胎儿心音信号分析方法的研究

发布时间：2017-11-22 22:18

  本文关键词：胎儿心音信号分析方法的研究

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【摘要】：随着国家优生优育政策的不断深化,胎心监护成为保证胎儿健康的重要手段。相关数据显示,大部分的胎儿以及新生儿缺陷是由于宫内缺氧、缺血而出现的窘迫导致,对围产期胎儿进行监护具有十分重要的现实意义。目前最常用的胎儿监护的方法是胎心率电子监护仪,胎儿监护仪对胎心率以及宫缩信号等信息进行检测,把采集到的数据传送到中央监护站,再由中央监护站完成对孕妇记录的保存、分析和管理。如何快速准确的检测和计算胎心率,成为近年的研究热点。本文总结了一些常用的胎儿心音信号分析的方法,提出基于线性判别式分析的胎儿心率算法以及基于盲信号分离技术的胎儿心音信号分析方法。分别采用独立分量技术和基于非负矩阵的盲分离方法进行胎儿心率检测并尝试对胎儿心音信号进行分段分析。对胎心信号进行分段来计算胎儿心率能够更加快速、准确地帮助医生了解胎儿发育状况,对胎儿进行更好的临床监护。本文的主要工作有以下几个方面：第一,介绍胎心音信号分析的研究背景及现状,简要介绍本文相关的一些理论知识,包括：线性判别式分析、小波变换法、基于独立分量分析的盲分离技术以及非负盲分离技术。第二,提出一种基于线性判别式分析的胎儿心率检测算法,基本步骤为：临床采集胎儿心音信号并进行预处理,通过短时傅里叶变换得到其时频图,选取胎心音信号模板以及噪声信号模板,确定线性判别方程以及判别常数,利用线性判别分析对胎儿的心音信号进行定位并完成胎儿瞬时心率的计算。第三,提出一种基于小波变换与独立分量分析技术的胎儿心音信号分析方法,基本步骤为：采用超声多普勒传感器提取出胎儿的心音信号,通过平稳小波变换进行滤波去噪,再利用独立分量分析技术提取分段特征分量,进而完成瞬时心率的提取。第四,提出一种非负盲分离胎心音分段分析方法,基本步骤为：对采集的胎儿心音信号通过小波变换进行滤波去噪,通过求wigner-ville分布把去噪后的胎儿心音信号变换到时频域并求模得到其非负频谱；采用非负矩阵分解进行盲分离得到胎儿心音信号的非负时频分量,利用归一化平均高阶香农熵方法绘制包络曲线,根据包络曲线进行分段并计算瞬时心率。通过对多例临床数据进行MATLAB仿真实验,本文提出的方法能够快速、准确的计算胎儿瞬时心率,并对胎儿心音信号进行分段,方便医生更科学的进行临床诊断,适合应用于胎心监护领域。
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN911.6;R714.5

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本文编号：1216255