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T波交替的自动检测技术研究
作 者: 杜非
导 师: 余辉
学 校: 天津大学
专 业: 生物医学工程
关键词: T波交替 R波定位 T波定位 谱分析 短时傅立叶变换 小波变换
分类号: TN911.6
类 型: 硕士论文
年 份: 2010年
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内容摘要
大量研究表明T波交替(TWA)现象与心源性猝死、室性心动过速等有着密切关系,已逐渐成为医生诊断和评估心脏疾病的重要参考指标之一。早期的TWA诊断只能通过医生肉眼进行,耗费大量的时间和人力。近年来TWA的自动检测分析方法成为研究热点之一,但未能很好的解决TWA的定量问题和时间定位问题。为进行TWA自动检测分析,必须对心电进行预处理,本文采用了多种预处理综合的方式,通过比较最终选定FIR低通滤波和小波变换复合的方法抑制高频噪声和基线漂移干扰,对该算法进一步优化后可直接应用到心电实时采集终端。预处理后的信号再通过差分求局部极值的方法实现对R波的定位,同时结合自适应阈值、自适应RR间期和R波回搜方法以提高R波的检出率,测试结果表明该算法对来源于TWA数据库中的绝大多数样本数据的R波检出率达到97.7%,采用来自MIT-BIH数据库中的部分数据对算法进行了验证,R波检出率达98%以上,定位精度高达2.8ms。考虑到计算效率,本文直接在R波定位时计算所得到的心电差分信号基础上检测定位T波,通过搜索特定区间的差分信号极值,确定子区间,在该子区间内进一步搜索最大值作为T波波峰,并引入修正环节改善T波波峰定位效果。对MIT中QT数据库中部分数据的测试结果表明,该算法对T波波峰的定位效果较好,其标准差控制在10ms以内。针对TWA幅值的定量问题,本文在传统谱分析方法的基础上进行了改进,采用定长积分平均的方式替代原有的单参考点模式。为了研究分析本方法结果与TWA幅值之间的定量关系,本文在真实心电信号的基础上制作了TWA仿真信号进行测试,数值结果表明在噪声较小时按照本方法可计算得到近似的TWA幅值,其绝对误差控制在±5μV以内。针对TWA信号的时间定位问题,本文采用了短时傅立叶变换方法对其进行处理,结果表明该方法可定位持续仅20跳的TWA信号,并能同时线性体现TWA信号的幅值。针对短时傅立叶变换的结果,本文还提出了对其的自动分析算法,可进一步降低人为工作量,实现了对TWA时间定位的自动检测。
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全文目录
摘要 3-4 ABSTRACT 4-7 第一章 绪论 7-13 1.1 心电信号基本特征 7-8 1.2 T波交替检测意义及发展现状 8-11 1.3 本文研究内容 11-13 第二章 心电信号预处理 13-25 2.1 数据来源 13-15 2.2 心电信号降噪 15-20 2.2.1 传统低通滤波 16-18 2.2.2 形态学滤波降噪 18-20 2.3 基线漂移的抑制 20-25 2.3.1 中值滤波方法提取基线漂移信号 20-22 2.3.2 三次样条插值方法提取基线漂移信号 22-23 2.3.3 小波技术抑制基线漂移 23-25 第三章 心电信号中T波定位 25-38 3.1 差分方法检测R波顶点 25-32 3.2 差分方法检测T波顶点 32-38 第四章 T波交替(TWA)检测 38-58 4.1 谱分析检测TWA 38-46 4.2 短时傅立叶方法追踪非平稳TWA信号 46-57 4.2.1 短时傅里叶方法检测TWA 47-53 4.2.2 TWA时域定位及幅值定量分析 53-57 4.3 TWA自动分析方法总结与探讨 57-58 第五章 总结与展望 58-61 5.1 总结 58-59 5.2 展望 59-61 参考文献 61-64 发表论文和参加科研情况说明 64-65 致谢 65
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 通信理论 > 信号分析
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