基于集合经验模态分解的人体结肠动力分析.pdf

《基于集合经验模态分解的人体结肠动力分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第23卷第6期光学精密工程VoI．23No．62015年6月OpticsandPrecisionEngineeringJun．2015文章编号1004924X(2015)06—1580—07基于集合经验模态分解的人体结肠动力分析鲁丽，颜国正，赵凯，许飞(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240)摘要：针对目前临床上应用的便秘诊断措施有创且诊断效果不理想的问题，开展了基于无创检测设备获得胃肠道生理信息的研究。利用非线性分析方法分析人体结肠动力并找出正常人和便秘病人之间的区别，为临床诊断便秘提供参考。对8个正常人和10个便秘病人的结肠压力数据进行了分析。首先，通过阈值和集

2、合经验模态分解(EEMD)有效滤除了结肠压力数据中的呼吸，咳嗽，电磁干扰等噪声；然后，提取了表征结肠动力的特征参数如结肠收缩频率，动力指数，平均收缩波峰值；最后，通过t检验比较了正常人和便秘病人结肠特征参数。结果显示：正常人和便秘病人的收缩频率，动力指数有明显统计不同(

3、lysisofhumancolonicmotilityusingEEMDLULi，YANGuo—zheng，ZHAOKai，XUFei(SchoolofElectricalandInformationEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)*CorrP0gauthor，E-mail：luxiaoli0402(163．cornModeDecomposition(EEMD)．Then，thecoloniccontractilefrequency，motilityindexandtheaveragepeak

4、ofperistalticwavewereextractedtocharacterizethecolonicdynamicproperties．Finally，thefeatureparametersbetweenhealthyandconstipatedsubjectswerecomparedbyusingthettest．Analysisshowsthatthenumberofcontractionsandthemotilityindexesofhealthysubjectsaredifferentfromthatofthepatientswithconstipation(<

5、O．05)，andtheyhavestatisticallysignificancefordistinguishthehealthysubjectsandthepatientswithconstipation，buttheaveragepeakofperistaltic收稿日期：201410—15；修订日期：2014—12—3O．基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．60875061，No．31170968，No．30800235)；载人航天领域预研基金资助项目(No．010203)；上海市科委资助项目(No．09DZ1907400)光学精密工程第23卷络线的均值，可以抽取出

6、一系列有物理意义的本3数据处理方法征函数。假设测量信号为z(t)，经过IMF筛选后信号被分解为：数据滤波、提取特征值及信息评估是数据处I()一>：JMF(t)+r，(t)，(2)理的关键。在这里数据滤波通过阈值和EEMDl完成；滤波后从压力数据中提取收缩频率、动力指其中：IMF()代表第i个本征函数，()代表最数和平均收缩波峰值作为胃肠动力特征；信息评终的余量。估利用t检验完成。由于记录仪记录的是全消化在EMD分解过程中信号的间歇性可导致模道的胃肠道压力数据，为了取出结肠压力数据，需态混叠，即不同模式的振荡可能出现在一个IMF先对胃肠道压力数据进行分段。中或一个模式可以延伸到不同

7、的IMFs。为克服3．1胃肠压力数据分段模态混叠，这里选用了EEMD。EEMD分解信号根据pH值和时间信息，胃肠道压力数据可的步骤如下：分为胃、小肠、结肠压力三段数据。胶囊在胃内的(1)在原信号上添加幅度为￡的白噪声。通过时间从吞入胶囊开始到pH值有一个大的(2)对添加白噪声的信号进行EMD分解。跳变(从胃内酸性环境变为十二指肠碱性环境)，(3)转到步骤(1)，直到重复，＼『次EMD通常情况下是pH升高至3pHr1。小肠通过时分解。间指胶囊进入十二指肠到胶囊离开盲肠这段时(4)对