基于非線性估計與盲源分離的胎兒心電信號提取方法.pdf

1、胎兒心電信號能體現(xiàn)胎兒的心臟活動，是能夠提供胎兒健康信息的有效指標。對圍產(chǎn)兒進行心電監(jiān)測能夠及時掌握其發(fā)育信息，及早發(fā)現(xiàn)異常，降低胎兒發(fā)病率，具有良好的應(yīng)用前景。然而在現(xiàn)階段，胎兒心電的提取準確率低、實現(xiàn)難度大，因此其在臨床上的應(yīng)用頗為有限。
　　近年來學(xué)界廣泛采用兩種方法提取胎兒心電，一種是非線性估計方法，這種方法由于僅利用采集得到的一路或者少數(shù)幾路信號來提取，未能將電極所采得的信號的全部信息充分利用；而另一種是盲源分離方法，然

2、而這種方法通常建立在線性瞬時混合模型之上，沒有考慮實際情況中母體心電和胎兒心電的非線性傳輸以及二者的非線性混合特性。
　　本論文綜合考慮了上述情況，在將非線性估計和盲源分離這兩類方法有效結(jié)合的基礎(chǔ)上，探索出了更符合胎兒心電特點、更適合實際應(yīng)用且性能良好的胎兒心電提取方法。
　　本論文首先研究結(jié)合多路 v-支持向量回歸機與時頻盲源分離的胎兒心電提取方法。該方法首先對混合信號進行非線性估計，將母體胸部信號作為 v-支持向量回歸機

3、的輸入信號，將各路腹壁信號作為v-支持向量回歸機的目標信號，分別估計各路混合信號中的母體心電成分；然后將各路信號中的母體心電成分去除，即可得到每一路混合信號中的含噪胎兒心電；再對所有含噪胎兒心電利用時頻盲源分離進行處理，最終提取得到胎兒心電信號。
　　本論文還研究了結(jié)合最小二乘支持向量機與快速獨立分量分析的胎兒心電提取方法。該方法與前一種方法的提取步驟類似，不同之處在于，該方法考慮到各路腹壁信號之間的關(guān)聯(lián)性，將各路腹壁信號作為一個

4、整體進行處理。首先利用最小二乘支持向量機對所有腹壁信號進行處理，估計出母體心電成分。然后再將估計得到的母體心電成分從每一路腹壁信號中去除，得到含噪胎兒心電，再利用快速獨立分量分析方法提取出胎兒心電信號。
　　實驗結(jié)果表明，在本論文中所研究的兩種方法，均可以有效提取出清晰、完整的胎兒心電；且這兩種胎兒心電提取方法相較于傳統(tǒng)的非線性估計和盲源分離方法，在提取效果上都有明顯提高。其中應(yīng)用結(jié)合了最小二乘支持向量機與快速獨立分量分析的胎兒心