模板分析及在ECG 上的应用

一、模板原理

 

首先介绍所采用的形态学模板匹配原理.通常的方法是，生成一个标准的波形模板后，多采用目标波形与模板波形进行相关性计算。这里采用的是基于“轮廓限围”(ContouriWindow)的波形模板匹配方法”。轮廓限围匹配法采用一个有代表性的模板波形作为“轮廓限围”的基准波形，由此基准波形为中心，可以构造一个波形轮廓的上限和下限，构成波形检测的轮廓窗口，如图：

轮廓上限和下限可按以下算法得出:

波形轮廓上限cu=基准波形+K

波形轮廓下限q=基准波形一K

 

 

 

 

其中K是常量。如果目标波形落在该轮廓窗口区域内，就认为目标波形符合要

求。目标波形的识别方程如下:

 

也就是说，当且仅当目标波形处于轮廓上下限之间时，才可以认为波形识别成功。

波形识别的准确率显然取决于轮廓限围区域的大小，这是轮廓限围的模板匹配算

法的关键。

 

 

 

 

二、ECG 模板的提取

考虑到异常ECG中波形形态和节律的多变性，K值应该根据不同情况予以改变。这里应用了可变区域模板(从幼ableA化aTemPlate，.劝订)技术，作为对轮廓限围的改进:假设当前有一个目标波形(待分类波形)和一个模板波形，由模板波形定义一个QRS窗口，窗口中心为目标R峰位置，窗口宽度为32个采样点(128ms)。该宽度基本能够包含正常QRS复波的宽度(60~looms)，而PVC的畸形QRs波多在120ms以上.因此，此窗口实际就是QRS波形窗口，宽度足够体现正常心拍和Pvc的波形区别。

 

 

 

 

 

 

三、模板的比较

 计算的方法有很多：这里较少一种简单实用的算法：

模板想X,和 Y

 

Delta = |X-Y| / ( |x| + |Y| )

 

根据经验系数设定一个阀值来判断是否匹配。

 

 

四、应用例子

判断心率是否可靠：

 

检测一个可能的QRS 波？

建立一个临时模板数据

是否已经存在模板

跟已经建立的模板比较

是否匹配？

新建模板

合成到该模板中

模板是否已经满了？

删除一个最孤立的模板

结束

Y

Y

Y