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用于心脏电活动成像的空间滤波器输出噪声抑制方法

周大方 张树林 蒋式勤

用于心脏电活动成像的空间滤波器输出噪声抑制方法

周大方, 张树林, 蒋式勤
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  • 利用人体表面测量的心脏磁场数据无创成像心脏电活动,需要解决的关键问题是提高其重建分布电流源偶极矩强度的分辨率.本文在最小方差波束成形(MVB)方法的基础上,提出了一种可抑制空间滤波器输出噪声功率增益(SONG)的波束成形方法,目的是通过构造一种新的滤波器权矩阵,约束空间滤波器的输出噪声功率增益,提高重建分布电流源偶极矩强度的分辨率,即分布电流源空间谱估计的源分辨能力,从而增强心脏电活动磁成像的分辨率.文中给出了电流源重建的理论分析和仿真结果;比较了该方法与MVB方法的差别;并给出了两个健康人36通道心脏磁场数据的电活动成像.结果表明,SONG方法分辨电流源的能力较强,能够观察到心脏电磁场信号R峰时刻健康人的心室电活动较强,心房电活动较弱等特征
      通信作者: 蒋式勤, sqjiang@tongji.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:60771030)、国家高技术研究发展计划(批准号:2008AA02Z308)、上海市科学技术发展基金(批准号:08JC1421800)和中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室开放项目(批准号:SKL2013010)资助的课题.
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    van Veen B, van Drongelen W, Yuchtman M, Suzuki A 1997 IEEE Trans. Biomed. Eng. 44 867

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    Kim K, Kim D, Shim E, Lee Y, Kwon H, Park Y 2007 Proceedings of the Joint Meeting of the 6th International Symposium on Noninvasive Functional Source Imaging of the Brain and Heart the International Conference on Functional Biomedical Imaging Hangzhou, China, October 1214, 2007 p316

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    Malmivuo J, Plonsey R 1995 Bioelectromagnetism: Principles and Applications of Bioelectric and Biomagnetic Fields (New York: Oxford University Press) p165

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    Durrer D, van Dam R T, Freud G E, Janse M J, Meijler F L, Arzbaecher R C 1970 Circulation 41 899

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    Pesola K, Nenonen J 2000 Proceedings of the 12th International Conference on Biomagnetism Espoo, Finland, August 1317, 2000 p835

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    Nenonen J, Pesola K, Hnninen H, Lauerma K, Takala P, Mkel T, Mkijrvi M, Knuuti J, Toivonen L, Katila T 2001 J. Electrocardiol. 34 37

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出版历程
  • 收稿日期:  2018-02-06
  • 修回日期:  2018-04-08
  • 刊出日期:  2018-08-05

用于心脏电活动成像的空间滤波器输出噪声抑制方法

  • 1. 同济大学电子与信息工程学院, 上海 201804;
  • 2. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 信息功能材料国家重点实验室, 上海 200050
  • 通信作者: 蒋式勤, sqjiang@tongji.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:60771030)、国家高技术研究发展计划(批准号:2008AA02Z308)、上海市科学技术发展基金(批准号:08JC1421800)和中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室开放项目(批准号:SKL2013010)资助的课题.

摘要: 利用人体表面测量的心脏磁场数据无创成像心脏电活动,需要解决的关键问题是提高其重建分布电流源偶极矩强度的分辨率.本文在最小方差波束成形(MVB)方法的基础上,提出了一种可抑制空间滤波器输出噪声功率增益(SONG)的波束成形方法,目的是通过构造一种新的滤波器权矩阵,约束空间滤波器的输出噪声功率增益,提高重建分布电流源偶极矩强度的分辨率,即分布电流源空间谱估计的源分辨能力,从而增强心脏电活动磁成像的分辨率.文中给出了电流源重建的理论分析和仿真结果;比较了该方法与MVB方法的差别;并给出了两个健康人36通道心脏磁场数据的电活动成像.结果表明,SONG方法分辨电流源的能力较强,能够观察到心脏电磁场信号R峰时刻健康人的心室电活动较强,心房电活动较弱等特征

English Abstract

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