盲源分离算法的研究及其在单导联心室晚电位提取中的应用

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1、万方数据声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：主0泣童L日期：Ⅵf坂口占，『a关于学位论文使用权的说明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可

2、允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：童牛逛塞k一日期：导师签名：惑匆枞万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文盲源分离算法的研究及其在单导联心室晚电位提取中的应用摘要随着人们的工作和生活压力不断增大，心血管疾病己成为一种常见疾病，患心血管疾病而猝死往往是由突发的室性心动过速引起的。许多研究表明，心室晚电位(VentricularLatePotentials，VLP)绝大多数发生于心肌梗塞患者，可独立的作为

3、一项预测室性心率失常的指标。VLP一般出现在QRS波末端并延伸至ST段，表现为一系列碎裂的高频、低幅微弱电信号，其幅值一般不超过25∥，能量主要集中在40．300Hz，其最重要的临床意义在于预测室性心率失常和心脏性猝死，因此，正确的检测VLP显得至关重要。目前，常用的时域检测法在存在着晚电位检出率不易提高的缺点；频域分析法存在频率分辨率不高的缺点；频谱标测分析法在提取判断晚电位的标准参数时易受到分析时段的选取、QRS波终点定位准确度的影响。因此，为提高Ⅵ』的检测准确率，需提出一种新的信号检测技术。由于VLP信号相对于正常

4、心电信号(Electrocardiogram，ECG)，二者是独立的，而通过独立分量分析(IndependentComponentAnalysis，ICA)算法可以从ECG中将相对较大的瞬时独立分量的时间过程准确地分辨出来，故可以用于VLP的识别。本文主要研究从单导联观测信号中提取VLP的盲源分离(BlindSourceSeparation，BSS)方法，首先介绍了BSS和小波(包)分析的基本知识，阐述了小波(包)分析在ECG信号处理中的应用。万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文其次，对快速独立分量分析(FastInd

5、ependentComponentAnalysis，FastICA)算法进行改进，结合相关函数，提出一种RFastlCA算法。该方法是将负熵乘以一个与待提取信号有关的相关函数，得到一个新的独立性度量函数，以此推导出向量梯度，作为算法的迭代公式来实现混合信号的盲源分离。通过实验仿真对比RFastlCA与传统的FastICA算法，结果表明，RFastlCA具有良好的分离性能。最后，采用改进的算法对单导联VLP信号进行提取。采用小波包变换技术对单导联观测信号进行分解，根据VLP信号发生的频段，重构相关成分作为另一路观测信号，两

6、路观测信号共同组成RFastlCA算法的输入信号，进而将正常ECG信号与VLP信号完全分离，通过仿真实验，证实了该方法应用于单导联ⅥJ提取的优越性。本文采用小波包分析和RFastlCA相结合的方法完成了对单导联观测信号的分离，准确地提取了VLP信号，克服了常用的时域检测法、频域检测法和频谱标测分析法的缺陷，提高了信号分离的精度。关键词：心室晚电位，快速独立分量分析，负熵，心电信号，小波包变换Ⅱ万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文RESEARCHONBLINDSOURCESEPARATl0NALGORITHMANDITS

7、APPLICATIONINSINGLEVENTIUCULARLATEPOTENTIALSEXTRACTl0NABSTRACTAstheincreasingpressureofpeople’Sworkandlife，thecardiovasculardiseasehasbecomeacommondisease，thedeathofcardiovascularpatientsisoftenduetosuddenventriculartachycardia．ManystudiesshowedthatVentricularLat

8、ePotentials(VLP)occurringinpatientswithmyocardialinfarction，canbeusedasapredictionindexofventriculararrhythmias．VLPisakindofhighfrequencyandlow-risingweakelect