经络穴位心电信号的特征提取与模式挖掘

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经络学说是中医理论的重要部分之一,对经络的研究可以加深对其认识,发现经络在针灸治疗上的指导作用,为今后针灸穴位治疗相应疾病作一定参考。心电信号是心脏活动的反映,是诊断心血管疾病的重要依据之一。对心电特征的研究,对心脏疾病的诊断以及心脏活动的活动规律有很好的参考作用。而目前对经络穴位心电信号研究尚属空白,对经络穴位点进行电刺激穴位心电信号特征变化研究暂时还没有。为研究经络穴位点与非穴位点之间的差异,以及电刺激经络穴位人体心电特征变化规律。本文主要针对在经络穴位点处心电信号进行研究分析,研究的主要内容包括:经络穴位-非穴位点处无激励心电信号能量特征提取以及比较分析,电激励穴位点心电信号噪声的去除以及穴位心电信号特征提取分析。
  虽然经络穴位是客观存在的,但经络穴位的本质目前还没有科学的论证。为研究经络穴位点与非穴位点之间的差异,本文设计经络穴位-非穴位点心电信号采集实验,通过对人体手厥阴心包经及手太阴肺经上穴位-非穴位点心电采集,将采集到的心电信号进行3层小波包分解,提出一种基于Shannon熵能量的心电特征提取方法。将得到的穴位-非穴位点心电信号熵能量特征进行对比发现,穴位点处心电信号基频能量明显大于非穴位点心电信号基频能量,并对数据进行聚类分析,也验证穴位-非穴位点之间的差异。这一特征可以作为区分穴位点与非穴位点的有力依据。
  针灸经络能够对一些疾病进行治疗或能有效改善疾病症状,为研究对经络穴位点受电刺激后人体穴位心电信号特征变化,本文设计对人体手厥阴心包经上内关穴进行电刺激心电信号特征变化实验。对经络穴位点进行电刺激以后,人体心电信号夹杂一些外界噪声以及电刺激噪声,首先对心电信号进行滤波处理,主要滤除心电信号中工频干扰、基线漂移、高频噪声等,滤波过程主要采用陷波法、小波分解、小波阈值等方法进行穴位心电信号滤波。通过对穴位心电信号预处理,得到清晰的心电信号,为下一步穴位心电信号特征提取做一定基础工作。
  为研究在激励条件下穴位心电信号特征变化,对穴位心电信号进行特征提取。根据上一步滤波后数据进行特征提取,提取到心电信号R波波峰值、T波波峰值、RR间期、QRS波宽、ST位移、ST斜率等特征,主要采用差分阈值法、J点定位法等进行特征提取。通过特征比较发现,电刺激穴位点时,穴位点心电信号中心率、T波幅值、ST段位移、ST段斜率都有一定变化,当电刺激频率一定时,穴位心电信号特征变化量均方差随着电刺激幅度的增加而变大,同时电刺激幅度一定时,电刺激频率的变化也相应的影响着穴位心电信号特征变化量均方差的改变。这为针灸经络治疗冠心病提供一定的参考。
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经络理论起源于我国的古代,根据中医理论,经络理论是研究人体经络的生理功能、病理变化及其与脏腑相互关系的学说,是中医学理论体系的重要组成部分之一。人们从古到今对经络进行认知和探索,人们通过对穴位按压、刺激或针灸等方法来治疗疾病,然而对于经络之间是存在何种关系,目前还在进一步研究当中。  本文首先分析研究经络研究的现状、背景、意义,阐述经络的本质,然后主要以手太阴肺经和手厥心阴包经为特例,通过对穴位点
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