【摘要】： 隨著心臟猝死現(xiàn)象的日益增長(zhǎng),研制一種可靠的和便攜式的心電圖監(jiān)測(cè)儀器迫在眉睫。猝死發(fā)生前可無(wú)任何先兆,據(jù)美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(American Heart Association, AHA)統(tǒng)計(jì),在猝死病例中,約有高達(dá)30 %的死者沒(méi)有或從來(lái)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)心臟病。絕大部分心臟病猝死情況發(fā)生在醫(yī)院外面,如果能提前發(fā)現(xiàn)和采用迅速的治療可以提高這部分人存活的機(jī)會(huì)。因此對(duì)猝死和惡性室性心律失常的預(yù)測(cè)是心律失常學(xué)研究的一個(gè)重要課題。心室纖顫(Ventricular Fibrillation, VF)是惡性心律,易引發(fā)心臟猝死現(xiàn)象。T波交替(T-wave Alternans, TWA)是心肌缺血時(shí)預(yù)測(cè)發(fā)生惡性室性心律失常與心臟性猝死的獨(dú)立的、具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的,國(guó)際公認(rèn)的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)。本課題就是以VF和TWA檢測(cè)技術(shù)為主要內(nèi)容進(jìn)行研究的。 對(duì)于VF檢測(cè),本文介紹了幾種經(jīng)典的算法,并提出一種基于支持向量機(jī)(Support Vector Machine, SVM)的新算法。該算法基于SVM技術(shù),Hurst index和相空間重構(gòu)。待檢測(cè)信號(hào)取自BIH-MIT和CU數(shù)據(jù)庫(kù),首先對(duì)待檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理,然后取滑動(dòng)窗長(zhǎng)度為3s計(jì)算出心電信號(hào)段的動(dòng)力學(xué)指標(biāo)值Hurst指數(shù)與相空間重構(gòu)算法中的d值,最后把這兩個(gè)參數(shù)作為特征向量輸入到事先設(shè)計(jì)好的二分類支持向量機(jī)中,從而實(shí)現(xiàn)分類。本算法成功實(shí)現(xiàn)了心室纖顫信號(hào)的分類,并通過(guò)計(jì)算該算法的靈敏度、精確度、預(yù)測(cè)性和準(zhǔn)確度且與其他算法比較,可得我們的新算法總體準(zhǔn)確率優(yōu)于其他算法。 TWA是指在T波段幅度、形態(tài)逐拍交替變化的心電變異現(xiàn)象,目前已成為預(yù)測(cè)心臟性猝死的一個(gè)無(wú)創(chuàng)的臨床指標(biāo)。應(yīng)用先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)和去噪技術(shù),檢測(cè)T波微伏量級(jí)的波動(dòng)已經(jīng)成為可能。傳統(tǒng)的譜分析法需要精確定位,本文中深入探討了一種基于T波最大值的TWA快速傅氏變換(Fast Fourier Transform, FFT)分析法。該方法能在減少抽樣頻率的條件下,保證計(jì)算精度�；赥波最大值的方法還解決了固定T波的取樣點(diǎn)隨著心率的變化而變化問(wèn)題。該方法對(duì)連續(xù)128個(gè)正常心跳周期的ST-T結(jié)構(gòu)中的T波最大值進(jìn)行FFT變換,進(jìn)而可以得到其功率譜曲線圖。該功率譜圖可反映TWA。結(jié)果顯示,該算法的檢測(cè)準(zhǔn)確率較高,而且大大減少了仿真的計(jì)算量。 我們致力于建立一個(gè)嵌入式的便攜式心電圖監(jiān)測(cè)無(wú)線通信設(shè)備,便攜式心電監(jiān)護(hù)儀是及時(shí)檢測(cè)出病人發(fā)生的心律失常信號(hào)并實(shí)時(shí)發(fā)出報(bào)警的心電監(jiān)護(hù)設(shè)備,它具有體積小、便于攜帶、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),對(duì)挽救院外病人的生命發(fā)揮著重要作用。除了有優(yōu)質(zhì)的監(jiān)測(cè)算法,處理器的選擇也尤為重要。ARM公司推出的CortexTM-M3處理器主要適用于高性能、極其低成本需求的嵌入式應(yīng)用,如:微控制器、汽車系統(tǒng)、大型家用電器、網(wǎng)絡(luò)裝置等。本課題中選用以CortexTM-M3為內(nèi)核的STM32F103系列芯片搭建了原理性樣機(jī)的硬件平臺(tái),設(shè)計(jì)了該樣機(jī)的關(guān)鍵電路,包括采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊(外部存儲(chǔ)電路、通信接口電路等)。
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TP368.12

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 李安,李東;小波分析法在心電信號(hào)數(shù)字濾波中的應(yīng)用[J];計(jì)算機(jī)仿真;2001年06期

2 王永國(guó);略談心電圖的干擾與抗干擾[J];實(shí)用心電學(xué)雜志;1996年04期

3 業(yè)蘇寧,沈振宇,黃元鑄,陳椿;T波電交替的分析研究[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2001年02期

4 趙捷,華玫;基于T波最大值的T波電交替分析法[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2005年05期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 鄔小玫;室顫的電活動(dòng)規(guī)律及除顫方法研究[D];復(fù)旦大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 趙晴;基于ARM的室性波識(shí)別技術(shù)[D];山東師范大學(xué);2008年

2 魏瓏;基于ARM的T波交替檢測(cè)技術(shù)[D];山東師范大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2723281