單通道非侵入式胎兒心率的魯棒估計方法研究.pdf

1、在現(xiàn)代醫(yī)療監(jiān)護技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，非侵入式胎兒心電監(jiān)護方法因具備操作簡單，完全無創(chuàng)，可在整個圍產(chǎn)期長期反復監(jiān)測的特點，逐步成為了當今的一大研究熱點。但是該方式采集到的胎兒心電信號（FECG）通常淹沒在大幅度的母體心電信號（MECG）和其他噪聲中，且胎兒心電和噪聲大部分在時頻域重疊，因此腹壁信號中的胎兒心電信息提取一直是生物醫(yī)學信號處理領域的一項重要研究課題。
　　論文基于便攜式低成本胎兒心電監(jiān)護儀的設計研究，從動態(tài)建模的思想出發(fā)，

2、結(jié)合魯棒自適應估計的理論，提出單通道非侵入式胎兒心率魯棒估計方法，具體表現(xiàn)為從單通道孕婦腹壁混合心電信號中魯棒自適應地估計母體心電信號并消除，從而更加可靠有效地計算胎心率（FHR）。論文的主要工作包括：
　　(1)比較分析目前主要的幾種胎兒心電提取算法，并根據(jù)心電信號特征介紹心電信號模型，詳細闡述了基于貝葉斯濾波的心電信號動態(tài)建模以及改進的狀態(tài)模型。
　　(2)將當前常用于心電信號降噪的擴展Kalman（EKF）用于估計腹壁

3、混合心電中的MECG，通過仿真實驗分析EKF估計MECG的性能。仿真結(jié)果顯示當前EKF估計MECG存在的不足主要表現(xiàn)在大幅度干擾引發(fā)觀測數(shù)據(jù)存在粗差或者噪聲統(tǒng)計特性不確定的情況下，濾波效果明顯退化，甚至可能發(fā)散，出現(xiàn)MECG的過分離和欠分離現(xiàn)象，給后續(xù)胎兒心電信號的提取帶來困擾，甚至導致胎兒心電信息的錯誤提取。
　　(3)針對EKF估計MECG存在的問題，并結(jié)合孕婦腹壁心電信號的特點，研究分析了Kalman濾波理論目前的主要發(fā)展趨

4、勢，文中提出采用魯棒自適應算法對孕婦腹壁混合心電信號中的MECG進行估計，主要介紹了H∞濾波、強跟蹤Kalman濾波（strEKF）、自適應Kalman濾波（adEKF）和抗差Kalman（rbEKF）濾波四種具有魯棒自適應特性的濾波方法。并分別采用合成的心電信號和真實的心電信號對以上四種魯棒濾波和EKF、UKF進行對比仿真實驗，分析各種算法用于MECG估計的優(yōu)缺點。
　　為了獲取更加準確有效的胎心率，在MECG抑制環(huán)節(jié)需要盡可能