胎兒心電信號(hào)提取方法的研究
本文關(guān)鍵詞:胎兒心電信號(hào)提取方法的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:胎兒心電信號(hào)(FECG)反映了胎兒心臟的電生理活動(dòng),包含胎兒的心率、波形以及其他的動(dòng)態(tài)信息。分析胎兒心電信號(hào)可以了解其心臟的健康狀況,可以對(duì)存在的心臟疾病進(jìn)行監(jiān)測(cè)。非侵入式測(cè)量法通過孕婦腹壁檢測(cè)胎兒心電信號(hào),具備零傷害性、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn),但檢測(cè)的胎兒心電信號(hào)往往混合有孕婦心電成分(MECG)、基線漂移(BW)等噪聲,不利于直接觀察和分析。從孕婦腹壁混合胎兒心電信號(hào)中提取出清晰的胎兒心電信號(hào),是當(dāng)今胎兒監(jiān)護(hù)技術(shù)研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)問題,本課題將對(duì)此進(jìn)行研究。本課題首先建立了心電信號(hào)模型,接著對(duì)混合心電信號(hào)進(jìn)行建模,并以此合成了包含有孕婦心電、胎兒心電、噪聲的混合心電信號(hào);旌闲碾娦盘(hào)的建模,有助于了解心電信號(hào)的形態(tài),也有利于驗(yàn)證胎兒心電提取算法的提取性能?紤]到從孕婦腹壁采集的胎兒心電信號(hào)包含了孕婦心電信號(hào)和噪聲信號(hào),因此要求建立的混合心電模型,從頻率、幅值和形態(tài)上盡量接近真實(shí)的孕婦腹壁混合胎兒心電信號(hào)。為從混合心電信號(hào)中分離并提取出清晰的胎兒心電信號(hào),本課題采用三種盲信號(hào)分離(BSS)方法:基于獨(dú)立成分分析(ICA)的特征矩陣聯(lián)合近似對(duì)角化方法(JADE)和快速獨(dú)立成分分析方法(FastICA),以及基于廣義特征值分解的周期成分分析(?CA)方法。為驗(yàn)證三種算法在心電信號(hào)提取中的有效性,本課題選取DaISy、合成混合信號(hào)兩種數(shù)據(jù)分別進(jìn)行信號(hào)提取分析。相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明,三種算法均能提取出清晰的胎兒心電信號(hào)。為進(jìn)一步比較分析三種算法,論文從可視化觀測(cè)、信噪比估計(jì)兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。評(píng)估分析說明,基于?CA算法提取的信號(hào)信噪比高于JADE和FastICA算法,提取效果相對(duì)較好。而JADE算法的提取性能略低于FastICA算法。
【關(guān)鍵詞】:胎兒心電信號(hào) 盲信號(hào)分離 心電信號(hào)模型 信噪比估計(jì)
【學(xué)位授予單位】:北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:R714.5;TN911.7
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-8
- 第1章 緒論8-16
- 1.1 課題的研究背景與意義8-9
- 1.2 胎兒心電圖研究發(fā)展歷程與現(xiàn)狀9-12
- 1.2.1 普通心電圖研究9-10
- 1.2.2 胎兒心電圖研究10-12
- 1.3 胎兒心電提取方法簡(jiǎn)介12-14
- 1.3.1 胎兒心電采集方法12-13
- 1.3.2 胎兒心電分離算法13-14
- 1.4 本課題研究?jī)?nèi)容與章節(jié)組織14-16
- 第2章 胎兒心電信號(hào)產(chǎn)生機(jī)理與模型16-31
- 2.1 胎兒心臟的發(fā)育形成16-18
- 2.2 胎兒心電信號(hào)產(chǎn)生機(jī)理與特點(diǎn)18-21
- 2.2.1 胎兒心電信號(hào)的產(chǎn)生機(jī)理及波形18-19
- 2.2.2 腹壁胎兒心電信號(hào)特點(diǎn)19-21
- 2.3 胎兒心電信號(hào)模型21-30
- 2.3.1 心電信號(hào)合成模型21-26
- 2.3.2 多導(dǎo)聯(lián)混合胎兒心電信號(hào)26-30
- 2.4 本章小結(jié)30-31
- 第3章 基于獨(dú)立成分分析的盲信號(hào)提取方法31-41
- 3.1 獨(dú)立成分分析基本理論31-36
- 3.1.1 獨(dú)立成分分析介紹31-32
- 3.1.2 相關(guān)基本理論32-35
- 3.1.3 基本過程35-36
- 3.2 JADE信號(hào)提取方法36-37
- 3.3 FASTICA信號(hào)提取方法37-38
- 3.4 算法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)38-40
- 3.5 本章小結(jié)40-41
- 第4章 基于廣義特征值分解的心電信號(hào)提取方法41-48
- 4.1 廣義特征值分解與方法基本介紹和原理分析41-43
- 4.1.1 基本介紹41
- 4.1.2 原理分析41-43
- 4.2 基于廣義特征值分解的心電信號(hào)提取算法43-46
- 4.2.1 心電信號(hào)周期性分析43-44
- 4.2.2 心電信號(hào)的QRS波檢測(cè)44-45
- 4.2.3 算法步驟45-46
- 4.3 算法驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)46-47
- 4.4 本章小結(jié)47-48
- 第5章 胎兒心電信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析48-66
- 5.1 胎兒心電信號(hào)數(shù)據(jù)源48-49
- 5.2 胎兒心電信號(hào)提取性能評(píng)估49-50
- 5.3 胎兒心電信號(hào)提取實(shí)驗(yàn)50-65
- 5.3.1 DaISy源數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)50-56
- 5.3.2 合成心電信號(hào)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)56-65
- 5.4 本章小結(jié)65-66
- 結(jié)論66-68
- 參考文獻(xiàn)68-72
- 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文72-73
- 致謝73
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,本文編號(hào):310864
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