準周期生理信號的數(shù)據(jù)預(yù)處理方法研究.pdf

1、科學(xué)技術(shù)特別是IT技術(shù)的發(fā)展不斷推進著醫(yī)院信息化建設(shè)的步伐，當前的目標是建設(shè)一個以病人和臨床為中心的數(shù)字化醫(yī)院，這不僅要在硬件上建成無紙、無片和無線網(wǎng)絡(luò)的“三無醫(yī)院”，更重要的是要建立起真正以全院數(shù)據(jù)共享為基礎(chǔ)的臨床信息系統(tǒng)(Clinical Information System，CIS)。數(shù)字化醫(yī)院中的大量先進的醫(yī)療設(shè)備每天都在產(chǎn)生著海量的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)，其中包括由多種醫(yī)療診斷儀器采集到的各類生理信號數(shù)據(jù)，它們進入CIS的醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)庫后，將為

2、臨床診斷和醫(yī)學(xué)研究提供重要依據(jù)，它們的質(zhì)量直接決定著診斷與研究的精準性、快速性等。因此，研究這些生理信號數(shù)據(jù)的前期預(yù)處理方法是非常必要的，對于管好和用好這些海量生理信號數(shù)據(jù)具有重要的現(xiàn)實意義。
　　 人體是一個復(fù)雜的有機體，再加上采集各種生理信號的儀器性能的不一致性、操控人員的熟練程度和記錄的環(huán)境條件等多種因素的影響，在這些海量原始數(shù)據(jù)中不可避免地包含了大量模糊的、不完整的、帶有噪聲和冗余的信息，盡可能減少這些信息的影響是預(yù)處理

3、的主要任務(wù)。此外，同一類型的生理數(shù)據(jù)大都來自不同的個體，要對這些來自不同信號源的數(shù)據(jù)進行比較，需要建立統(tǒng)一的標準，獲得優(yōu)化的數(shù)據(jù)樣本，并能消減不同信號源的差異以及隨機差異，形成具有可比性的多組生理信號，才能進一步有效地應(yīng)用在機器學(xué)習、信息融合等方面。在復(fù)雜的生理信號中存在著一類具有一定的周期性特點的信號，它們之間存在著一定的共性，如心電、脈搏和呼吸信號，也稱為準周期電生理信號，它們的預(yù)處理過程有不少共同之處。因此，本文以這幾種生理信號為

4、主要對象，研究在對準周期生理信號數(shù)據(jù)進行融合前的數(shù)據(jù)預(yù)處理過程，并給出工程計算和實現(xiàn)的方法。本文所完成的主要工作和創(chuàng)新點如下：
　　 （1）研究并提出了采用插值理論構(gòu)建準周期生理信號的等周期數(shù)據(jù)樣本的方法。在對采集到的準周期生理信號實現(xiàn)多組周期截取的基礎(chǔ)上，根據(jù)測量對象的不同性質(zhì)通過插值實現(xiàn)了周期同步并建立了它們的等周期樣本。
　　 （2）研究并提出了準周期生理信號數(shù)據(jù)的歸一化處理方法。通過歸一化處理獲得標準數(shù)據(jù)，以消減

5、不同信號源之間的差異和信號中的隨機差異，提取出反映它們共性的恒定參數(shù)，從而使來自不同信號源的數(shù)據(jù)具備了可比性，為數(shù)據(jù)的自動分析提供了基礎(chǔ)性平臺。
　　 （3）以心電信號為例，研究了準周期生理信號的誤差分析方法?；谡`差理論對心電數(shù)據(jù)進行了系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差等三類誤差的判定方法研究，并給出了這些誤差的判定結(jié)果，有助于了解信號中各類誤差的存在狀況，為改進采樣設(shè)備和采集方法提供了理論依據(jù)。
　　 （4）提出采用參數(shù)估