基于脈搏信號(hào)的心電干擾段心率變異性估計(jì).pdf

1、心率變異性（Heart Rate Variability，HRV）產(chǎn)生于心臟搏動(dòng)間期的周期性變化，是反映自主神經(jīng)系統(tǒng)交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)活性及其平衡性的重要指標(biāo)，可用于許多心血管疾病和非心血管疾病的預(yù)測(cè)和診斷。通常，HRV從心電信號(hào)中獲取，但是獲取心電信號(hào)的電極導(dǎo)聯(lián)和連線繁雜，同時(shí)，心電信號(hào)監(jiān)護(hù)設(shè)備所采集的信號(hào)經(jīng)常含有人體運(yùn)動(dòng)等因素引起的干擾段，干擾段的H RV難以直接提取，從而導(dǎo)致一些以HRV為基礎(chǔ)的疾病檢測(cè)方法或系統(tǒng)產(chǎn)生誤判，可靠性降

2、低。因此，為了提高心電信號(hào)干擾段檢測(cè)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性，且準(zhǔn)確估計(jì)干擾段信號(hào)的H RV，本文提出了一種新的心電干擾段HRV估計(jì)方法。該方法采用短時(shí)自相關(guān)原理檢測(cè)心電信號(hào)中的干擾段，并利用脈搏信號(hào)與心電信號(hào)間的相關(guān)性，采用基于自相關(guān)函數(shù)的快速功率譜估計(jì)法和改進(jìn)的滑窗迭代DFT算法，分別從同步采集的脈搏信號(hào)中估計(jì)心電干擾段的HRV，并與現(xiàn)有的典型算法進(jìn)行比較。結(jié)果表明，文中提出的HRV估計(jì)算法具有較高的準(zhǔn)確性和較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。
　　本文主

3、要研究了以下四個(gè)方面：
　?。?）心電脈搏信號(hào)的濾波。心電脈搏信號(hào)都為微弱的信號(hào)，在它們的采集的過程中會(huì)引入各類噪聲和干擾。通常采集的心電脈搏信號(hào)中都會(huì)含有基漂、肌電干擾和50Hz的工頻干擾。為了濾除這些干擾和噪聲信號(hào)，本文首先對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的心電脈搏信號(hào)波形進(jìn)行了介紹，然后設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)性比IIR和FIR濾波器更強(qiáng)的整系數(shù)濾波器進(jìn)行濾波。
　?。?）心電信號(hào)干擾段檢測(cè)。根據(jù)心電信號(hào)干擾段的特點(diǎn)，采用短時(shí)自相關(guān)原理快速檢測(cè)心電信號(hào)的干擾段

4、，并結(jié)合光滑度和動(dòng)態(tài)變異系數(shù)兩個(gè)動(dòng)態(tài)參數(shù)提高干擾段檢測(cè)的準(zhǔn)確度。采用國際常用MIT-BIT Arrhythmia Database/Challenge2014 Training Set(challenge/2014/set-p)數(shù)據(jù)，對(duì)提出的干擾段檢測(cè)算法和現(xiàn)有常用的幾種干擾段檢測(cè)算法進(jìn)行仿真比較，評(píng)估所提算法的性能。結(jié)果表明文中提出的干擾段檢測(cè)算法的準(zhǔn)確度更高并且實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。
　　（3）心電干擾段的HRV估計(jì)。利用心電信號(hào)和脈搏

5、信號(hào)之間的相關(guān)性，采用基于自相關(guān)函數(shù)的快速功率譜估計(jì)法和改進(jìn)的滑窗迭代DFT算法，分別從同步采集的脈搏信號(hào)中估計(jì)心電干擾段的H RV。并將文中提出的H RV估計(jì)算法與目前常用的HRV估計(jì)算法進(jìn)行仿真比較，評(píng)估文中算法的有效性和可靠性。
　　（4）基于心率變異性估計(jì)的冠心病識(shí)別方法研究?？紤]到算法的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，采用文中提出的改進(jìn)滑窗迭代DFT算法提取健康人和冠心病患者的HRV，針對(duì)它們的不同，分別提取它們時(shí)域和頻域特征，然后進(jìn)行