本发明的心磁信号质量评价方法在一具体实施例中应用的波形信号示意图。
[0023] 图6显示为本发明的心磁信号质量评价方法在一具体实施例中应用的波形信号示意图。
[0024] 图7显示为本发明的心磁信号质量评价系统在一具体实施例中的模块示意图。
[0025] 元件标号说明
[0026] 10 心磁信号质量评价系统
[0027] 11 信号采集模块
[0028] 12 信号分割模块
[0029] 13 有效周期数获取模块
[0030] 14 第一判断模块
[0031] 15 第二判断模块
[0032] 16 第三判断模块
[0033] S11～S18 步骤
具体实施方式
[0034] 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本
说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0035] 需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0036] 请参阅图1，显示为本发明的心磁信号质量评价方法在一具体实施例中的流程示意图。
[0037] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种心磁信号质量评价方法，包括：
[0038] 步骤S11：采集心磁信号及对应的心电信号。
[0039] 步骤S12：提取所述心电信号的R峰点，以所述心电信号的R峰点为基准，将所述心磁信号分割为各个独立的周期波，且记录所述心电信号的周期数。
[0040] 步骤S13：获取所述心磁信号中噪声小于预设噪声阈值的周期波作为有效周期波且获取所述心磁信号的有效周期波对应的有效周期数；优选的，于具体实施例中，可以根据模板匹配的方式获取所述心磁信号中质量较好的周期波作为有效周期波，即噪声小于预设噪声阈值的周期波作为有效周期波。
[0041] 步骤S14：根据第一预设条件对所述心磁信号的有效周期数比值进行判断，当所述有效周期数比值符合所述第一预设条件时，继续执行以下步骤，否则执行步骤S18，步骤S18为：判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11；进一步的，于具体实施例中，所述步骤S14具体包括：计算所述有效周期数与所述心电信号的周期数的比值以得到有效周期数比值，且将该有效周期数比值与预设周期比值阈值进行比较，当所述有效周期数比值大于或等于所述预设周期比值阈值时，继续执行步骤S15，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11；且根据多次实验后得到的经验，选取所述预设周期比值阈值为0.65。
[0042] 步骤S15：根据第二预设条件对所述有效周期波相关的心电信号的R峰值点基线漂移进行判断，当所述R峰值点基线漂移符合所述第二预设条件时，继续执行以下步骤，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11；进一步的，于具体实施例中，所述步骤S15具体包括：提取所述有效周期波相关的心电信号R峰点对应的心磁信号的值以计算心磁标准差，且将所述心磁标准差与预设标准差阈值进行比较，当所述心磁标准差小于或等于所述预设标准差阈值时，继续执行以下步骤S16，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11；且当所述心磁信号包括多个通道的心磁信号，针对各通道均执行提取所述有效周期波信号相关的心电信号R峰点对应的心磁信号的值以计算心磁标准差，且将所述心磁标准差与预设标准差阈值进行比较的步骤，且当各通道的心磁标准差均小于或等于所述预设标准差阈值时，继续执行所述步骤S16，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11。根据多次实验后得到的经验，选取所述预设标准差阈值为1.07。具体的，所述心磁标准差的计算公式为： 其中，Tm为有效周期数，Mi为所述有效周期波信号第i个有效周期波相关的R峰点对应的心磁信号的值，μ表示有效周期波信号在R峰点处的均值，且
[0043] 步骤S16：根据第三预设条件对所述心磁信号的有效周期波的噪声值进行判断，当所述心磁信号的有效周期波的噪声值符合所述第三预设条件时，执行步骤S17：即判断所述心磁信号为优信号。否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11。进一步的，于具体实施例中，所述步骤S16具体包括：计算各所述有效周期波在预设时间内的最大值和最小值的差值，且以所述差值小于预设差值阈值的有效周期波的数量作为可用周期数，将所述可用周期数与预设周期数阈值进行比较，当所述可用周期数大于或等于所述预设周期数阈值时，判断所述心磁信号为优信号，否则判断所述心磁信号为劣信号且返回所述步骤S11。优选的，所述预设时间为50ms，且根据多次实验后得到的经验，选取所述预设差值阈值为
1.3；且选取所述预设周期数阈值为所述有效周期数的一半。
[0044] 进一步参阅图2，显示为本发明的心磁信号质量评价方法在一具体实施例中的流程示意图。首先通过对应参考心电信号R峰基准进行心磁单周期分割，形成心磁周期样本，其次利用三个指标对采集数据波形进行评估，最后根据评判结果决定是否需重新采集，以实现采集到的信号质量优。具体为：
[0045] 采集ECG(electrocardiogram，
心电图)数据E及MCG(magnetocardiogram，心磁图)数据M；
[0046] 以E提取的R峰为基准，对M数据进行单周期分割，并记录周期数T；
[0047] 分割好后的数据进行模板匹配，并记录匹配后的周期数Tm；
[0048] 当Tm/T≥δ1时，继续执行以下步骤，否则返回采集ECG和MCG的步骤；
[0049] 当M有四个通道时，分别计算M四个通道匹配后的R点值标准差σ1，σ2，σ3以及σ4，且当σ1，σ2，σ3以及σ4均小于或等于δ2时，继续执行以下步骤；所述δ2取值1.07；否则返回采集ECG和MCG的步骤；
[0050] 分别计算各个有效周期信号χm的前50ms数据χm*的最大值和最小值，并计算其差值Dm，与噪声阈值δ3进行比较判断，得到符合阈值δ3条件的周期数量Nk，通过设定合适周期数量的阈值δ4，与符合阈值δ3条件的周期数量进行比较判断，不满足阈值δ4条件的判为劣信号并重新采集信号。根据经验值阈值δ3＝1.3，通过Dm≤1.3可得到符合阈值条件δ3的周期数Nk判断采集的心磁信号，当Nk≥δ4×Tm(δ4＝0.5)可判断采集的心磁信号优，则判断采集成功。
[0051] 进一步参阅图3～6，显示为具体实施例中采集的波形信号。各图中均包含五条信号，且从上到下依次为采集通道1采集的信号，采集通道2采集的信号，采集通道3采集的信号，采集通道4采集的信号，心电信号，五条信号一一对应。第五条信号R峰值上“●”表示模板匹配出的R波(R周期波有效数)，“○”表示未通过模板匹配出的R周期波。
[0052] 图3为根据周期波有效数这个指标筛出的不合阈值的实例，图中“●”数量为36，“○”数量为24，即T＝60，Tm＝36， 根据评价指标Tm/T≥0.65，将此波形识别为劣信号，数据需重新采集。
[0053] 图4表示周期波有效数这个指标通过，而根据R峰值点基线漂移指标筛出的不合阈值的实例，前四条通道信号的标准差为0.783246、0.432437、0.490435、6.422114分别代表，根据第二个指标阈值，将第四通道信号σ4>1.07识别为劣信号，数据需重新采集。图5为其他典型漂移数据识别为劣信号实例，前四条通道信号的标准差为1.923519、0.806755、0.441298、0.780699，第一通道信号不符合阈值条件σ1>1.07，识别为劣信号。
[0054] 图6表示周期波有效数指标以及R峰值点基线漂移指标通过，而有效周波噪声数不合阈值的实例，图6的第一个数值44表示识别出的有效周期
波数量Tm＝44，后四个数值40、43、7、43分别代表前四条通道信号中噪声阈值Dm≤1.3的数量，第三条通道噪声阈值的周期信号数量Nk＝7(Nk<0.5×Tm)，第三条通道信号不符合第三个指标的阈值，识别为劣信号。
[0055] 进一步参阅图7，显示为本发明的心磁信号质量评价系统在一具体实施例中的模块示意图。所述心磁信号质量评价系统10，包括：信号采集模块11、信号分割模块12、有效周期数获取模块13、第一判断模块14、第二判断模块15以及第三判断模块16。
[0056] 所述信号采集模块11用以采集心磁信号及对应的心电信号。
[0057] 所述信号分割模块12用以提取所述心电信号的R峰点，且以所述心电信号的R峰点为基准，将所述心磁信号分割为各个独立的周期波，且记录所述心电信号的周期数。
[0058] 所述有效周期数获取模块13获取所述心磁信号中噪声小于预设噪声阈值的周期波作为有效周期波且获取所述心磁信号的有效周期波对应的有效周期数。
[0059] 所述第一判断模块14用以根据第一预设条件对所述心磁信号的有效周期数比值进行判断，当所述有效周期数比值符合所述第一预设条件时，继续执行第二判断模块，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0060] 所述第二判断模块15用以根据第二预设条件对所述有效周期波相关的心电信号的R峰值点基线漂移进行判断，当所述R峰值点基线漂移符合所述第二预设条件时，继续执行第三判断模块，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0061] 所述第三判断模块16用以根据第三预设条件对所述心磁信号的有效周期波的噪声值进行判断，当所述心磁信号的有效周期波的噪声值符合所述第三预设条件时，判断所述心磁信号为优信号，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0062] 于本发明一具体实施例中，所述第一判断模块14的执行过程具体包括：计算所述有效周期数与所述心电信号的周期数的比值以得到有效周期数比值，且将该有效周期数比值与预设周期比值阈值进行比较，当所述有效周期数比值大于或等于所述预设周期比值阈值时，继续执行所述第二判断模块15，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0063] 于本发明一具体实施例中，所述第二判断模块15的执行过程具体包括：提取所述有效周期波相关的心电信号R峰点对应的心磁信号的值以计算心磁标准差，且将所述心磁标准差与预设标准差阈值进行比较，当所述心磁标准差小于或等于所述预设标准差阈值时，继续执行所述第三判断模块16，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0064] 于本发明一具体实施例中，所述第三判断模块16的执行过程具体包括：计算各所述有效周期波在预设时间内的最大值和最小值的差值，且以所述差值小于预设差值阈值的有效周期波的数量作为可用周期数，将所述可用周期数与预设周期数阈值进行比较，当所述可用周期数大于或等于所述预设周期数阈值时，判断所述心磁信号为优信号，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0065] 于本发明一具体实施例中，所述心磁信号包括多个通道的心磁信号，针对各通道均执行提取所述有效周期波信号相关的心电信号R峰点对应的心磁信号的值以计算心磁标准差，且将所述心磁标准差与预设标准差阈值进行比较的步骤，且当各通道的心磁标准差均小于或等于所述预设标准差阈值时，继续执行所述第三判断模块16，否则判断所述心磁信号为劣信号且令所述信号采集模块重新采集。
[0066] 所述心磁信号质量评价系统10为与所述心磁信号质量评价方法对应的系统项，两者技术方案一一对应，所有关于所述心磁信号质量评价方法的描述均可应用于本实施例中，在此不加赘述。
[0067] 综上所述，本发明的心磁信号质量评价方法及系统，提取待处理心磁信号及对应的参考心电信号R峰点，以所述心电信号R峰点为基准，将所述心磁信号分割为各个独立周期波，且记录所述心电信号的周期数，获取所述心磁信号中噪声小于预设噪声阈值的周期波作为有效周期波，获取该有效周期波信号对应的有效周期数；依次根据周期波有效数、R峰值点基线漂移以及有效周波噪声数对采集的心磁信号进行评价，以判断采集的心磁信号的质量，本发明可以智能、便捷且准确的对采集的心磁信号进行质量评估。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0068] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的
权利要求所涵盖。
