心电信号评估与QRS波检测技术研究

发布时间：2017-08-14 06:15

  本文关键词：心电信号评估与QRS波检测技术研究

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【摘要】：近年来,随着医疗信息化技术的迅速发展,智能化医疗设备有着日新月异的变化。对心电信号(Electrocardiograph, ECG)的自动化处理是智能心电监护仪设计的重要理论基础,也是目前预防与诊断心血管疾病的最主要的方法。因此,对心电信号的自动化处理具有重大实际意义。 本文在阐述心电信号自动化处理现状的基础上,详细介绍了心电信号评估算法和QRS波检测算法。基于高阶统计量和小波变换,提出了三种心电信号评估指标,分别为：峰值系数、能带系数和融合信号质量指数。峰值系数在信号方差较大时,评估效果好,能带系数却恰好相反。综合二者为不受方差影响的融合信号质量指数。接着,本文阐述了三种QRS波检测算法,分别为：传统的阈值差分法、高阶统计量法和双导联融合法。其中,双导联融合法为本文提出的新算法。双导联融合法是在单导联阈值差分法QRS波检测的基础上,由双导联决策方法来判定采用第一导联检波、第二导联检波或双导联融合检波。其中,双导联融合检波包括双导联融合方法和导联判断条件。 以MATLAB为实验平台,采用MIT-BIH噪声测试数据库对三种评估指标进行验证,实验表明,三者均能良好地评估心电信号,且融合信号质量指数的评估效果最优。采用MIT-BIH心率失常数据库对双导联融合法进行验证,统计得到平均灵敏度和准确率分别为：99.87%、99.81%。其漏检数和误检数比第一导联分别降低了23.26%、18.27%,比第二导联分别降低了88.21%、95.11%。可见,双导联融合法显著地提高单导联的检测效果。因此,本文提出的算法在心电信号的自动检测与分析领域有重要的应用价值。
【关键词】：心电信号(ECG) 信号评估 QRS波检测 高阶统计量 小波变换 双导联
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R540.4;TN911.23
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 插图索引10-11
• 附表索引11-12
• 第1章 绪论12-19
• 1.1 引言12-13
• 1.2 心电信号研究现状13-15
• 1.2.1 心电信号的评估13-14
• 1.2.2 心电信号的QRS波检测14-15
• 1.3 实验数据来源15-17
• 1.3.1 MIT-BIH心律失常数据库15-17
• 1.3.2 MIT-BIH噪声测试数据库17
• 1.4 本文研究的主要内容17-19
• 第2章 心电信号的构成与特点19-25
• 2.1 心电信号的产生机理19-20
• 2.2 解析心电图20-22
• 2.2.1 心电图波形20-21
• 2.2.2 心电节律21-22
• 2.3 心电图的导联22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第3章 心电信号综合评估技术25-44
• 3.1 高阶统计量评估方法25-30
• 3.1.1 高阶统计量的定义25-27
• 3.1.2 高阶矩和高阶累积量的转化关系27-28
• 3.1.3 高阶累积量和高阶谱的性质28-30
• 3.2 基于高阶统计量的心电信号评估30-33
• 3.2.1 高阶统计量评估心电信号的实现30-31
• 3.2.2 实验结果31-33
• 3.3 小波变换评估方法33-36
• 3.3.1 连续小波变换34-35
• 3.3.2 离散小波变换35
• 3.3.3 小波包分析35-36
• 3.4 基于小波的心电信号评估36-39
• 3.4.1 小波变换评估心电信号的实现36-37
• 3.4.2 实验结果37-39
• 3.5 综合高阶统计量和小波变换的心电信号评估39-43
• 3.5.1 综合高阶统计量和小波变换评估心电信号的实现39-41
• 3.5.2 实验结果41-43
• 3.6 本章小结43-44
• 第4章 双导联融合心电信号QRS波检测44-57
• 4.1 单导联QRS波检测技术44-48
• 4.1.1 阈值差分法44-47
• 4.1.2 基于高阶统计量的QRS波检测47-48
• 4.2 双导联融合ECG检测QRS波48-56
• 4.2.1 双导联决策方法49-50
• 4.2.2 双导联融合方法50-52
• 4.2.3 实验结果与分析52-56
• 4.3 本章小结56-57
• 结论57-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前7条

1 王文,孙世双,周勇;基于小波变换的心电图QRS波群检测方法研究[J];北京生物医学工程;2002年04期

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3 黄博强;汪源源;;基于独立元分析和联合小波熵检测多导联ECG信号的QRS[J];生物医学工程学进展;2010年01期

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本文编号：671163