本文關(guān)鍵詞：心率變異性分析方法的研究和應(yīng)用

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【摘要】：心率變異性(HRV)是指心率或者心跳變化的快慢隨時間所發(fā)生的細微差異,能夠反映出人體自主神經(jīng),交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)對心血管系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的強弱和變化,同時可以用于分析心臟做功的強度。由于HRV能夠有效的從心臟活動是否正常來反映出人體的身體狀態(tài)情況,如果能有效的檢測出HRV信號的特征值如RR間期,功率譜密度,就能夠利用這些特征信息來判斷和預測相關(guān)的心血管疾病并提出有效的治療方案。本文首先以小波變換為基礎(chǔ),對比分析了幾種不同的小波基的信號分解效果,分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)在分解心電HRV信號方面,Db6小波基信噪比增益高,分解效果好。其次,本文在選擇了Db6小波基的基礎(chǔ)上,對比分析了四種不同的基于小波變換的去噪方法包括軟閾值去噪,硬閾值去噪,Garrote閾值去噪和基于改進的Garrote閾值去噪方法。通過分析發(fā)現(xiàn),基于改進后的Garrote閾值去噪方法在處理心電信號方法有著明顯的優(yōu)勢。再次,本文提出了利用基于小波變換的Mallat算法來實現(xiàn)心電信號HRV的QRS波群檢測,并且提取了RR間期特征信息,然后從MIT-BIH心電數(shù)據(jù)庫中抽取15組心電信號驗證該算法對HRV信號QRS波群檢測效果。最后利用AR模型分析了HRV信號的功率譜,從而提取了SDNN,LF/HF,HR,SDANN,TP,PNN50等幾組HRV信號特征值用于心電信號分類。通過從MIT-BIH抽取的各5組正常心電信號和心律失常心電信號數(shù)據(jù)進行分析,發(fā)現(xiàn)SDNN,LF/HF,HR和PNN50的相關(guān)性較小,可以作為單獨的特征變量用于信號分類。因此本文選擇了SDNN,LF/HF,HR和PNN50這4組特征值進行心電信號的分類識別。本文將HRV特征值的提取方法包括信號的去噪,QRS波群檢測,功率譜分析等方法組合起來,根據(jù)提取的HRV特征值,設(shè)計了基于HRV特征的心電信號分類識別系統(tǒng)界面,從MIT-BIH數(shù)據(jù)庫中抽取了5類心電數(shù)據(jù)進行訓練和檢測。本文設(shè)計了三種分類系統(tǒng):基于決策樹的分類系統(tǒng),基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類系統(tǒng),基于支持向量機SVM的分類系統(tǒng),同時本文對比兩種降維方法:傳統(tǒng)的PCV降維和非負矩陣分解NMF降維。通過對這兩種降維方法和三種分類算法的組合,進行心電信號分類實驗,結(jié)果發(fā)現(xiàn)本文提出的基于非負矩陣分解和決策樹的心電信號分類系統(tǒng)準確率高,具有明顯的診斷優(yōu)勢。同時通過不同心電信號特征值的選擇對比分析,發(fā)現(xiàn)本文提取的基于HRV信號的SDNN,HR,LF/HF,PNN50這4組特征值能夠有效的提高心電信號的分類準確率。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：R54;TN911.6

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 明東,田錫惠,楊春梅,丁北生,萬柏坤;心率變異(HRV)信號的譜分析方法研究[J];北京生物醫(yī)學工程;2001年04期

2 李方偉;張浩;;一種新的變步長LMS自適應(yīng)濾波算法及其仿真[J];重慶郵電大學學報(自然科學版);2009年05期

3 姚成;司玉娟;郎六琪;韓松洋;;改進的基于小波變換的QRS波檢測算法[J];吉林大學學報(信息科學版);2011年05期

4 袁海洋;何敏;王威廉;;DWA:一種新的心電實時檢測算法[J];電子測量與儀器學報;2009年09期

5 廖旺才，，楊福生，胡廣書;心率變異性非線性信息處理的現(xiàn)狀與展望[J];國外醫(yī)學.生物醫(yī)學工程分冊;1995年06期

6 楊戈鋒;;一種基于模糊積分的小波分析方法[J];哈爾濱師范大學自然科學學報;2008年05期

7 段會龍,馮靖yN,洪瑋;基于模板匹配和特征識別相結(jié)合的心室期前收縮波形分類算法[J];航天醫(yī)學與醫(yī)學工程;2002年02期

8 張榮，王興邦，鄭軍，張立藩, 黃建國;心率變異性譜分析方法的比較研究[J];航天醫(yī)學與醫(yī)學工程;1994年01期

9 趙羿歐;劉揚;;一種改進的差分閾值心電檢測算法[J];計算機工程;2011年S1期

10 宋楓溪,高秀梅,劉樹海,楊靜宇;統(tǒng)計模式識別中的維數(shù)削減與低損降維[J];計算機學報;2005年11期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孟晉麗;基于鄰域相關(guān)性的小波域濾波算法研究[D];西北工業(yè)大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 于德海;最小二乘小波及其在心電信號識別中的應(yīng)用[D];北方工業(yè)大學;2005年

2 白麗榮;基于小波變換的心電信號處理技術(shù)的研究[D];山東科技大學;2005年

3 張嘉偉;引入形態(tài)參數(shù)的ECG識別算法研究與實現(xiàn)[D];華東師范大學;2006年

4 錢友峰;心電信號的預處理和分析[D];長春理工大學;2007年

5 劉世雄;基于模糊聚類算法對心電數(shù)據(jù)典型特征分類研究[D];浙江大學;2006年

6 孫玉剛;灰色關(guān)聯(lián)分析及其應(yīng)用的研究[D];南京航空航天大學;2007年

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