胎心音检测系统研究

发布时间：2017-05-18 11:14

  本文关键词：胎心音检测系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：产前检查是围产医学的重要内容，目的之一是胎儿健康监护，这是实现优生和健康生产的重要手段。中国每年有数千万孕妇，胎儿健康监护需求大，但是它主要在医院进行，存在诸多弊端，并且它不能满足实时、动态和远程监护胎儿的需求。本论文分析了胎心音检测技术的理论和特点，提出了基于“设备+云+端”模式的胎心音检测系统，通过一个胎心音采集设备，运行在智能移动终端上的APP和云平台实现了胎心音的采集、除噪、特征识别和以胎心率变化趋势为核心的围孕产期健康管理，该系统不仅满足家庭式安全的胎儿健康监护，还能为孕产妇的营养、运动和保健等健康管理提供持续服务和相关医疗保健解决方案，具有重要的社会价值和意义。 本论文的主要内容如下： （1）通过比较超声、胎心电等多种胎儿健康监护技术，指出胎心音检测技术的优点，并总结了国内外在该领域的研究进展，说明基于胎心音检测实现胎儿健康监护主要困难是胎心音采集和处理。 （2）总结胎心音的产生机理、传导路径、频域和时域特点，说明胎心音是一种微弱、低频（主频段20-200Hz）的非线性非平稳生物医学信号，噪声复杂，在胎心音采集和处理时有巨大困难。 （3）提出了“设备+云+端”模式的胎心音检测系统架构，包括外设设备和软件APP的组成和功能。 （4）基于LabVIEW和myDAQ建立了一个原型化实验系统，，实现了胎心音信号采集，用于信号处理和分析，并且myDAQ的音频口数据采集验证了使用音频口做数据采集和通信的可行性。 （5）胎心音处理（主要是信号除噪）是本论文的研究重点，其创新点主要是首次使用希尔伯特黄变换做胎心音处理，并且本论文的除噪方法一次性地消除了基线漂移和噪声，同小波变换、数学形态学和傅里叶变换等比较，信噪比改善明显，均方误差最小，时间复杂度虽然最高，但是能满足实际应用。 本论文的除噪过程是先用截止频率为200Hz的巴特沃斯低通滤波器和重采样做预处理，再使用希尔伯特黄变换的模态分解算法做信号分解，选择含有目标信号的分量进行类小波软阈值自适应算法除噪，最后组合重构得到除噪后的胎心音信号。模态分解时，使用添加掩模信号等方法消除模态混叠，用镜像延拓法消除端点效应，并引用Rilling的研究设定停止规则。 （6）对除噪后的胎心音信号使用希尔伯特变换等方法提取信号包络，再用时间门限法做特征识别，最后计算平均胎心率。本论文的方法计算胎心率的准确率高达98.7%。
【关键词】：胎儿健康监护 智能移动终端 胎心音 希尔伯特黄变换
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R318.6
【目录】：

• 中文摘要6-8
• 英文摘要8-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题研究背景及意义11-13
• 1.2 胎儿健康监护技术发展现状13-15
• 1.3 胎心音研究现状15-17
• 1.4 论文主要研究内容和目的17-18
• 第二章 胎心音相关知识18-22
• 2.1 胎心音形成机理和传导路径18-19
• 2.2 胎心音信号性质19-21
• 2.3 本章小结21-22
• 第三章 胎心音检测系统22-28
• 3.1 胎心音检测系统架构22-23
• 3.2 硬件架构23-25
• 3.3 软件架构25-27
• 3.4 本章小结27-28
• 第四章 基于 LabVIEW 的胎心音原型化实验系统28-34
• 4.1 胎心音采集主要问题28
• 4.2 基于 LabVIEW 的胎心音原型化实验系统28-33
• 4.2.1 系统组成29-30
• 4.2.2 LabVIEW 软件30-33
• 4.3 本章小结33-34
• 第五章 胎心音处理方法34-61
• 5.1 信号除噪方法34-47
• 5.1.1 小波变换34-38
• 5.1.2 数学形态学38-40
• 5.1.3 希尔伯特黄变换40-47
• 5.2 胎心音除噪方法实现47-56
• 5.2.1 预处理49-50
• 5.2.2 除噪50-55
• 5.2.3 除噪效果评价55-56
• 5.3 胎心音包络提取56-57
• 5.4 胎心音特征识别57-60
• 5.5 本章小结60-61
• 总结与展望61-63
• 参考文献63-70
• 文献综述70-78
• 参考文献77-78
• 致谢78-79
• 硕士期间发表的论文79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杜修力;何立志;侯伟;;基于经验模态分解(EMD)的小波阈值除噪方法[J];北京工业大学学报;2007年03期

2 周礼杲,Kartmann P.,Nagel J.,Schaldach M;胎儿心音信号的数字分析[J];北京生物医学工程;1991年04期

3 梁毓厚;倪健;周礼杲;;胎儿心音分析用以实现胎儿心率监护的研究[J];北京生物医学工程;1993年01期

4 全海燕,王威廉;基于小波多分辨分析的第一第二心音提取[J];北京生物医学工程;2004年01期

5 姚晓帅,郭兴明,陈剑,肖守中;基于数学形态学的心音包络提取与识别方法研究[J];北京生物医学工程;2004年03期

6 张建成;吴新杰;;形态滤波在实时信号处理中应用的研究[J];传感技术学报;2007年04期

7 滕红红,袁雪,刘钢,肖旬;北京市婴儿死因结构的转变及有关围产因素的探讨[J];中国儿童保健杂志;2004年02期

8 谭善文,秦树人,汤宝平;Hilbert-Huang变换的滤波特性及其应用[J];重庆大学学报(自然科学版);2004年02期

9 李建;刘伟;郭晓婷;;基于EMD分解的端点延拓新方法[J];电源技术;2012年10期

10 赵昭;刘利林;张承学;李海涛;汪建敏;;形态学滤波器结构元素选取原则研究与分析[J];电力系统保护与控制;2009年14期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王婷;EMD算法研究及其在信号去噪中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年

  本文关键词：胎心音检测系统研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：375915