基于高阶统计量的BCG信号特征分析与识别

发布时间：2023-10-29 11:50

　　在当今社会,由于工作压力大、环境污染及食品安全等因素的影响,现代人很容易出现突发心脏问题,心脏健康问题越来越受到人们重视,因此人们对医院以外心脏活动日常监测的需求日益增加。而心冲击图信号(Ballistocardiogram,BCG)作为一种非创伤、无感觉心脏活动检测方法,适合用于家庭日常心脏监护。心脏收缩时血液从血管中喷射引起皮肤表面振动,将这种周期性微弱振动记录下来就是心冲击图信号。本文设计了一种基于压电薄膜传感器的坐式BCG信号联合采集系统,能在无感觉状态下采集受试者运动前、后的BCG信号。对不同状态下的信号进行特征提取、特征分析与模式识别,建立BCG信号的状态模型,为进一步的诊断及治疗等提供辅助。论文主要工作如下:(1)BCG信号时域特征的分析和提取。对采集的BCG信号进行预处理后,在局部极大值法定位J波的基础上,提出一种阈值判断法,能准确标记幅度较小的H、I、K、L波,实验结果表明本文提出的方法能准确标记BCG波群特征点。分别用BCG信号和脉搏信号计算运动前、后的心率,结果表明两种信号计算的心率差异较小,证明了BCG信号采集系统有良好的鲁棒性。分析并提取了H-I、I-J、J-...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    §1.1 研究背景与意义
    §1.2 国内外研究现状与发展趋势
        §1.2.1 BCG信号起源与发展历史
        §1.2.2 BCG信号国内外研究现状
    §1.3 本文主要研究内容及创新点
    §1.4 本文组织结构
第二章 BCG信号采集与预处理
    §2.1 BCG信号采集系统总体设计
    §2.2 BCG信号硬件采集电路设计
        §2.2.1 压电薄膜传感器
        §2.2.2 电源电路
        §2.2.3 电荷灵敏前置放大电路
        §2.2.4 滤波电路
        §2.2.5 50Hz工频陷波电路
        §2.2.6 后置放大电路
    §2.3 采集过程与数字滤波
        §2.3.1 BCG信号采集步骤
        §2.3.2 滤波器的选择
        §2.3.3 滤波流程
    §2.4 本章小结
第三章 BCG信号的时域特征提取
    §3.1 带阈值判断的HIJKL波群特征标记法
    §3.2 不同状态BCG信号波形特征提取分析
    §3.3 其他时域特征提取
    §3.4 本章小结
第四章 BCG信号高阶统计量特征分析及特征提取
    §4.1 引言
    §4.2 高阶统计量的原理
        §4.2.1 高阶统计量的定义
        §4.2.2 高阶统计量的性质
        §4.2.3 双谱估计的方法
    §4.3 双谱的幅值和相位
        §4.3.1 双谱幅值和相位的公示推导
        §4.3.2 BCG信号的双谱幅值和相位分析
        §4.3.3 归一化幅值和频率与真实值的关系转化
    §4.4 非线性相位耦合现象
    §4.5 BCG信号的偏度和峭度
    §4.6 双谱实验的过程、现象及结果
        §4.6.1 BCG信号双谱直接法和间接法估计结果对比
        §4.6.2 双谱参数对BCG双谱实验的影响
    §4.7 双谱的1.5维谱(切片谱)
    §4.8 本章小结
第五章 基于小波变换的BCG信号双谱分析与特征提取
    5.1 小波多尺度分解
    5.2 小波分解双谱分析
    5.3 本章小结
第六章 基于BP神经网络的BCG信号分类识别
    §6.1 BP神经网络基本原理
    §6.2 BP神经网络识别流程
        §6.2.1 BCG信号识别总体流程
        §6.2.2 BP神经网络参数设置研究
        §6.2.3 BP神经网络输入特征参数对识别率的影响
    §6.3 BCG信号与脉搏信号识别效果对比
    §6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    §7.1 总结
    §7.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间的成果



本文编号：3858022