基于支持向量機(jī)分類器的睡眠分期算法研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-31 13:40
近年來,隨著生活節(jié)奏加快壓力增大,睡眠障礙問題越來越嚴(yán)重,影響人們生活質(zhì)量,降低工作效率,因此睡眠問題亟待解決。目前,多導(dǎo)睡眠圖廣泛應(yīng)用于睡眠障礙診斷,但存在操作復(fù)雜、儀器龐大、便攜性低等缺點(diǎn),無法滿足日常家用需求,普適性低。因此,睡眠質(zhì)量的監(jiān)測與評估具有重要意義。本論文基于單導(dǎo)腦電、眼電與肌電信號,實(shí)現(xiàn)睡眠分期準(zhǔn)確率高的上位機(jī)軟件系統(tǒng),其中包括人機(jī)交互軟件和睡眠分期算法。本論文的研究內(nèi)容主要包括:1、基于生理信號采集儀器的精度差異與睡眠生理信號的特性,提出了變異系數(shù)、腦電頻譜能量比及非線性熵等歸一化參量;對提出的特征參量通過t檢驗(yàn)進(jìn)行向量降維,并選擇最優(yōu)參數(shù)組合作為睡眠分期分類器的輸入源。2、通過比較三種常見的多元分類器,選擇了性能良好的支持向量機(jī)分類器;經(jīng)過支持向量機(jī)分類器的睡眠分期后,結(jié)合睡眠生理特性對初步結(jié)果進(jìn)行了修正。3、采用了美國國家睡眠研究資源庫的80條數(shù)據(jù)對算法進(jìn)行了測試,并利用靈敏度、特異度和準(zhǔn)確率三個(gè)指標(biāo)評估睡眠分期結(jié)果。4、實(shí)現(xiàn)了具有信息錄入、信號回放、睡眠數(shù)據(jù)分析等功能的上位機(jī)軟件系統(tǒng)。本論文實(shí)現(xiàn)了基于支持向量機(jī)的混合信號睡眠分期算法及其上位機(jī)軟件,并初步驗(yàn)證了...
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2?Alice?PDx便攜式睡眠診斷系統(tǒng)??3??
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文???隨著睡眠障礙疾病的高發(fā)以及人們睡眠健康意識的提升,便攜式睡眠監(jiān)測儀??的需求量不斷上升,出現(xiàn)丼噴式發(fā)展趨勢,并且朝著小型化、智能化、無線化的??方向不斷發(fā)展。??2003年,Zeo公司研發(fā)了產(chǎn)品Zeo?Mobile。該產(chǎn)品通過頭箍式綁帶采集前額??腦電信號,將其用于睡眠分期,得到了高準(zhǔn)確率的分期結(jié)果[13],圖1.3?(a)為Zeo??Mobile的產(chǎn)品實(shí)物圖和無線手機(jī)端界面。同期,作為競爭對手的Wakemate產(chǎn)品??利用脈搏信號分析睡眠狀況,且具有在REM期后30分鐘的淺睡期喚醒用戶的??功能,圖1.3?(b)為該產(chǎn)品的實(shí)物圖及用戶交互界面。圖1.3?(c)中的fitbit睡??眠監(jiān)測手環(huán)通過采集能反映人體睡眠情況的生理信號,將其經(jīng)過預(yù)處理及數(shù)據(jù)分??析后,將分析結(jié)果通過無線或藍(lán)牙上傳到移動(dòng)端,最終在用戶交互界面展現(xiàn)睡眠??評分、健康建議等分析結(jié)果或提供喚醒功能。??
周期的層層推進(jìn)與反復(fù)產(chǎn)生對應(yīng)的生理特征變化,因此在睡眠健康研究中具有重??要的參考價(jià)值。??2.1睡眠分期簡介??本論文以AASM分期準(zhǔn)則作為參考,該準(zhǔn)則將正常睡眠周期分為兩個(gè)階段,??分別為非快速眼動(dòng)期(NREM)和快速眼動(dòng)期(REM),而NREM根據(jù)睡眠深??度進(jìn)一步劃分為I?III期。??上述各階段在正常人整夜的睡眠中周期性重復(fù)出現(xiàn)。入睡時(shí),正常人的睡眠??階段首先進(jìn)入NREM期,從I期到III期逐步轉(zhuǎn)換,然后在NREM?II期或III期??進(jìn)入REM期。睡眠階段由NREM期進(jìn)入REM期,代表一個(gè)完整的睡眠周期。??正常成年人整夜約有4?6個(gè)睡眠周期。一般情況下,正常成年人NREM?I期的睡??眠時(shí)間約占整夜睡眠時(shí)間的5%,NREM?II期約占50%,?NREM?III期約占20%,??REM期約占25%。圖2.1是正常成年人睡眠結(jié)構(gòu)圖1|81。??U/pikf第一個(gè)?第二個(gè)?第三個(gè)?第四個(gè)?第五個(gè)??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于腦電和肌電多特征的自動(dòng)睡眠分期方法[J]. 呂甜甜,王心醉,俞乾,于涌,蔣蓁. 計(jì)算機(jī)工程. 2017(10)
[2]基于非線性動(dòng)力學(xué)的八類運(yùn)動(dòng)想象腦電信號特征提取方法研究[J]. 田敏婷,商玉林,陳珊. 價(jià)值工程. 2017(04)
[3]容易被誤診為癲■樣放電的幾種正常睡眠腦電圖波形[J]. 李國芹,董立波,韓超. 醫(yī)療裝備. 2015(17)
[4]下頜表面肌電提取和評價(jià)呼吸相關(guān)時(shí)相型成分[J]. 張達(dá),曹征濤,李彥如,葉京英,俞夢孫. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2014(08)
[5]基于表面肌電信號形態(tài)特征的多模式識別研究[J]. 張啟忠,席旭剛,羅志增. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(12)
[6]在軌睡眠質(zhì)量評價(jià)的研究進(jìn)展[J]. 李延軍,宏峰,嚴(yán)洪,肖蒙. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2012(06)
[7]零相位數(shù)字濾波器在非平穩(wěn)信號處理中的應(yīng)用[J]. 常廣,鄢素云,王毅. 北京交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
[8]腦電圖技術(shù)在針灸臨床研究中的應(yīng)用[J]. 趙曄,王超. 天津中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]睡眠時(shí)相與心率變異性的關(guān)系研究[J]. 江麗儀,吳效明. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2011(01)
[10]阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者睡眠結(jié)構(gòu)研究[J]. 鐘玲,周光耀. 西部醫(yī)學(xué). 2011(01)
博士論文
[1]HHT變換及其在腦電信號處理中的應(yīng)用研究[D]. 朱曉軍.太原理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]非腦電睡眠監(jiān)測系統(tǒng)和算法研究[D]. 李杰.浙江大學(xué) 2016
[2]睡眠腦電自動(dòng)分期方法研究[D]. 郭超珍.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[3]基于EEG的睡眠分期與睡眠評估方法研究[D]. 高群霞.華南理工大學(xué) 2015
[4]睡眠腦電的特性分析和睡眠分期研究[D]. 肖余糧.江蘇大學(xué) 2006
本文編號:2949702
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2?Alice?PDx便攜式睡眠診斷系統(tǒng)??3??
浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文???隨著睡眠障礙疾病的高發(fā)以及人們睡眠健康意識的提升,便攜式睡眠監(jiān)測儀??的需求量不斷上升,出現(xiàn)丼噴式發(fā)展趨勢,并且朝著小型化、智能化、無線化的??方向不斷發(fā)展。??2003年,Zeo公司研發(fā)了產(chǎn)品Zeo?Mobile。該產(chǎn)品通過頭箍式綁帶采集前額??腦電信號,將其用于睡眠分期,得到了高準(zhǔn)確率的分期結(jié)果[13],圖1.3?(a)為Zeo??Mobile的產(chǎn)品實(shí)物圖和無線手機(jī)端界面。同期,作為競爭對手的Wakemate產(chǎn)品??利用脈搏信號分析睡眠狀況,且具有在REM期后30分鐘的淺睡期喚醒用戶的??功能,圖1.3?(b)為該產(chǎn)品的實(shí)物圖及用戶交互界面。圖1.3?(c)中的fitbit睡??眠監(jiān)測手環(huán)通過采集能反映人體睡眠情況的生理信號,將其經(jīng)過預(yù)處理及數(shù)據(jù)分??析后,將分析結(jié)果通過無線或藍(lán)牙上傳到移動(dòng)端,最終在用戶交互界面展現(xiàn)睡眠??評分、健康建議等分析結(jié)果或提供喚醒功能。??
周期的層層推進(jìn)與反復(fù)產(chǎn)生對應(yīng)的生理特征變化,因此在睡眠健康研究中具有重??要的參考價(jià)值。??2.1睡眠分期簡介??本論文以AASM分期準(zhǔn)則作為參考,該準(zhǔn)則將正常睡眠周期分為兩個(gè)階段,??分別為非快速眼動(dòng)期(NREM)和快速眼動(dòng)期(REM),而NREM根據(jù)睡眠深??度進(jìn)一步劃分為I?III期。??上述各階段在正常人整夜的睡眠中周期性重復(fù)出現(xiàn)。入睡時(shí),正常人的睡眠??階段首先進(jìn)入NREM期,從I期到III期逐步轉(zhuǎn)換,然后在NREM?II期或III期??進(jìn)入REM期。睡眠階段由NREM期進(jìn)入REM期,代表一個(gè)完整的睡眠周期。??正常成年人整夜約有4?6個(gè)睡眠周期。一般情況下,正常成年人NREM?I期的睡??眠時(shí)間約占整夜睡眠時(shí)間的5%,NREM?II期約占50%,?NREM?III期約占20%,??REM期約占25%。圖2.1是正常成年人睡眠結(jié)構(gòu)圖1|81。??U/pikf第一個(gè)?第二個(gè)?第三個(gè)?第四個(gè)?第五個(gè)??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于腦電和肌電多特征的自動(dòng)睡眠分期方法[J]. 呂甜甜,王心醉,俞乾,于涌,蔣蓁. 計(jì)算機(jī)工程. 2017(10)
[2]基于非線性動(dòng)力學(xué)的八類運(yùn)動(dòng)想象腦電信號特征提取方法研究[J]. 田敏婷,商玉林,陳珊. 價(jià)值工程. 2017(04)
[3]容易被誤診為癲■樣放電的幾種正常睡眠腦電圖波形[J]. 李國芹,董立波,韓超. 醫(yī)療裝備. 2015(17)
[4]下頜表面肌電提取和評價(jià)呼吸相關(guān)時(shí)相型成分[J]. 張達(dá),曹征濤,李彥如,葉京英,俞夢孫. 儀器儀表學(xué)報(bào). 2014(08)
[5]基于表面肌電信號形態(tài)特征的多模式識別研究[J]. 張啟忠,席旭剛,羅志增. 傳感技術(shù)學(xué)報(bào). 2012(12)
[6]在軌睡眠質(zhì)量評價(jià)的研究進(jìn)展[J]. 李延軍,宏峰,嚴(yán)洪,肖蒙. 航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程. 2012(06)
[7]零相位數(shù)字濾波器在非平穩(wěn)信號處理中的應(yīng)用[J]. 常廣,鄢素云,王毅. 北京交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
[8]腦電圖技術(shù)在針灸臨床研究中的應(yīng)用[J]. 趙曄,王超. 天津中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(04)
[9]睡眠時(shí)相與心率變異性的關(guān)系研究[J]. 江麗儀,吳效明. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2011(01)
[10]阻塞性睡眠呼吸暫停低通氣綜合征患者睡眠結(jié)構(gòu)研究[J]. 鐘玲,周光耀. 西部醫(yī)學(xué). 2011(01)
博士論文
[1]HHT變換及其在腦電信號處理中的應(yīng)用研究[D]. 朱曉軍.太原理工大學(xué) 2012
碩士論文
[1]非腦電睡眠監(jiān)測系統(tǒng)和算法研究[D]. 李杰.浙江大學(xué) 2016
[2]睡眠腦電自動(dòng)分期方法研究[D]. 郭超珍.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[3]基于EEG的睡眠分期與睡眠評估方法研究[D]. 高群霞.華南理工大學(xué) 2015
[4]睡眠腦電的特性分析和睡眠分期研究[D]. 肖余糧.江蘇大學(xué) 2006
本文編號:2949702
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