基于三次样条插值技术的去除胸阻抗基线漂移的方法研究

目的:胸阻抗信号常伴随呼吸等干扰造成基线漂移,这给临床分析计算、测量带来不良影响,为了消除胸阻抗基线漂移,作者在分析现有去除方法优劣的基础上提出一种新的方法。方法:采用labVIEW编程语言,以阻抗波波谷为插值基准点,利用三次样条差值技术去除胸阻抗基线漂移。结果:利用该方法消除基线后的胸阻抗波形底部非常整齐,而且没有使原有信号变异或者失真。结论:三次样条插值技术去除胸阻抗波基线漂移方法在仿真和实测实验中都取得很好的效果,这种方法是行之有效的。     

一种新的基于三次样条插值技术的心电图基线漂移消除方法

现有的基于三次样条插值技术的基线消除方法都是从PR段上提取“基准点”，这种提取“基准点”方法如果应用于PR段不平直或噪声较大的信号时，其准确性要下降。本文利用QRS波段的高频特性，先用一个FIR基线滤波器对ECG信号进行粗略滤波，求出R波波峰的位置和其幅度在滤波前后的变化值，经过实验论证，所求得的位置和变化值可分别被看作是一个“基准点”的位置和幅度。然后，对在周期上找到的所有的“基准点”进行三次样条插值计算，得到的拟合曲线就是基线。文章把该方法和文献^[3]所述方法进行了比较，结果表明该方法具有更好的性能。     

基于小波变换的自适应滤波器消除脉搏波基线漂移

脉诊仪的研制中,由于呼吸运动和身体移位导致脉搏信号的基线漂移是必须克服的.本文提出了一种新的基于Meyer小波变换的自适应滤波器,其参考输入选择原始信号经小波分解后的高频分量.通过仿真和实际测量实验表明,该方法能有效消除脉搏波的基线漂移.     

一种同时消除脉搏波信号中呼吸基线漂移和高频噪声的方法

目的：基于光电容积脉搏波可以实现血氧饱和度等人体生理参数的无创检测。基于光电容积脉搏波测量时,由于信号采集过程中存在人体呼吸和仪器本身热噪声等干扰,脉搏波信号中存在着呼吸基线漂移和高频噪声,影响最终的人体生理参数测量精度。方法：因此提出一种在经验模式分解的过程中结合小波变换的方法,来同时消除呼吸基线漂移和高频噪声的影响。首先通过经验模态分解将脉搏波信号分解为若干内在模式分量,并分别判断出含有呼吸基线漂移和代表高频噪声的分量,对于代表高频噪声的分量采用类似小波变换的方法进行滤波,利用小波变换将含有呼吸基线漂移的分量分解,将代表呼吸基线漂移的小波细节置零,信号重构后就达到了同时消除呼吸基线和高频噪声的目的。利用自行研制的测量装置采集的脉搏波信号进行实验验证,并采用信号交直流比R和信号的频谱进行效果评价。结果：有效地同时消除了呼吸基线漂移和高频噪声。结论：该方法将有利于血氧饱和度等人体生理参数无创检测精度的提高。     

基于光电容积脉搏波的呼吸频率监测

目的呼吸频率是人体生理信息监测中一个重要的生理指标,做好呼吸频率的监测对于一些疾病的及时诊疗有重大意义。光电容积脉搏波中包含许多生理信息,而本研究即从光电容积脉搏波中提取呼吸频率。方法首先识别出光电容积脉搏波,提取出脉搏波的包络、间隔、幅度、面积信号4个特征参数,并利用三次样条插值和频谱分析从中提取各自对应的频率,采用加权平均得到最终的呼吸频率,并将本文提取的呼吸频率同给定的标准呼吸频率进行对比。结果在时域和频域具有较好的相关性,并且不同数据多次测量的统计结果显示测量误差较小。结论本方法能有效地从光电容积脉搏中提取呼吸频率,且计算简单,为实现呼吸频率的实时、连续、无创监测提供了一定的理论依据。     

基于二次样条小波的P波检测方法

为了能够准确地检测P波,本文应用二次样条小波变换的方法,在特定的分解尺度上,寻找QRS波前搜索窗内的极值对信息,再在极值对之间寻找极值点即为P波的顶点,最后根据P波的顶点位置,在其左右利用局部变换的方法实现对起止点的最终定位。二次样条小波变化的方法,能够很好地避开漂移、高频等噪声的干扰。利用CSE标准数据库定量的衡量P波检测的准确度,平均偏差为-0.7ms,标准偏差为7.7ms,大大提高了P波定位的准确性,为心电图自动分析的准确性提供了保障。     

基于小波阈值法的脉搏波去噪算法

目的消除可穿戴式脉搏波监测设备在连续测量中由于运动造成的运动伪差,保证设备准确性和稳定性。方法通过选取合适的小波基、小波最大分解层数、阈值函数和阈值方法,对脉搏波信号进行小波阈值处理,提出了一种基于小波阈值法去除脉搏波噪声的算法。并针对在脉搏波信号采集过程中出现的基线漂移、工频干扰和运动伪差,与加窗傅里叶变换去噪后的结果进行对比。结果在信噪比、均方差和平滑度等关键指标上,小波阈值法的效果更优。利用db9小波基对脉搏波信号进行6层小波分解,设置启发式阈值所得到的处理效果最好。结论该算法能够有效抑制工频干扰和运动干扰,使信噪比提高22 dB,均方差接近于0,且平滑度降为原来的11%,实现脉搏波信号采集中干扰的有效去除。     

脉搏波的衰减特性研究

分析了动脉血管内的血液以及动脉血管周围组织,对脉搏波衰减特性的影响,并比较了这两种影响的结果,为脉搏波传播特性的进一步研究奠定了理论基础,也有助于临床上利用脉搏波的传播特性分析和诊断相关疾病.     

脉搏波分析研究进展

脉搏波作为人体重要的生理信号,包含机体的多种生理病理信息,在心血管功能检测、临床监护、中医客观化研究等方面具有重要实用价值,也一直是心血管领域内研究热点之一。目前的脉搏波分析方法主要包括时域和频域的参数提取及数学建模等方法。随着信号处理技术的发展和人体生理机制的深入研究,脉搏波包含的更多有价值信息将被挖掘,在相关疾病的预防、诊断及治疗等方面发挥更大作用。     

基于脉搏波传导时间和脉搏波特征参数的连续血压无创检测

本研究为克服在基于脉搏波传导时间(pulse transit time,PTT)方法无创血压检测中个体差异对测量准确性的影响,分析了个体脉搏波特征参数与血压值的相关性,并将个体脉搏波特征参数中与血压值相关度高的参数作为优化脉搏波特征参数加入PTT与血压的校正模型中,以提高模型普适性。基于偏最小二乘法(partial least squares,PLS)对50名志愿者200组PTT和脉搏波特征参数数据进行训练建模,得到舒张压、收缩压的预测模型。再选取5名新志愿者的PPT和脉搏波特征参数进行预测,最大预测误差小于5 mm Hg,满足AAMI国际电子血压计标准。将优化的脉搏波特征参数和PTT引入到连续血压预测模型当中,有助于提高血压预测模型的准确度和普适性,有助于无创连续血压检测的临床应用。     

基于三次样条层间插值的多模态医学图像配准

我们从PET-CT多模态图像序列的特点出发,提出了一种全新的图像配准及融合方法,它采用三次样条插值法对PET-CT图像进行层间插值,然后再利用最大互信息法进行配准,最后应用改进的主成分分析(PCA)法融合PET-CT图像用以增强PET显像效果,从而得到满意的配准以及融合结果。用三次样条插值法进行层间插值并恢复层间缺失图像的信息,弥补了现有配准方法的不足,提高了配准精度,使融合后的图像更加接近实际的物理断层。该方法已经成功应用于三维适形放疗(3D-CRT)系统的开发中。     

基于点消除及三次样条平滑的结肠虚拟内窥镜中心路径提取

目的:结肠虚拟内窥镜模拟光学内窥镜将CT图像重建后在数字结肠空腔内的导航,结肠虚拟内窥镜的中心路径提取和导航是虚拟内窥镜研究的核心内容。方法:本文基于常用的基于边界距离场(DFB)方法和最大代价生成树方法提取出结肠的中心路径,对于这两种方法存在的提取时间长以及提取路径光滑性差的缺点,本文采用了中心点消减、三次样条平滑等手段来提高结肠中心路径提取的速度并改善提取路径的光滑性。结果:通过对多组实验数据的结果分析表明,本文提出的基于点消除及三次样条平滑方法不但明显缩短了中心路径的提取时间而且显著改善了结肠虚拟中心路径的平滑性。结论:本文方法能够快速、精确的实时提取出结肠的中心路径,是对基于边界距离场和最大代价生成树方法的极大改进,适合应用于结肠虚拟内窥镜的开发应用。     

3D Medical Image Interpolation Based on Parametric Cubic Convolution

In the process of display, manipulation and analysis of biomedical image data, they usually need to be converted to data of isotropic discretization through the process of interpolation, while the cubic convolution interpolation is widely used due to its good tradeoff between computational cost and accuracy. In this paper, we present a whole concept for the 3D medical image interpolation based on cubic convolution, and the six methods, with the different sharp control parameter, which are formulated in details. Furthermore, we also give an objective comparison for these methods using data sets with the different slice spacing. Each slice in these data sets is estimated by each interpolation method and compared with the original slice using three measures： mean-squared difference, number of sites of disagreement, and largest difference. According to the experimental results, we present a recommendation for 3D medical images under the different situations in the end.     

脉搏波自动采集系统关键技术的研究

目前的脉搏波波形采集分析系统需要人为干预,其自动化程度低,且受人为因素影响比较大。本文结合心血管血流动力学参数的无创检测理论,利用光调制技术、单波提取以及基线漂移实时滤除等信号处理技术,设计了自动化程度较高的脉搏波自动采集分析系统,实现了脉搏波信号的增益自动调节、波形自动识别、基线漂移的实时滤除及波形的有效性自动判定。此脉搏波自动采集分析系统实现了脉搏波波形的自动采集,且无需人为干预,适宜在社区和家庭中应用。     

心电图波形基线漂移的数学形态滤波在线实时处理

研究数学形态学滤波器消除心电图波形的基线漂移。选择Maragos类型形态滤波器,得到平结构元为消除波形基线漂移最佳形态滤波形式,信号的衰减幅度由信号数字频率与结构元长度的比值唯一决定,由此归纳出平结构元长度大于或等于要滤波除去的分量的横向宽度的结论。借助Matlab软件进行算法模拟,并移植到DSP硬件平台上进行工程调试,实验表明,该方法运算简单,花费时间少于1 ms,能有效并实时地滤除基漂。