基于心电ST间期时频分析的心室复极变异性研究

发布时间：2020-05-15 13:56

【摘要】：世界卫生组织的统计结果显示,全球每年死于心脏类疾病的人次达到1700万,相当于每分钟有32人因心脏类疾病而死。中国有逾2亿的心血管疾病患者,每年因各种心脏类疾病而死的人数超出100万,死于高血压并发症的人次则超出150万,因此研究心电信号对治疗心脏疾病有重要意义。据相关数据表明,心室复极变异性(VRV)与心肌缺血、高血压等多种疾病有关,且大多数产生高危性心律失常的病人均能观察到心室复极变异现象。医学上心室复极对应于体表心电的ST间期。目前分析VRV的方法主要有时域分析、频域分析及时频分析。在时域上由于有些心脏类疾病显示出类似的变化趋向,时域分析容易造成误差;频域分析虽解决了这一问题,但由于VRV是一类非平稳信号,采用频域分析方法把VRV假设为较为平稳的信号,结果产生误差。时频分析方法则从时域及频域分析对VRV信号进行了分析。本文采用小波去噪及中值滤波对采样心电信号预处理,去除高频、低频干扰及基线漂移,得到相对稳定心电信号。对滤波后的心电信号采用PanTompkins的QRS波群定位算法,并经过S波和T波定位处理提取ST间期,后进行1HZ三次样条插值重采样,得到用以时频分析研究的信号。采用短时傅立叶变换(STFT)及小波变换两种方法对信号进行时频分析,求出高频(HF)、中频(MF)、低频(LF)各个频段的平均瞬时频率。基于上述方法,对健康人数据10例及临床采集的心脏病人数据30例进行短时傅立叶变换时频分析,得出每例数据平均瞬时频率,对得到的健康人组及心脏疾病组数据进行双侧t检验,设定显著性水平p为0.05。统计分析得出在低频段p值为3.91977*10~(-6),远小于0.05,表明在低频段对心电信号采用短时傅立叶变换能有效区分健康样本与心脏类疾病样本间的差异。同上采用小波变换方法对上述数据进行时频分析,统计分析得出在低频段p值为6.58786*10~(-10),远小于0.05,表明使用小波变换对心电序列进行时频分析在低频段具有统计学意义。根据上述结果,小波变换所得p值远小于经短时傅立叶变换所得,显示采用小波变换差异性更为显著,小波变换方法在评估性能上优于短时傅立叶变换。
【图文】：

7图2.1 标准ECG信号标准心电信号主要包括P波、QRS波群、T波、ST段和Q-T间期等[16]。QT间期反映的是心室除极和复极的总过程，但通常作为心室复极时程的代表，该间期指的是QRS波起始至T波终点的时间间隔。与HRV相似，QT间期变异性(QTV)是指同一导联上逐拍QT间期的微小涨落。最开始产生偏离的波称为P波，波形幅值不大于0.25mv，由左心房、右心房和心房间隔产生，反映了心室除极过程电位的变化。QRS波群由左右心室间隔和左右心房产生，反映了心室除极过程电位的变化。一般来说QRS波群可分为三个连续的波形：Q波第一个产生，，但由于其可能不出现，因此在心电图中可能看到第一个波为R波

通过在windows平台下运行matlab软件中的rdsamp、rdann等数据转化命令程序，读取出每个数据库的心电周期信号，即进行时频分析的原始信号。当采样点较少时，较为容易观察心电信号去噪前后变化，原始心电信号如图3.1所示。度幅mV/图3.1 原始心电信号图从广州军区广州总医院胸痛管理平台临床采集的心脏类疾病样本原始数据都
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH772

【参考文献】

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本文编号：2665142