Heartbeat detection from high-density EMG electrodes on the upper arm at different EMG intensity levels using Zephlet - ScienceDirect

背景：使用可穿戴设备可以通过使用心电图（ECG）连续监测心脏活动，从而准确和及时的识别ECG信号中的异常信息，预防大量由心律失常引起的死亡。现有的ECG算法研究使用的信号主要来自标准电极位置，如使用Holter设备等。然而这种设备导线多，使用佩戴不方便，导致依从性差。方法：本研究创新性地从上臂位置进行ECG检测。首先，针对静息（REST）和屈肘（EF）条件，确定上臂上的最佳电极位置。接下来，使用在受试者和试验中具有广义权重的所选电极生成合成ECG，然后应用零相位小波（Zephlet）进行特征提取。ECG心搏检测使用与多专家检测方案（MDS）结合的提取小波细节系数来实现。

结果：在三种不同的肌肉收缩水平（C1至C3）下，REST和EF的心跳检测F1得分分别为0.94±0.16、0.86±0.22、0.79±0.26和0.67±0.31。如将检测到的心搏和实际心博（来自标准ECG）之间的可接受时间差从50ms缩短为20ms，REST和C1至C3的F1得分分别更改为0.81±0.20、0.66±0.26、0.57±0.26和0.44±0.26。结论：本研究发现不同肌肉收缩情况下，可使用相对一致的电极位置，从上臂准确获取心博信息，为进一步开发基于上臂的ECG检测系统提供了基础算法支撑。

关键词：心搏检测，ECG，小波变换，Zephlet，相位移动