远程医疗监护系统中心电信号特征检测方法研究

摘要

随着生活水平的提高，广大人民群众对医疗监护的需求量正越来越大，加上我国一直以来就存在的地广人多、人口老龄化及医疗资源不足等问题，使得“看病难”的问题愈来愈严重。但是，以资源共享为特征的Internet技术向医疗领域的渗透却为我们解决这个问题提供了一个契机，也可以说是一个好的渠道-即家庭远程医疗监护系统。 当前，大部分远程医疗监护系统的核心部分都是各种病患信息的检测，这其中包括心电图、血压、体温等重要身体指标的特征检测。而且，随着心脏病正逐渐成为人类健康的最大杀手，心电图的特征提取已成为远程医疗监护系统中最为重要的组成部分。 本文主要是对有关心电信号特征检测的多种检测方法进行研究，并提出了不经过预先的滤波处理而直接对含有噪声污染的心电信号进行特征提取的检测方法。本文的主要研究内容如下： 〈1〉首先，我们对现有的一些时域或频域的心电信号检测方法进行介绍及研究，使大家对心电图信号的特征提取有一个初步的印象。当然，在这一部分内容中我们的研究对象主要是基本未受噪声干扰的心电信号。 〈2〉接着，我们在将研究对象转为含噪声污染的心电信号之前，引入了一种新兴的信号处理方法即一种新的时频联合分析方法-小波分析。并根据小波变换独有的“数学显微镜”的特性提出了基于小波多尺度分析的心电信号去噪处理方法，同时，利用国际上公认的标准心电数据库MIT-BIH中的心电记录对我们所提出的分别针对工频电干扰、肌电干扰及基线漂移3种主要干扰的去噪方法进行验证。 〈3〉当然，对于未受噪声污染的心电信号或已去除噪声污染的含噪心电信号而言，我们可以采用典型的时域或频域分析方法进行特征检测。但是，为了获得更多与心电信号有关的信息，我们研究了一种基于小波多尺度变换模极大值链的心电特征提取方法，并取得了较好的效果。 〈4〉为了减少运算量及简化检测过程，我们提出了对未经滤波处理的含噪心电信号直接进行基于小波变换的特征提取的方法。该方法主要是利用小波变换的带通特性对含噪心电信号进行有限尺度的分解，通过对特定尺度上的模极大值或零点的检测，获取心电信号的特征信息。 〈5〉在以上研究的基础上，我们进一步提出了基于奇、偶两种不同性质小波母函数的心电信号对比分析方法，并检验了该方法在检测精确度方面的优越性。 最后，我们对进一步提高心电信号特征检测的精确度提出了一些改进方案。

目录

文摘

英文文摘

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第1章前言

1.1家庭远程医疗监护系统概况

1.1.1研究家庭远程医疗监护系统的意义

1.1.2家庭远程医疗监护系统的主要研究内容

1.1.3家庭远程医疗监护系统的总体框架

1.2家庭远程医疗监护系统中心电信号检测方法的研究概况

1.2.1心电信号检测方法研究的意义及现状

1.2.2基于小波变换的新型检测方法的研究

第2章心电信号的时、频分析

2.1心电图信号的测量与波形特征介绍

2.1.1心电测量装置的导联方式

2.1.2心电图信号介绍及常用诊断特征

2.1.3心电图信号分析的主要内容

2.2心电信号的时域分析方法

2.2.1心电信号的时域特征

2.2.2基于带通滤波器、差商和滑动窗口积分的QRS波群检测

2.3心电信号的频域分析方法

2.3.1心电信号的功率谱分析

2.3.2心电信号的传递函数分析和脉冲响应分析

2.4小结

第3章小波分析的基本理论

3.1从傅立叶变换到小波变换的发展

3.2小波变换的理论基础

3.2.1连续小波变换

3.2.2离散小波变换

3.2.3多分辨率分析

3.2.4离散信号的多分辨率分析

第4章基于小波变换的心电信号去噪

4.1心电信号去噪处理研究的背景介绍

4.2各种不同干扰的心电信号去噪处理

4.2.1心电信号中工频电干扰的去除

4.2.2心电信号中基线漂移的去除

4.2.3心电信号中肌电干扰的去除

4.2.4心电信号中混合干扰的去除

4.3基于小波变换的心电信号去噪处理小结

第5章含噪心电信号的小波分析

5.1含噪心电信号直接小波分析的可行性

5.2心电信号直接小波分析的理论背景

5.2.1小波变换模极大值(或过零)点同信号突变点之间的关系

5.2.2突变点的李氏指数同小波变换模极大值之间的关系

5.2.3小波变换极值链在信号突变点(奇异点)检测中的应用

5.2.4信号奇异点的检测与相位偏移分析

5.3心电信号的小波分析

5.3.1未受噪声污染的心电信号的小波分析

5.3.2含噪心电信号的小波分析

5.3.3基于奇、偶对称小波的心电信号对比分析

第6章心电信号检测方法的总结与展望

6.1心电信号检测方法的总结

6.2心电信号检测方法的改进方案

参考文献

附录

致谢

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