基于心率变异性的睡眠分期方法研究及睡眠监测系统研发

发布时间：2024-03-01 17:40

　　睡眠作为一种人类必需的生理活动已引起广泛关注,当前的睡眠研究大多以多导(脑电、心电、眼电、肌电)睡眠监测仪作为工具,结合数据对睡眠过程进行研究。然而该方式采集过程繁琐,对使用者睡眠过程干扰较大,不易将研究成果推广应用到日常生活中。现在需要一种采集便捷,对使用者干扰小的睡眠监测技术。有研究表明,心率变异性和睡眠状态均与自主神经系统的活动相关,同时心率变异性具备采集简单、数据复杂度低等优势。因此本文从心率变异性的角度出发,对睡眠分期及睡眠监测展开研究。本文以基于心率变异性的睡眠分期方法研究及睡眠监测系统研发为题,研究工作主要分为以下两部分:1)睡眠分期方法研究部分。首先是预处理环节先从ECG信号中提取到RRI序列,然后使用本文提出的RRI信号质量评估方法进行信号质量评估,并剔除序列中的异常值。随后分别从时域、频域、非线性三个方面提取出13个特征,使用主成分分析法后得到5个新主特征,将其归一化后分别建立二阶隐马尔科夫模型,最后根据这5个模型的结果加权投票得出最终睡眠分期结果并设计了实验进行验证。2)睡眠监测系统研发部分。设计了一款便携式心电采集设备,并在此设备上实现心电信号预处理、RRI序列...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.2健康成人的整晚睡眠分期示意图

杭州电子科技大学（硕士）学位论文8EEG信号上可观测到都是由慢波组成，所以在2007年发布的AASM准则中，将N3和N4合并称为N3，表示NREM中的深度睡眠期，并且得到了广泛认可。一般来说，健康成人在整晚的睡眠过程中睡眠各期会交替出现，如图2.2所示，大概会有三到五个睡眠循环周....

图2.3周期性的心电信号波形

杭州电子科技大学（硕士）学位论文9图2.3周期性的心电信号波形各个波形因其作用机理不同，而特点及意义亦不相同。首先，从形态学来说波形特征最鲜明的是QRS波群。QRS波群的显著特征是高且陡峭，反映的是左右心室的除极过程；P波是心房的除极过程，也就是与窦房结有密切关系，位置上出现在Q....

图2.4RRI序列信号示意图

杭州电子科技大学（硕士）学位论文10动性源自于自主神经系统对窦房结的调控作用，如图2.4就是一个健康成人的R-R间隔信号。我们可以通过HRV来间接地观测自主神经系统的变化过程。近年来，随着心电采集技术的逐步完备，HRV的应用价值已的到广泛认可，国内外学者针对HRV展开了大量的理论....

图2.5本文使用的HRV特征参数概览如图2.5所示，根据本文实际应用场景，实验采用了时域、频域、非线性等

ü??Ъ扑愕玫?AC（AccelerationCapacity）和DC（DecelerationCapacity）两个核心参数，分别表示心脏的加速能力和减速能力。很多研究已将PRSA的参数作为评估自主神经系统功能的新指标[35]，并证明了其在心率变异性分析中的应用价值。基于熵理论....

本文编号：3915580