齐鲁医学生医讯号处理心电图瞬时频谱与形态学分析

1、生醫訊號處理心電圖瞬時頻譜 與 形態學分析報告：包舜華2007/10/172021/9/301簡報大綱PART ONEECG： 時頻分析 / 瞬時頻譜 / 型態分析PART TWOPWV 與 ABP之間的生物力學關係2021/9/302什麼是頻譜分析？光譜2021/9/303什麼是頻譜分析？傅立葉轉換 （FT）加入窗戶（window）的傅立葉轉換 HHT2021/9/304傅立葉轉換 正交性質 1 Sin(t) x Sin(t)Sin(t) x Sin(2 t)Sin(t) x Sin(3 t)2021/9/305傅立葉轉換 正交性質 2 Sin(2 t) x Sin( t)Sin(2 t)

2、x Sin(2 t)Sin(2 t) x Sin(3 t)2021/9/306傅立葉轉換 正交性質 3 Sin( t) x Cos( t)Sin( t) x Cos(2 t)Sin( t) x Cos(3 t)2021/9/307傅立葉轉換 2021/9/308範 例 = -3.04 x = -1.59 x 2021/9/309 5 個 sin 與 cos 所組成10 個 sin 與 cos 所組成20 個 sin 與 cos 所組成2021/9/3010傅立葉分析 的物理意義 振盪 34 次的正弦波能量最多.其次為振盪 78 次的正弦波與餘弦波.2021/9/3011加入窗戶（window）

3、的傅立葉轉換可獲得 120sec 時刻的頻譜(不過時間解析度很差).現在 120sec 時刻的時間解析度提高了(不過頻譜解析度卻很差).測不準原理 !通常window不會使用方波, 會使用 高斯分佈2021/9/3012加入window 的傅立葉轉換2021/9/3013結 論 傅立葉轉換是假設所有函數都是正弦(sin)與餘弦(cos)為基底的組合函數。 小波轉換是假設所有函數都是由特定基底的組合函數，而且改良傅立葉轉換對於時間與頻譜的解析度。理論上很好，但是特定基底怎麼找好呢？ 問題：既然都由線性的基底組成，那函數也都是線性的，如何描述非線性的系統呢？2021/9/3014Hilbert-H

4、uang Transform (HHT) 2021/9/3015Step 12021/9/3016Step 22021/9/3017Step 32021/9/3018Step 42021/9/3019Step 5 2021/9/3020Step 62021/9/3021Final 2021/9/3022RRI 的 HHT(1) 將 RRI 進行 Resample(2) HHT 分解(3) 計算每一個模態的頻譜(4) 統計頻譜2021/9/3023使用 HHT的優點如果 紅色區域的 FFT 頻譜要正確:(1)我們必需假設分析的資料是週期的。(2)資料室等間距的。2021/9/3024ECG 的

5、morphologyCombining ECG Metrics：Arrhythmia (with beat-to-beat changes but no morphological changes) cant be recognized due to Algorithm imperfection.Evaluate MV in a prospective study on a large population of patients.Look closely at role of MV in predicting sudden cardiac death.Use MV to quantify t

6、he effect of treatments (e.g., pharmacology, surgery etc.)Use codebook to encode ECG signal into series of meaningful codes2021/9/3025Dynamic Time Warping 12021/9/3026Dynamic Time Warping 22021/9/3027DTW 物理意義DTW= | 紅線 藍線 |2021/9/3028ECG 的形態分類2021/9/3029 A patient with ventricular bigeminyA patient w

7、ith ventricular trigeminy A rhythm of 4 units corresponding to an ectopic atrial rhythm 2021/9/3030 A patient with recurrent tachyarrhythmic episodes. These episodes appear in the raw tracing as dense regions, corresponding to an increased number of heart beats during these periods owing to faster h

8、eart rate Raw ECG tracing, symbolic signal and entropy taken over 30 second windows for a patient with atrial fibrillation. As in Figure 5, atrial fibrillation in the raw tracings corresponds to the dense regions 2021/9/3031 壓力波速與血管硬度C： 血壓波行走的速度 (m/sec)：血液的密度 (kg/m3)h：動脈壁厚度 (m)D：動脈直徑 (m)2021/9/3032如何計算動脈硬度 E同步局部微調Foot - to - foot2021/9/3033部分受測者的 E（動脈硬度）隨著血壓越高而增加。導致當血壓力增大時，動脈壓力波速明顯增快，因此 PTT 與 壓力大小成反比。2021/9/3034One-Point PWV 檢測技巧 2021/9/3035 Pulsed Doppler 單點壓力波速改良方法二維軸對稱管流2021/9/3036血壓與血流的關係 2021/9/3037NonInvasive BP monitering藍色：A-Line測得 ABP的收縮壓紅色：理論估算之收縮壓Less than of data can be correlate