【摘要】：在21世紀(jì)的今天,人們的物質(zhì)生活越來(lái)越富足,但是各種負(fù)面影響也因此隨之而來(lái)。工作學(xué)習(xí)的壓力,糟糕的飲食習(xí)慣,日夜顛倒的生活作息都嚴(yán)重的影響了人們的健康。其中心腦血管疾病是目前最常見的慢性疾病,這種疾病具有高突發(fā)性、高患病率、高致殘率、高死亡率等特點(diǎn)。觀測(cè)心電圖是現(xiàn)階段分析和診斷心臟病的唯一途徑。因此,為了方便心電信號(hào)的采集,通過(guò)諸如小米手環(huán)、蘋果iwatch等便攜式工具采集心電信號(hào)的方法應(yīng)運(yùn)而生。然而,通過(guò)手表手環(huán)等方法采集到的心電信號(hào)會(huì)受到諸如呼吸、運(yùn)動(dòng)、出汗以及環(huán)境變化等影響使得信號(hào)受到不必要的噪聲干擾(運(yùn)動(dòng)偽跡,肌電干擾,基線漂移等)。這些噪聲不僅會(huì)造成設(shè)備的誤檢和醫(yī)生的誤診,同時(shí)也會(huì)增加心臟監(jiān)視器的錯(cuò)誤報(bào)警率。為了減少這些噪聲帶來(lái)的影響,對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估并篩選出質(zhì)量可接受的心電信號(hào)就成了一項(xiàng)重要的工作。本文將主要研究心電信號(hào)的質(zhì)量評(píng)估方法,具體工作如下:1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了腕帶式心電信號(hào)進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估時(shí)的分幀標(biāo)準(zhǔn)并對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行了分幀預(yù)處理�？偨Y(jié)國(guó)內(nèi)外心電信號(hào)質(zhì)量評(píng)估研究現(xiàn)狀并分析了現(xiàn)有的研究方法的優(yōu)缺點(diǎn)。2.在現(xiàn)有的基于熵測(cè)度的心電信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法基礎(chǔ)之上~([14])進(jìn)行了改進(jìn),提出了一種基于小波包分解—近似熵的心電信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法。小波包分析是如今最常見的時(shí)頻分析方法,因此根據(jù)心電信號(hào)的主要能量頻率范圍,QRS波群的能量頻率范圍等生理意義,對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行三層小波包分解,選取第三層的8個(gè)節(jié)點(diǎn)并對(duì)其進(jìn)行重構(gòu),計(jì)算重構(gòu)后的分量樣本熵值,最后將其結(jié)果作為特征向量并結(jié)合支持向量機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的質(zhì)量評(píng)估。3.由于小波包分解信號(hào)的過(guò)程中依賴于小波基函數(shù)和分解尺度的選擇,以及近似熵值在計(jì)算過(guò)程會(huì)出現(xiàn)非法值。為了解決這兩個(gè)問(wèn)題提出了一種基于EMD分解—樣本熵的心電信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法。EMD分解是一種自適應(yīng)的信號(hào)分解方法,該分解方法不依賴基函數(shù)和分解尺度的選擇。通過(guò)對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行EMD分解得到信號(hào)的IMF分量,然后計(jì)算信號(hào)IMF分量的樣本熵值,最后將其結(jié)果作為心電信號(hào)的特征向量并結(jié)合支持向量機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)心電信號(hào)的質(zhì)量評(píng)估。4.上述兩種心電信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法在反應(yīng)信號(hào)的特征上有一定的缺陷,為了解決上述兩種方法的缺陷提出了一種基于特征融合的心電信號(hào)質(zhì)量評(píng)估方法。首先對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行三層小波包分解,計(jì)算第三尺度8個(gè)節(jié)點(diǎn)的小波包系數(shù)并求該8個(gè)小波包系數(shù)的多尺度熵值并將其結(jié)果作為第一組特征向量,然后對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行局部均值分解(LMD),計(jì)算分解后PF分量的多尺度熵值并將其結(jié)果作為第二組特征向量,然后將兩組特征向量相融合得到最終的特征向量,最終將該特征向量結(jié)合支持向量機(jī)實(shí)現(xiàn)了心電信號(hào)的質(zhì)量評(píng)估。
【圖文】：

并因此影響最后的評(píng)估結(jié)果。-Tabares F.J 等人[20]提出了一種根據(jù)心電信號(hào)相關(guān)性和差異性的提供了關(guān)于心電信號(hào)采集是否充分的信息，但是最終的評(píng)估結(jié)面都不夠高。號(hào)的基礎(chǔ)知識(shí)產(chǎn)生機(jī)理lectrocardiogram，ECG)信號(hào)的工作原理如下：心肌細(xì)胞處于靜細(xì)胞膜兩側(cè)的正離子和負(fù)離子的濃度差形成了電位差，當(dāng)心肌零，此時(shí)就產(chǎn)生了去極化現(xiàn)象，心肌細(xì)胞在每次心跳期間去極產(chǎn)生極小的電變化，通常醫(yī)生利用心電圖儀捕獲并放大這種小可以獲得心電圖[21]。心電圖可以反應(yīng)整個(gè)心跳的節(jié)律以及心肌周期為一個(gè)周期的心電信號(hào)如下圖 1-1 所示。

我們?cè)卺t(yī)院測(cè)量心電信號(hào)時(shí)會(huì)在肢體上放置兩個(gè)以上的電極，他們兩兩配對(duì)進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)電極對(duì)的輸出信號(hào)稱為一組導(dǎo)聯(lián)。標(biāo)準(zhǔn)的心電圖是通過(guò) 12 個(gè)電極對(duì)測(cè)量得到的，稱為 12 導(dǎo)聯(lián)心電圖，它利用 12 個(gè)電極對(duì)來(lái)紀(jì)錄心臟在 12 個(gè)不同方位的電生理活動(dòng)，該方法能從 12 種不同的角度觀察去極化波，然后在心電圖紙上記錄下 12 導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)，最后根據(jù)心電圖的波形情況來(lái)判斷患者的心臟狀況是否良好。將測(cè)量出的12 個(gè)信號(hào)在記錄紙上排列成 4 列 3 行，通常情況下降第一列記錄肢體導(dǎo)聯(lián)，第二列記錄加壓?jiǎn)螛O肢體導(dǎo)聯(lián)，最后兩列記錄胸導(dǎo)聯(lián)，，不過(guò)并非任何時(shí)候都使用這種排列方式，因此在每一次讀取 12 導(dǎo)聯(lián)心電圖的時(shí)候都需要認(rèn)真檢查標(biāo)簽。通常會(huì)同時(shí)記錄每一列的 3 個(gè)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)并將結(jié)果打印出來(lái)，幾個(gè)心跳周期后再轉(zhuǎn)到下一列并記錄下一列的 個(gè)導(dǎo)聯(lián)信號(hào)。不同列的導(dǎo)聯(lián)信號(hào)在被記錄的過(guò)程中，心律可能會(huì)發(fā)生改變，因此通過(guò)這些圖像來(lái)分析心律變化是一件較為困難的事情。因此，在記錄心電圖的過(guò)程中經(jīng)常還會(huì)打印 1～2 個(gè)“節(jié)律帶”，一般選擇可以清晰顯示心室電信號(hào)還有 P 波的 2 導(dǎo)聯(lián)。在連續(xù)的心電監(jiān)測(cè)期間，節(jié)律帶還被應(yīng)用于屏幕輸出。下圖 1-2 為記錄在記錄紙上的十二導(dǎo)聯(lián)心電信號(hào)。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R540.4;TN911.7

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