無創(chuàng)監(jiān)測胎兒心電圖（fecg）畢業(yè)設(shè)計論文

1、摘要胎兒心電信號（FECG）解碼（重建）是遠程醫(yī)療的一個非常重要的分支。一個通過設(shè)計具有低能耗無線體域網(wǎng)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)以便能在日常使用是非常渴求的。作為一個新興的技術(shù)，壓縮感知（CS）顯示了在壓縮重構(gòu)數(shù)據(jù)時具有能耗低方面具有很大的希望。但是，由于原材料胎兒心電圖記錄的一些具體特征如非稀疏性和強噪聲污染，目前的CS算法在本應(yīng)用中通常會失敗。這項工作提出利用塊稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)（BSBL）算法來壓縮重建非稀疏生胎兒心電信號記錄。實驗結(jié)果表明，該

2、框架可以重建原始胎兒心電信號的高品質(zhì)。特別是，重建不破壞相互依存關(guān)系之間的多聲道記錄的信號。這確保了獨立重建的分量分析分解記錄信號具有很高的保真度。此外，該算法允許使用稀疏二進制傳感矩陣與少得多的非零元素來壓縮信號。特別是，每一列矩陣只可以包含兩個非零項。由此可見，本算法相對于其他算法如當(dāng)前CS算法和小波算法，可以大大減少代碼在數(shù)據(jù)壓縮階段時CPU的負荷。關(guān)鍵詞：胎兒心電信號（FECG）遠程監(jiān)控，遠程醫(yī)療，塊稀疏貝葉斯算法（BSBL）壓

3、縮傳感（CS）獨立分量分析法（ICA）緒論1.1題目背景及目的無創(chuàng)監(jiān)測胎兒心電圖（FECG）是一個監(jiān)測胎兒的健康重要的手段。一個胎兒心電圖的參數(shù)特征，如心臟的跳動速率，形態(tài)學(xué)和動態(tài)行為，可用于診斷胎兒發(fā)育和疾病。在這些參數(shù)中，心臟跳動速率是對高危妊娠胎兒評估的主要指標(biāo)。例如，胎兒心臟跳動的異常模式（減速，失去高頻變化等）一般都預(yù)示著胎兒窒息。然而，從產(chǎn)婦腹部非侵入性地獲得清晰干凈FECGs并不是一件容易的問題。這是因為FECGs非常薄弱

4、，而且往往嵌入強噪聲和干擾，如母體心電圖（MECGs）儀器噪聲和肌電信號。此外，胎齡及胎兒的位置也會影響FECGs的監(jiān)測。到現(xiàn)在為止的各種信號處理和機器算法被提出，以獲得FECGs，如自適應(yīng)濾波，小波分析，和盲源分離（BSS）獨立分量分析（ICA）。例如，提取干凈的問題從原始胎兒心電圖記錄FECGs可以很好地建模為瞬時ICA混合模型，其中，所述始信號被看作是一個獨立的數(shù)的直鏈混合物（或不相關(guān)）的來源，包括胎兒心電成分，MECG部件，以及

5、各種噪聲成分。傳統(tǒng)上，孕婦必須經(jīng)常去醫(yī)院進行胎兒心電監(jiān)測?，F(xiàn)在，趨勢是讓孕婦接受門診監(jiān)控FECGs的。例如，孕婦可以留在家里，在那里FECGs通過無線遠程監(jiān)控采集。在這樣的遠程監(jiān)控系統(tǒng)，無線體域網(wǎng)（WBAN）集成了多個傳感器的附在患者的皮膚，并使用超低功耗短距離無線電設(shè)備（如藍牙）與附近的智能手或手持設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)生保健提供者的遠程終端通信。遠程監(jiān)護是一個便捷的方式，為患者避免頻繁的醫(yī)院探訪并節(jié)省大量的時間和醫(yī)療費用。其中在WBAN為

6、基礎(chǔ)的遠程監(jiān)控系統(tǒng)許多制約因素中，能量消耗是初級設(shè)計約束。盡可能地減少能量消耗是必要的，由于WBAN往往是電池供電的。這必須以幾種方式進行。一種方式是，在傳感器計算應(yīng)該是最小的。另一個方式是，數(shù)據(jù)應(yīng)該在傳輸前進行壓縮（壓縮數(shù)據(jù)將被用來在遠程終端重建原始數(shù)據(jù)）。不幸的是，大多數(shù)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)如基于小波變換的算法消耗大量的能量。因此，需要迫切的新的壓縮技術(shù)。壓縮傳感（CS），一種新興的信號處理技術(shù)，是一種很有前途的工具，以解決上述困難利