應(yīng)用非線性動力技術(shù)室顫算法研究及其實現(xiàn).pdf

1、心室顫動(VF)屬于惡性心律失常,是誘發(fā)心臟驟停猝死的重要因素之一。如果病人在4-6分鐘內(nèi)沒有被提供有效的救治如電除顫,它將導(dǎo)致病人在幾分鐘內(nèi)就是去自己的生命。但如果正常竇性心率(NSR)被誤檢為心室纖顫,仍然對病人進行電除顫治療,那么將對人體的心臟產(chǎn)生傷害。因此及時準(zhǔn)確的檢測出可電擊信號(包括VF、心率大于160bpmVT、VFL)是非常重要的。
　　本文根據(jù)室顫識別算法研究的需要。首先,介紹標(biāo)準(zhǔn)ANSI/AAMI DF80:2

2、003對于AED室顫檢測算法的要求和AHA數(shù)據(jù)庫、VF數(shù)據(jù)庫以及CU數(shù)據(jù)庫的心電信號分為可電擊信號的說明。其次根據(jù)企業(yè)工程應(yīng)用的需要,對非線性室顫檢測算法EMD算法、延時算法、SVM算法以及Hurst指數(shù)算法,時域室顫檢測算法TCSC算法以及頻域室顫檢測算法 DWT算法進行研究,并應(yīng)用軟件Matlab分別在AHA數(shù)據(jù)庫、VF數(shù)據(jù)庫和CU數(shù)據(jù)庫進行仿真實驗。根據(jù)實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),非線性室顫檢測算法中的EMD算法和Hurst指數(shù)算法對于電擊信號

3、和非電擊信號檢測的準(zhǔn)確性都不高,它們的靈敏度和特異性都與標(biāo)準(zhǔn)對于室顫算法的要求相差的較多。SVM算法的特異性較高但是它的靈敏度比較低,也就是SVM會將一些可電擊的信號檢測為不可電擊的,并且SVM算法的時間復(fù)雜度是所有算法中最高的。PSR算法的靈敏的很高但是它的特異性不高,也就是會將一部分的不可電擊的信號錯誤的檢測為可電擊的信號。對于時域室顫檢測算法TCSC算法對于部分心率偏小的心室纖顫會漏檢,但是對于室撲和幅值較大的室顫的檢測的準(zhǔn)確性還

4、是較好的,并且它的時間復(fù)雜度是實驗的算法中較小的。對于頻域室顫檢測算法DWT算法,它對于電擊信號檢測的準(zhǔn)確性比較低。并且所有算法對于心室停搏的檢測效果不好。最后由于考慮到心電信號可歸為非線性的,并基于上面的分析可以發(fā)現(xiàn),像 EMD算法、延時算法、SVM算法、Hurst指數(shù)算法等這些單一的算法對于室顫識別的效果并不理想,并不能達到AED標(biāo)準(zhǔn)對于室顫檢測算法靈敏度和特異性的要求,而且十秒的數(shù)據(jù)窗過于長,將會降低AED對于室顫識別的速度。進而

5、提出基于非線性的重構(gòu)算法并結(jié)合對改進的TCSC算法的新算法。該算法加入提前對心室停搏的檢測,以提高對室顫檢測的準(zhǔn)確性,將檢測的時間窗的長度縮短為6s,進而減少體外自動除顫儀AED對室顫分析的時間,并且該算法的靈敏度和特異性是比較高的。本文在對已有的室顫檢測算法進行研究和實現(xiàn)的基礎(chǔ)之上,提出一個主要基于非線性算法并結(jié)合了時域算法的室顫檢測算法。本文所提出的新算法的靈敏度和特異性都高出AED標(biāo)準(zhǔn)(ANSI/AAMI DF80:2003)對于