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基于经验模式分解的结肠压力信号分析

作　者: 雷懿
导　师: 田社平
学　校: 上海交通大学
专　业:
关键词: 经验模式分解端点效应截止条件功率谱奇异值熵
分类号: TN911.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 57次
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内容摘要

结肠运动障碍疾病是一种常见的疾病,但是在人体脏器中,对结肠运动功能的认识还比较欠缺。结肠运动功能的异常在人群中的发生率很高,近20%的个体都受其影响。对结肠运动功能的检测是诊断的一个重要手段,测压得到的肠道压力信号被广泛用于评价消化道运动情况,可以准确反应腔内压力变化的幅度、频率等,对运动障碍疾病的诊断有较高的价值。但是人体结肠的运动是相当复杂的,其压力信号是一种非稳态信号,采用传统的傅立叶分析方法提取压力信号特征往往比较困难,并且由于腔内压力往往由多种动力模式混合而成,不同的动力模式具有不同的生理意义和特征,但在时频域上却存在相对的混叠,加之外界噪声的影响,给分析带来了不小的困难。经验模式分解(EMD)是由Norden E. Huang等人提出的一种新的时频分析法。它是一种局域波分解方法,把复杂的原信号分解成有限个简单的分量,称之为内禀模态函数( IMF)分量。该分解法分解所得的内禀模态函数是完备的、正交的、局域的,并且是自适应的,是一种高效的信号分解法。但是经验模式分解有两个主要的问题:端点效应和筛选截止条件,本文将经验模式分解应用于结肠压力信号的分析,针对这两个问题就分析的对象进行了对比,选出了比较适合结肠压力信号的解决方法。通过经验模式分解并结合功率谱分析得出来正常与异常,以及不同异常情况的判别分类,并使用经验模式分解和信息熵对结肠压力信号进行处理,得出在不同情况下的信息熵值。结果表明,运用此方法对结肠压力进行分析,可以有效获取信号的有用特征,有效去除噪声,得出清晰的不同动力模式,据此可以对正常和病患做出初步的区分。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-15
  1.1 引言  11
  1.2 经验模式分解概述  11-13
  1.3 肠道动力研究现状  13-14
  1.4 本文的主要工作  14-15
第二章结肠压力信号测量及结肠运动生理  15-22
  2.1 结肠压力信号的测量  15-16
  2.2 结肠的运动及生理  16-21
    2.2.1 结肠的运动规律  18-21
    2.2.2 结肠的功能性疾病  21
  2.3 本章总结  21-22
第三章经验模式分解算法及其改进  22-51
  3.1 频谱分析的基本概念  22-29
    3.1.1 基本概念  23-25
    3.1.2 短时傅里叶变换和Wigner-Vile 分布  25-27
    3.1.3 功率谱  27-29
  3.2 经验模式分解算法的实现  29-34
    3.2.1 经验模式分解算法的原理  29-32
    3.2.2 经验模式分解算法的性质  32-34
  3.3 端点效应及其消除  34-47
    3.3.1 镜像闭合延拓  35-38
    3.3.2 正交多项式延拓  38-39
    3.3.3 自适应相位延拓  39-40
    3.3.4 延拓方法的对比  40-47
  3.4 EMD 循环截止条件  47-50
    3.4.1 EMD 循环局部截止条件  48
    3.4.2 EMD 循环整体截止条件  48-50
  3.5 本章总结  50-51
第四章结肠压力信号分析  51-76
  4.1 结肠压力信号的预处理  51-52
  4.2 基于EMD 的结肠压力信号功率谱分析  52-68
    4.2.1 基于EMD 的结肠压力信号功率谱分析方法  54-57
    4.2.2 不同样本相同通道的信号分析  57-65
    4.2.3 相同样本不同通道的信号分析  65-68
  4.3 基于 EMD 的结肠压力信号奇异值熵分析  68-75
    4.3.1 基本概念  69-72
    4.3.2 结肠压力信号的奇异值熵  72-75
  4.4 本章总结  75-76
第五章总结与展望  76-79
  5.1 本文工作的总结  76-77
  5.2 研究展望  77-79
参考文献  79-82
就读期间发表作品  82-83
致谢  83-85

基于经验模式分解的结肠压力信号分析

内容摘要

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