準(zhǔn)周期生理信號(hào)的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法研究.pdf

1、科學(xué)技術(shù)特別是IT技術(shù)的發(fā)展不斷推進(jìn)著醫(yī)院信息化建設(shè)的步伐，當(dāng)前的目標(biāo)是建設(shè)一個(gè)以病人和臨床為中心的數(shù)字化醫(yī)院，這不僅要在硬件上建成無(wú)紙、無(wú)片和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的“三無(wú)醫(yī)院”，更重要的是要建立起真正以全院數(shù)據(jù)共享為基礎(chǔ)的臨床信息系統(tǒng)(Clinical Information System，CIS)。數(shù)字化醫(yī)院中的大量先進(jìn)的醫(yī)療設(shè)備每天都在產(chǎn)生著海量的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，其中包括由多種醫(yī)療診斷儀器采集到的各類生理信號(hào)數(shù)據(jù)，它們進(jìn)入CIS的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)后，將為

2、臨床診斷和醫(yī)學(xué)研究提供重要依據(jù)，它們的質(zhì)量直接決定著診斷與研究的精準(zhǔn)性、快速性等。因此，研究這些生理信號(hào)數(shù)據(jù)的前期預(yù)處理方法是非常必要的，對(duì)于管好和用好這些海量生理信號(hào)數(shù)據(jù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 人體是一個(gè)復(fù)雜的有機(jī)體，再加上采集各種生理信號(hào)的儀器性能的不一致性、操控人員的熟練程度和記錄的環(huán)境條件等多種因素的影響，在這些海量原始數(shù)據(jù)中不可避免地包含了大量模糊的、不完整的、帶有噪聲和冗余的信息，盡可能減少這些信息的影響是預(yù)處理

3、的主要任務(wù)。此外，同一類型的生理數(shù)據(jù)大都來(lái)自不同的個(gè)體，要對(duì)這些來(lái)自不同信號(hào)源的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，需要建立統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，獲得優(yōu)化的數(shù)據(jù)樣本，并能消減不同信號(hào)源的差異以及隨機(jī)差異，形成具有可比性的多組生理信號(hào)，才能進(jìn)一步有效地應(yīng)用在機(jī)器學(xué)習(xí)、信息融合等方面。在復(fù)雜的生理信號(hào)中存在著一類具有一定的周期性特點(diǎn)的信號(hào)，它們之間存在著一定的共性，如心電、脈搏和呼吸信號(hào)，也稱為準(zhǔn)周期電生理信號(hào)，它們的預(yù)處理過(guò)程有不少共同之處。因此，本文以這幾種生理信號(hào)為

4、主要對(duì)象，研究在對(duì)準(zhǔn)周期生理信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合前的數(shù)據(jù)預(yù)處理過(guò)程，并給出工程計(jì)算和實(shí)現(xiàn)的方法。本文所完成的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 （1）研究并提出了采用插值理論構(gòu)建準(zhǔn)周期生理信號(hào)的等周期數(shù)據(jù)樣本的方法。在對(duì)采集到的準(zhǔn)周期生理信號(hào)實(shí)現(xiàn)多組周期截取的基礎(chǔ)上，根據(jù)測(cè)量對(duì)象的不同性質(zhì)通過(guò)插值實(shí)現(xiàn)了周期同步并建立了它們的等周期樣本。
　　 （2）研究并提出了準(zhǔn)周期生理信號(hào)數(shù)據(jù)的歸一化處理方法。通過(guò)歸一化處理獲得標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以消減

5、不同信號(hào)源之間的差異和信號(hào)中的隨機(jī)差異，提取出反映它們共性的恒定參數(shù)，從而使來(lái)自不同信號(hào)源的數(shù)據(jù)具備了可比性，為數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析提供了基礎(chǔ)性平臺(tái)。
　　 （3）以心電信號(hào)為例，研究了準(zhǔn)周期生理信號(hào)的誤差分析方法?；谡`差理論對(duì)心電數(shù)據(jù)進(jìn)行了系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差等三類誤差的判定方法研究，并給出了這些誤差的判定結(jié)果，有助于了解信號(hào)中各類誤差的存在狀況，為改進(jìn)采樣設(shè)備和采集方法提供了理論依據(jù)。
　　 （4）提出采用參數(shù)估