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基于多分辨分析的食道动态pH监测信号去噪算法

  来源:120online      日期:2007-05-09
生物医学工程学杂志1999年第3期第16卷论著作者:王 磊 郑崇勋 原峻峰 宋 磊单位:西安交通大学生物医学工程研究所,西安 710049关键词:动态食道pH监测;多分辨分析;数字信号处理;去噪算法...

  记录器电噪声。由于空间杂散电磁场能从传感器和电路部分耦合入信号通道,且在模拟电路 处理后仍有一定残留并形成噪声。该噪声可认为是平稳白噪声,同时由于pH传感器所获得的 电信号较强(数百毫伏),其影响较小。

  传感器偶然脱离食道内容物而引起的散点噪声。在监测过程中传感器导管是置于食道内的, 因此当出现电极头脱离食道内容物时会引起测量回路的空载,导致信号迭加上散点状的干扰 噪声,由于目前临床上将食道pH<4判断为发生胃食道返流,故这种噪声的出现将直接导致 错误的诊断。

  外参比式传感器引入的皮肤-粘膜低频漂移噪声[1,2]。由于内参比式传感的成本 高、对保存和运输的要求高、尚无完善的消毒措施等原因,目前临床上广泛使用的仍为外参 比式传感器。然而,因为其参比电极是皮肤贴片电极,相当于在测量回路内串联了皮肤和食 道粘膜等人体组织,故皮肤电位和跨食道粘膜电位的波动会引入噪声,由于该噪声随人体和 环境而变化,较难定量描述,但实验表明有相当比例的食道动态监测信号出现至少是短时期 的监测失效(指噪声引起的测量误差折合0.5pH以上)。

  图1所示为一例搀杂有上述噪声的食道动态pH监测信号,可以看出在许多测量过程中极易引 入的高斯白噪声,对食道动态pH监测信号的影响并不大。



图1 具有上述噪声的食道动态pH监测信号

  Fig 1 Noised dynamic esophageal pH monitorying signal

  2 监测信号和噪声的实验分析

  我们通过模拟实验来分析散点噪声:将传感器置于装有pH=4缓冲液的试管内静置 1 min,然后在缓冲液中摇动传感器3 min,之后搅动缓冲液约4 min,接着将传感器不断提 出/放入试管4 min,最后恢复初始状态。实验表明散点噪声的分布密度与摇动、晃动的程度 有关,同时也能观察到低幅的记录器电噪声(见图2)。



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