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相似文献
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1.
针对峰谷值法在低灌注下血氧饱和度测量准确度较低的缺点,采用了一种基于卷积建模测量血氧饱和度的改进方法。该方法基于脉搏波具有周期性和稀疏性的特性,通过对光电容积脉搏信号特征与其卷积信号特征进行分析,使用其卷积信号代替脉搏信号测量血氧饱和度。实验结果表明,提出的改进方法与峰谷值法在正常灌注指数下测量结果相近,且在低灌注指数至0.2%的条件下,峰谷值法平均偏差和准确度分别为5.304和3.296,改进方法的平均偏差和准确度分别为1.224和1.443,改进方法的测量精度更高、稳定性更好,为人体血氧饱和度测量提供了一种有效途径。  相似文献   

2.
光电容积脉搏信号的峰值点自动识别直接关系到无创血氧饱和度测量与脉搏波峰-峰间期提取的准确率。提出一种小波联合识别方法:基于小波多分辨率分析原理校正影响脉搏波峰值点幅值的基线干扰,再利用二次样条小波模极大算法自动识别峰值点。将该方法应用到自行研制的光电容积脉搏波测量系统中,对采集的信号进行了校正与峰值点识别,通过在信号中增加随机噪声以评价方法的稳定性与可靠性,然后利用10组实测数据,对比本方法与传统差分阈值法的峰值点识别准确率,进一步评价方法的有效性。结果表明:本方法在较好地消除了基线干扰的基础上,在染噪的信号中仍然会较精确地检测出脉搏波主波峰,具有较好的抗干扰能力,有利于提高血氧饱和度检测及峰-峰间期提取的准确性,从而有助于后期人体呼吸功能评价与心率变异性分析。  相似文献   

3.
在传统的血氧饱和度测量方法中,首先计算对数光电容积脉搏波交、真流成分的比值(R值),然后通过实验建立血氧饱和度值与R值的线性回归模型,旨在消除光程的影响,将个体差异的影响降至最小化,是一种基于Lambert-Beer定律的降维处理。当考虑散射时,这种以交、直流成分的比值作为自变量的降维处理方式损失了信息量,引入了系统误差,限制了测量的精度。为了减小这种影响,从透射光电脉搏波所含信息量的角度,提出了使用双波长对数光电容积脉搏波的峰值和谷值作为自变量与血氧饱和度值建立线性回归模型的新方法。从23名健康志愿者中获得133例光电脉搏波及血氧饱和度参考值样本,从中随机抽取90例作为建模集,另外43例作为预测集,对比了新方法和R值法的建模和预测结果。随机抽取建模集并预测10次,新方法和R值法的平均预测相关系数分别为0.890 6和0.846 8,平均预测均方根误差分别为0.889 6%和1.037 3%,结果表明新方法的预测效果优于传统R值法,使用四个特征量建立血氧饱和度预测模型,能够提高测量的稳定性和精度,对基于有限波长光谱数据建模测量人体血液生理参数有指导意义。  相似文献   

4.
基于光电容积脉搏波的方法可以用于人体血氧饱和度的无创检测,基于光电容积脉搏波测量时,由于信号采集过程中随机噪声等干扰,脉搏波信号中存在高频噪声,影响最终的血氧饱和度测量精度。提出采用基于连续均方误差(CMSE)准则的经验模态分解(EMD)法消除脉搏波信号中的高频噪声。利用自行研制的光电容积脉搏波采集装置采集脉搏波信号,应用该方法消除信号中高频噪声,并采用信号的频谱进行效果评价。结果表明:该方法有效消除了高频噪声,这将有利于人体血氧饱和度无创检测精度的提高。  相似文献   

5.
目前临床上血氧饱和度的无创检测主要基于双波长的脉搏血氧饱和度测量原理,但其检测精度仍然需要进一步的探究和完善。近年来,国内外的很多研究者采用三波长甚至八波长的方法测量血氧饱和度,从某种程度上减小了误差。动态光谱法作为一种新型血液成分无创检测方法,能消除受试者个体差异和测量环境等的影响,在血红蛋白浓度的无创检测研究中取得了很好的效果。基于动态光谱法对多波长下脉搏血氧饱和度检测进行了研究:对60名重症监护患者进行动态光谱采集以及动脉抽血分析血氧饱和度值;采用高灵敏度光纤光谱仪,采集受试者指端透射多波长下的光谱信息;以单拍提取法提取波长范围为606.44~987.55nm的动态光谱;以动脉血气分析中血氧饱和度值为参考真值,建立血氧饱和度与多波长动态光谱数据的组合间隔偏最小二乘校正模型;得到预测集的相对误差为±0.017 6,而两波长测量装置监护仪上得到的数据相对误差为±0.116 4。结果表明:利用高灵敏度光纤光谱仪采集多波长光谱信息,用动态光谱法进行数据预处理,进行多波长血氧饱和度检测,有效降低了血氧饱和度的测量误差。  相似文献   

6.
基于动态光谱的脉搏血氧测量精度分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
脉搏血氧仪具有连续、无创、快速、准确监测人体动脉血氧饱和度和心率的功能,现已在临床上发挥重要作用.脉搏血氧饱和度检测法结合分光光度测定法和容积描记法2个基本方法,用红光和红外光同时对手指及耳垂等组织照射和检测.红外光和红光的容积描记图的波幅比值,随动脉血氧饱和程度而变化.目前使用的脉搏血氧仪基本上采用的是传统的脉搏血氧饱和度检测方法,由于其结果受到测量原理,测量条件及个体差异等多方面因素影响,精度不能令人满意.文章从动态光谱的观点出发,通过分析传统脉搏血氧测量原理中产生误差的原因,从理论上推导出实现高精度脉搏血氧测量的方法.动态光谱方法在原理上具有抑制或克服个体差异和测量条件对检测光谱影响的优点.采用该方法可以消除脉搏血氧饱和度测量的理论上的绝大部分误差.  相似文献   

7.
心率是人身体健康的一个重要指标,从人脸视频中检测心率是一种正在快速发展的非接触式检测方法,但该方法的结果准确性易受光照变化及受试者头部运动等噪声影响。为了消除噪声影响,提高心率检测准确性,文章创新性地提出了一种新的思路:将光照变化和头部运动噪声作为目标进行趋势拟合并从相机原始信号中消除,以实现高信噪比的人体心率信号提取。为验证方法的可行性,以医用指夹式脉搏血氧仪的数值为参考心率,通过对比结果在参考心率处的平均信噪比和心率检测准确率,提出的方法相比POS方法提高了9.60%,37.19%;相比于ICA算法提高了48.48%,51.75%。实验结果表明,提出的新方法具有较好的去噪能力和较高的精准度。  相似文献   

8.
利用近红外光谱检测多层组织血氧饱和度的研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
高博  魏蔚  龚敏  王丽 《光谱学与光谱分析》2009,29(11):2922-2925
利用近红外光谱无创检测生物组织血氧饱和状态,是一种极富研究和应用前景的检测技术,在临床检测中被广泛应用.但常规临床检测应用于指端仅反映局部血氧饱和度信息,在使用中具有局限性,信号的可信度也存在质疑.该文提出了一种采用反射式脉搏血氧饱和度检测技术检测生物多层组织氧合状况的新方法,该方法通过调节入射光强以适应解剖学中生物组织多层结构的检测.应用该方法针对手指结构的实验结果表明,随着入射光强的改变,反映血氧饱和状态的光电脉搏波信号有显著变化.结合手指解剖学分析表明,光电脉搏波信号的变化与手指的多层面组织结构相对应,反映不同层面血氧饱和状态.这一特点表明,通过此法可以针对生物组织的多层结构进行测量.  相似文献   

9.
崔波  高博  龚敏 《光散射学报》2011,23(4):406-410
近红外光谱技术在血氧饱和度和血糖浓度的无损伤在体测量中得到了应用。本文利用基于反射式原理的红外光容积脉搏波对指尖和桡动脉进行了血管阻力等血流参数检测的研究。通过将提取到的光电容积脉搏波中峰峰值和特征K值参数与超声多普勒所测收缩期峰值血流速度和血管阻力参数进行相关性分析, 发现两者存在很强的相关性, 研究结果将扩展光电容积脉搏波在血流检测中的应用。  相似文献   

10.
心血管疾病已成为了人类的第一大杀手,心率作为表征心血管状况重要指标,其临床及日常监测对预防心血管疾病引起的猝死具有重要意义。设计了一个基于视频的非接触式运动状态下多人心率实时检测系统,通过人脸检测与人脸跟踪技术实现多人实时准确检测跟踪,并采用感兴趣区域自适应提取与ASF滤波算法,抑制了IPPG信号中的运动伪差,实现了高信噪比脉搏波信号提取。采用医用指夹式血氧仪进行对比实验,二者的均方根误差为4.1280BPM、相关系数为0.812。Bland-Altman分析结果显示,大多数点分布在95%的置信区间内,表明设计的心率监测系统与标准指夹式测量结果具有较好的一致性。  相似文献   

11.
范文萍  蒋晓芸 《物理学报》2014,63(14):140202-140202
研究了Caputo导数定义下带有分数阶热流条件的一维时间分数阶热波方程及其参数估计问题.首先,对正问题给出了解析解;其次,基于参数敏感性分析,利用最小二乘算法同时对分数阶阶数α和热松弛时间τ进行参数估计;最后对不同的热流分布函数所构成的两个初边值问题,分别进行参数估计仿真实验,分析温度真实值和估计值的拟合程度.实验结果表明,最小二乘算法在求解时间分数阶热波方程的两参数估计问题中是有效的.本文为分数阶热波模型的参数估计提供了一种有效的方法.  相似文献   

12.
苏理云  孙唤唤  王杰  阳黎明 《物理学报》2017,66(9):90503-090503
构建了一种在混沌噪声背景下检测并恢复微弱脉冲信号的模型.首先,基于混沌信号的短期可预测性及其对微小扰动的敏感性,对观测信号进行相空间重构、建立局域线性自回归模型进行单步预测,得到预测误差,并利用假设检验方法从预测误差中检测观测信号中是否含有微弱脉冲信号.然后,对微弱脉冲信号建立单点跳跃模型,并融合局域线性自回归模型,构成双局域线性(DLL)模型,以极小化DLL模型的均方预测误差为目标进行优化,采用向后拟合算法估计模型的参数,并最终恢复出混沌噪声背景下的微弱脉冲信号.仿真实验结果表明本文所建的模型能够有效地检测并恢复出混沌噪声背景中的微弱脉冲信号.  相似文献   

13.
In this paper, we perform theoretical and experimental studies of parameter estimation based on chaos feedback synchronization. The Chua chaotic system is applied as the original system, and its time series of a single variable is applied as a feedback variable to drive a simulative system. The simplex method is employed to minimize the synchronization error in the simulative system to iteratively approach the original system parameters. Furthermore, the effects of feedback function, feedback weight, and noise are investigated. The parameter estimation method based on feedback synchronization shows its robustness to noise perturbation. Finally, the circuit experiment of parameter estimation is implemented in order to examine its practical applicability. The original Chua circuit parameters can be well approached from its recorded time series of a single variable. The results show the parameter estimation method based on feedback synchronization may be capable of estimating real system parameters from a chaotic time series.  相似文献   

14.
郭力仁  胡以华  董骁  李敏乐 《物理学报》2018,67(15):150701-150701
利用激光探测微多普勒效应可以精确估计微动参数,有利于实现目标的准确分类和精细识别.运动目标的微多普勒效应是一种由多项式相位信号模型与正弦调频模型组成的混合信号.对于这类混合信号中的微动参数估计目前还未提出有效的方法.对此,本文提出一种基于分数阶傅里叶变换(Fr FT)的平动补偿方法,通过设计对Fr FT参数域的带宽搜索方法,可以从混合信号中精确估计平动参数,实现平动和微动的分离;通过设计静态参数粒子滤波器,从补偿后的信号中准确估计了微动参数;针对静态参数模型,采用马尔可夫-蒙特卡罗方法增加粒子多样性,并利用累积残差定义新的粒子权重计算函数,保证了算法在对多维参数估计时的快速有效收敛,避免了参数分别估计时误差传递的影响.通过仿真分析对比和实验数据,验证了本文所提补偿和参数估计算法的有效性.  相似文献   

15.
为实现长波红外无线激光通信,建立了基于脉宽调制的长波红外无线激光通信系统模型,对系统性能进行了分析,给出了系统误码率的计算公式.搭建了实验系统,对CO_2激光器的平均输出光功率随占空比的变化情况进行了分析,对不同占空比条件下接收端对应的激光平均脉冲宽度以及脉冲宽度受噪声影响的随机变化情况进行了分析,得到了激光输出平均光功率、平均脉冲宽度与占空比之间的关系,以及脉宽的分布规律,并将实验结果与理论分析结果进行了对比,在此基础上得到了脉宽最佳判决门限和系统各类工作参数同误码率之间的关系.结果表明,基于CO_2激光器的脉冲宽度调制能够实现长波红外无线激光通信.  相似文献   

16.
半经验关系与匹配场联合处理的爆炸声源快速定位   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
爆炸声源位置的快速准确获取对声源级测量和声传播计算具有重要意义。为了解决利用单一水听器进行爆炸声源定位时难以获得较好的定位效率和精度的问题,提出了一种基于半经验关系与匹配场联合处理的爆炸声源快速定位方法。首先通过爆炸声源满足的半经验关系,对爆炸位置进行预估,缩小匹配参数的搜索范围;同时,在基于多途时延差匹配定位理论的基础上,利用爆炸声源的半经验关系建立联合匹配定位方法,引入气泡脉动周期和冲击波峰值增加匹配物理信息,实现爆炸声源深度和距离精确反演。仿真分析与2013年南海水下爆炸声试验数据分析结果表明,一次气泡脉动周期与多途时延差的联合匹配可提高对爆炸声源深度的估计精度;冲击波峰值与多途时延差的联合匹配可提高对距离的估计精度。额外匹配量的引入减少了估计精度对接收阵元个数的依赖,能够实现用单阵元快速准确地进行爆炸源位置的估计。   相似文献   

17.
Cardiac elastography is a useful diagnostic technique for detection of heart function abnormalities, based on analysis of echocardiograms. The analysis of the regional heart motion allows assessing the extent of myocardial ischemia and infarction. In this paper, a new two-stage algorithm for cardiac motion estimation is proposed, where the data is taken from a sequence of 2D echocardiograms. The method combines the advantages of block-matching and optical flow techniques. The first stage employs a standard block-matching algorithm (sum of absolute differences) to provide a displacement estimate with accuracy of up to one pixel. At the second stage, this estimate is corrected by estimating the parameters of a local image transform within a test window. The parameters of the image transform are estimated in the least-square sense. In order to account for typical heart motions, like contraction/expansion, translation and rotation, a local affine model is assumed within the test window. The accuracy of the new algorithm is evaluated using a sequence of 500 grayscale B-mode images, which are generated as distorted, but known copies of an original ROI, taken from a real echocardiogram. The accuracy of the motion estimation is expressed in terms of errors: maximum absolute error, root-mean-square error, average error and standard deviation. The errors of the proposed algorithm are compared with these of the known block-matching technique with cross-correlation and interpolation in the sub-pixel space. Statistical analysis of the errors shows that the proposed algorithm provides more accurate estimates of the heart motion than the cross-correlation technique with interpolation in the sub-pixel space.  相似文献   

18.
《Ultrasonics》2005,43(1):57-65
Cardiac elastography is a useful diagnostic technique for detection of heart function abnormalities, based on analysis of echocardiograms. The analysis of the regional heart motion allows assessing the extent of myocardial ischemia and infarction. In this paper, a new two-stage algorithm for cardiac motion estimation is proposed, where the data is taken from a sequence of 2D echocardiograms. The method combines the advantages of block-matching and optical flow techniques. The first stage employs a standard block-matching algorithm (sum of absolute differences) to provide a displacement estimate with accuracy of up to one pixel. At the second stage, this estimate is corrected by estimating the parameters of a local image transform within a test window. The parameters of the image transform are estimated in the least-square sense. In order to account for typical heart motions, like contraction/expansion, translation and rotation, a local affine model is assumed within the test window. The accuracy of the new algorithm is evaluated using a sequence of 500 grayscale B-mode images, which are generated as distorted, but known copies of an original ROI, taken from a real echocardiogram. The accuracy of the motion estimation is expressed in terms of errors: maximum absolute error, root-mean-square error, average error and standard deviation. The errors of the proposed algorithm are compared with these of the known block-matching technique with cross-correlation and interpolation in the sub-pixel space. Statistical analysis of the errors shows that the proposed algorithm provides more accurate estimates of the heart motion than the cross-correlation technique with interpolation in the sub-pixel space.  相似文献   

19.
The filtering and predictive skill for turbulent signals is often limited by the lack of information about the true dynamics of the system and by our inability to resolve the assumed dynamics with sufficiently high resolution using the current computing power. The standard approach is to use a simple yet rich family of constant parameters to account for model errors through parameterization. This approach can have significant skill by fitting the parameters to some statistical feature of the true signal; however in the context of real-time prediction, such a strategy performs poorly when intermittent transitions to instability occur. Alternatively, we need a set of dynamic parameters. One strategy for estimating parameters on the fly is a stochastic parameter estimation through partial observations of the true signal. In this paper, we extend our newly developed stochastic parameter estimation strategy, the Stochastic Parameterization Extended Kalman Filter (SPEKF), to filtering sparsely observed spatially extended turbulent systems which exhibit abrupt stability transition from time to time despite a stable average behavior. For our primary numerical example, we consider a turbulent system of externally forced barotropic Rossby waves with instability introduced through intermittent negative damping. We find high filtering skill of SPEKF applied to this toy model even in the case of very sparse observations (with only 15 out of the 105 grid points observed) and with unspecified external forcing and damping. Additive and multiplicative bias corrections are used to learn the unknown features of the true dynamics from observations. We also present a comprehensive study of predictive skill in the one-mode context including the robustness toward variation of stochastic parameters, imperfect initial conditions and finite ensemble effect. Furthermore, the proposed stochastic parameter estimation scheme applied to the same spatially extended Rossby wave system demonstrates high predictive skill, comparable with the skill of the perfect model for a duration of many eddy turnover times especially in the unstable regime.  相似文献   

20.
针对大规模多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统信道估计中的导频设计问题,在压缩感知理论框架下,提出了一种基于信道重构错误率最小化的自适应自相关矩阵缩减参数导频优化算法.首先以信道重构错误率最小化为目标,推导了正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit, OMP)算法下信道重构错误率与导频矩阵列相关性之间的关系,并得出优化导频矩阵的两点准则,即导频矩阵列相关性期望和方差最小化;然后研究了优化导频矩阵的方法,并提出相应的自适应自相关矩阵缩减参数导频矩阵优化算法,即在每次迭代过程中,以待优化矩阵平均列相关程度是否减小作为判断条件,调整自相关矩阵缩减参数值,使参数不断趋近于理论最优.仿真结果表明,与采用Gaussian矩阵、Elad方法、低幂平均列相关方法得到的导频矩阵相比,本文所提方法具有更好的列相关性,且具有更低的信道重构错误率.  相似文献   

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