發(fā)布時間：2020-03-25 02:20

【摘要】：子宮肌電信號(Electrohysterogram,EHG)反映了由子宮肌層的電活動引起的子宮機械性收縮情況,它在檢測宮縮、預測早產(chǎn)和改善圍產(chǎn)兒結(jié)局等方面發(fā)揮著重要作用。通過采集孕婦的EHG信號來監(jiān)測宮縮,進而對早產(chǎn)進行判別,有望成為診斷早產(chǎn)的重要方法。研究表明,利用Laplacian電極記錄生理信號可以獲得比傳統(tǒng)電極更好的空間分辨率和局部靈敏度,然而,該種電極在EHG信號的記錄上沒有得到深入的研究和應用。因此,本研究旨在通過計算機仿真、鹽水槽實驗以及真實人體實驗來比較不同電極采集EHG信號的性能,確定最優(yōu)采集EHG信號的電極結(jié)構(gòu)。本研究首先利用COMSOL軟件建立了腹部圓柱和腹部半球模型,通過計算機仿真比較了雙極同心圓電極、準雙極同心圓電極和三極同心圓電極采集EHG信號的準確度、靈敏度和一致性,并且評估了脂肪和肌肉厚度對不同尺寸的三極同心圓電極電勢衰減的影響。結(jié)果顯示,三極同心圓電極的相對誤差明顯小于其他電極(p0.001);相比于準雙極同心圓電極,雙極和三極同心圓電極具有更大的Laplacian電勢衰減。而且,三種同心圓電極和單極電極檢測到的EHG信號具有相似的幅值變化。此外,單因素方差分析表明,對于不同外環(huán)半徑的三極同心圓電極,脂肪和肌肉厚度的變化對電勢的衰減有顯著性影響(p0.01)。因此,與其他電極相比,三極同心圓電極具有較好的EHG信號采集性能。其次,為了驗證計算機仿真結(jié)果,設(shè)計鹽水槽實驗。通過鹽水槽的偶極子和偶極子帶實驗,計算隨著信號源的移動三種同心圓電極Laplacian電勢的衰減情況,對電極的局部靈敏度進行評估。結(jié)果顯示,無論是偶極子還是偶極子帶實驗,雙極和三極同心圓電極的電勢衰減都大于準雙極同心圓電極,證明雙極和三極同心圓電極具有較好的局部靈敏性,對信號源更加敏感。最后,為了評價三極同心圓電極采集EHG信號的性能,制作了柔性三極同心圓電極。利用柔性三極同心圓電極和傳統(tǒng)藍點電極在孕婦腹部表面同時采集EHG信號,并對信號的均方根、樣本熵、功率譜和信噪比等特征值進行評估。在人體實驗中,三種電極(柔性三極同心圓電極、藍點電極和圓盤電極)檢測到的EHG信號宮縮段的均方根均大于非宮縮段,柔性三極同心圓電極和藍點電極檢測到的EHG信號宮縮段的樣本熵均顯著小于非宮縮段(p0.05)。此外,三種電極檢測到的EHG信號宮縮段的能量分布一致(p0.05),主要集中在0.1-0.34Hz。而且,相比于圓盤電極,柔性三極同心圓電極和藍點電極采集的EHG信號都有較大的信噪比。結(jié)果表明,柔性三極同心圓電極與藍點電極采集的EHG信號特征變化一致,且能量分布集中,信噪比大,能有效地監(jiān)測孕婦的子宮活動。根據(jù)以上研究可知,三極同心圓電極在采集EHG信號時,具有較高的精度和較好的局部靈敏度,采集到的EHG信號能量分布集中,且信噪比大。因此,三極同心圓電極能有效地檢測子宮收縮活動,為早產(chǎn)診斷提供更準確的信息。
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：R714;TN911.6

【參考文獻】

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本文編號：2599236