睡眠狀況是評價一個人身體健康狀態(tài)的一個重要指標。準確的睡眠分期不僅能幫助人們正確地認識自己的睡眠狀況和質量,而且也有助于醫(yī)生診斷睡眠疾病。有研究已表明睡眠階段與心率變異性指標之間存在著相關性。本文提出了一種睡眠自動分期的新思路。首先,利用隱馬爾可夫模型的識別能力,從心電信號中提取RR間期（相鄰心跳的時間間隔）序列數(shù)據(jù)。然后根據(jù)心率變異性指標變化情況識別整夜睡眠狀態(tài),實現(xiàn)睡眠自動分期。本文以基于心率變異性分析的睡眠分期為研究課題,通過時域分析、頻域分析以及非線性分析研究心率變異性,最后通過隱馬爾可夫模型來實現(xiàn)睡眠分期。本文的研究工作可分為以下兩個方面:（1）本文先使用了一種自適應閾值算法對原始RR間期序列數(shù)據(jù)進行異常值過濾,然后采用了時域分析法、頻域分析法以及非線性分析方法來進行心率變異性分析。在獲取時域特征時,還通過具有自適應噪聲的完全集合經(jīng)驗模態(tài)分解方法來分解并重構時域特征。頻域分析同時采用了短時傅里葉變換和小波變換來計算各頻段的頻譜功率的相對值與歸一化值,并對比了這兩種方法提取的特征的效果。此外,非線性分析主要通過計算樣本熵和去趨勢波動分析來獲取與睡眠有關的信息。（2）對通過時域分... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景與意義
    1.2 睡眠分期的國內外研究歷史與現(xiàn)狀
    1.3 心率變異性分析的研究現(xiàn)狀及意義
    1.4 本文的主要貢獻與創(chuàng)新
    1.5 本論文的結構安排
第二章 基于心率變異性分析的睡眠分期研究
    2.1 心率變異性與睡眠分期研究的理論基礎
        2.1.1 睡眠各期劃分及特點
        2.1.2 心率變異性與睡眠的關系
    2.2 心率變異性分析方法
        2.2.1 時域分析
        2.2.2 頻域分析
        2.2.3 非線性分析
    2.3 經(jīng)驗模態(tài)分解
        2.3.1 經(jīng)驗模態(tài)分解
        2.3.2 集合經(jīng)驗模態(tài)分解
        2.3.3 具有自適應噪聲的完全集合經(jīng)驗模態(tài)分解
    2.4 基于心率變異性分析的睡眠分期算法設計
    2.5 本章小結
第三章 運用隱馬爾可夫模型對睡眠狀態(tài)進行模式識別
    3.1 隱馬爾可夫模型的理論基礎
    3.2 實驗數(shù)據(jù)與方法
        3.2.1 實驗數(shù)據(jù)
        3.2.2 數(shù)據(jù)預處理
        3.2.3 特征提取
        3.2.4 特征篩選
        3.2.5 基于隱馬爾可夫模型的睡眠分期
    3.3 結果與分析
    3.4 本章小結
第四章 全文總結與展望
    4.1 全文總結
    4.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于心率變異性分析的睡眠分期方法研究[J]. 王金海,孫微,韋然,趙曉赟,國海丁,王慧泉.  生物醫(yī)學工程學雜志. 2016(03)
[2]基于腦電信號的自動睡眠分期研究進展[J]. 高群霞,周靜,吳效明.  生物醫(yī)學工程學雜志. 2015(05)
[3]基于小波變換的非平穩(wěn)信號分析與處理[J]. 張晗博,殷奕,殷奎喜.  南京師范大學學報(工程技術版). 2014(01)
[4]有關美國睡眠醫(yī)學學會睡眠分期的最新判讀標準指南解析[J]. 王菡僑.  診斷學理論與實踐. 2009(06)
[5]基于腦電的睡眠與麻醉中失覺醒腦狀態(tài)分析[J]. 于立群,高小榕,劉偉國,左煥琮.  清華大學學報(自然科學版). 2009(12)
[6]兩種熵測度在量化射擊運動員短時心率變異性信號復雜度上的一致性[J]. 莊建軍,寧新寶,鄒鳴,孫飆,楊希.  物理學報. 2008(05)
[7]多尺度熵在心率變異信號復雜性分析中的應用[J]. 蔡瑞,卞春華,寧新寶.  北京生物醫(yī)學工程. 2007(05)
[8]基于心率變異分析的睡眠分期方法[J]. 莊志,高上凱,高小榕.  生物醫(yī)學工程學雜志. 2006(03)
[9]基于小波變換人體生命參數(shù)探測方法[J]. 張紅旗.  無線電工程. 2005(09)
[10]基于非線性時間序列分析經(jīng)驗模態(tài)分解和小波分解異同性的研究[J]. 龔志強,鄒明瑋,高新全,董文杰.  物理學報. 2005(08)

碩士論文
[1]基于短時傅里葉變換的胎心率檢測算法與實現(xiàn)[D]. 馮愛玲.廣東工業(yè)大學 2014



本文編號：3728773