心电波形动态仿真方法与流程

本申请涉及图像数据处理及仿真，尤其涉及一种心电波形动态仿真方法。

背景技术：

1、心电图反映的是每个心动周期中整个心脏兴奋的产生、传导和兴奋恢复过程中的生物电变化，与心脏的机械收缩活动无直接关系，动态心电图是一种长时间连续记录的体表心电图，比常规心电图包含更丰富的人体生理信息，可以更客观的反映和监测患者的身体状况。

2、人体生理信号引起的心电波形变化复杂，产生的心拍类型除正常心拍，还包括异常心拍，如室上性早搏心拍、室性早搏心拍、室性融合心拍、起搏融合心拍和起搏心拍等。

3、近年来，心血管疾病已成为目前全球非传染性疾病的主要死因，由于其高患病率与高死亡率，使其逐渐成为研究的热点课题，其中，对心电图的研究，无论是在医学教学、临床或科研中都有重大意义，但在实际的教学或科研活动中存在以下缺点，不便于对心电图的学习和掌握：

4、一，缺少临床心电病例；

5、二，现有的心电教学模拟，通常以一个心动周期的波形循环输出为主，无法模拟不同病例情况下多种心拍类型的动态心电波形，不够真实生动。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供了一种心电波形动态仿真方法，包括以下步骤：

2、s1，心电图数字化处理，包括；

3、s11，获取心电图；

4、s12，对所述心电图添加类别标签，包括：

5、s121，将所述心电图按心动周期划分成n个初始心动周期波形；

6、s122，判断所述n个初始心动周期波形是否存在长间歇心动周期波形；

7、是，添加长间歇型类别标签；

8、否，则进入步骤s123；

9、s123,设置阈值，判断所述n个初始心动周期波形是否一致；

10、是，添加正常型类别标签；

11、否，则进入步骤s124；

12、s124,判断所述n个初始心动周期波形中的每个心动周期是否都包含r波；

13、是，则进入步骤s125；

14、否，添加心房心室型类别标签；

15、s125,判断所述n个初始心动周期波形中的每个心动周期是否都包含p波；

16、是，添加多源性型类别标签；

17、否，添加多形性型类别标签；

18、s13，依据所述类别标签提取原始基准心电波形，并分段处理：

19、长间歇型类别标签，截取具有完整心动周期的波形，逐一对比，选取差异性最小的初始心动周期波形标记为主基准心电波形，并按照p波、pr间期、qrs波群和t波、tp间期划分为p、pr、qt、tp四段波形；

20、正常型类别标签，对所述n个初始心动周期波形逐一对比，截取差异性最小的初始心动周期波形标记为主基准心电波形，并按照p波、pr间期、qrs波群和t波、tp间期划分为p、pr、qt、tp四段波形；

21、心房心室型类别标签，截取每个心动周期中的qrs波群，进行逐一对比，选取差异性最小的qrs波群，并向后截取t波，得到qt段波形，标记为心室型基准心电波形；提取每个心动周期中的p波，进行逐一对比，选取差异性最小的p波波形，标记为心房型基准心电波形；

22、多源性型类别标签，将每个心动周期波形依据p波、qrs波群、stt波形态特征划分成p、qrs、stt三段波形，分别得到p波型基准心电波形集、qrs波群型基准心电波形集、stt波型基准心电波形集；

23、多形性型类别标签，标记每个心动周期波形为异常型基准心电波形，得到异常型基准心电波形集；

24、s14，获取所述原始基准心电波形各分段波形在时间上均匀分布的关键点数据；

25、s2，设置动态仿真干预因子，执行心电波形动态仿真，包括：

26、s21，获取心率值，计算当前心率值下的各分段波形时长，公式如下：

27、；

28、；；

29、其中： hr表示为当前心率值， t rr表示为单个心动周期时长， t qt表示为qt段波形时长， t tp表示为tp间期时长， t pr表示为pr间期时长， t p表示为p波波形时长；

30、s22,依据当前各分段波形的关键点、数据点数量，采用三次样条插值法绘制各分段波形，其中：

31、数据点数量与波形时长的关系如下：

32、；

33、其中：x为波形，tx表示为x波形的时长，px表示为x波形内数据点数量，h表示为采样率；

34、s23,依据所述各分段波形所对应的原始基准心电波形所属的类别标签，执行相应的心电波形动态仿真。

35、进一步的，所述步骤s23具体包括：

36、s231，识别各分段波形对应的原始基准心电波形所属的类别标签，

37、s232，依据类别标签，执行对应的仿真方法：

38、正常型类别标签，拼接当前各分段波形，循环输出；

39、长间歇型类别标签，拼接当前各分段波形，定义为主基准心电波形，增加长间歇型基准心电波形，设置随机因子属性，与当前主基准心电波形拼接输出，长间歇型基准心电波形时长与当前基准心电波形时长一致；

40、心房心室型类别标签，分别对当前分段波形设定起搏点、起搏率，叠加融合输出；

41、多源性型类别标签，设置随机因子属性，从p波型基准心电波形集、qrs波群型基准心电波形集、stt波型基准心电波形集中随机提取p波、qrs波群、stt波拼接输出；

42、多形性型类别标签，设置随机因子属性，从异常型基准心电波形集随机提取输出。

43、进一步的，步骤s23还包括步骤s233，采用线性拟合方法对拼接的基准心电波形进行断点平滑处理。

44、进一步的，步骤s232还包括：

45、判断当前qt段波形减少时长是否大于当前单个心动周期减少时长，

46、是，拼接当前各分段波形；

47、否，tp间期时长归零，当前qt段波形与下一心动周期p波波形融合叠加。

48、进一步的，所述长间歇心动周期波形的时长是单个心动周期时长的倍数。

49、本申请的有益效果是：

50、本申请通过添加类别标签，对心电图进行心拍分类，并依此对原始基准心电波形进行提取，通过设置动态仿真控制因子，绘制当前基准心电波形，并依据原始类别标签进行动态输出，不仅可以真实再现临床心电波形，还实现了不同心拍类型心电波形的动态仿真，丰富了临床教学病例。

技术特征：

1.心电波形动态仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的心电波形动态仿真方法，其特征在于，所述步骤s23具体包括：

3.根据权利要求2所述的心电波形动态仿真方法，其特征在于，步骤s23还包括步骤s233，采用线性拟合方法对拼接的基准心电波形进行断点平滑处理。

4.根据权利要求1所述的心电波形动态仿真方法，其特征在于，步骤s232还包括：

5.根据权利要求1所述的心电波形动态仿真方法，其特征在于，所述长间歇心动周期波形的时长是单个心动周期时长的倍数。

技术总结本申请公开了一种心电波形动态仿真方法，包括S11获取心电图，S12对心电图添加类别标签，S13依据心电图所属的类别标签提取原始基准心电波形，并分段处理,S14获取所述原始基准心电波形各分段波形在时间上均匀分布的关键点数据；S21获取心率值，计算当前心率值下的各分段波形时长,S22,依据当前各分段波形的关键点、数据点数量，采用三次样条插值法绘制各分段波形,S23,依据所述各分段波形所对应的原始基准心电波形所属的类别标签，执行相应的心电波形动态仿真,由此，能够真实再现临床心电波形，实现了不同心拍类型心电波形的动态仿真，丰富了临床教学病例。技术研发人员：陈舒生,王庭军,刘雁飞受保护的技术使用者：天津天堰科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26