單通道非侵入式胎兒心率的魯棒估計(jì)方法研究.pdf

1、在現(xiàn)代醫(yī)療監(jiān)護(hù)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，非侵入式胎兒心電監(jiān)護(hù)方法因具備操作簡單，完全無創(chuàng)，可在整個(gè)圍產(chǎn)期長期反復(fù)監(jiān)測的特點(diǎn)，逐步成為了當(dāng)今的一大研究熱點(diǎn)。但是該方式采集到的胎兒心電信號（FECG）通常淹沒在大幅度的母體心電信號（MECG）和其他噪聲中，且胎兒心電和噪聲大部分在時(shí)頻域重疊，因此腹壁信號中的胎兒心電信息提取一直是生物醫(yī)學(xué)信號處理領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究課題。
　　論文基于便攜式低成本胎兒心電監(jiān)護(hù)儀的設(shè)計(jì)研究，從動態(tài)建模的思想出發(fā)，

2、結(jié)合魯棒自適應(yīng)估計(jì)的理論，提出單通道非侵入式胎兒心率魯棒估計(jì)方法，具體表現(xiàn)為從單通道孕婦腹壁混合心電信號中魯棒自適應(yīng)地估計(jì)母體心電信號并消除，從而更加可靠有效地計(jì)算胎心率（FHR）。論文的主要工作包括：
　　(1)比較分析目前主要的幾種胎兒心電提取算法，并根據(jù)心電信號特征介紹心電信號模型，詳細(xì)闡述了基于貝葉斯濾波的心電信號動態(tài)建模以及改進(jìn)的狀態(tài)模型。
　　(2)將當(dāng)前常用于心電信號降噪的擴(kuò)展Kalman（EKF）用于估計(jì)腹壁

3、混合心電中的MECG，通過仿真實(shí)驗(yàn)分析EKF估計(jì)MECG的性能。仿真結(jié)果顯示當(dāng)前EKF估計(jì)MECG存在的不足主要表現(xiàn)在大幅度干擾引發(fā)觀測數(shù)據(jù)存在粗差或者噪聲統(tǒng)計(jì)特性不確定的情況下，濾波效果明顯退化，甚至可能發(fā)散，出現(xiàn)MECG的過分離和欠分離現(xiàn)象，給后續(xù)胎兒心電信號的提取帶來困擾，甚至導(dǎo)致胎兒心電信息的錯誤提取。
　　(3)針對EKF估計(jì)MECG存在的問題，并結(jié)合孕婦腹壁心電信號的特點(diǎn)，研究分析了Kalman濾波理論目前的主要發(fā)展趨

4、勢，文中提出采用魯棒自適應(yīng)算法對孕婦腹壁混合心電信號中的MECG進(jìn)行估計(jì)，主要介紹了H∞濾波、強(qiáng)跟蹤Kalman濾波（strEKF）、自適應(yīng)Kalman濾波（adEKF）和抗差Kalman（rbEKF）濾波四種具有魯棒自適應(yīng)特性的濾波方法。并分別采用合成的心電信號和真實(shí)的心電信號對以上四種魯棒濾波和EKF、UKF進(jìn)行對比仿真實(shí)驗(yàn)，分析各種算法用于MECG估計(jì)的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　為了獲取更加準(zhǔn)確有效的胎心率，在MECG抑制環(huán)節(jié)需要盡可能