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近年来,大量的材料表明室性心律失常是导致心脏猝死的主要原因之一,而微伏级T波交替是预测室性心律失常的重要指标。T波交替(T-wave alternans, TWA)是在规整的心律时,一种体现在体表心电图上的T波形态、极性和振幅逐拍交替变化的心电变异现象。按照TWA检测统计方法的不同, TWA检测被分为短时傅里叶变换法、符号变换法和非线性法。频谱分析法(SM)是短时傅里叶变换法中最成熟一种方法;非线性法主要有散点图法(PM)和移动平均法(MMA)等。本文主要采用了频谱分析法和散点图法对心电信号进行分析,并利用美国MIT/BIH标准心律失常数据库和欧洲ST-T心电数据库进行仿真。TWA检测的主要过程如下:第一,对QRS波群特征量的标定。首先,对心电信号进行预处理,本课题采用简单整系数法去掉50HZ工频干扰,利用零相位数字滤波器去除心电信号的基线漂移以及采用bior2.2小波函数进行小波变换阈值去噪法去除肌电干扰,进而获得具有明显特征的心电信号。然后,对QRS波群特征量进行标定,本文利用marr小波并按照多孔(a-trous)算法对经滤波处理的心电信号进行一定尺度的小波变换,然后在合适尺度上标定Q波、R波和S波各峰值,并根据R峰值的位置来确定T波位置所在。第二,T波交替的检测。对心电的研究,本文采用了两种方法:谱分析法和散点图法。首先,在频谱分析法中,运用所提取的心电信号特征量,对每个心跳周期都选择一个改善的T波窗口,并在窗口内平均提取7个位置点,且连续取128个心跳周期。因此,就得到一个7*128序列。然后,利用快速傅里叶变换把7*128个采样点的幅值变化转变成功率谱并进行叠加和归一化,根据0.5周期每心拍处谱值减去背景噪声的值,来判定TWA是否存在。其次,在散点图法中,将7*128序列的相邻采样点作差分,并根据差分序列作出Poincare散点图,计算出矢量角度指数。通过大量的实验研究,得出矢量角度指数的取值范围,从而来判断TWA的存在与否。第三,仿真结果分析。通过大量的仿真实验,对谱分析法和散点图法所得数据进行分析,利用MTALBE7.0软件对所得矢量角度指数和T交替幅值的数据进行二次曲线拟合,并得出拟合度和两组数据的互相关系数。进而,分析散点图中矢量角度指数的可靠性。本文采用了非线性动力学系统中的周期性散点图法(Poincare mapping method, PM),并与谱分析法的检测结果进行对比,用矢量角度指数和T交替幅值来判断TWA是否存在。