帕金森患者震顫信號提取及量化方法研究.pdf

1、帕金森?。≒arkinson’s Disease，PD）是目前發(fā)病率逐年升高的一種神經(jīng)系統(tǒng)變性的疾病，帕金森患者在我國的數(shù)量越來越龐大，該病給患者和家屬帶來了各方面的負(fù)擔(dān)。由于帕金森病的特殊性，臨床醫(yī)生通常是根據(jù)患者的病史、體檢、癥狀的發(fā)展（動作遲緩、靜止性震顫等）以及統(tǒng)一帕金森病評定量表（Unified Parkinson's Disease Rating Scale， UPDRS）來對患者病情進(jìn)行評判，但是這種判斷具有很大的主觀性。

2、因此，關(guān)于客觀的病程評價(jià)方法的研究是很有必要的。
　　目前有通過電生理變化的表面肌電、腦電等信號對病情進(jìn)行判斷的方法，但是這類信號的采集方式屬于侵入式的，會給病人的情緒帶來一定的影響，導(dǎo)致測量結(jié)果偏差較大。靜止性震顫是帕金森病常見的首發(fā)癥狀，可以通過非接觸式的裝置進(jìn)行檢測；采用非接觸方式消除了檢測時給病人帶來的負(fù)面情緒，減小了測量結(jié)果對真實(shí)震顫的反應(yīng)的偏差。但是目前關(guān)于帕金森震顫的分析研究還有許多不足：沒有把人體的固有生理性震顫考

3、慮到采集到的信號當(dāng)中；對帕金森震顫與其它病理性震顫進(jìn)行分類的研究較多，對帕金森震顫嚴(yán)重程度量化的研究很少。本文針對以上問題，采用了相應(yīng)的方法對帕金森震顫進(jìn)行提取及量化。
　　本文以非接觸式帕金森震顫檢測裝置測得的信號為研究對象，深入的研究了生理性震顫和帕金森震顫的特性，通過對原始信號的去噪，并采用了基于自適應(yīng)濾波結(jié)構(gòu)的帕金森震顫信號提取的方法，獲得帕金森震顫信號；分析了帕金森震顫信號的特征，建立了一種帕金森震顫信號的量化模型，通過

4、以上方法得到帕金森患者的震顫嚴(yán)重程度的量化結(jié)果與臨床醫(yī)生的評定結(jié)果的相關(guān)性程度，驗(yàn)證了模型的合理性和有效性。本文的主要工作總結(jié)如下：
　?。?）深入的研究了震顫信號和帕金森震顫信號的特性，研究了基于三軸加速度傳感器的檢測裝置和基于陀螺儀和位置敏感檢測器的檢測裝置對帕金森患者震顫信號的采集，分析了在震顫采集過程中的噪聲組成成份及其特性。
　?。?）根據(jù)震顫信號中各噪聲成份的特性研究了震顫信號頻帶內(nèi)外的噪聲的濾除方法，并依次采用

5、帶通濾波器（去除震顫信號頻帶外的噪聲）、改進(jìn)的平穩(wěn)小波閾值去噪算法（去除頻帶內(nèi)的噪聲）、基于自適應(yīng)的傅里葉線性組合器（Fourier Linear Combiner， FLC）及其衍生組合器（對生理性震顫進(jìn)行建模）、自適應(yīng)濾波結(jié)構(gòu)（得到帕金森震顫信號），為帕金森震顫信號的量化提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。
　?。?）研究了帕金森震顫信號的特征參數(shù)，通過功率譜估計(jì)（Power Spectral Density， PSD）得到帕金森患者震顫信號的主

6、頻，作為判斷是否患病的依據(jù)，建立了一個多參數(shù)量化模型對檢測裝置測得的數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換之后進(jìn)行計(jì)算，得到一個可以作為帕金森震顫的預(yù)測值，并與臨床醫(yī)生診斷作相關(guān)性比較。
　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對比表明，檢測信號經(jīng)過去噪及提取之后得到的帕金森震顫信號，再經(jīng)過PSD分析及多參數(shù)量化模型得到預(yù)測分值,結(jié)果顯示預(yù)測分值與臨床 UPDRS評級分?jǐn)?shù)具有很高的相關(guān)性，且基于陀螺儀和位置敏感檢測器的檢測裝置所對應(yīng)的相關(guān)性比基于三軸加速度傳感器的檢測裝置所對應(yīng)的相關(guān)性