【摘要】：在21世紀的今天,人們的物質(zhì)生活越來越富足,但是各種負面影響也因此隨之而來。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。觀測心電圖是現(xiàn)階段分析和診斷心臟病的唯一途徑。因此,為了方便心電信號的采集,通過諸如小米手環(huán)、蘋果iwatch等便攜式工具采集心電信號的方法應(yīng)運而生。然而,通過手表手環(huán)等方法采集到的心電信號會受到諸如呼吸、運動、出汗以及環(huán)境變化等影響使得信號受到不必要的噪聲干擾(運動偽跡,肌電干擾,基線漂移等)。這些噪聲不僅會造成設(shè)備的誤檢和醫(yī)生的誤診,同時也會增加心臟監(jiān)視器的錯誤報警率。為了減少這些噪聲帶來的影響,對心電信號進行質(zhì)量評估并篩選出質(zhì)量可接受的心電信號就成了一項重要的工作。本文將主要研究心電信號的質(zhì)量評估方法,具體工作如下:1.通過實驗確定了腕帶式心電信號進行質(zhì)量評估時的分幀標準并對心電信號進行了分幀預(yù)處理�？偨Y(jié)國內(nèi)外心電信號質(zhì)量評估研究現(xiàn)狀并分析了現(xiàn)有的研究方法的優(yōu)缺點。2.在現(xiàn)有的基于熵測度的心電信號質(zhì)量評估方法基礎(chǔ)之上~([14])進行了改進,提出了一種基于小波包分解—近似熵的心電信號質(zhì)量評估方法。小波包分析是如今最常見的時頻分析方法,因此根據(jù)心電信號的主要能量頻率范圍,QRS波群的能量頻率范圍等生理意義,對心電信號進行三層小波包分解,選取第三層的8個節(jié)點并對其進行重構(gòu),計算重構(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)合支持向量機來實現(xiàn)心電信號的質(zhì)量評估。3.由于小波包分解信號的過程中依賴于小波基函數(shù)和分解尺度的選擇,以及近似熵值在計算過程會出現(xiàn)非法值。為了解決這兩個問題提出了一種基于EMD分解—樣本熵的心電信號質(zhì)量評估方法。EMD分解是一種自適應(yīng)的信號分解方法,該分解方法不依賴基函數(shù)和分解尺度的選擇。通過對心電信號進行EMD分解得到信號的IMF分量,然后計算信號IMF分量的樣本熵值,最后將其結(jié)果作為心電信號的特征向量并結(jié)合支持向量機來實現(xiàn)心電信號的質(zhì)量評估。4.上述兩種心電信號質(zhì)量評估方法在反應(yīng)信號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質(zhì)量評估方法。首先對心電信號進行三層小波包分解,計算第三尺度8個節(jié)點的小波包系數(shù)并求該8個小波包系數(shù)的多尺度熵值并將其結(jié)果作為第一組特征向量,然后對心電信號進行局部均值分解(LMD),計算分解后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)合支持向量機實現(xiàn)了心電信號的質(zhì)量評估。
【圖文】：

并因此影響最后的評估結(jié)果。-Tabares F.J 等人[20]提出了一種根據(jù)心電信號相關(guān)性和差異性的提供了關(guān)于心電信號采集是否充分的信息，但是最終的評估結(jié)面都不夠高。號的基礎(chǔ)知識產(chǎn)生機理lectrocardiogram，ECG)信號的工作原理如下：心肌細胞處于靜細胞膜兩側(cè)的正離子和負離子的濃度差形成了電位差，當(dāng)心肌零，此時就產(chǎn)生了去極化現(xiàn)象，心肌細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)整個心跳的節(jié)律以及心肌周期為一個周期的心電信號如下圖 1-1 所示。

我們在醫(yī)院測量心電信號時會在肢體上放置兩個以上的電極，他們兩兩配對進行測量，每個電極對的輸出信號稱為一組導(dǎo)聯(lián)。標準的心電圖是通過 12 個電極對測量得到的，稱為 12 導(dǎo)聯(lián)心電圖，它利用 12 個電極對來紀錄心臟在 12 個不同方位的電生理活動，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，最后根據(jù)心電圖的波形情況來判斷患者的心臟狀況是否良好。將測量出的12 個信號在記錄紙上排列成 4 列 3 行，通常情況下降第一列記錄肢體導(dǎo)聯(lián)，第二列記錄加壓單極肢體導(dǎo)聯(lián)，最后兩列記錄胸導(dǎo)聯(lián)，，不過并非任何時候都使用這種排列方式，因此在每一次讀取 12 導(dǎo)聯(lián)心電圖的時候都需要認真檢查標簽。通常會同時記錄每一列的 3 個導(dǎo)聯(lián)信號并將結(jié)果打印出來，幾個心跳周期后再轉(zhuǎn)到下一列并記錄下一列的 個導(dǎo)聯(lián)信號。不同列的導(dǎo)聯(lián)信號在被記錄的過程中，心律可能會發(fā)生改變，因此通過這些圖像來分析心律變化是一件較為困難的事情。因此，在記錄心電圖的過程中經(jīng)常還會打印 1～2 個“節(jié)律帶”，一般選擇可以清晰顯示心室電信號還有 P 波的 2 導(dǎo)聯(lián)。在連續(xù)的心電監(jiān)測期間，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。
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R540.4;TN911.7

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