[发明专利]一种时-频-非线性多维体表胃电特征提取方法

说明书

本发明公开了一种时‑频‑非线性多维体表胃电特征提取方法，所述方法包括如下步骤：1)采集体表胃电信号；2)对采集到的体表胃电信号进行预处理，以得到所需的胃电信号数据；3)从预处理后的胃电信号数据中提取时域特征；提取频域特征；提取非线性特征；4)对提取的时域特征、频域特征、非线性特征进行统计学分析，筛选出最优特征，组合成时‑频‑非线性多维特征向量；5)用支持向量机(SVM)分类器对时‑频‑非线性多维特征向量进行分类。本发明能够从多个维度进行体表胃电特征的提取，所提取的特征参数能够更好地表征胃电，为功能性消化不良、肠易激综合征等胃肠疾病的早期诊断评估提供了一种可行的技术方案。

技术领域

本发明涉及胃电数据分析技术领域，具体涉及一种时-频-非线性多维体表胃电特征提取方法。

背景技术

体表胃电(EGG)是评估人体胃肠功能最理想的指标，它是胃肠蠕动与收缩的重要表征。它作为一种非线性、非平稳信号，具有频率(3次/分钟)极低、信号极微弱的特点，在信号记录过程中容易受到心电、呼吸等信号的干扰，因此，体表胃电信号的数据分析是一个难点。

特征提取是数据分析中的重要环节，现有的体表胃电分析大多数是基于短时傅里叶变换(STFT)提取时域、频域特征参数的，目前临床上主要依据1999年中华医学会颁布的《胃电图检查及评判标准(草案)》来对体表胃电的检查结果进行评估，局限于当时的技术条件，该方法所提取的特征参数较为单一，仅包括主频、主功率百分比、正常慢波节律百分比以及胃动过速/过缓节律百分比等特征参数，不能全面的反映体表胃电信号的整体信息。因此，对现有的体表胃电特征提取方法做出改进是很有必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种时-频-非线性多维体表胃电特征提取方法，该方法是一种基于时域、频域以及非线性三个维度的体表胃电特征参数提取的方法，相比于传统的基于短时傅里叶变换及1999年评判标准草案提取胃电参数的方法(传统方法)，该方法不仅表征性强、稳定性高，而且能够有效提高体表胃电信号的识别率。

为了实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种时-频-非线性多维体表胃电特征提取方法，所述方法包括如下步骤：

1)采集体表胃电信号；

2)对采集到的体表胃电信号进行预处理，以得到所需的胃电信号数据；

3)从预处理后的胃电信号数据中提取时域特征：积分胃电值、均值、均方根值以及标准差；提取频域特征：主频、平均幅值频率以及中值频率；提取非线性特征：样本熵、近似熵、模糊熵以及李雅普诺夫指数；

4)对提取的时域特征、频域特征、非线性特征进行统计学分析，筛选出最优特征，组合成时-频-非线性多维特征向量；

5)用支持向量机(SVM)分类器对时-频-非线性多维特征向量进行分类。

其中，步骤1)中，对采集到的体表胃电信号进行预处理，所采用的方法为经验模态分解，通过该方法将数据分解为多个模态，筛选出属于胃电成分的模态，将这些胃电有效模态相加得到重构胃电信号。

本发明方法的关键性在于：经过多次试验发现，时-频-非线性多维特征向量相比于传统方法所提取的特征向量能够更全面的表征胃电信号的特征信息，能够有效提高胃肠疾病诊断的准确率。

本发明的有益效果在于：本发明方法能够从多个维度进行体表胃电特征的提取，所提取的特征参数能够更好地表征胃电，为功能性消化不良、肠易激综合征等胃肠疾病的早期诊断评估提供了一种可行的技术方案。

附图说明

图1是本发明一种时-频-非线性多维体表胃电特征提取方法的方法流程图；

图2是本发明中EMD的方法流程图。