監(jiān)護環(huán)境下房顫信號的提取算法研究及實現(xiàn)
發(fā)布時間:2021-11-03 02:59
隨著計算機科學(xué)技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展,醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)正向著低成本化、微型化、無線化和智能化的方向發(fā)展。無線智能的醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)對提高人們的生活質(zhì)量,促進社會健康和諧地發(fā)展有著極為重要的作用。近年來,醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)尤其是房顫監(jiān)護系統(tǒng)成為了國際上的一個研究熱點。本文在盲源提取的基礎(chǔ)上,提出了一種新的、適用于單導(dǎo)聯(lián)心電的房顫信號提取算法,并且應(yīng)用于無線的房顫監(jiān)護系統(tǒng)中。在提取房顫信號前,針對心電信號受工頻干擾嚴(yán)重的特點,文中用窗函數(shù)法設(shè)計了FIR濾波器,結(jié)合實驗證明濾波器的可行性和有效性。為了避免心電基線產(chǎn)生漂移而影響房顫信號的提取,本課題利用中值濾波法實現(xiàn)心電基線的調(diào)整。心電信號經(jīng)過處理后,利用高斯函數(shù)把它擴展為多維的信號,然后利用盲源提取算法從多維信號中提取房顫信號。本課題利用LabVIEW開發(fā)一個平臺界面,該界面能夠接收并實時顯示采集的心電信號。為了驗證算法能夠從采集的心電信號中實時提取房顫信號,本課題把房顫信號提取算法嵌入到平臺系統(tǒng)中。由于R-R間隔和心率等生理參數(shù)在心電監(jiān)護中極為重要,后臺嵌入了R波檢測算法。平臺系統(tǒng)還設(shè)置了實時報警機制,當(dāng)從實時采集的心電信號中提取出來的是房顫信號時,報...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
盲源分離技術(shù)提取房顫信號的框架
圖 1- 2 盲源提取技術(shù)提取房顫信號的框架與盲源分離算法不同,盲源提取方法只從 12 導(dǎo)聯(lián)的心電信號中提取一個感的信號,對該信號進行頻譜分析,就可以判斷房顫是否發(fā)生。其框圖如圖 示。因此,與盲源分離算法相比,盲源提取算法的運算量較少,提取過程時,更適合應(yīng)用于實時的房顫監(jiān)護系統(tǒng)當(dāng)中。上述的主成分分析方法、盲源分離方法和盲源提取方法等都是應(yīng)用于多導(dǎo)12 導(dǎo)聯(lián))的心電數(shù)據(jù)的分析。以往臨床應(yīng)用的房顫監(jiān)護系統(tǒng)大部分都是采用聯(lián)監(jiān)護,因此,從多導(dǎo)聯(lián) ECG 數(shù)據(jù)中提取房顫信號的方法得到了較好的應(yīng)目前在醫(yī)院的房顫監(jiān)護系統(tǒng)中,多數(shù)是采用導(dǎo)聯(lián)線較少的三導(dǎo)聯(lián)心電采集系而,隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展以及醫(yī)療水平的逐漸提高,房顫監(jiān)護系統(tǒng)著“微型化”、“智能化”、“移動化”和“低成本化”方向發(fā)展。單導(dǎo)聯(lián)房顫系統(tǒng)由于硬件體積小、移動性好、靈活性強,將會逐步替代三導(dǎo)聯(lián)的房顫監(jiān)統(tǒng),單導(dǎo)聯(lián)的房顫監(jiān)護系統(tǒng)的應(yīng)用將會越來越廣泛。上述的各種利用盲源技方法均不能直接應(yīng)用于從單導(dǎo)聯(lián)心電信號中提取房顫信號,只有模板匹配法從單導(dǎo)聯(lián)的心電數(shù)據(jù)中獲取房顫信號。
存在大量正離子與負(fù)離子,而細(xì)胞膜對每種離子的通透性兩側(cè)的帶電離子分布不均,所以細(xì)胞膜兩側(cè)就產(chǎn)生了電位息電位,這是產(chǎn)生生物電的基礎(chǔ)。一般細(xì)胞膜在極化的狀,膜外聚集正電荷,電勢差約為 90mV;當(dāng)細(xì)胞受刺激而的狀態(tài)由“外正內(nèi)負(fù)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤巴庳?fù)內(nèi)正”,過了一段時間態(tài)。心肌細(xì)胞在極化和去極化兩種狀態(tài)之間反復(fù)變換,便一個良導(dǎo)體,心電信號可以通過人體傳到體表。因此,需從人體表面采集心電信號。通常會把帶有導(dǎo)電膏的電極貼系統(tǒng)記錄得到的周期性曲線就是心電圖,它能夠反映心臟期的心電圖由 P 波,QRS 綜合波群、T 波以及 U 波組成,的生理意義。下面將簡單介紹一下心電信號中各個組成波2, 23]:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]心電信號去噪中的小波方法[J]. 王佳文,凡友華. 數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志. 2009(01)
[2]Atrial fibrillatory signal estimation using blind source extraction algorithm based on high-order statistics[J]. WANG Gang1,RAO NiNi1 & ZHANG Ying2 1 School of life Science and Technology,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China; 2 School of Automation Engineering,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China. Science in China(Series F:Information Sciences). 2008(10)
[3]幾種去心電基線漂移算法的實現(xiàn)和比較[J]. 汪家旺,吳玲燕,楊濤,苑頤萍,林宛華. 中國醫(yī)療器械信息. 2008(06)
[4]Labview和Matlab混合編程方法的研究與實現(xiàn)[J]. 柴敬安,廖克儉,潘德輝,李淼. 計算機測量與控制. 2008(05)
[5]房顫患者體表心電圖心房活動信號提取研究進展[J]. 黃忠朝,陳裕泉,潘敏. 國際生物醫(yī)學(xué)工程雜志. 2006(03)
[6]心電信號QRS波群檢測算法研究[J]. 蘇麗,趙國良,李東明. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2005(04)
[7]LabVIEW中MATLAB的調(diào)用[J]. 徐明,于業(yè)明. 山東理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(04)
[8]基于MATLAB的工頻干擾陷波器設(shè)計[J]. 戚仕濤,湯黎明,吳敏,劉鐵兵. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2005(08)
[9]基于中值濾波的心電基線校正方法的研究[J]. 蔡坤,陸堯勝. 醫(yī)療設(shè)備信息. 2004(02)
[10]分類技術(shù)在心電圖自動診斷模型中的應(yīng)用比較[J]. 吳萍,黃勇. 計算機應(yīng)用. 2003(11)
博士論文
[1]房顫信號處理及其臨床應(yīng)用的研究[D]. 王剛.電子科技大學(xué) 2008
[2]基于體表心電圖的心房顫動特征提取及臨床輔助診斷研究[D]. 黃忠朝.浙江大學(xué) 2006
碩士論文
[1]心電信號的處理與自動診斷[D]. 張艷梅.東南大學(xué) 2005
本文編號:3472907
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
盲源分離技術(shù)提取房顫信號的框架
圖 1- 2 盲源提取技術(shù)提取房顫信號的框架與盲源分離算法不同,盲源提取方法只從 12 導(dǎo)聯(lián)的心電信號中提取一個感的信號,對該信號進行頻譜分析,就可以判斷房顫是否發(fā)生。其框圖如圖 示。因此,與盲源分離算法相比,盲源提取算法的運算量較少,提取過程時,更適合應(yīng)用于實時的房顫監(jiān)護系統(tǒng)當(dāng)中。上述的主成分分析方法、盲源分離方法和盲源提取方法等都是應(yīng)用于多導(dǎo)12 導(dǎo)聯(lián))的心電數(shù)據(jù)的分析。以往臨床應(yīng)用的房顫監(jiān)護系統(tǒng)大部分都是采用聯(lián)監(jiān)護,因此,從多導(dǎo)聯(lián) ECG 數(shù)據(jù)中提取房顫信號的方法得到了較好的應(yīng)目前在醫(yī)院的房顫監(jiān)護系統(tǒng)中,多數(shù)是采用導(dǎo)聯(lián)線較少的三導(dǎo)聯(lián)心電采集系而,隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展以及醫(yī)療水平的逐漸提高,房顫監(jiān)護系統(tǒng)著“微型化”、“智能化”、“移動化”和“低成本化”方向發(fā)展。單導(dǎo)聯(lián)房顫系統(tǒng)由于硬件體積小、移動性好、靈活性強,將會逐步替代三導(dǎo)聯(lián)的房顫監(jiān)統(tǒng),單導(dǎo)聯(lián)的房顫監(jiān)護系統(tǒng)的應(yīng)用將會越來越廣泛。上述的各種利用盲源技方法均不能直接應(yīng)用于從單導(dǎo)聯(lián)心電信號中提取房顫信號,只有模板匹配法從單導(dǎo)聯(lián)的心電數(shù)據(jù)中獲取房顫信號。
存在大量正離子與負(fù)離子,而細(xì)胞膜對每種離子的通透性兩側(cè)的帶電離子分布不均,所以細(xì)胞膜兩側(cè)就產(chǎn)生了電位息電位,這是產(chǎn)生生物電的基礎(chǔ)。一般細(xì)胞膜在極化的狀,膜外聚集正電荷,電勢差約為 90mV;當(dāng)細(xì)胞受刺激而的狀態(tài)由“外正內(nèi)負(fù)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤巴庳?fù)內(nèi)正”,過了一段時間態(tài)。心肌細(xì)胞在極化和去極化兩種狀態(tài)之間反復(fù)變換,便一個良導(dǎo)體,心電信號可以通過人體傳到體表。因此,需從人體表面采集心電信號。通常會把帶有導(dǎo)電膏的電極貼系統(tǒng)記錄得到的周期性曲線就是心電圖,它能夠反映心臟期的心電圖由 P 波,QRS 綜合波群、T 波以及 U 波組成,的生理意義。下面將簡單介紹一下心電信號中各個組成波2, 23]:
【參考文獻】:
期刊論文
[1]心電信號去噪中的小波方法[J]. 王佳文,凡友華. 數(shù)理醫(yī)藥學(xué)雜志. 2009(01)
[2]Atrial fibrillatory signal estimation using blind source extraction algorithm based on high-order statistics[J]. WANG Gang1,RAO NiNi1 & ZHANG Ying2 1 School of life Science and Technology,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China; 2 School of Automation Engineering,University of Electronic Science and Technology of China,Chengdu 610054,China. Science in China(Series F:Information Sciences). 2008(10)
[3]幾種去心電基線漂移算法的實現(xiàn)和比較[J]. 汪家旺,吳玲燕,楊濤,苑頤萍,林宛華. 中國醫(yī)療器械信息. 2008(06)
[4]Labview和Matlab混合編程方法的研究與實現(xiàn)[J]. 柴敬安,廖克儉,潘德輝,李淼. 計算機測量與控制. 2008(05)
[5]房顫患者體表心電圖心房活動信號提取研究進展[J]. 黃忠朝,陳裕泉,潘敏. 國際生物醫(yī)學(xué)工程雜志. 2006(03)
[6]心電信號QRS波群檢測算法研究[J]. 蘇麗,趙國良,李東明. 哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報. 2005(04)
[7]LabVIEW中MATLAB的調(diào)用[J]. 徐明,于業(yè)明. 山東理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2005(04)
[8]基于MATLAB的工頻干擾陷波器設(shè)計[J]. 戚仕濤,湯黎明,吳敏,劉鐵兵. 醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2005(08)
[9]基于中值濾波的心電基線校正方法的研究[J]. 蔡坤,陸堯勝. 醫(yī)療設(shè)備信息. 2004(02)
[10]分類技術(shù)在心電圖自動診斷模型中的應(yīng)用比較[J]. 吳萍,黃勇. 計算機應(yīng)用. 2003(11)
博士論文
[1]房顫信號處理及其臨床應(yīng)用的研究[D]. 王剛.電子科技大學(xué) 2008
[2]基于體表心電圖的心房顫動特征提取及臨床輔助診斷研究[D]. 黃忠朝.浙江大學(xué) 2006
碩士論文
[1]心電信號的處理與自動診斷[D]. 張艷梅.東南大學(xué) 2005
本文編號:3472907
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