[发明专利]一种新型母胎心电分离方法

权利要求书

1.一种新型母胎心电分离方法，其特征在于：

首先，利用电极拾取孕妇腹部信号，并对拾取信号进行放大、数模转换、滤波等预处理；

然后，再利用概率性独立分量分析盲源分离技术对预处理后多导联的心电信号进行盲源分离处理，可得到胎儿心电信号，母体心电信号以及其他信号和干扰；

最后，根据需求显示纯净的胎儿心电信号，或将胎儿心电信号和母体心电信号同时显示，以便作对比。

2.根据权利要求1一种新型母胎心电分离方法，其特征在于：所述的概率性独立分量分析技术为：利用概率性独立向量分析算法对采集到母胎信号混合信号为7维                                               进行分离，首先利用奇异分解矩阵对母胎混合信号进行白化处理，确定分解有效空间K维，其公式如下：

，                                    （1）

其中，且，

然后进行白化，白化后的信号，且， 

将白化后的母胎混合信号7维分解为一个k维的PCs分量Y和一个加性高斯噪声n即

                                       （2）

其中，即独立信号源的个数不能超过采集信号的通道数，在此I表示单位矩阵，其基于最大相似密度估计，可以得到：

                                                     (3) 

                                           (4)

                                             (5)  

                                             （6）

正交矩阵为 为源信号S的K维特征向量， 为源信号S的特征向量的对角矩阵， 为  的(j,j)th 特征值,  R为正交旋转矩阵，此处，定义R为单位向量，

其次，k维的PCs分量利用独立分量分析技术进行分离，将母体心电信号与胎儿心电信号从腹部信号中提取出来，分离后的母体心电信号与胎儿心电信号S1可表示为

                                  （7）

其中是非高斯分量信号，利用负熵来度量信号的非高斯性，用负熵作为ICA的判别依据，负熵可定义为：

                                     （8）

其中表示信息源的信息熵，表示与具有相同协方差的高斯分布的信息熵，经典的估计负熵的方法是：

                          （9）

其中（）为非线性高阶函数：

                     （10）

                   （11）

                      （12）

利用负熵的ICA固定算法可知，最大就是最大，

利用求极值，其中，，

                    （13）

其中，是的导数，在约束条件下，得到

                   （14）

为了有号的收敛性，使用牛顿迭代算法，得到提取独立分量ICA快速算法，

         （15）

             （16）

利用式16对进行归一化更新，

其具体步骤为：

选择一个具有单位范数的初始化（可随机选取）向量，

利用式15更新，

利用式16对进行标准化，

如果尚未收敛，则返回步骤2），直到收敛位置，

5）则胎儿母体分离后的集合。