医学信号处理原理和方法

,单击此处编辑母版标题样式,#,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,医学信号处理原理和方法,医学信号处理原理和方法,第1页,第八讲信号时域测量,时域测量常见算法,手工测量和自动测量,信号测量举例,医学信号处理原理和方法,第2页,时域测量常见算法,医学信号处理原理和方法,第3页,信号微分（差分）,二点公式,f(a)=(-f(a)+f(a+h)/h,三点公式,f(a)=(-f(a-h)+f(a+h)/(2*h),医学信号处理原理和方法,第4页,微分（差分）计算图解,医学信号处理原理和方法,第5页,信号积分,梯形公式,S=(f(a)+f(b)*(b-a)/2,辛卜生,(Simpson),公式,S=(f(a)+4f(c)+f(b)*(b-a)/6,柯特斯,(Cotes),公式,S=(f(a)+32(d)+12f(c)+32f(e)+f(b)*(b-a)/90,医学信号处理原理和方法,第6页,梯形积分与柯特斯积分比较,医学信号处理原理和方法,第7页,插值常见方法,（,1,）线性插值,（,2,）拉格朗日插值,（,3,）牛顿向前和向后插值,（,4,）司帝林插值,（,5,）贝塞尔插值,（,6,）三次样条插值,医学信号处理原理和方法,第8页,线性插值和拉格朗日插值公式,医学信号处理原理和方法,第9页,拉格朗日插值多项式图示,医学信号处理原理和方法,第10页,手工测量和自动测量,1,、手工测量,医学信号处理原理和方法,第11页,2,、自动识别,周期和波群判断方法,幅度单阈值法。,幅度双阈值法。依据信号最大值和最小值，确立上、下二个判断阈值,G1,和,G2,G1=Pmin+(Pmax-Pmin)/4,G2=Pmax-(Pmax-Pmin)/4,综合判别法（包含：幅度、改变率、时程等）,医学信号处理原理和方法,第12页,周期判断图解,医学信号处理原理和方法,第13页,测量实例,（一）血压波测量,心动周期判别和,HR,计算,HR=60,000,/t(beats/min),若血压波改变多，对周期判别造成困难，可将血压波作微分运算，然后依据微分值来检测心动周期。,收缩压、舒张压和平均压,平均压,=,舒张压,+(,收缩压,-,舒张压,)/3,N2,平均压,=,BP(i),/(N2-N1+1),i=N1,医学信号处理原理和方法,第14页,（二）心电图测量,经典正常心电模式图,医学信号处理原理和方法,第15页,五种试验动物心电图间期均值,猴 兔豚鼠大鼠小鼠,P,波,(s)0.0370.0310.0200.0170.070,P-R,间期,(s)0.0780.0680.0630.0480.120,QRS,波,(s)0.0370.0420.0130.0130.060,Q-T,间期,(s)0.2000.1400.1300.0740.210,S-T,间期,(s)0.078,T,波,(s)0.0370.0650.0440.0630.056,心率,(,次,/min)215 247 261 385,医学信号处理原理和方法,第16页,心电图自动识别方法举例,Caceres,自动识别,QRS,波各顶点方法,采样率为,625,次秒，测量导联为,、,3,导联。,R,波顶点：依据微分值来确定,R,波出现。假如在,最大负微分值前,0.128,秒,（,80,个采样点）内存在微分值大于,9.375mV/s,点，则认为有,R,波存在，然后在该点后,40,个样点内找到最大点定为,R,波顶点。,S,波顶点：若在,最大负微分值后,0.128,秒,（,80,个采样点）内存在微分值大于,3.75mV/s,点，则认为有,S,波存在，其顶点在该点前,50,个样点内幅值最小处。,Q,波顶点：在,R,波顶点前,0.0080.056,秒,（,535,个采样点）内找到幅值最小点，定为,Q,波顶点。,医学信号处理原理和方法,第17页,（三）脉搏波分析,脉像研究,a.D/H,值 反应血管弹性,b.,谱分析 中心频率,(Fc),和,ER,值,ER=E1/(E2+E3+E4+E5),E1:1-10Hz,能量,E2:10-20Hz,能量,E3:20-30Hz,能量,E4:30-40Hz,能量,E5:40-50Hz,能量,医学信号处理原理和方法,第18页,（,四）心肌动作电位,振幅,C,点与,A,点对应值差值,静息电位,A,点对应值,超射幅度,C,点对应值,APD10,复极到,10%,间隔时间,APD20,复极到,20%,间隔时间,APD50,复极到,50%,间隔时间,APD90,复极到,90%,间隔时间,APD50/APD10,最大上升速度,A,、,C,间上升速度最大值,最大复极速度,C,、,B,间复极速度最小值,复极化平均斜率,C,、,B,间复极速度平均值,医学信号处理原理和方法,第19页,（五）肌肉收缩单波测量,Tmax,：收缩最大张力,:A,、,B,区域间最大值,Tmin,：舒张最小张力,:A,、,B,区域间最小值,T,：张力增量,:A,点对应值与,Tmax,差值,STI,：收缩间期,:A,点到,Tmax,对应点间隔时间,DTI,：舒张间期,:Tmax,对应点到,Tmin,对应点间隔时间,DTI50,：舒张,50%,间期,:,肌肉开始舒张到舒张,50%,间隔时间,DTI90,：舒张,90%,间期,:,肌肉开始舒张到舒张,90%,间隔时间,+dT/dt max:,肌肉收缩时张力最大改变速率,-dT/dt max:,肌肉舒张时张力最大改变速率,t-dT/dt max:,肌肉开始收缩至发生,dT/dt max,间隔时间,医学信号处理原理和方法,第20页,（六）呼吸波测量,最大呼气峰压,A,、,C,间最大值,最小吸气谷压,A,、,C,间最小值,+dP/dt max,从谷压点到峰压点上升速度最大值,-dP/dtmax,从峰压点到,C,点下降速度最小值,呼气间期,B,、,C,间隔时间,吸气间期,A,、,B,间隔时间,呼吸时比呼气,/,吸气间期,平均呼气压,B,、,C,间平均值,平均吸气压,A,、,B,间平均值,呼吸频率 由,A,、,C,为一个周期计算出频率,医学信号处理原理和方法,第21页,