近年来,冠心病成为危害人类健康的主要疾病之一,具有很高的致死率和致残率。心肌缺血(myocardial ischemia,MI)是冠心病发展过程中的主要症状,持续且严重的心肌缺血可能会导致心肌梗死。冠状动脉造影手术被认为是诊断冠心病的金标准,然而标准12导联心电图(electrocardiogram,ECG)始终是临床心脏病诊断中最常用的方法,蕴含着丰富的生理和病理信息,是一种经济、方便、无创的检测工具,但心电图除了对于心率失常的诊断十分准确以外,对其他心脏疾病(如心肌缺血)的诊断灵敏度和特异度都不高。心肌缺血的临床表现主要为心电图ST-T段变化,即ST段和T波,心电图对心肌缺血的诊断主要依赖于ST-T段特征,然而ST段变化影响因素多,例如轴偏移、心率、电极影响、体位变化等,导致特征点检测不准确,依靠ST段偏移来检测心肌缺血存在较大的误检率和漏检率。T波代表了心室的复极化过程,在心肌缺血期间,心肌复极延迟,导致T波形态发生改变,出现双相型T波、倒置型T波或高尖型T波。针对T波的这种特性,本文提出了一种基于T波面积曲线来诊断心肌缺血的方法,主要工作有:首先,本文采取抛物线拟合法定位了 QRS波群波峰,随后比较了三种定位T波终点的算法:小波变换法、累积积分面积法、TRA算法,利用QT数据库中经过人工标注的ECG信号对三种算法检测T波终点的性能进行验证,得出结论累积积分面积法具有更高的灵敏度和阳性预测度,且计算简单,对采集噪声、基线漂移、T波形态变化具有鲁棒性。其次,本文深入分析了累积积分面积法在检测T波特征点时的局限,即采用固定的RR’区间参数来确定T波特征点搜索区间,存在一定的误检率。针对这个问题,本文采用k-means聚类算法用于设置搜索边界,采用网格搜索策略优化参数,在QT数据库中进行的试验表明,改进后的算法具有更好的性能。最后,在准确定位了T波起点和终点之后,计算得到不同导联T波面积随着心动周期的变化曲线,并基于心肌缺血期间T波形态会发生特异性改变的特性,提出了一种心肌缺血的检测方法——T波面积曲线(T-Wave Area Curve,TWAC)。该方法完全基于标准12导联心电图,因此具有无创、经济、方便的优势。通过观察和分析大量数据发现:TWAC的形态与心肌缺血之间存在紧密联系,正常人的TWAC形态规整平缓,而冠脉狭窄患者的TWAC形态多呈锯齿状,且狭窄越严重曲线波动越大;TWAC对检测心肌缺血的灵敏度和特异度均比静态心电图和平板运动心电图高。本文选择了 364个样本数据来验证TWAC的有效性,其中包括PTB数据库中的148例心梗患者和52例正常人的样本数据,还有在浙江大学第二附属医院采集的122例疑似心肌缺血患者和42例健康体检者的样本数据。实验结果表明,TWAC对心肌缺血诊断的整体灵敏度为84.3%,特异度为83.5%,准确率为84.0%。因此,该方法对于心肌缺血的检测及治疗具有重要的指导意义,同时也可作为心肌缺血患者治疗效果的一种评估方法。