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    我国学者在心电信号病理特征波提取和母胎心电分离方面取得重要进展

    日期 2018-11-30   来源:信息科学部   作者:吴国政 邓方  【 】   【打印】   【关闭

      在国家自然科学基金重点项目(项目编号:61333013)等资助下,广东工业大学谢胜利团队研究稀疏元欠定盲分离理论与方法,并针对心电信号微弱且与各种伪迹和噪声混叠的难题展开技术攻关,在病理特征波提取和母胎心电分离等核心理论与关键技术上取得重大突破,并将研究成果应用到新型心电检测仪器的研制,为心血管疾病和胎儿早期健康监测提供了有效手段,获得2017广东省技术发明一等奖。

      心血管疾病是威胁我国国民健康的第一大疾病。据《中国心血管病报告2017》显示,全国心血管病患者约2.9亿,心血管病死亡占居民疾病死亡的40%以上,且心血管病患病率和死亡率呈逐年上升趋势。体表心电信号检测是心血管疾病预防诊断的常用手段,但所检测到的心电信号往往与各种伪迹和噪声混叠,而心电信号微弱使得病理信息被淹没,给心血管疾病诊断带来很大困难。国内心血管病的高端心电检测仪器长期依赖于国外进口,迫切需要自主创新。谢胜利团队在国家自然科学基金重点项目支持下,历时多年从基础研究、技术攻关等方面解决心电检测的关键技术问题,逐步打破国外在该领域的垄断。其主要创新如下:

      (1)针对同步检测心房心室电生理活动的需求,提出了基于盲信号分离技术的十八导心电检测方法,突破了左心室后壁和右心室心肌缺血检测难的问题,实现了心房心室心电信号的时-空同步动态检测。

      (2)针对猝死、心肌缺血、房颤的检测和诊断需求,提出了基于盲信号处理的微弱病理特征波心电信号分离方法,提出的基于希尔伯特黄变换和非负矩阵分解的J波提取方法,突破了病理J波信息与S波混叠难提取的问题,为猝死的早期诊断提供可靠的诊断依据;建立的基于自相关域稀疏表示的F波的提取方法,突破了Q-T段F波病理信息提取的医学难题,为房颤的诊断提供可靠依据;提出的基于正交投影和子带独立分量分析的P波提取方法,突破心动过速P波被QRS波掩盖而提取难的问题,为心肌损伤诊断提供良好的依据。

      (3)针对孕期胎儿心电检测难的问题,提出了基于多模态的心电信号波群定位方法和基于时域相对稀疏性的多通道胎儿心电信号盲分离方法,实现了从母体心电混叠信号中提取微弱胎儿心电信号的功能,解决了传统超声检测无法获得胎儿缺氧、脐带缠绕等妊娠期或分娩期病理信息的困难。

      在项目研究过程中,该团队发表高水平论文21篇,与企业合作申请国家发明专利27件、申请海外专利6件;产品通过了国家食品药品监督管理局检验中心等相关机构的检测,并获得国家医疗器械注册证。项目成果已经在深圳市理邦精密仪器股份有限公司、广东宝莱特医用科技股份有限公司等企业的新型心电图机、胎监仪和监护仪等产品中得到了规模化应用。三大系列产品占国内出口市场第一位,逐步挤占海外高端市场,打破国外高端心电检测仪器的垄断地位;在国内的国产品牌占有率第一,使得深圳市理邦精密仪器股份有限公司成为行业风向标。




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