系統(tǒng)狀態(tài)描述方法及其在生物醫(yī)學(xué)信號模式評價(jià)中的應(yīng)用.pdf

1、目的：
　　生物醫(yī)學(xué)信號模式分析一直是醫(yī)學(xué)信號處理一個重要的問題。隨著移動醫(yī)療技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，在過去的幾年里，生物醫(yī)學(xué)信號研究的問題與方法不斷增多，使用的方式、平臺也越來越多，受到了很多大企業(yè)的關(guān)注。不久的將來將越來越多應(yīng)用于社區(qū)醫(yī)療、家庭保健、臨床監(jiān)護(hù)等范圍。但是，由于生物醫(yī)學(xué)信號的特點(diǎn)決定了應(yīng)用的復(fù)雜性與推廣應(yīng)用的難度。在醫(yī)療信息系統(tǒng)中，醫(yī)學(xué)信號的處理包括了很多近似連續(xù)的周期信號，這類生物醫(yī)學(xué)信號模式(Biomedic

2、alSignalPattern:BSP)包括如心電、脈搏、心音、呼吸等等。近年來，不少學(xué)者一直在研究可以方便適用于一般家庭的醫(yī)學(xué)信號采集和分析系統(tǒng)。在這類計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療系統(tǒng)中，有三個基本任務(wù):[1]
　　(1)信號在時(shí)域或頻域基礎(chǔ)上的定位和分割。
　　(2)建立在信號分析和學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上的信號分類和識別。
　　(3)基于醫(yī)療和臨床診斷的統(tǒng)計(jì)分析和評估。
　　在頻域上，實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常需要確定頻率和頻率變異、頻率分布等問

3、題。而在時(shí)域上，判斷時(shí)域的周期性及統(tǒng)計(jì)每個周期上所具有的共同特征，以此找出某些特征信號以及分類特征信息。例如，確定心電圖中QRS波的復(fù)雜性、心律不齊以及分析異常心音等往往很有必要的。其中，信號分割是一個重要的基礎(chǔ)工作。在實(shí)際應(yīng)用中，信號分割完成后，顯然模式描述就是接下來的一個重要任務(wù)，然后模式評估才可以完成。
　　方法：
　　本文在比較全面闡述分析傳統(tǒng)的評價(jià)方法的同時(shí)，提出了用狀態(tài)表示方法（SRM）[2]分析BSP的一種全新

4、方法。盡管SRM開始是作為一種評估結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控系統(tǒng)(SHMS)的新型評估方法提出的，但該方法同時(shí)也可應(yīng)用于BSP。首先簡單的介紹幾種傳統(tǒng)方法的比較，同時(shí)也比較了與SRM相似的一些主流方法，主要包括支持向量機(jī)(SVM)、響應(yīng)曲面法(RSM)等。本文側(cè)重于介紹如何用SRM來分析BSP，對BSP的描述是最重要的問題之一。
　　結(jié)果：
　　以心音為例，基于小波理論[1]的方法可以實(shí)現(xiàn)對心音信號的分割，然后，對心音信號的特征分析可以通

5、過頻率切片小波變換(FSWT)來實(shí)現(xiàn)，提取信號的時(shí)頻特征。通過SRM建模方法，可以進(jìn)一步建立評估模型，從模型的描述中我們可以比較出人與人之間的差距。本文列出了許多研究的問題與方法，同時(shí)對SRM運(yùn)用到BSP中的主要步驟做了介紹，將SRM與FSWT相結(jié)合可以作為分析BSP提供一種新的方法。
　　結(jié)論：
　　借助系統(tǒng)狀態(tài)描述方法的核函數(shù)工具和尺度工具，以系統(tǒng)的角度去分析描述BSP，其分類結(jié)果與臨床的評價(jià)方法有較好的一致性，表明系統(tǒng)