帕金森患者震顫信號(hào)提取及量化方法研究.pdf

1、帕金森?。≒arkinson’s Disease，PD）是目前發(fā)病率逐年升高的一種神經(jīng)系統(tǒng)變性的疾病，帕金森患者在我國(guó)的數(shù)量越來(lái)越龐大，該病給患者和家屬帶來(lái)了各方面的負(fù)擔(dān)。由于帕金森病的特殊性，臨床醫(yī)生通常是根據(jù)患者的病史、體檢、癥狀的發(fā)展（動(dòng)作遲緩、靜止性震顫等）以及統(tǒng)一帕金森病評(píng)定量表（Unified Parkinson's Disease Rating Scale， UPDRS）來(lái)對(duì)患者病情進(jìn)行評(píng)判，但是這種判斷具有很大的主觀性。

2、因此，關(guān)于客觀的病程評(píng)價(jià)方法的研究是很有必要的。
　　目前有通過(guò)電生理變化的表面肌電、腦電等信號(hào)對(duì)病情進(jìn)行判斷的方法，但是這類信號(hào)的采集方式屬于侵入式的，會(huì)給病人的情緒帶來(lái)一定的影響，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果偏差較大。靜止性震顫是帕金森病常見(jiàn)的首發(fā)癥狀，可以通過(guò)非接觸式的裝置進(jìn)行檢測(cè)；采用非接觸方式消除了檢測(cè)時(shí)給病人帶來(lái)的負(fù)面情緒，減小了測(cè)量結(jié)果對(duì)真實(shí)震顫的反應(yīng)的偏差。但是目前關(guān)于帕金森震顫的分析研究還有許多不足：沒(méi)有把人體的固有生理性震顫考

3、慮到采集到的信號(hào)當(dāng)中；對(duì)帕金森震顫與其它病理性震顫進(jìn)行分類的研究較多，對(duì)帕金森震顫嚴(yán)重程度量化的研究很少。本文針對(duì)以上問(wèn)題，采用了相應(yīng)的方法對(duì)帕金森震顫進(jìn)行提取及量化。
　　本文以非接觸式帕金森震顫?rùn)z測(cè)裝置測(cè)得的信號(hào)為研究對(duì)象，深入的研究了生理性震顫和帕金森震顫的特性，通過(guò)對(duì)原始信號(hào)的去噪，并采用了基于自適應(yīng)濾波結(jié)構(gòu)的帕金森震顫信號(hào)提取的方法，獲得帕金森震顫信號(hào)；分析了帕金森震顫信號(hào)的特征，建立了一種帕金森震顫信號(hào)的量化模型，通過(guò)

4、以上方法得到帕金森患者的震顫嚴(yán)重程度的量化結(jié)果與臨床醫(yī)生的評(píng)定結(jié)果的相關(guān)性程度，驗(yàn)證了模型的合理性和有效性。本文的主要工作總結(jié)如下：
　?。?）深入的研究了震顫信號(hào)和帕金森震顫信號(hào)的特性，研究了基于三軸加速度傳感器的檢測(cè)裝置和基于陀螺儀和位置敏感檢測(cè)器的檢測(cè)裝置對(duì)帕金森患者震顫信號(hào)的采集，分析了在震顫采集過(guò)程中的噪聲組成成份及其特性。
　?。?）根據(jù)震顫信號(hào)中各噪聲成份的特性研究了震顫信號(hào)頻帶內(nèi)外的噪聲的濾除方法，并依次采用

5、帶通濾波器（去除震顫信號(hào)頻帶外的噪聲）、改進(jìn)的平穩(wěn)小波閾值去噪算法（去除頻帶內(nèi)的噪聲）、基于自適應(yīng)的傅里葉線性組合器（Fourier Linear Combiner， FLC）及其衍生組合器（對(duì)生理性震顫進(jìn)行建模）、自適應(yīng)濾波結(jié)構(gòu)（得到帕金森震顫信號(hào)），為帕金森震顫信號(hào)的量化提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)。
　?。?）研究了帕金森震顫信號(hào)的特征參數(shù)，通過(guò)功率譜估計(jì)（Power Spectral Density， PSD）得到帕金森患者震顫信號(hào)的主

6、頻，作為判斷是否患病的依據(jù)，建立了一個(gè)多參數(shù)量化模型對(duì)檢測(cè)裝置測(cè)得的數(shù)據(jù)在轉(zhuǎn)換之后進(jìn)行計(jì)算，得到一個(gè)可以作為帕金森震顫的預(yù)測(cè)值，并與臨床醫(yī)生診斷作相關(guān)性比較。
　　實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比表明，檢測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)去噪及提取之后得到的帕金森震顫信號(hào)，再經(jīng)過(guò)PSD分析及多參數(shù)量化模型得到預(yù)測(cè)分值,結(jié)果顯示預(yù)測(cè)分值與臨床 UPDRS評(píng)級(jí)分?jǐn)?shù)具有很高的相關(guān)性，且基于陀螺儀和位置敏感檢測(cè)器的檢測(cè)裝置所對(duì)應(yīng)的相關(guān)性比基于三軸加速度傳感器的檢測(cè)裝置所對(duì)應(yīng)的相關(guān)性