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胃肠疾病是常见病、多发病,其发生率约占总人口的10~12%。胃肠动力学是一门正在迅速发展的、多学科交叉的新兴学科,阻抗检测技术目前国际、国内都有蓬勃发展,且应用在生物医学的各种领域。本研究处理的信号来源于一种基于生物电阻抗的胃运动检测设备。
由于其它生理信号(如心电、呼吸)以及受检者体位变化等的干扰,采集到的胃动力阻抗信号往往是多信号的混合,信号分离与处理难度较大。如何在超低频段上稳定可靠地去除呼吸等干扰,有效提取胃阻抗信号,至今还是有待解决的重要技术问题之一。这是本课题的难点和创新点。本文从分析胃动力信号的特点入手,探讨适合胃动力信息处理的时频分析方法,并对拟选用的方法作了介绍和初步适用性研究。主要工作有:
①课题运用小波多分辨分析用于胃动力信号处理,正确分离胃电、胃收缩、胃排空、肠蠕动、呼吸、测量过程中的干扰等频率相近的极低频率信号,重构出了胃蠕动节律信号、胃电信号以及胃排空信号。完成了本课题的信号处理任务,这是课题的关键点。
②完成了胃动力信号参数计算、分析。包括来源于生物阻抗胃运动信号的时域参数、频域参数、动态谱图、变异系数等,并在胃动力参数的分析与评价中同时考虑胃电活动、胃收缩与胃排空等环节的联系、变化等,进而反应胃动力系统的生理、病理过程。
③进行了胃动力评价的实验研究。通过胃排空试验、蠕动检测实验对比验证了分析方法的可行性,实验结果很好地支持了研究内容。在设计的两种试验中一些参数显示出了统计性意义,而且其统计学意义与生理过程、病理状态吻合。
研究结果表明运用小波分析这种新的时频分析技术在处理胃动力这种低频、微弱、噪声干扰大的生理信号是可行的,具有很好的应用价值。阻抗胃动力技术提供的信息量是传统技术无法比拟的,传统技术仅能提供简单排空或者简单电生理信号,多参数、多信息也是本课题一个较突出的特色。