發(fā)布時(shí)間：2020-08-13 09:24

【摘要】：心臟猝死(Sudden cardiac death-SCD,簡(jiǎn)稱猝死)是心血管疾病死亡的主要原因之一,已成為人們首要關(guān)注的健康問(wèn)題。其中,約80%的SCD又是由于室顫(VF)或持續(xù)性室速(VT)等最惡性心律失常所導(dǎo)致的。目前,在最短的時(shí)間內(nèi)對(duì)患者實(shí)施電擊除顫(electric defibrillation-ED,簡(jiǎn)稱除顫)是臨床上唯一可靠并被廣泛使用的室顫轉(zhuǎn)復(fù)方法。然而,由于SCD的突發(fā)性和隨機(jī)性,而其中絕大部分的病發(fā)患者又遠(yuǎn)離醫(yī)院,因此常常因無(wú)法獲得及時(shí)的救治,而失去寶貴的生命。1997年首臺(tái)全自動(dòng)體外除顫器(AED)的出現(xiàn),使得這一窘狀得以革命性的改變,普通民眾可在沒(méi)有任何醫(yī)學(xué)知識(shí)的情況下對(duì)院外心臟驟�；颊邔�(shí)施及時(shí)的除顫救助,大大提高了惡性心律失常患者的存活率。同時(shí),為了盡早監(jiān)測(cè)和預(yù)防惡性心律失常的發(fā)生,對(duì)于具有潛在心律失�；颊叩男碾姴ㄐ螌�(shí)施遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù),以盡早發(fā)現(xiàn)異常征兆和并給予及時(shí)的告警或救助,亦將有效降低院外SCD的死亡率。因此,無(wú)論是對(duì)于具有自動(dòng)感知、自動(dòng)判斷及自動(dòng)除顫的AED,還是院外高危心臟病患者的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和早期預(yù)警的心電監(jiān)護(hù)系統(tǒng),其中對(duì)于異常的心電波形的全自動(dòng)分析和惡性心律失常的快速識(shí)別,是需要探索和解決的重點(diǎn)及難點(diǎn)。本文的主要工作圍繞異常心電波形中非致命性失常心律的實(shí)時(shí)監(jiān)護(hù)和致命性失常心律的電擊除顫,主要開展了如下三方面的研究和探討。首先,給出了心電信號(hào)的產(chǎn)生原理、心電信號(hào)波形特點(diǎn)以及心電標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù),并針對(duì)心電信號(hào)采集過(guò)程中各種干擾和噪聲,給出了本文設(shè)計(jì)的數(shù)字濾波方法及其濾波效果。其次,基于傳統(tǒng)心電信號(hào)的QRS波的檢測(cè)方法存在的不足,提出了一種基于差分閾值的QRS波的自動(dòng)檢測(cè)新方法;在MATLAB和STM32嵌入式監(jiān)護(hù)系統(tǒng)下分別設(shè)計(jì)和移植了相應(yīng)的算法,并基于MIT-BIH心律失常標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù),開展了相應(yīng)的算法性能仿真分析和實(shí)驗(yàn)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示,該算法的QRS波檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確率分別達(dá)到了99.69%和99.32%;與已有算法相比,本方法在滿足心電監(jiān)護(hù)實(shí)時(shí)性要求的同時(shí)且具有更好的QRS波檢測(cè)靈敏度和準(zhǔn)確率。同時(shí),具有上述QRS波檢測(cè)的基礎(chǔ)上,本文進(jìn)一步使用粗糙集理論,對(duì)臨床常見的13種非致命性失常心律進(jìn)行了分析,并給出了相應(yīng)的判別標(biāo)準(zhǔn)。最后,基于柵條投影和斜率變異度理論,提出了四種結(jié)合時(shí)頻域特征分析的可電擊復(fù)律心律的自動(dòng)識(shí)別新方法,并在MATLAB環(huán)境下設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的算法;同時(shí),建立了約10萬(wàn)余條的可電擊心律數(shù)據(jù)庫(kù),并完成了相應(yīng)的算法性能仿真測(cè)試;測(cè)試評(píng)估結(jié)果表明:本算法不僅達(dá)到美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(AHA)所建議的AED決策的性能要求,而且和已有的HILB算法相比,表現(xiàn)出更優(yōu)的分類性能和更少的計(jì)算時(shí)間。本文的研究是心電監(jiān)護(hù)及早期預(yù)警、心律感知和AED自動(dòng)除顫的核心技術(shù),相關(guān)研究成果對(duì)于復(fù)雜心律失常的心電自動(dòng)分析和快速識(shí)別具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用前景,尤其對(duì)于研制和開發(fā)具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的心電監(jiān)護(hù)及自動(dòng)除顫裝置具有重要科學(xué)價(jià)值和社會(huì)意義。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：R541.78;TN911.7

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本文編號(hào)：2791815