睡眠呼吸暫停綜合征(Sleep Apnea Syndrome,SAS)是一種嚴(yán)重影響睡眠質(zhì)量和生命健康的睡眠障礙性疾病,通常被稱為“睡夢(mèng)殺手”。但由于其診斷金標(biāo)準(zhǔn)多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)儀(Polysomnography,PSG)操作復(fù)雜、價(jià)格昂貴,不利于該病的診斷與普查,所以至今SAS的確診率不足20%。在此背景下,論文以“監(jiān)測(cè)便捷、無(wú)擾睡眠的SAS自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)研發(fā)”為核心,按照“提出問(wèn)題-系統(tǒng)建模-相關(guān)理論研究-系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)-仿真及實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)”的研究思路,深入研究了SAS檢測(cè)、數(shù)據(jù)預(yù)處理以及自動(dòng)檢測(cè)模型建立方法。主要?jiǎng)?chuàng)新性工作如下:1)、針對(duì)目前SAS檢測(cè)類儀器的電極穿戴繁瑣、材質(zhì)致敏性較高,影響睡眠安適度的問(wèn)題,本文設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)了基于環(huán)繞式血氧探頭的脈搏血氧儀,實(shí)現(xiàn)了光電容積脈搏波(photoplethysmography,PPG)的采集、預(yù)處理與無(wú)線傳輸?shù)裙δ堋?)、針對(duì)PPG信號(hào)微弱、易受多種噪聲影響的問(wèn)題,在分析了PPG信號(hào)主要噪聲特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,提出了基于雙重中值濾波的PPG信號(hào)消噪方法,利用數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)與自主開(kāi)發(fā)脈搏血氧儀采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行了消噪處理,并同經(jīng)典小波消噪法進(jìn)行了噪聲抑制效果的對(duì)比,結(jié)果驗(yàn)證了消噪方法的可靠性與有效性。為提高后續(xù)自動(dòng)檢測(cè)模型的準(zhǔn)確率奠定了基礎(chǔ)。3)、針對(duì)睡眠呼吸監(jiān)測(cè)中產(chǎn)生的高維數(shù)據(jù)問(wèn)題,研究了基于PCA以及PRV的特征提取方法進(jìn)行數(shù)據(jù)的降維。提出了基于二次樣條小波模極大值法的PPG信號(hào)波峰點(diǎn)檢測(cè)算法,保證了PPG信號(hào)峰峰序列的準(zhǔn)確性,提升了基于PRV特征提取方法的有效性。4)、提出了基于混合卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(GACNN)構(gòu)建SAS自動(dòng)分類模型的方法。研究了淺層BP分類模型以及深層深度信任網(wǎng)絡(luò)(DBN)、GACNN分類模型的建立以及優(yōu)化方法,利用數(shù)據(jù)庫(kù)與脈搏血氧儀實(shí)測(cè)樣本,進(jìn)行了自動(dòng)分類模型的建立,并應(yīng)用十折交叉驗(yàn)證法,對(duì)所建模型進(jìn)行了呼吸暫停(AH)自動(dòng)分類的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。5)、設(shè)計(jì)并完成了SAS自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)試實(shí)驗(yàn)。利用臨床PSG與脈搏血氧儀同步采集的PPG數(shù)據(jù),初步驗(yàn)證了基于GACNN的SAS自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的有效性。本文研究的基于GACNN的SAS自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng),脈搏血氧儀具有信號(hào)獲取方式簡(jiǎn)單、電極不致敏、易穿戴、低擾眠等優(yōu)勢(shì);GACNN分類模型具有較好的預(yù)測(cè)力與泛化能力。研究成果可以為SAS患者的快速篩查及早期發(fā)現(xiàn)提供技術(shù)支撐,并有助于確診率的提升,具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH776;TP183
【部分圖文】：

吉林大學(xué)博士論文、觀察患者的并發(fā)癥及相關(guān)臨床表現(xiàn)[13]。最后，通過(guò)臨床 PSG 檢查結(jié)果，通過(guò)統(tǒng)計(jì)睡眠監(jiān)測(cè)過(guò)程呼吸暫停及低）的發(fā)生次數(shù)，依據(jù) SAS 診斷標(biāo)準(zhǔn)，綜合完成 SAS 的診繁多復(fù)雜、設(shè)備昂貴，監(jiān)測(cè)過(guò)程及結(jié)果需要專業(yè)技術(shù)人員員的專業(yè)性要求高，使其在臨床中難以普及應(yīng)用。同時(shí)，患者身上佩戴多種傳感器（圖 1.1），繁雜的穿戴式監(jiān)測(cè)方很難一次監(jiān)測(cè)成功。此外，人工完成的診斷結(jié)果還不可避差。

經(jīng)進(jìn)一步運(yùn)算即可獲取，因此，SpO2成為 SAS 檢測(cè)的一呼吸監(jiān)測(cè)中發(fā)揮著重要作用。氧儀研究現(xiàn)狀容積描記技術(shù)，用于獲取 PPG 信號(hào)的脈搏血氧儀，作為典紀(jì)二十年代末提出以來(lái)得到快速的發(fā)展，目前已有許多成用傳感器的采樣方式，脈搏血氧儀可分為透射式和反射式式探頭的設(shè)計(jì)中，被檢測(cè)部位被放置于光源與接收器之間經(jīng)由人體組織透射后的光信號(hào)。與透射式不同，在反射式脈均位于被檢測(cè)部位同側(cè)，光電二極管用以接收來(lái)自光源經(jīng)

Figure 1.3 The main research contents of the thesis and its techniques and methods applied論文的具體內(nèi)容安排如下：第 1 章：緒論。介紹了 SAS 診斷研究的背景及意義，總結(jié)了便攜式 SAS 診斷儀以及脈搏血氧儀的研究現(xiàn)狀，歸納了當(dāng)前主流的消噪、特征提取等 SAS 檢測(cè)信號(hào)預(yù)處理技術(shù)以及 SAS 自動(dòng)分類模型。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2875167