心電信號(hào)去噪及效果評(píng)價(jià)研究.pdf

1、心電信號(hào)中的基線漂移等噪聲干擾問(wèn)題由來(lái)己久,各種降噪方法的研究層出不窮。本研究根據(jù)心電信號(hào)對(duì)醫(yī)療診斷的重要意義,以及對(duì)信號(hào)保真程度的嚴(yán)格要求,在保證信號(hào)波形形態(tài)和電位不失真的前提下,最大限度的去除漂移噪聲、為后續(xù)的診斷提供特征點(diǎn)清晰且真實(shí)反映患者心電活動(dòng)的的心電信號(hào)。從心電信號(hào)漂移處理的經(jīng)典策略中選取各種波形下均能有效降噪且造成失真最小的形態(tài)學(xué)方法,并將該方法針對(duì)信號(hào)處理常用一維結(jié)構(gòu)元素?cái)U(kuò)展到二維,使心電信號(hào)的降噪過(guò)程可以通過(guò)改變調(diào)整結(jié)

2、構(gòu)元素的方式得到更有效的控制。
　　 同時(shí),將使用二維結(jié)構(gòu)元素的形態(tài)學(xué)信號(hào)處理方法使用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述出來(lái),并推導(dǎo)出計(jì)算公式組,簡(jiǎn)化了心電信號(hào)基線漂移的降噪過(guò)程。該公式組是從形態(tài)學(xué)原始定義中推導(dǎo)而來(lái),具有廣泛的通用性,可以推廣到其它類型一維信號(hào)的基線提取。在這個(gè)公式組之外,還規(guī)定了二維結(jié)構(gòu)元素的簡(jiǎn)要設(shè)計(jì)原則；并通過(guò)實(shí)例證明,根據(jù)這個(gè)原則設(shè)計(jì)并使用二維結(jié)構(gòu)元素后,與傳統(tǒng)的一維結(jié)構(gòu)元素相比,一維信號(hào)基線漂移的糾正中降低了對(duì)信號(hào)波形造成的

3、失真,并可通過(guò)衰減補(bǔ)償?shù)确绞皆诮翟胩幚碇筮M(jìn)一步提高信號(hào)的質(zhì)量。
　　 再次,對(duì)于心電信號(hào)的降噪處理的效果評(píng)價(jià),目前文獻(xiàn)中尚無(wú)統(tǒng)一的、具有針對(duì)降噪效果、尤其是對(duì)信號(hào)失真程度的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),因此本文綜合心電信號(hào)各波形成分的形成原理和心電診斷學(xué)意義,提出量化的用于降噪效果和失真程度評(píng)價(jià)的系統(tǒng)構(gòu)架,涵蓋心電信號(hào)中影響診斷的所有特征點(diǎn)位置及點(diǎn)與點(diǎn)的間期、電位等信息的評(píng)價(jià),并通過(guò)合理地計(jì)算獲得量化的數(shù)值,用以客觀衡量各降噪策略的效果及失真控制

4、能力。
　　 最后,研究從MIT/BIH心律失常數(shù)據(jù)庫(kù)中選取八個(gè)樣本,對(duì)應(yīng)于典型的八種心電波形作為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),試驗(yàn)中模擬添加漂移干擾,使用本文提出的二維結(jié)構(gòu)元素的形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行降噪處理,同樣的數(shù)據(jù)也在基于一維結(jié)構(gòu)元素的形態(tài)學(xué)、小波變換和中位值方法進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過(guò)文中提出的降噪效果和失真評(píng)價(jià)體系進(jìn)行評(píng)價(jià),經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得結(jié)論為,基于二維結(jié)構(gòu)元素的形態(tài)學(xué)降噪效果略低于使用一維結(jié)構(gòu)元素時(shí)的效果,但優(yōu)于其它策略；而對(duì)失真的控制方面