本文關(guān)鍵詞：無創(chuàng)胎兒心電信號(hào)提取方法的研究

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【摘要】：胎兒心電信號(hào)(FECG)是心臟活動(dòng)的最源發(fā)性信號(hào),在胎兒疾病的監(jiān)護(hù)和診斷中有著不可替代的作用。目前FECG的主要檢測方法有兩種:一種是胎兒頭皮電極法,另一種是母體腹部電極心電法。腹部無創(chuàng)檢測法相對于頭皮電極檢測法操作簡單而且不會(huì)對孕婦和胎兒造成傷害,因此更受親睞。但是腹部無創(chuàng)檢測法采集到的胎兒心電信號(hào)微弱,信噪比低,受母體和噪聲干擾較大,如何提取出純凈的胎兒心電信號(hào),是生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理領(lǐng)域一項(xiàng)重要的研究課題。本文通過分析胎兒心電信號(hào)本身的特點(diǎn),論證了盲源分離算法(BSS)在胎兒心電信號(hào)分離上的可行性。并將二階統(tǒng)計(jì)量的盲源信號(hào)分離模型應(yīng)用于胎兒心電信號(hào)的提取,具體工作如下:二階統(tǒng)計(jì)量的盲源信號(hào)分離是利用樣本數(shù)據(jù)的二階統(tǒng)計(jì)量和源信號(hào)時(shí)序結(jié)構(gòu)特征來實(shí)現(xiàn)源信號(hào)的盲分離的,因此FECG的R波是確定FECG時(shí)序結(jié)構(gòu)的重要依據(jù)。但采用無創(chuàng)檢測法采集到的胎兒心電信號(hào),由于母體和噪聲干擾較大,直接利用傳統(tǒng)的R波檢測效果不佳。為提高FECG的R波檢測準(zhǔn)確性,本文提出了一種基于二進(jìn)小波變換和模極大值的胎兒心電信號(hào)R檢測方法。該算法通過對從母體腹部表面采集的信號(hào)進(jìn)行二進(jìn)小波變換,根據(jù)母體與胎兒在模極大值上的差異,對二進(jìn)小波變換后的模極大值序列以模極大值塊進(jìn)行分類,針對胎兒模極大值塊,運(yùn)用窗口閾值法來估計(jì)FECG的R波。此方法在MIT Physio Net/Cin C2013挑戰(zhàn)競賽提供的數(shù)據(jù)集上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),根據(jù)MIT競賽平臺(tái)公布的結(jié)果,此方法 FECG的R波準(zhǔn)確率達(dá)到93.8%。用FECG的R波作為周期結(jié)構(gòu),可以利用周期元分析(πCA)提取胎兒心電信號(hào),但由于母體與胎兒心電周期性結(jié)構(gòu)存在相似性,會(huì)造成基于周期元分析算法提取的胎兒心電信號(hào)局部失效。為解決此問題,本文對周期元算法的時(shí)延相關(guān)矩陣的最佳估計(jì)時(shí)延進(jìn)行了改進(jìn),對自相關(guān)矩陣與時(shí)延相關(guān)矩陣組成的矩陣對進(jìn)行廣義特征值分解,通過分解后的最大特征值對應(yīng)的特征向量來估計(jì)FECG。此方法在MIT Physio Net/Cin C2013挑戰(zhàn)競賽提供的數(shù)據(jù)集上進(jìn)行驗(yàn)證,并通過HRV定量分析與二階統(tǒng)計(jì)量的經(jīng)典算法—AMUSE算法、SOBI算法和πCA算法的提取結(jié)果進(jìn)行了對比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文方法比上述方法具有更好的FECG提取效果。
【關(guān)鍵詞】：胎兒心電信號(hào) 周期元分析算法 R 波檢測 盲源分離
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R714.5;TN911.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-15
• 1.1 課題的研究背景及意義9-12
• 1.1.1 胎兒心電信號(hào)檢測10-11
• 1.1.2 無創(chuàng)胎兒心電信號(hào)提取的難點(diǎn)11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 本文的主要工作13-14
• 1.4 本文的組織結(jié)構(gòu)14-15
• 第二章 基于盲源信號(hào)分離算法的無創(chuàng)式胎兒心電信號(hào)提取15-22
• 2.1 基于BSS的胎兒心電信號(hào)提取的可行性分析15-16
• 2.2 盲源信號(hào)分離模型及其原理16-17
• 2.3 基于二階統(tǒng)計(jì)量(SOS)的盲分離算法17-22
• 2.3.1 觀測信號(hào)白化預(yù)處理18-19
• 2.3.2 AMUSE算法19-20
• 2.3.3 SOBI算法20
• 2.3.4 FECG的時(shí)序結(jié)構(gòu)對SOS算法的影響20-22
• 第三章 無創(chuàng)式FECG的R波檢測方法22-34
• 3.1 FECG的R波檢測方法綜述22-23
• 3.2 原理與方法23-30
• 3.2.1 FECG的R波檢測基本思路23
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理23-26
• 3.2.3 利用二進(jìn)小波變換求取模極大值26-27
• 3.2.4 提取胎兒模極大值塊27-29
• 3.2.5 FECG的R波估計(jì)29-30
• 3.3 實(shí)驗(yàn)與分析30-33
• 3.3.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源30
• 3.3.2 參數(shù)設(shè)置30-31
• 3.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析31-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第四章 基于改進(jìn)的周期元分析算法的FECG提取34-45
• 4.1 周期元分析算法34-37
• 4.1.1 周期元分析算法原理34-35
• 4.1.2 廣義特征值分解35
• 4.1.3 時(shí)延t 的確定35-37
• 4.2 周期元分析算法的改進(jìn)37-40
• 4.2.1 周期元分析算法缺陷37-38
• 4.2.2 最佳時(shí)延tt 的改進(jìn)38-39
• 4.2.3 基于改進(jìn) πCA方法提取FECG的算法流程39-40
• 4.3 實(shí)驗(yàn)與分析40-45
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)與結(jié)果40-43
• 4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的HRV分析43-45
• 第五章 總結(jié)與展望45-47
• 5.1 本文工作總結(jié)45
• 5.2 工作展望45-47
• 參考文獻(xiàn)47-50
• 發(fā)表論文和科研情況說明50-51
• 致謝51-52

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳壽齊;沈越泓;許魁;;聯(lián)合時(shí)序結(jié)構(gòu)和參考信號(hào)的胎兒心電提取[J];電路與系統(tǒng)學(xué)報(bào);2010年03期

2 楊思軍;郝繼飛;閆文杰;丁小平;;小波濾波與QRS波檢測[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2011年12期

3 蒲秀娟;曾孝平;韓亮;程軍;姜文浩;;基于經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ椒纸夂妥钚《酥С窒蛄繖C(jī)的胎兒心電信號(hào)提取[J];四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版);2010年06期

4 李國朝;黃慶華;;用相關(guān)原理確定工頻干擾噪聲頻率探究[J];微計(jì)算機(jī)信息;2007年28期

5 陳天華;韓力群;鄭_g;;心電信號(hào)噪聲的數(shù)字濾波研究[J];微計(jì)算機(jī)信息;2008年18期

6 權(quán)建峰;李艷;郭東敏;栗鳴;;小波變換模極大值方法對信號(hào)的奇異性檢測[J];探測與控制學(xué)報(bào);2009年02期

7 姜佩杰;吳水才;賈文娟;白燕萍;楊春蘭;;胎兒心電信號(hào)的提取及遠(yuǎn)程監(jiān)護(hù)系統(tǒng)的研究[J];中國醫(yī)療設(shè)備;2010年03期

8 賈文娟;吳水才;白燕萍;;小波變換模極大值算法用于胎兒心電信號(hào)提取的研究[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2010年12期

9 李寧;史鐵林;;基于功率譜密度的盲信號(hào)分離[J];振動(dòng)工程學(xué)報(bào);2007年03期

10 陳善鳳;;理邦CADENCE胎兒監(jiān)護(hù)儀的維修與維護(hù)[J];醫(yī)療裝備;2014年04期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 蔡坤;胎兒心電信號(hào)的盲分離研究[D];華南理工大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 唐艷娟;基于時(shí)序結(jié)構(gòu)信號(hào)盲源分離研究[D];蘭州理工大學(xué);2011年

2 吳玉蓮;圖像處理的中值濾波方法及其應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2006年

3 李曉燕;胎兒瞬時(shí)心率信號(hào)的非線性分析[D];中國海洋大學(xué);2006年

4 劉清欣;胎兒心電信號(hào)提取的算法研究[D];鄭州大學(xué);2007年

5 王琳;盲源分離算法在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2008年

6 周朔南;盲信號(hào)處理技術(shù)在通信領(lǐng)域的研究[D];西安電子科技大學(xué);2008年

7 李君;基于獨(dú)立分量分析方法的胎兒心電提取的研究[D];重慶大學(xué);2009年

8 賈志燕;胎兒心電信號(hào)的提取方法研究[D];中北大學(xué);2009年

9 王春紅;盲信號(hào)分離算法研究與應(yīng)用[D];北京交通大學(xué);2009年

10 吳堅(jiān);獨(dú)立分量分析在腦電信號(hào)處理中的應(yīng)用[D];長安大學(xué);2009年

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本文編號(hào)：561388