【摘要】：睡眠呼吸暫停綜合征(Sleep Apnea Syndrome,SAS)是一種常見的睡眠疾病,嚴(yán)重影響著人們的睡眠質(zhì)量和身體健康。多導(dǎo)睡眠檢測儀(PSG)是目前臨床上常用的檢測睡眠呼吸暫停綜合征的方法,卻有著檢測不舒適且價格昂貴的缺點(diǎn)。心電圖機(jī)、便攜性醫(yī)療設(shè)備的在當(dāng)今時代的廣泛推廣,使得心電信號的采集日趨普及和便捷。已有文獻(xiàn)表明心電信號和呼吸信號與睡眠呼吸暫停綜合征具有相當(dāng)高的相關(guān)性,呼吸信號的時域和頻域特征更能直觀反映睡眠呼吸暫停綜合征,因而研究單通道心電特征,從單導(dǎo)心電信號中獲取呼吸信號用于判別睡眠呼吸暫停綜合征具有重要意義。所以本論文從基于心電信號來獲取呼吸信號的算法研究和睡眠呼吸暫停綜合征的判斷兩個方面展開研究,以提高判別結(jié)果的準(zhǔn)確性。在提取呼吸信號特征的研究上,本文采用了基于獨(dú)立成分分析(Indepent Component Analysis,ICA)的算法來進(jìn)行盲源分離得到呼吸信號。首先對原始心電信號進(jìn)行預(yù)處理,利用差分閾值法檢測出R波位置并進(jìn)行糾錯,然后加窗構(gòu)造QRS矩陣,利用主成分分析法(Principal Component Analysis,ICA)對QRS矩陣進(jìn)行中心化和白化,去除數(shù)據(jù)間的相關(guān)性并對數(shù)據(jù)進(jìn)行降維。選取貢獻(xiàn)率大的六組數(shù)據(jù)作為ICA處理的對象,插值后最終得到六組相關(guān)信號,通過加窗計(jì)算窗內(nèi)窗外功率比,選取比值最大的作為最終提取的呼吸信號特征,相干性計(jì)算得出ICA提取出的呼吸信號與原始呼吸信號相干性很高。以此用于下一步對SAS的判別。在進(jìn)行睡眠呼吸暫停綜合征的分類判斷的研究上,本文選取了ICA方法獲取的呼吸信號頻譜特征用于分類,同時選用了HRV時域特征、PCA方法獲取的呼吸信號頻譜特征兩組特征作為對比組。在支持向量機(jī)分類時選取了四種核函數(shù):線性核(Linear Kernel)、多項(xiàng)式核(Polynomial Kernel)、Sigmoid核(Sigmoid Kernel)、徑向基核函數(shù)(RBF)進(jìn)行分類。最終得到當(dāng)以ICA方法提取呼吸信號功率功率譜特征,以徑向基核函數(shù)進(jìn)行支持向量機(jī)分類時效果最好,達(dá)到了91.29%的準(zhǔn)確度,89.84%的靈敏度,91.75%的F值。本文選用了PhysioNet的Apnea數(shù)據(jù)庫中的心電和呼吸數(shù)據(jù),并對比數(shù)據(jù)庫中對“正常呼吸”(N,Normal)或“無序呼吸”(A,Apnea)的標(biāo)記作為實(shí)驗(yàn)最終結(jié)果的判定標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文采用的算法在提高睡眠呼吸暫停的準(zhǔn)確性上具有較好的效果。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：R766;TN911.7
【圖文】：

第 1 章 緒 論[3]，多導(dǎo)睡眠監(jiān)測儀（Polysomnography, PSG）又稱睡眠腦電圖，如圖，是國際公認(rèn)的檢測睡眠呼吸暫停綜合癥的 金標(biāo)準(zhǔn) 。利用生物電或檢測患者一整夜的腦電、心電、肌電、眼動、口鼻氣流、鼾聲、體血氧飽和度、胸式和腹式呼吸運(yùn)動以及陰莖海綿體肌容積等多個生利用計(jì)算機(jī)軟件綜合分析這些生理信號中的特征，診斷睡眠呼吸暫停如圖 1.2所示。

多導(dǎo)睡眠監(jiān)測儀分析界面

第 2 章 ECG 和 SAS 分析的基本知識 心電信號分析本文用于判別睡眠呼吸暫停綜合征的特征來源于心電信號，所以接下電信號產(chǎn)生原理和特征。通過人體體表測量的心電信號為時變信號，表示心臟活動中電位的變?nèi)梭w是一個非線性時變的系統(tǒng)，產(chǎn)生的心電信號也是非線性時變信號用某一確定的函數(shù)來描述。人類機(jī)體內(nèi)存在的生理信號十分微弱，其號為比較強(qiáng)的信號，頻率為 0.05-100Hz。如圖 2.1 所示，一個完整的心電信號波形由 P 波、QRS 波群、T 波和，P 波、R 波之間為 PR 間期，Q 波和 T 波之間為 QT 間期，S 波和 T ST間期，它們分別代表不同的生理意義，每一個都具有醫(yī)療研究價值

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號：2783598