胎儿心电信号检测方法及监护系统的研究

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:shikongqidian
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胎儿心电监护是目前胎儿监护最有效的方法之一,它是在怀孕期对胎儿心电信号进行监测,依此分析胎儿心脏活动。胎儿监护是目前保障围产期孕妇和胎儿安全、实现优生优育的重要手段,主要包含两部分内容:胎儿心电提取和胎儿心电监护系统的研制,这两方面内容均为目前研究的热点。本论文主要是针对这两方面的内容进行研究。胎儿心电提取问题的提出主要是由于采用无创腹部电极法获取的胎儿心电信号中含有较多干扰信号,尤其是母体心电给胎儿心电信号的提取带来很大困难。基于母体腹部信号的复杂特点,从中提取胎儿心电信号不仅在临床医学诊断上具有重要意义,而且在信号处理上也是一个典型的信号处理与检测问题,本论文中分别讨论了使用自适应滤波方法和小波变换方法来解决这一复杂问题。另一部分内容是胎儿心电监护系统的构建,本论文中构建了一种基于PC机的胎儿心电监护系统。系统具有数据采集和实时处理功能,在算法研究的基础上,实时提取胎儿心电。此外,系统还包括病例库,实现用户及数据信息的管理。自适应滤波是目前提取胎儿心电信号最常用的方法。该方法需要分别从母体腹部和胸部采集两个通道的信号,腹部信号作为原始输入,胸部信号作为参考输入。通过自适应过程,不断调整自适应滤波器的系数,使系统输出达到最佳,实现胎儿心电信号的提取。自适应滤波算法具有计算量小、算法简单的特点,适用于对实时处理要求严格的地方。小波变换是目前较为流行的一种信号处理方法。本论文中采用小波变换模极大值方法来实现从母体腹部信号中提取胎儿心电信号。该方法不需要母体胸部信号作为参考信号,只需要母体腹部信号就可以识别出其中的胎儿心电信号。算法计算量大,而且在实时性方面存在一些缺陷,虽然我们做了大量的工作来对算法进行优化,但还是没有得到较为满意的结果,需要进一步对算法进行改进。基于PC机的胎儿心电监护系统主要包括硬件和软件两部分内容。硬件部分由心电放大器和AD采集卡构成,实现信号放大以及A/D转换功能;软件部分使用Windows XP系统,C#与SQL Server编程,实现控制AD卡的数据采集功能、数据处理功能以及用户和数据信息管理功能。
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